Efecto de sobrecargas hidráulicas en el rendimiento de humedales construidos para la depuración de aguas

Castellà: El tratamiento de las aguas residuales es una actividad necesaria para llevar una vida en un ambiente higiénicamente adecuado y respetuoso con el medio ambiente. Este tratamiento suele llevarse a cabo en las grandes ciudades mediante los sistemas conocidos como convencionales, de gran coste tecnológico, energético, humano y económico.En el caso de núcleos poblacionales de tamaño medio o pequeño y de los países en vías de desarrollo la implementación de dicha tecnología no es factible, ya sea porque no es rentable para la empresa concesionaria o porque el gobierno carece de dinero para ella. Es en esta casuística en la que es idónea la implementación de los sistemas naturales de depuración de aguas residuales. Estos sistemas se aprovechan de los procesos que la propia naturaleza pone a nuestra disposición para realizar el tratamiento de las aguas residuales, desarrollando al máximo todas sus ventajas y minimizando en la medida de lo posible sus inconvenientes.Uno de los sistemas naturales de depuración de aguas residuales son los humedales construidos. La naturaleza estocástica de los procesos internos de los humedales es la causante de que éstos puedan verse como una caja negra, en tanto que somos incapaces de penetrar en ellos y ver de forma directa su funcionamiento.Este estudio evalúa la capacidad de tratamiento de una planta experimental a escala que reproduce un sistema híbrido formado por un humedal de flujo subsuperficial vertical seguido de uno de flujo subsuperficial horizontal y uno de flujo superficial. El aspecto más relevante de esta tesina es la investigación de los efectos que determinadas sobrecargas hidráulicas de agua residual urbana real tienen sobre el funcionamiento de la planta experimental, buscando obtener conclusiones que ayuden a mejorar el diseño y la explotación de plantas a escala real.Se ha trabajado con cargas hidráulicas de 200 l/día, 400 l/día y 500 l/día de forma continuada durante seis semanas con tal de evaluar el rendimiento de reducción de materia en suspensión, materia orgánica (DQO y DBO), nitrógeno, fósforo y azufre de la planta experimental y con el objetivo de buscar una relación entre el caudal de agua residual y la evolución de dicho rendimiento. La eficiencia de la planta experimental en la depuración de las aguas residuales tratadas ha estado dentro de los parámetros habituales de normalidad para las tres cargas hidráulicas estudiadas. Se han conseguido rendimientos hasta del 99 % en la eliminación de sólidos en suspensión, del 93 % en la reducción de DQO y de entre el 65 % y el 77 % para la DBO. En cuanto a la eliminación del nitrógeno la eficiencia ha sido cercana al 85 % a pesar de no haber logrado la desnitrificación esperada en el humedal de flujo subsuperficial horizontal. No se ha llegado a observar una correlación directa entre las eficiencias en el funcionamiento de la planta experimental y el volumen de las cargas hidráulicas empleadas, aunque sí ciertas tendencias.

Anglès: Wastewater treatment is a very important and needed activity for a healthy life in a proper hygienic and friendly environment. This treatment is usually carried out in major cities through systems known as conventional, which are high-cost technology, energetically and human and economically expensive. In the case of small and medium-sized population centers and also in developing countries the implementation of conventional wastewater treatments is not profitable for the company in charge of this service and is often a source of economical problems. Is in this case where the implementation of the natural systems of wastewater treatment is appropiate. These systems take advantage of the processes that nature puts at our disposal for treating wastewater, developing its advantages and minimizing the possible drawbacks.One of these natural systems suitable for wastewater treatment are constructed wetlands. The stochastic nature of the internal processes of wetlands is the cause that they can be seen as a black box, because we are unable to enter into them and see how they work.This study evaluates the effectiveness of a pilot-scale plant in the wastewater treatment. This plant consists on an hybrid system made of a vertical subsurface flow constructed wetland followed by a horizontal subsurface flow constructed wetland and surface flow constructed wetland. The most important point of this thesis is the investigation of the real urban wastewater hydraulic overloads effects on the pilot-scale plant correct operation in order to improve the design parameters and the operation protocols of real full scale plants.We have worked continuously with hydraulic loads of 200 l/day, 300 l/day and 500 l/day in order to evaluate the efficiency in the reduction of suspended solids, organic matter (COD and BOD), nitrogen, phosphorus and sulfur. The objective was to find a relationship between the wastewater flow and the pilot-scale plant removal efficiency. It was found that the performance of the sewage treatment was within the usual values of efficiency for the three hydraulic loads. The pilot-scale plant had achieved yields up to 99 % in the removal of suspended solids, 93 % in COD reduction and 65 % to 77 % in BOD. The nitrogen removal efficiency was around 85 % despite not having achieved the expected denitrification in the horizontal subsurface flow constructed wetland. A direct correlation between the efficiencies of the experimental plant and the hydraulic loading rate was not observed, although there were certain trends.