Effects of hydraulic load on nitrate removal in surface-flow constructed wetlands

Abstract Constructed wetlands had been widely used as economical and environment friendly treatment systems for agriculture runoff in southwest Sweden to limit the transport of nutrients to Kattegat, thereby aiding in the effort of abating eutrophication. The extensive use and acceptance of wetlands as treatment systems had been an incentive to develop performance models. Even recent studies showed that first order models are inadequate to guide the design of constructed wetlands, these are still commonly used. The main assumption of such models is tested here, which states that the removal rate of pollutant(s) is proportional to concentration in a constructed wetland. For this purpose experimental wetlands in Plonninge near Halmstad (southwest of Sweden) were selected and divided into two groups (9 each). They were fed with different hydraulic loads achieving 4 and 8 days residence times. The data obtained from the analysis of total nitrogen and nitrate were tested with first order equations and found that these models are sufficient to describe the nitrate removal in nitrate rich experimental wetlands. Key words: constructed wetlands, hydraulic load, first order kinetic models, eutrophication, nitrogen removal

Abstrakt Anlagda våtmarker har i stor utsträckning använts så ekonomisk och miljövänlig behandling av system för jordbruk avrinning i sydvästra Sverige för att begränsa transporten av näringsämnen till Kattegatt och därmed hjälpa till i ansträngningarna på att avta övergödning. Den omfattande användningen och acceptansen av våtmarker som behandling systemen hade ett incitament att utveckla prestanda modeller. Även senare studier visade att första order modellerna är otillräckliga för att vägleda designen av konstgjorda våtmarker är dessa fortfarande vanliga. Det viktigaste antagandet om sådana modeller testas här, som säger att avverkning av föroreningar (s) är proportionell mot koncentrationen i en konstruerad våtmark. För detta ändamål experimentella våtmarker i Plönninge utanför Halmstad (sydväst om Sverige) valdes ut och delades i två grupper (9 vardera). De matades med olika hydrauliska belastningar uppnå 4 och 8 dagar uppehållstid. De data som erhållits från analysen av totalkväve och nitrat testades med första ordningens ekvationer och fann att dessa modeller är tillräckliga för att beskriva nitrat bort i nitrat rika experimentella våtmarker. Nyckelord: anlagda våtmarker, hydraulisk belastning, första ordningens kinetiska modeller, övergödning, kväverening