Comparison of two constructed wetland with different soil depth in relation to their nitrogen removal

Abstract

El objetivo de esta investigación fue evaluar la influencia de la profundidad en la eficiencia de eliminación de nitrógeno de dos tipos de Humedales Artificiales Horizontales de flujo Subsuperficial (HSSF CWs) a escala piloto, tratando agua residual doméstica en la instalación de Langenreichenbach, situado en la ciudad Mockrehna, Sajonia del Norte, Alemania. El diseño de los HSSF CWs fue 5.5 m de longitud, 1.2 m de anchura y 1.2 m de profundidad. Los humedales Estándar y Superficial tienen dos sistemas cada uno; uno solo con la cama de grava como sistema de control y el otro fue plantado con caña común Phragmites australis. El humedal Estándar tiene una profundidad de grava de 0.55 cm mientras que el humedal Superficial es de 0.30 cm. Las muestras de la agua fueron tomadas a los 0.5, 1.1, 2.3, 3.4 y 4.7 metros de distancia del afluente. La profundidad de cada punto de muestreo varió en dependencia del tipo de humedal, ya que el humedal Estándar tiene 2 profundidades de muestreo; 12.5 y 40 cm, y el Superficial fue sólo a 12.5 cm. Las muestras de la afluente fueron tomadas del tubo que alimenta los Humedales. Las muestras de agua fueron tomadas cada 15 días por 3 meses, obteniendo 6 muestreos en total. Los resultados de los distintos análisis fueron calculados como carga orgánica aplicada para una mejor interpretación de los datos. El proceso de la eliminación del nitrógeno en HSSF CWs es bajo debido a la cantidad de oxígeno y las condiciones reductoras presentan en los humedales. El proceso de la nitrificación comienza con la oxidación de amonio, donde sólo el sistema Superficial con Plantas obtuvo 20 % de remoción. Sin embargo, ambos humedales (Estándar y Superficial) presentaron un aumento en las cargas de nitrito en relación con el valor del afluente. La Nitrificación Parcial o completa es ayudada por la baja profundidad del humedal Superficial. Sin embargo, el humedal Estándar tuvo mayor disminución en la eliminación de nitrato que el humedal Superficial; por lo que es más apropiado para el proceso de desnitrificación. Debido a que el humedal Estándar tiene más profundidad, las condiciones anaerobias propician este proceso. La disminución de nitrato como degradación de materia orgánica, compite fuertemente con otros procesos. La reducción del sulfato tuvo porcentaje muy alto de dependencia con los valores BOD5; por lo tanto es uno de los parámetros influyente para la eliminación de nitrógeno. De igual manera, las cargas de metano podrían convertirse en un factor influyente aunque no fueron tan correlacionadas tanto como el sulfato.