Efecto de la temperatura del agua sobre la constante de velocidad de reacción de los contaminantes en un humedal construido para el tratamiento de aguas residuales porcícolas

Inglés. Abstract Temperature is an important factor in the processes that are carried out in biological systems. In wetlands, the capacity to remove pollutants is limited by environmental factors. The objective was to determine the effect of water temperature on the rate constant for the removal of pollutants in wastewater from pig farms. The evaluation was carried out in a surface flow constructed wetland (SFCW) consisted of a 9 m long and 3 m wide channel covered with a high density geo-membrane (4 mm). The SFCW bed consisted of a 30 cm layer of sand and clay; native vegetation from the study area was used. The hydraulic retention time (HRT) was 10 d, and 12 experimental runs were carried out between January 2014 and December 2015. The results showed an average removal rate of the chemical oxygen demand (COD) of approximately 75 and 74 % for 2014 and 2015 respectively; the average removal rate of ammonia nitrogen (NH3-N) of 65 and 69 %, while the average total nitrogen (TN) removal rate was 69 and 63 % and the total phosphorus (TP) removal rate was 75 and 73 % in 2014 and 2015, respectively. The water temperature along the experimental phase ranged from 13 to 22 °C. The removal of NH3-N showed the highest dependence on water temperature with values of R2 = 0.8787 in 2014 and R2 = 0.8957 in 2015. The volumetric reaction constant (kv d-1) in 2014 ranged from 0.041 to 0.185 d-1 with an average temperature in the wetland of 13 to 21 °C. While k presented an average value of 2.60 cm d-1 in 2014, and in 2015 the observed value was 3.22 cm d-1. It was evident that the value of kv augmented as the water temperature increased, which indicates that this factor has a direct effect on the removal of the NH3-N.

Español; castellano. Resumen La temperatura es un factor importante en los procesos que se llevan a cabo en los sistemas biológicos. En los humedales la capacidad de remoción de contaminantes está delimitada por factores ambientales. El objetivo fue determinar el efecto de la temperatura del agua sobre la constante de velocidad de reacción de contaminantes en un humedal de flujo superficial construido (HFSC) para la remoción de contaminantes en aguas residuales porcícolas. El HFSC consistió en un canal de 9 m de longitud por 3 m de ancho, recubierto con geo-membrana de alta densidad (4 mm). El lecho del HFSC consistió en una capa de 30 cm de arena y arcilla, con vegetación nativa del área de estudio. Se llevaron a cabo 12 corridas experimentales entre enero de 2014 y diciembre de 2015, con un tiempo de retención hidráulico (TRH) de 10 días. La remoción promedio de la demanda química de oxígeno (DQO) fue de 75 y 74 %, el promedio de remoción de nitrógeno (amonio) NH3-N de 65 y 69 %, mientras que el nitrógeno total (NT) presentó promedio de remoción de 69 y 63 %, mientras que la remoción del fósforo total (PT) presentó valores de 75 y 73 % en 2014 y 2015 respectivamente. La temperatura del agua durante la fase experimental osciló entre 13 y 22 °C. La remoción del NH3-N mostró la mayor dependencia de la temperatura del agua con valores de R 2=0.8787 en 2014 y R 2=0.8957 en 2015. La constante de reacción volumétrica (k v d-1) en 2014 osciló de 0.041 a 0.185 d-1 con una temperatura promedio en el humedal de 13 a 21 °C. Mientras k presentó un valor promedio de 2.60 cm d-1 en 2014, y en 2015 el valor obtenido fue de 3.22 cm d-1. Fue evidente que el valor de k v aumentó conforme la temperatura del agua se incrementó, lo cual indica que este factor tiene un efecto directo en la remoción del NH3-N.