Avaliação do co-tratamento da mistura de água impactada com drenagem ácida de minas e efluente têxtil seguido por processo UV/H2O2

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2024.

A drenagem ácida de minas (DAM) é considerada um dos principais poluentes da água em países que possuem atividades de mineração, afetando os corpos hídricos e gerando água impactada por minas (AIDAM), rica em metais, sulfatos e acidez. Uma estratégia de tratamento sustentável é combinar drenagem ácida de minas com outros efluentes, como os da indústria têxtil, usando os metais da AIDAM como material para a coagulação dos efluentes, uma abordagem sinérgica e promissora em termos de remoção de poluentes. Dessa forma a proporção de volume entre os efluentes também afeta a eficiência de redução de cor, turbidez do efluente têxtil, assim como afeta a eficiência da remoção. O delineamento metodológico consistiu inicialmente no processo de co-tratamento por meio da proporção dos volumes do efluentes, consistindo na mistura dos efluentes para a coagulação, esta etapa foi realizada em teste de jarros a velocidade de 35 rpm pelo tempo de 10 min. Após o processo sucedeu a avaliação toxicológica para determinar os níveis toxicológicos da mistura dos efluente resultante. Em seguida foi realizado ensaio de UV/H2O2 utilizando o sobrenadante do co tratamento com lâmpada a vapor de mercúrio de 125W/m², após o processo foi avaliada a toxicidade do efluente para determinação dos níveis finais de toxicidade. A eficiência dos processos foi avaliada conforme parâmetros de pH, cor e turbidez, considerando o pH mais neutro, a cor e a turbidez mais próximas ao zero como mais eficiêntes. Foram testadas diferentes proporções de volume:volume de DAM com efluente têxtil (1:1, 2:1, 4:1, 1:2 e 1:4) e AIDAM com efluente têxtil (1:1, 2:1, 3:1, 1:2, 1:4, 3:4 e 3:2) para a comparação de resultados e eficiência do processo. Obteve-se melhores resultados para o co-tratamento utilizando AIDAM, quando comparada a DAM. A proporção que obteve melhor resultado foi AIDAM:Têxtil (3:1) com remoção de 92,14% da cor verdadeira, pH de 5,29 e turbidez de 3,95 NTU, além do consumo dos metais no processo de coagulação com redução de 95,00% do ferro total e 99,81% do alumínio. Para o processo UV/H2O2 obteve-se cor verdadeira final de 15,60 mgPt-Co/L e eficiência de remoção de 86,32% em relação a cor antes do processo UV/H2O2, além da remoção de ferro, alumínio, zinco, cromo, manganês, sulfatos e cobre, com pH final de 6,41. O co-tratamento de AIDAM seguido por processo de UV/H2O2 não apresentou toxicidade aguda e crônica para sementes de alface (Lactuca sativa) e pepino (Cucumis sativus), além de estar adequada em todos os padrões nas resoluções CONAMA 357/2005, 430/2011 e CONSEMA 181/2023.

Abstract: Acid mine drainage (AMD) is considered one of the main water pollutants in countries that have mining activities, affecting water bodies and generating mine-impacted water (MIW), rich in metals, sulfates and acidity. A sustainable treatment strategy is to combine acid mine drainage with other effluents, such as those from the textile industry, using MIW metals as material for effluent coagulation, a synergistic and promising approach in terms of pollutant removal. Therefore, the volume ratio between the effluents also affects the efficiency of reducing color and turbidity of the textile effluent, as well as affecting the removal efficiency. The methodological design initially consisted of the co-treatment process through the proportion of effluent volumes, consisting of mixing the effluents for coagulation, this step was carried out in a jar test at a speed of 35 rpm for a period of 10 min. After the process, a toxicological assessment took place to determine the toxicological levels of the resulting effluent mixture. Next, a UV/H2O2 test was carried out using the supernatant from co-treatment with a 125W/m² mercury vapor lamp. After the process, the toxicity of the effluent was evaluated to determine the final toxicity levels. The efficiency of the processes was evaluated according to pH, color and turbidity parameters, considering the most neutral pH and color and turbidity closest to zero as more efficient. Different volume:volume ratios of AMD with textile effluent (1:1, 2:1, 4:1, 1:2 and 1:4) and MIW with textile effluent (1:1, 2:1, 3: 1, 1:2, 1:4, 3:4 and 3:2) to compare results and process efficiency. Better results were obtained for co-treatment using MIW, when compared to AMD. The proportion that obtained the best result was MIW:Textile (3:1) with removal of 92.14% of the true color, pH of 5.29 and turbidity of 3.95 NTU, in addition to the consumption of metals in the coagulation process with reduced 95.00% of total iron and 99.81% of aluminum. For the UV/H2O2 process, a true final color of 15.60 mgPt-Co/L was obtained and a removal efficiency of 86.32% in relation to the color before the UV/H2O2 process, in addition to the removal of iron, aluminum, zinc, chromium, manganese, sulfates and copper, with a final pH of 6.41. MIW co-treatment followed by UV/H2O2 process did not present acute and chronic toxicity to lettuce (Lactuca sativa) and cucumber (Cucumis sativus) seeds, in addition to being adequate in all standards in CONAMA resolutions 357/2005, 430 /2011 and CONSEMA 181/2023.