Evaluación de sustancias húmicas y borras de café como sustratos de biorreactores para el tratamiento de aguas mineras y su potencial reutilización en riego agrícola

Abstract

La actividad minera en Chile genera grandes volúmenes de aguas residuales denominadas aguas claras. En la Región Metropolitana, Comuna de Til Til, el Tranque de relaves Ovejería de CODELCO, almacena aguas claras sin uso productivo. La concentración de Mo, SO4 2- y sólidos totales disueltos en estas aguas no cumplen la normativa chilena de calidad de aguas para diferentes usos (NCh1333) ni con la norma de descarga de aguas residuales a aguas marinas y continentales superficiales (D90). Los biorreactores constituyen un tratamiento pasivo que se basa en la actividad de bacterias sulfato reductoras (BSR) que descomponen la materia orgánica y, en conjunto con sustratos minerales, potencian la reducción de la concentración de SO4 2- y Mo como precipitados de sulfuros metálicos. El objetivo general de la tesis fue evaluar mezclas de sustratos organominerales en biorreactores para la remoción de sulfatos y molibdeno en aguas de relaves mineros y su potencial reutilización en riego agrícola. La metodología consistió en el establecimiento de biorreactores de 25 L en base a sustratos organominerales con alto contenido de carbono, con 5 tratamientos de distintas mezclas junto con un tratamiento control, evaluados durante 120 días. La materia orgánica fue evaluada mediante análisis FTIR. En las aguas tratadas, cada 14 días, se midieron la concentración de SO4 2- y Mo. Complementariamente, en la mezcla de los biorreactores, cada 7 días, se realizaron mediciones de pH, potencial redox (ORP), conductividad eléctrica, oxígeno disuelto y temperatura. Los tratamientos redujeron las concentraciones de SO4 2- y Mo, donde el tratamiento que redujo una mayor concentración de SO4 2- fue T1, asociado a una mayor proporción de sustancias húmicas, cumpliendo con el D90. Para el Mo, los tratamientos T1, T3 y T4 cumplieron con las concentraciones máximas establecidas en NCh1333 y el D90.

Mining activity in Chile generates large volumes of wastewater called "clear waters", that are stored without a productive use in CODELCOs Ovejería Tailings Dam, located in Til- Til, Metropolitan Region. Concentrations of SO4 2-, Mo and total dissolved solids in the clear waters do not satisfy the Chilean regulations on water quality for different uses (NCh1333) and the discharge standard in marine and continental surface waters (D90). The objective consisted of evaluating a mixture of different organic substrates in to reduce SO4 2- and Mo concentrations in the dam's water for its use in irrigation. The bioreactors were based on substrates with a high carbon content, which in the presence of sulfate reducing bacteria (SRB) decompose organic matter and in combination with mineral substrate maximize the reduction of SO4 2- and Mo concentrations as metal sulfide precipitates. The trial was carried out under greenhouse conditions and consisted about 5 treatments also including a control group for 120 days, measuring the used organic matter with an FTIR analysis, and SO4 2- and Mo concentrations every 14 days. Additionally, pH, redox potential (ORP), electrical conductivity, dissolved oxygen and temperature were monitored every 7 days. The treatments reduced the concentrations of SO4 2- and Mo and the treatment that reduced more SO4 2- concentrations was T1, complying with D90. Treatments T1, T3 and T4 reduced Mo concentrations complying with NCh1333 and D90, associated with a higher proportion of humic substances applied in the treatments.