Cinética de remoción de contaminantes básicos en humedales artificiales de flujo libre y subsuperficial con vegetación Cladium jamaicense.

Abstract

Este estudio evalúa el desempeño de la macrófita Cladium jaimaicense en el tratamiento de aguas residuales domésticas mediante humedales artificiales pilotos de flujo libre y subsuperficial en Villahermosa, Tabasco, México. Las unidades experimentales tenían dimensiones de 2.5 m de largo, 1.2 m de ancho y 1 m de altura. El medio de soporte utilizado fue gravade río de 0.76+/0.26 pulgadas de diámetro y fue el mismo para todos los tratamientos. El tirante de grava y TRH fue de 0.2 m y 5.13 días en los tratamientos de flujo libre, y de 0.5 m y 3.37 días en los tratamientos de flujo subsuperficial. El gasto de operación medio fue de 200 L/d y provino de los sanitarios de la DACBiol-UJAT, siendo el mismo abastecimiento para todos los tratamientos. El diseño experimental estaba constituido por tres humedales artificiales de flujo libre con C. jamaicense (HAFL-C), tres humedales artificiales de flujo subsuperficial con C. jamaicense (HAFS-C) de tres humedales artificiales de flujo libre sin plantar (HAFL-B) y tres humedales artificiales de flujo subsuperficiales sin plantar (HAFS-B). El estudio constó de tres etapas: arranque (tres meses), estabilización (seis meses) y evaluación (un año). Se realizó un seguimiento de la adaptación, crecimiento y producción del C. jamaicense de cada etapa. Así mismo, se realizaron análisis de calidad de agua para evaluar la eficiencia de remoción con base a los parámetros pH, temperatura, CE, SDT color aparente, turbiedad, DQO y SST. Además, se realizó un modelado de distribución espacial y de ajuste matemático para los parámetros pH, temperatura, CE, SDT color aparente y turbiedad. Finalmente, se calcularon los coeficientes cinéticos de degradación "k" de la DQO considerando una cinética de primer orden y modelos de reactores de mezcla completa y flujo pistón. Los resultados mostraron que el C. jamaicense consigue mejor adaptación y crecimiento en el tratamiento de flujo subsuperficial, donde al final de la investigación el largo medio de hojas fue de 4.7+/0.08 m y densidad media de 130.3 plantas/m2. Así mismo, con ambos tratamientos se consiguen eficiencias de remoción mayores al 70% para la turbiedad, color aparente, DQO y SST. Con el modelo de distribución espacial se encontró que, debido a la alta densidad de hojas en el tratamiento HAFL-C se consigue un comportamiento de flujo pistón después de un año de operación. Los coeficientes cinéticos después de un año de operación fueron de 0.63 d-1 en el HAFL-C y de 0.7d-1 en el HAFS-C, mostrando una alta actividad microbiana en los sistemas. Con base a los resultados obtenidos se concluyó que la utilización de la especie C. jamaicense humedales artificiales tiene un rendimiento similar a las demás especies reportadas por la literatura y tiene un alto potencial de aprovechamiento para tratar aguas residuales en el sureste de México.