Mirtigacion

INFLUENCIA DE LA BIOTEMPERATURA EN HUMEDALES ARTIFICIALES DE FLUJO HORIZONTAL SUB SUPERFICIAL QUE TRATAN EFLUENTES DE AGUA RESIDUAL DOMESTICA

BIOTEMPERATURE INFLUENCE ON WETLANDS OF HORIZONTAL FLOW SUB SURFACE TREATING DOMESTIC WASTEWATER EFFLUENTS

Bustinza, R^[1]., Coronel, C., Mendoza E., Valencia J.

RESUMEN

El Objetivo fue determinar la influencia de la biotemperatura en humedales artificiales de flujo horizontal sub superficial que tratan efluentes de agua residual doméstica. La metodología del estudio se basó en la búsqueda, recopilación, comparación y análisis de información de artículos científicos que aplicaron humedales artificiales de flujo horizontal sub superficial para tratar efluentes de agua residual doméstica en diferentes biotemperaturas. En los resultados se obtuvo que a mayor biotemperatura se incrementar la eficiencia de remoción de DBO5, nitrógeno amoniacal, fosforo total, coliformes fecales, mientras que para los sólidos suspendidos la eficiencia decrece. En conclusión La aplicación de los humedales artificiales de flujo horizontal sub superficial para tratar agua residual es adecuada para climas que presentan biotemperaturas altas porque su influencia en la eficiencia es directa.  .  

Palabras clave: Biotemperatura, humedal, macrofito, efluente.

ABSTRACT

The objective was to determine the influence of biotemperature in horizontal flow constructed wetlands to treat surface sub domestic wastewater effluents . The study methodology was based on the search, collection, comparison and analysis of scientific articles that applied artificial wetlands of horizontal flow surface to treat domestic wastewater effluents in different sub biotemperaturas. In the results obtained that the greater biotemperature removal efficiency of BOD5, ammonia nitrogen, total phosphorus , fecal coliforms are increasing , while for suspended solids removal efficiency decreases. In conclusion the application of horizontal flow constructed wetlands to treat residual subsurface water is suitable for climates that have high biotemperaturas.

Keywords: Biotemperature , wetlands , macrophyte , effluent

.INTRODUCCIÓN

Las aguas residuales generadas en actividades humanas posen una alta carga de sustancias toxicas, sedimentos y materiales orgánicos e inorgánicos que son altamente demandantes de oxígeno y estimulan el crecimiento de plantas y microorganismos patógenos  y su vertimiento a cuerpos hídricos con deficiente tratamiento o sin tratamiento provoca la pérdida del valor económico del recurso hídrico, del medio ambiente y genera a su vez una disminución del bienestar para las poblaciones que se ubican aguas abajo del efluente.

Al ver este problema, se estudió la aplicación de humedales artificiales de flujo horizontal sub superficial para el de aguas residuales generadas por la actividad humana en diversos contextos como en la Comunidad Urbana Lacabamba que tiene una  biotemperatura de 12°C y el agua residual domestica presenta 57,7 mg/l DBO5, 58.5 mg/l solidos suspendidos, 4.83 mg/l de nitrógeno amoniacal, 2.2 mg/l de fósforo total y 4.2E6 NMP/100ml de Coliformes Fecales. Así mismo en Costa Rica presenta una biotempratura de 32.5°C y el agua residual tiene 92 mg/l DBO5, 44.5 mg/l solidos suspendidos. Del mismo modo para Colombia  se tiene una biotemperatura de 19°C y el agua residual doméstica tiene 255 mg/l DBO5, 67 mg/l solidos suspendidos, 54.9 (mg/l) nitrógeno amoniacal, 13.2 mg/l Fósforo Total y 1100 NMP/100MLColiformes Fecales NMP/100ML.

La importancia del estudio radica en determinar la condición de biotemperatura para un eficiente funcionamiento de artificiales de flujo horizontal sub superficial, y de esta manera disminuir las sustancias toxicas, sedimentos y materiales orgánicos e inorgánicos descargados a los cuerpos de recepción. 

FUNDAMENTO

(Wilmer, A., et al, 2006) indica que el proceso de remoción físico se da debido a al flujo laminar que se da y a la resistencia que proporciona las raíces y las plantas flotantes, por lo tanto la eficiencia de remoción de sólidos suspendidos es proporcional a la velocidad y la longitud.

Respecto a la remoción biológica (Lovera, D., et al, 2006)  nos dice que las raíces y los tallos proporcionan las condiciones adecuadas para la formación de un microclima y una superficie para el crecimiento y desarrollo de las bacterias que degradaran la Materia Orgánica mediante la digestión complementaria de la fracción carbonada de forma aerobia.

También indican que el desarrollo de las raíces y tallos ayuda a la formación de condiciones secuenciales anaerobio y aerobio para el desarrollo de las bacterias nitrificantes y des nitrificantes, así también se dará la remoción del fósforo el cual puede implicar dos fenómenos diferentes: la absorción por el suelo y el consumo de las plantas. (Chuchón, S., et al, 2008)

Los tallos y las hojas atenúan la luz del sol y así previenen el crecimiento de algas, reducen la transferencia de gases entre la atmósfera y el agua. (Bedoya, J., et al, 2014)

METODOLOGÍA

La metodología del estudio se basó en la búsqueda, recopilación, comparación y análisis de información de artículos científicos que aplicaron humedales artificiales de flujo horizontal sub superficial para tratar efluentes de agua residual doméstica en diferentes biotemperaturas.

De acuerdo a la biotemperatura podemos clasificar en pisos altitudinales de acuerdo a Holdridge, y estos son: piso altitudinal montano para Lacabamba - Perú, piso altitudinal sub tropical para Antioquia – Colombia y piso altitudinal tropical para Costa Rica.

Para la comparación y análisis se tomó los siguientes aspectos;

Macrófito empleado

• Para piso altitudinal montano se utilizó caña de azúcar Saccharum
• Para piso altitudinal tropical se empleó el papiro Cyperus papyrus
• Para piso altitudinal sub tropical se empleó Typha latifolia y Cyperus papirus

Densidad de transplante del macrófito

• En condición de Piso altitudinal montano se transplanto  5 plantas/m2
• En condición de Piso altitudinal tropical se transplanto  4 plantas/m2
• En condición de Piso altitudinal sub tropical se transplanto  4 plantas/m2

Dimensión y lecho de soporte

• En condición de Piso altitudinal montano la dimensión del humedal de A x L x p = 6.5 x 9.0 x 0.45 m. y borde libre de 0,33 m. En cuanto al material de soporte se construyó sobre un base impermeabilizada con geotextil, sobre el cual se colocó un substrato de grava y arena usando 3 tamaños de material dispuestos desde el fondo hacia arriba: piedra chancada (1" de Ø) con una altura de 0,15 m; confitillo (3/8") con una altura de 0,10 m; arena gruesa con una altura de 0,15 m y confitillo (3/8") con una altura de 0,05 m.

• En condición de Piso altitudinal tropical  la dimensión del humedal de A x L x p = 3 x 12 x 0.60 m. y borde libre de 0,30 m. En cuanto al material de soporte se construyó sobre una base de geotextil y geomembrana, sobre el cual  se colocó un lecho de piedra (1/2”  a 1”) y tanto a la entrada como la salida del humedal se colocaron piedras (2” a 2 ½”).

• En condición de Piso altitudinal sub tropical la dimensión del humedal de A x L x p = 0.50 x 1.1 x 0.60 m. y borde libre 0.10 m. En cuanto al material de soporte se construyó sobre un base impermeabilizada con geotextil, sobre el cual se colocó como sustrato con (1/5” a 4/5).

Caracterización fisicoquímica y microbiológica del agua residual original

• Para los tres pisos altiduniales se consideró evaluar los siguientes parámetros: el caudal (m3/día), DBO5 en (mg/l), solidos suspendidos (mg/l), nitrógeno amoniacal (mg/l), Fósforo total en (mg/l) y  coliformes fecales NMP/100ML.

RESULTADOS

Resultados de cada humedal artificial de flujo horizontal sub superficial

Tabla 1: Desempeño del humedal artificial de flujo horizontal sub superficial  a una temperatura media 12°C piso Altitudinal Montano

Fuente: Lovera et al, 2006

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