EVALUATION OF THREE PILOT-SCALE HYBRID WETLAND SYSTEMS FOR NITROGEN REMOVAL | EVALUACIÓN DE TRES SISTEMAS DE HUMEDALES HÍBRIDOS A ESCALA PILOTO PARA LA REMOCIÓN DE NITRÓGENO

Inglés. In this two-year study, three hybrid constructed wetlands were evaluated and compared for Total-N removal, quantifying the content of each of the nitrogen compounds: Ammonium (NH4+), nitrate (NO3–) and organic nitrogen (Org-N). The first system (I) consisted of a subsurface flow horizontal wetland (SSFHW) followed by an aerobic stabilization pond (SP); the second one (II) consisted of a SSFHW followed by a subsurface flow vertical wetland (SSFVW); and the third one (III) was configured with a SSFVW followed by a SSFHW. The three systems were very effective for nitrification, reaching a high increase in nitrate concentrations in the effluents and high efficiencies in the N-NH4+ removal. These efficiencies were 76.2% and 78.7%, in the system I; 87.4% and 92.5% in the system II and 82.6% and 97.2% in the system III, during the first and the second year, respectively. With regard to the removal of Total-N, the system I (SSFHW-SP) was the most effective (p <0.05) with removal of 59.4% and 57.7% in the first and the second year, respectively. In the systems II (SSFHW-SSFVW) and III (SSFVW-SSFHW), the removals were 21.2% and 34.4%, and 25.0% and 36.3%, respectively for the first and the second year. The low removal of Total-N in the systems II and III, apparently were due to a low rate of denitrification because of the absence of a larger anoxic/anaerobic area; as a result of the shallow depth of the SSFHWs and the characteristics of the filter medium such as its grain size distribution (ground tezontle) and high porosity.

Español; castellano. En este estudio se evaluaron y compararon tres sistemas de humedales híbridos para la remoción de nitrógeno total (Ntotal) durante dos años. Se cuantificó el contenido de cada uno de los componentes nitrogenados: nitrógeno amoniacal (N-NH4+), nitrato (NO3–) y nitrógeno orgánico (NOrg). El primer sistema (I) estuvo compuesto de un humedal subsuperficial de flujo horizontal (HSSFH), seguido de una laguna de estabilización (LE) aerobia; el segundo (II) por HSSFH seguido de un humedal subsuperficial de flujo vertical (HSSFV); y el tercero (III), por HSSFV seguido de HSSFH. Los tres sistemas fueron muy efectivos para la nitrificación. Se registraron incrementos elevados en la concentración de NO3– en los efluentes y eficiencias altas en la remoción de N-NH4+. Estas eficiencias fueron de 76.2 % y 78.7 %, en el sistema I; de 87.4 % y 92.5 % en el sistema II y de 82.6 % y 97.2 % en el sistema III, en el primer y segundo año, respectivamente. Respecto a la remoción de Ntotal, el sistema I (HSSFH-LE) fue el más efectivo (p < 0.05) con remociones de 59.4 % y 57.7 % en los años 1 y 2, respectivamente. En los sistemas II (HSSFH-HSSFV) y III (HSSFV-HSSFH) las remociones fueron de 21.2 % y 34.4 %, y de 25.0 % y 36.3 %, respectivamente. La baja remoción de Ntotal en los sistemas II y III, aparentemente se debió a una baja tasa de desnitrificación ante la ausencia de zonas anóxicas/anaerobias más extensas como resultado de la baja profundidad de los HSSFH y de las características del medio filtrante, tales como su distribución de tamaño de partícula (tezontle molido) y su elevada porosidad.