Diseño, construcción, operación y monitoreo de un sistema natural para el tratamiento secundario de agua residual utilizando un humedal de flujo subterráneo con plantas emergentes a nivel planta piloto.

Abstract

El uso inadecuado del agua conducen a la necesidad de tratar el agua, por lo que se desarrolló un sistema de tratamiento de agua residual a escala planta piloto, mediante la combinación de dos tecnologías de bajo costo: Biofiltración sobre lecho orgánico y humedales de flujo subterráneo con plantas emergentes.

Los cálculos de diseño para el biofiltro indicaron que se debía de trabajar con un caudal teórico de 3.35 L/día, pero el sistema se calibró para trabajar a 16.48 L/día, debido a la dificultad de regular flujos pequeños y la disposición del equipo utilizado. En base al diseño y capacidad de la planta, se construyó el sistema con tubería y accesorios de PVC de 0.0127 m (1/2 “). Se instalaron: 2 humedales de flujo sub superficial con plantas emergentes, 1 biofiltro de lecho orgánico, 1 fosa séptica, 1 bomba centrifuga de 0.37 kW (0.5 HP) marca StaRite 110V y 1 bomba dosificadora PULSATRON 115V.Para el biofiltro, se empleó madera de desecho Ficus, mientras que las plantas utilizadas en ambos humedales fueron cartucho blanco (Zantedeschiaaethiopica) y cola de caballo. (Equisetum arvense L).

Durante el diseño y dimensionamiento de los humedales, se determinó el área de humedal requerida a partir de datos teóricos de contaminantes de agua residual, siendo de 0.002 m² para SST. El caudal de agua residual posible a tratar por parte de cada humedal es de 5.287 m³/ día (5287. 78 L/día). Sin embargo, el biofiltro trata el agua antes de entrar al humedal, y éste soporta menos caudal debido a su dimensionamiento. Por lo tanto se trabajó con 0.01648 m3/ día (16.48 L/día). El tiempo de retención hidráulica del cada humedal con el caudal empleadores de 14.63 días. La carga hidráulica de cada humedal es de 1.7409 m/día y las cargas orgánicas superficiales de cada humedal son de 0.7851 kg DBO/m²* día respecto a los parámetro de DBO determinados.

En cuanto a la eficiencia de remoción de sólidos suspendidos totales hasta el día 63 de operación, se obtuvo un porcentaje de remoción promedio global de 96%. El pH del agua disminuyó 2%, teniendo el valor más cercano a un pH neutro de 7 en el día de operación 14, la demanda bioquímica de oxigeno promedio global disminuyó en un 84% hasta el día 63 y la remoción de nitratos y fosfatos promedio global en el sistema fue de 96% y 59% respectivamente.