Indústrias de mineração sofrem com um grave problema ambiental que é a geração natural e incessante de águas ácidas ricas em sulfato e metais como consequência da oxidação dos minerais sulfetados, presentes nos rejeitos e estéreis de mineração, pela água da chuva. Esta água ácida gerada pelo intemperismo químico é chamada de drenagem ácida de mina (DAM) e, quando é descartada in natura nos corpos d'água, pode contaminar ou causar a morte de espécies aquáticas, bem como causar problemas de saúde nos seres humanos. A remediação desse passivo ambiental torna-se essencial e, nesse sentido, os processos anaeróbios, utilizando reatores biológicos, apresentam-se como a alternativa mais vantajosa por oferecer baixo custo, possibilitar a precipitação e posterior recuperação de metais, além da baixa geração de lodo (resíduos sólidos), quando comparados aos processos químicos. Nesse contexto, o objetivo principal dessa pesquisa foi avaliar o desempenho do reator anaeróbio de leito fixo estruturado, o AnSTBR, que tem como grande benefício a configuração do leito estruturado e fundo cônico que permite descartes de biomassa, prevenindo entupimentos e toxicidade durante sua operação, na biorremediação de DAM. Na primeira parte da pesquisa, o AnSTBR foi avaliado ao ser submetido à estratégia de adição gradual dos metais e nutrientes ao meio contendo DAM sintética, por um período total de 300 dias. Na segunda parte, o objetivo foi identificar se algum metal presente na DAM, utilizada na fase de operação do AnSTBR, influenciou diretamente a concentração de sulfato residual do efluente tratado por meio da utilização da metodologia estatística de planejamento experimental. Na terceira parte, avaliou-se a precipitação dos metais zinco, gálio e germânio, utilizando sulfeto de sódio e sulfeto biogênico a fim de comparação. Como conclusões, verificou-se que o AnSTBR foi satisfatório por remover sulfato e matéria orgânica (demanda química de oxigênio - DQO) no tratamento biológico da DAM sintética, tendo eficiências de remoção variando de 42 a 83% e 68 a 90%, para sulfato e DQO, respectivamente, para uma carga orgânica volumétrica (COV) e carga de sulfato volumétrica (CSV) iguais a 2,25 kg m^-3 d^-1 e tempo de detenção hidráulica (TDH) de 16 h. Além disso, notou-se a seleção dos microrganismos de interesse no processo de remoção de sulfato ao comparar as amostras do inóculo (início da operação do AnSTBR) e das biomassa aderida na espuma e suspensa no leito, amostradas no último dia de operação do AnSTBR, pelo sequenciamento genético. Também foi possível verificar que o elemento cobalto foi importante para o estabelecimento da sulfetogênese na operação do AnSTBR, obtendo as menores concentrações de sulfato residual no efluente tratado e que a concentração para uma ótima minimização da concentração de sulfato residual no efluente foi a de 10 mg-Co L^-1. Em relação à precipitação de sulfetos metálicos de zinco, gálio e germânio, foi identificado uma significativa diferença visual nas partículas sedimentadas e suspensas nos experimentos, principalmente nas amostras com sulfeto biogênico, as quais apresentaram um precipitado marrom no fundo dos tubos falcon, indicando a possível precipitação dos metais. Entretanto, os estudos ainda apresentam desafios e adversidades que apontam para a necessidade de mais detalhes, principalmente dos metais raros, gálio e germânio.

Mining industries face a serious environmental problem, which is the natural and incessant generation of acidic waters rich in sulfate and metals, resulting from sulfide-mineral oxidation found in tailings and mining waste by rainwater. This acidic water generated by chemical weathering is called acid mine drainage (AMD) and when it is discarded in natura in water bodies, it can contaminate or lead to death of aquatic species and could cause health problems to humans. Remediating this environmental problem is essential. Anaerobic processes, using biological reactors, have been shown to be the most advantageous alternative as they are low cost, they enable precipitation and lead to recovery of metals. They also generate less sludge compared to chemical processes. Taking all this into account, in this research, the main objective was to evaluate the anaerobicstructured-bed reactor (AnSTBR), which offers a major benefit of configuring the structured-bed and tapered bottom that allows biomass discharges, preventing clogging and toxicity during its operation in AMD bioremediation. In the first stage of the research, the AnSTBR was evaluated when adopting the strategy of gradually adding metals and nutrients present in the synthetic AMD for a total period of 300 days. In the second stage, the aim was to identify if any metal present in the AMD, used in the AnSTBR operation, directly influenced the residual sulfate concentration of the treated effluent using the statistical methodology of experimental planning. Moreover, in the third stage, the precipitation of the metals zinc, gallium and germanium was evaluated using sodium sulfide and biogenic sulfide for the sake of comparison. As conclusions, it was found that AnSTBR was satisfactory removing sulfate and organic matter (chemical oxygen demand - COD) in the biological synthetic AMD treatment, by removal efficiencies ranging from 42 to 83% and 68 to 90%, for sulfate and organic matter, respectively. The organic loading rate (OLR) and sulfate loading rate (SLR) was equal to 2.25 kg m^-3 d^-1 and the hydraulic retention time (TDH) of 16 h. In addition, selecting the microorganisms of interest in the sulfate removal process was noted when comparing the samples of the inoculum (beginning of the AnSTBR operation) and the biomass adhered to the foam and suspended in the bed reactor (sampled on the last day of AnSTBR operation) by genetic sequencing. It was also observed that the cobalt element was important for establishing sulfidogenesis in the AnSTBR operation, obtaining the lowest concentrations of residual sulfate in the treated effluent. The concentration for an optimal minimization of residual sulfate in the effluent identified was 10 mg-Co L^-1. Regarding the metal precipitation of zinc, gallium and germanium sulfides, a significant visual difference was observed in the sedimented and suspended particles in the experiments, mainly in the samples with biogenic sulfide, which showed a brown precipitate at the bottom of the falcon tubes, indicating possible metal precipitation. However, the studies still present challenges and adversities needing more details, especially of rare metals, gallium and germanium.