Evaluación de un biorreactor pasivo durante la remediación de drenajes ácidos de mina del distrito minero de Zipaquirá (Colombia)

Autor: Vásquez Ochoa, Olga Yaneth
Přispěvatelé: Trespalacios Rangel, Alba Alicia, Puerta Bula, Concepción Judith
Jazyk: Spanish; Castilian
Rok vydání: 2016
Předmět:
Zdroj: Repositorio Universidad Javeriana
Pontificia Universidad Javeriana
instacron:Pontificia Universidad Javeriana
Popis: El Drenaje Acido de Mina (DAM) es actualmente el principal contaminante en las áreas mineras. Los biorreactores pasivos son una tecnología sostenible para remediar el DAM, sin embargo, se desconoce como el tiempo de retención hidráulica (TRH). el espacio y el tiempo de operación del reactor pueden afectar las comunidades microbianas implicadas en la biorremediación. Para contribuir con este conocimiento primero se diseñó im biorreactor pasivo, con base en las propiedades del DAM y de la materia orgánica presente en el distrito minero de Zipaquira. Inicialmente se determinó que la mezcla reactiva compuesta por estiércol (15%). compost de champiñón (10%). aserrín de sajo (25%), gravilla (20%), sedimento como inoculo (15%) y carbonato de calcio (15%) era una opción promisoria para ser empacada en reactores de flujo continuo. Posteriormente, se evaluó el efecto del TRH (1, 2, y 4 d) sobre la eficiencia de los biorreactores para incrementar el pH y la alcalinidad, reducir el sulfato y remover los metales (Fe;2. Mn;2 y Zn~2) del DAM sintético. También, se determinó el efecto (temporal y espacial) del TRH sobre la mezcla reactiva post-tratamiento y sobre la comunidad microbiana (Illumina MiSeq) en las semanas 8.17 y 36. Todos los biorreactores fueron eficientes en incrementar el pH y reducir la concentración del sulfato y metales del DAM, sin embargo, se observó que TRH largos (4d) favorecieron la acumulación de sulfuros y de la alcalinidad, deteriorando la calidad de los efluentes y creando un efecto adverso sobre las bacterias sulfato-reductoras (BSR). Por otro lado. TRH cortos (Id) lavaron la biomasa y facilitaron el ingreso de oxígeno en el reactor reduciendo la capacidad de remover los metales. El TRH mostró un efecto significativo sobre la mezcla reactiva post-tratamiento. los nutrientes fueron consumidos en mayor cantidad en los biorreactores con 4 d de TRH. mientras que los metales y el sulfuro se acumularon en la parte baja de las columnas con 2 d de TRH. Se observó que la comunidad microbiana varía a través del espacio y tiempo durante la biorremediación del DAM. Al inicio del estudio las comunidades más abundantes fueron las degradadoras de materia orgánica sin diferencia entre las alturas del biorreactor. mientras que al final del estudio los microorganismos de ceíulolíticas y fermentativas incrementaron en la parte media y alta de los biorreactores y los de BSR en la parte baja. El TRH tiene efecto significativo sobre la mezcla reactiva de los biorreactores y esto crea una presión de selección sobre los microorganismos funcionales que participan en la biorremediación del DAM. The major type of contaminated generated by the mining industry is acid mine drainage (AMD). A sustainable approach to remediate AMD is passive bioreactors, however, there is need for information to assess if hydraulic retention time (HRT). Space and operation time could affect the microbial community involved in the bioremediation. During the study one reactive mixture containing 15% cow manure. 10% mushroom compost. 25% sajo sawdust, 20% gravel, 15% limestone, and 15% sediment was selected for use in continuous-flow column experiments. Seven passive reactors (10 cm diameter ; 73 cm height) operated under upward flow during 36 weeks were used to evaluate the effect of HRT (1, 2 and 4 days) on the efficiency to increase pH and alkalinity, as well as, enhancing sulfate reduction and metal removal of the synthetic AMD. Moreover, the effect (temporal and spatial) of HRT on reactive mixture post-treatment and microbial community (Illumina MiSeq) was evaluated in 8. 17 and 36 weeks. All bioreactors were efficient in remediate the AMD. But longer HRT (4 days) increased residual sulfides which deteriorated the quality of treated effluent and entailing adverse impacts on sulfate reducing bacteria (SRB). Short HRT (1 day) washed out biomass and increased input of dissolved oxygen in the reactors, leading higher redox potential and decreased efficient metal removal. HRT had significant effects on changes in the reactive mixture and microbial community. The nutrients were consumed rapidly at the bottom layer of the bioreactors of 4 days HRT and metal sulfide were accumulate in bottom layer of the bioreactors of 2 days HRT. The microbial community change temporal and spatial in the bioreactor. At the beginning of study, the communities were abundant in organic matter degraders, but then there was a shift towards the increase of cellulolytic and fermentative taxa in middle and top layer of bioreactors, while SRB were located at the bottom layer. The HRT present effect on physicochemical composition of reactive mixture post-treatment and it created a selection pressure on functional taxas. Doctor en Ciencias Biológicas Doctorado
Databáze: OpenAIRE
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