Avaluació de l’efecte de l’aeració artificial en aiguamolls construïts de flux subsuperficial horitzontal

Abstract

Constructed wetlands are natural purification systems consisting of shallow ponds or canals, planted with vegetation of wetlands and designed to aid in the treatment of wastewater. The horizontal subsurface flow wetlands have some inconveniences, among which clogging is a highlight. This phenomenon is the progressive loss of the initial hydraulic characteristics, resulting in decreased porosity and hydraulic conductivity. Recent studies done by the GEMMA group show how aeration is one of the factors that most affects the clogging. Therefore, in this work, we have followed different strategies of action to evaluate the effect of oxygen in the purifying characteristics of subsurface flow wetland. To proceed with the above strategies 3 wetlands have been installed in the Park Agròpolis Viladecans. A control wetland, without aeration, another one with a high and constant aeration and the last with minimum levels of aeration established by the GEMMA group in Arbi project. Furthermore, wetlands have been monitored and controlled different parameters such as temperature, pH, redox potential, oxygen concentration, organic matter, nitrogen and flows both influent and three effluent Water samples were collected 2 times per week and, from June, 3 times a week. They were collected for 75 days (from mid-May to late July 2016) and immediately analysed in the laboratory. Because of the low human and industrial activity in the area and the wastewater primary treatment, the effluent samples had low levels of contaminant. The comparison between wetlands in terms of reductions of COD and nitrogen shows that the wetland with low aeration is the one that gets a higher percentage of elimination in both cases, followed by the control. In this paper we have analysed the reductions of different forms of nitrogen, obtaining in most cases encouraging results in terms of aeration strategy proposed by the GEMMA group.

Els aiguamolls construïts són sistemes de depuració natural constituïts per llacunes o canals poc profunds, plantats amb vegetació pròpia de les zones humides i dissenyats per ajudar en el tractament d'aigües residuals. En els aiguamolls en què l'aigua circula subsuperficialment, compten amb alguns inconvenients, entre els què destaca la colmatació. Aquest fenomen, consisteix en la pèrdua progressiva de les característiques hidràuliques inicials, traduint-se en la disminució de porositat i de conductivitat hidràulica. Estudis recents duts a terme pel grup de recerca GEMMA, demostren com l'aeració és un dels factors que més afecta a la colmatació. És per això que, en aquest treball, s'han seguit diverses estratègies d'actuació per tal d'avaluar l'efecte de l'aeració forçada en les característiques depuratives dels aiguamolls de flux subsuperficial. Per tal de procedir amb les estratègies mencionades, s'han instal·lat 3 aiguamolls a la finca l'Agròpolis de Viladecans. Un de control, sense aeració, un altre amb una elevada aeració constant i l'últim amb uns nivells mínims d'aeració establerts pel grup GEMMA en el projecte ARBI. L'assaig s'ha controlat durant 75 dies (des de mitjans de maig fins a finals de juliol de 2016) i les mostres d'aigua es van recollir amb una freqüència de 2 a 3 cops per setmana. Els paràmetres estudiats en les aigües han estat la matèria orgànica (DQO) i les diferents formes de nitrogen (N orgànic, amoniacal, nitrits i nitrats). La comparativa entre aiguamolls pel que fa a reduccions de DQO i nitrogen mostra que l'aiguamoll amb baixa aeració és el que obté un major percentatge d'eliminació en ambdós casos, seguit del control. En aquest treball s'han analitzat en profunditat les reduccions de les diferents formes del nitrogen, obtenint en la majoria de casos resultats esperançadors pel que fa a l'estratègia d'aeració proposada pel grup GEMMA.

Los humedales construidos son sistemas de depuración natural constituidos por lagunas o canales poco profundos, plantados con vegetación propia de las zonas húmedas y diseñados para ayudar en el tratamiento de aguas residuales. En los humedales en los que el agua circula subsuperficialment, cuentan con algunos inconvenientes, entre los que destaca la colmatación. Este fenómeno consiste en la pérdida progresiva de las características hidráulicas iniciales, traduciéndose en la disminución de porosidad y de conductividad hidráulica. Estudios recientes llevados a cabo por el grupo de investigación GEMMA, demuestran como la aireación es uno de los factores que más afecta a la colmatación. Por ello, en este trabajo, se han seguido diversas estrategias de actuación con el fin de evaluar el efecto de la aireación forzada en las características depurativas los humedales de flujo subsuperficial. Para proceder con las estrategias mencionadas, se han instalado 3 humedales en la finca Agròpolis de Viladecans. Uno de control, sin aireación, otro con una elevada aireación constante y el último con unos niveles mínimos de aireación establecidos por el grupo GEMMA en el proyecto Arbi. El ensayo se ha controlado durante 75 días (desde mediados de mayo hasta finales de julio de 2016) y las muestras de agua se recogieron con una frecuencia de 2 a 3 veces por semana. Los parámetros estudiados en las aguas han sido la materia orgánica (DQO) y las diferentes formas de nitrógeno (N orgánico, amoniacal, nitritos y nitratos). La comparativa entre humedales en cuanto a reducciones de DQO y nitrógeno muestra que el humedal con baja aireación es el que obtiene un mayor porcentaje de eliminación en ambos casos, seguido del control. En este trabajo se han analizado en profundidad las reducciones de las diferentes formas del nitrógeno, obteniendo en la mayoría de casos resultados esperanzadores en cuanto a la estrategia de aireación propuesta por el grupo GEMMA.