Evaluación de la eficiencia de humedales artificiales en la remoción de nitrógeno - Maldonado Cueva, Luis Alberto (2018)
El objetivo de la presente tesis de investigación fue evaluar los mecanismos de los humedales artificiales para remover Nitrógeno del agua residual doméstica. La evaluación consistió en comparar cómo varía la capacidad de un humedal para remover nitrógeno al variar dos condiciones: 1) antigüedad del humedal, y 2) oxigenación del humedal. Con este propósito, se construyeron 03 humedales en paralelo, de dimensiones L=2.00m, a=0.5m y h=0.5m, estos fueron: un humedal convencional recién construido usado como BLANCO (H_2), un humedal convencional en funcionamiento con 01 año de antigüedad (H_1), y un humedal convencional recién construido al que se le instaló un sistema de aireación intermitente (H_3). Los 03 tuvieron la siguiente composición: zonas de entrada y salida de grava canto rodado de 3” y zona de tratamiento de grava canto rodado de 2”. La macrófita utilizada fue el Junco (Thypa spp). El Tiempo de Retención Hidráulico fue de 24 horas aproximadamente. El caudal del afluente fue de 104 ml/min para cada uno y este se captó a la salida del reactor UASB de CITRAR. Los parámetros evaluados fueron: turbiedad, temperatura, pH, humedad relativa, temperatura ambiente, conductividad, nitrógeno total, nitrógeno amoniacal, nitritos, nitratos, fósforo total, DQO, OD y sólidos. En la primera evaluación, se comparó la capacidad para remover nitrógeno de un humedal antiguo (H_1) respecto a uno nuevo (H_2). Para este caso, el periodo de arranque tuvo una duración de 06 semanas (de la semana 05 a la semana 10), mientras que la fase experimental tuvo una duración de 24 Semanas. En la fase experimental se distinguen 02 sub-fases, la primera sub-fase comprende desde la semana 11 a la semana 17, y la segunda sub-fase comprende desde la semana 18 hasta la semana 34. Durante la primera sub-fase, la cual corresponde a la fase en la cual se comparó el humedal antiguo con el nuevo, se encontró un valor promedio de Nitrógeno Total de 69 mg/l en el afluente, mientras que en el efluente de H_1 fue de 56 mg/l y en H_2 fue de 63 mg/l. Asimismo, el valor promedio del Nitrógeno Amoniacal en el afluente fue de 54 mg/l, mientras que en el efluente de H_1 fue de 47 mg/l, y en H_2 fue de 53 mg/l. Se concluyó que H_1 tiene mayor capacidad de remover Nitrógeno que H_2 debido a que las raíces de los juncos de H_1 son más gruesas y permiten una mayor oxigenación del agua residual. En la segunda evaluación, se comparó la capacidad de remover nitrógeno de un humedal con aireación intermitente (H_3) respecto a uno convencional (H_2). Para este caso, el periodo de arranque o puesta en marcha tuvo 03 fases. En la primera fase (de la semana 05 hasta la semana 10) se utilizó un periodo de aireación de 6 horas ON y 6 horas OFF, en la segunda fase (de la semana 11 hasta la semana 16) se utilizó un periodo de aireación de 3 horas ON y 3 horas OFF, y en la tercera fase (de la semana 17 hasta la semana 22) se utilizó un periodo de aireación de 2 horas ON y 4 horas OFF. Cada fase tuvo una duración de 06 semanas, resultando un periodo de arranque total de 18 semanas. La máxima eficiencia de remoción de Nitrógeno se produjo en la fase 3. Asimismo, la fase experimental tuvo una duración de 12 Semanas (de la semana 23 a la semana 34), donde se encontró un valor promedio de Nitrógeno Total de 44 mg/l en el afluente, mientras que en el efluente de H_2 fue de 37 mg/l y en H_3 fue de 24 mg/l. Asimismo, el valor promedio del Nitrógeno Amoniacal en el afluente fue de 38 mg/l, mientras que en el efluente de H_2 fue de 32 mg/l, y en H_3 fue de 4 mg/l. Se concluyó que la eficiencia de H_3 para remover Nitrógeno es mucho mayor a la de H_2, debido a que se mejoró el proceso de Nitrificación y Desnitrificación en H_3 debido a la aireación intermitente. El estudio se realizó por un periodo total de 38 semanas, de las cuales las 04 primeras semanas corresponden al periodo de construcción e instalación de los humedales, las siguientes 18 semanas corresponden al periodo de puesta en marcha y elección de los ciclos de aireación y no aireación del H_3, las subsecuentes12 semanas corresponden a la etapa experimental y de recopilación de datos, y las últimas 04 semanas corresponden al periodo de cierre del proyecto.