Estudio de humedales artificiales para la reducción de materia orgánica y nutrientes en el agua residual generada en el campus de la Universidad Autónoma de Occidente

Las aguas residuales municipales en zonas rurales representan un peligro de contaminación ambiental y de salud pública. Muchas de las aguas residuales municipales no tienen un tratamiento adecuado para reducir sus niveles de contaminación. A partir de esta problemática se busca una solución que se pueda implementar en zonas rurales sin una gran inversión económica y con bajos requerimientos técnicos para su operación y mantenimiento. En este trabajo se estudia el comportamiento de los humedales artificiales en el tratamiento del agua residual proveniente de la Universidad Autónoma de Occidente (UAO), el comportamiento se analizó en términos de la reducción de materia orgánica y nutrientes (nitrógeno y fosforo) en el agua residual. Este trabajo se llevó a cabo en la estación experimental de humedales artificiales ubicada en la planta de tratamiento de agua residual en la UAO (PTAR-UAO). Se utilizaron dos humedales artificiales de flujo subsuperficial vertical (HV1 y HV2) y un humedal artificial de flujo subsuperficial horizontal (HH), plantados con 2 tipos de macrófitas; lengua de suegra (Sansevieria trifasciata) y heliconia ave del paraíso (Heliconia latispatha). Los humedales fueron operados durante 2 meses y se midieron variables de materia orgánica, nutrientes, sólidos y patógenos. Para seleccionar el humedal con mejor rendimiento se enfocó en la reducción de la DQO, nitritos, nitratos, nitrógeno amoniacal (NA) y fosforo. Los resultados obtenidos en términos de la eficiencia de reducción; de la demanda química de oxígeno (DQO) fueron del 47,8%; 28,2% y 32,1% para el HV1, HV2 y HH respectivamente. Para los nitritos solo se alcanzaron eficiencias de reducción en el HV2 con un valor de 9,2%. Los nitratos presentaron eficiencias de reducción de 48,2%, 9,6% y 53,9% en el HV1, HV2 y HH respectivamente. El nitrógeno amoniacal tuvo eficiencias en el HV1, HV2 y HH de 67,5%, 46,1% y 65,1% respectivamente. En términos de fosforo se obtuvieron eficiencias de reducción superiores al 98% en los 3 humedales. El análisis comparativo realizado a partir del software estadístico Minitab22® permitió establecer que en términos de comportamiento en reducción de DQO, nitritos, nitratos, nitrógeno amoniacal y fosforo los tres humedales presentaron desempeños similares, a diferencia en el contenido de fósforo, donde se encontró que el HV1 presento la eficiencia de reducción más alta de 99,4% con relación a los otros humedales

Municipal wastewater in rural areas represents an environmental and public health pollution hazard. Many of the municipal wastewaters do not have an adequate treatment to reduce their contamination levels. Based on this problem, a solution is sought that can be implemented in rural areas without a large economic investment and with low technical requirements for its operation and maintenance. In this work the behavior of artificial wetlands in the treatment of wastewater from the Universidad Autónoma de Occidente (UAO) is studied, the behavior was analyzed in terms of the reduction of organic matter and nutrients (nitrogen and phosphorus) in the wastewater. This work was carried out in the experimental station of artificial wetlands located in the wastewater treatment plant at the UAO (PTAR-UAO). Two vertical subsurface flow artificial wetlands (HV1 and HV2) and one horizontal subsurface flow artificial wetland (HH) were used, planted with two types of macrophytes; mother-in-law's tongue (Sansevieria trifasciata) and bird-of-paradise heliconia (Heliconia latispatha). The wetlands were operated for 2 months and variables of organic matter, nutrients, solids and pathogens were measured. To select the wetland with the best performance, the focus was on the reduction of COD, nitrites, nitrates, ammonia nitrogen (AN) and phosphorus. The results obtained in terms of chemical oxygen demand (COD) reduction efficiency were 47.8%, 28.2% and 32.1% for HV1, HV2 and HH, respectively. For nitrites, reduction efficiencies were only achieved in HV2 with a value of 9.2%. Nitrates had reduction efficiencies of 48.2%, 9.6% and 53.9% for HV1, HV2 and HH, respectively. Ammonia nitrogen had efficiencies in HV1, HV2 and HH of 67.5%, 46.1% and 65.1%, respectively. In terms of phosphorus, reduction efficiencies of more than 98% were obtained in the 3 wetlands. The comparative analysis carried out using Minitab22® statistical software established that in terms of COD, nitrite, nitrate, ammonia nitrogen and phosphorus reduction performance, the three wetlands presented similar performances, unlike the phosphorus content, where HV1 presented the highest reduction efficiency of 99.4% in relation to the other wetlands

Pasantía de investigación (Ingeniero Ambiental)-- Universidad Autónoma de Occidente, 2024

Pregrado

Ingeniero(a) Ambiental