Biometal - piloto de demonstração para a reabilitação biológica de águas residuais contendo metais

BIOMETAL DEMO

Sobre o projeto

O projeto BIOMETAL DEMO teve como objetivo demonstrar a viabilidade do uso de biotecnologias inovadoras para o tratamento de águas residuais contaminadas por metais. Isso foi alcançado através estudos em escala de laboratório e testes em estação piloto cosntruida e instalada em Mina de São Domingos.

Estação Piloto para tratamento de água ácida de mina, localizada em Mina de São Domingos

Biometal - piloto de demonstração para a reabilitação biológica de águas residuais contendo metais

Datas

01.12.2013 - 30.11.2017

Grupos de Investigação

Ecology and restoration of riverine, estuarine and coastal habitats

Entidade Coordenadora

CCMAR

Agencias de financiamento

Comissão Europeia

Orçamento do CCMAR

192490.00€

Atividades

A poluição por metais pesados é um dos problemas ambientais mais importantes hoje, ameaçando até mesmo a vida humana. Um grande número de indústrias produz e descarrega resíduos contendo diferentes metais pesados no meio ambiente e não cumpre as diretivas da UE atualmente em vigor. O projeto BIOMETAL DEMO teve como objetivo demonstrar a viabilidade da aplicação de biotecnologias inovadoras para o tratamento de águas residuais contaminadas por metais, por meio do desenvolvimento de plantas piloto a serem implementadas em duas indústrias representativas com poluição por metais. As tecnologias de tratamento de metais atualmente implementadas em indústrias poluentes não estão em conformidade com a redução da concentração de metais exigida pela UE para tratamentos de águas residuais. Por esse motivo, foram desenvolvidas novas tecnologias para superar esse problema. As biotecnologias avaliadas no projeto BIOMETAL DEMO foram: bioprecipitação de metais por bactérias redutoras de sulfato (SRB) e biocatálise de fitase imobilizada, e biossorção de metais em subprodutos da indústria agrícola e biopolímeros, como materiais à base de alginato e quitosana. No CCMAR, o foco foi otimizar os processos baseados em SRB. Após a avaliação dessas técnicas, os bioprocessos otimizados foram selecionados para projetar e construir duas plantas piloto de demonstração para escalar o tratamento biológico de remoção de metais. A viabilidade da aplicação dos bioprocessos selecionados foi explorada em escala piloto em águas ácidas de mina e eletrodeposição contaminadas com metais pesados. As operações foram monitoradas e otimizadas, e a cinética e o desempenho do bioprocessamento de remoção/recuperação de metais foram integrados às plantas piloto de demonstração. Por fim, foram realizadas análises econômicas, sociais e técnicas dos benefícios desses tratamentos biológicos terciários de águas residuais industriais poluídas por metais para os setores industriais relacionados na UE.

Os objetivos no CCMAR foram:

Desenvolver, em escala de laboratório, um processo biológico terciário com base nas capacidades das bactérias redutoras de sulfato (SRB) como uma etapa final de polimento para integrar o tratamento de águas residuais metálicas provenientes de diferentes fontes (mineração e galvanização), permitindo o reuso das águas tratadas para irrigação.

Utilizar comunidades de SRB simplesmente enriquecidas a partir de amostras ambientais e utilizando resíduos naturais e localmente disponíveis, que também precisam ser submetidos a tratamento, como fontes de nutrientes, resultando em uma tecnologia simples, eficiente e de baixo custo.

Otimização e melhoria técnica do processo de bioprecipitação (usando SRB) em escala piloto, a fim de contribuir para sua implementação em escala industrial.

Publicações

Artigos em revistas científicas:

Carlier JD, Luís AT, Alexandre LM, Costa MC (2020b) Feasibility of Co-treating Olive Mill Wastewater and Acid Mine Drainage. Mine Water and the Environment. 39: 859-880. https://doi.org/10.1007/s10230-020-00719-1

Carlier JD, Alexandre LM, Luís AT, Costa MC (2019a) Potential of industrial by-products and wastes from the Iberian Peninsula as carbon sources for sulphate-reducing bacteria. International Journal of Environmental Science and Technology. 16: 4719-4738. https://doi.org/10.1007/s13762-018-02197-z

Ballester A, Castro L, Costa MC, Carlier J, García-Roig M, Pérez-Galende P, Alvarez A, Bertagnolli C, Guibal E (2017) Design of remediation pilot plants for the treatment of industrial metal-bearing effluents (BIOMETAL DEMO project): Lab tests. Hydrometallurgy. 168: 103-115. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2016.10.010

Communicações orais

Carlier JD, Luís AT, Alexandre LM, Costa MC (2020c) Feasibility of Co-treating Olive Mill Wastewater and Acid Mine Drainage. 2020 CCMAR Symposium, Centre of Marine Sciences of the Algarve (CCMAR). December 18. Online Zoom.

Carlier JD, Ferreira H, Costa MC (2017a) Pilot plant at São Domingos mine for the biological treatment of acid mine drainage. 4th Interdisciplinary Day at the São Domingos Mine: Mines, technologies and education: convergences (4ª Jornada Interdisciplinar da Mina de São Domingos: Minas, tecnologias e educação: convergências). 24th November, São Domingos mine, Portugal.

Alexandre LM, Carlier JD, Luís AT, Costa MC (2016) Screening of industrial sub-products as alternative carbon sources to sustain the growth and activity of sulphate-reducing bacteria – Part II. 11th conference on Sustainable Development of Energy, Water and Environment Systems – SDEWES. 4-9 September. Lisbon, Portugal.

Anucha CB, Alexandre LM, Carlier JD, Luís AT, Costa MC (2016) Batch tests to access the efficiency of beetroot and orange molasses as sources of nutrients to sustain bioremediation processes for acid mine drainage. 3rd International Congress on Water, Waste and Energy Management (EWWM). 18-20 July. Rome, Italy.

Carlier JD, Costa MC (2015b) Projetos de investigação envolvendo o tratamento de águas ácidas da mina de São Domingos (Research projects involving acidic water treatment at the São Domingos mine). II Jornadas Interdisciplinares Mina de São Domingos: Minas, Tecnologias e Educação: Convergências. 4th December 2015. Mina de São Domingos, Portugal.

Carlier JD, Luís AT, Costa MC (2015a) Screening of industrial sub-products as alternative carbon sources to sustain the growth and activity of sulphate-reducing bacteria. 10th conference on Sustainable Development of Energy, Water and Environment Systems – SDEWES. 27 September – 2 October. Dubrovnik, Croatia.

Carlier JD, Barros RJ, Costa MC (2014) Testing Sulphate Reducing Bacteria for the bioremediation of metal-contaminated wastewaters with relatively low sulphate concentrations. International Congress on Green Chemistry and Sustainable Engineering. 29 – 31 July. Barcelona, Spain.

Pedagogical material published on massive dissemination platforms

Um curto filme foi produzido por Amir Nobahar, Jorge Dias Carlier and Maria Clara Costa, about work at a pilot plant designed, constructed and tested in the scope of projects BIOMETALDEMO and METALCHEMBIO was published in YOUTUBE: Portuguese version (https://www.youtube.com/watch?v=-gjUYu0gmRY).