Diseño, evaluación y puesta en marcha de una unidad de tratamiento terceriario con flujo subsuperficial a escala de Laboratorio para la remoción de nitrógeno, fósforo y sulfuros en aguas residuales domésticas, utilizando PHRAGMITES AUSTRALIS

Abstract

El presente estudio se realizó con el fin de determinar las condiciones hidráulicas idóneas para la remoción de nitrógeno, fósforo y sulfuros de agua residual doméstica, evaluados para una unidad de tratamiento terciario con flujo subsuperficial a nivel de laboratorio, mediante fitorremediación utilizando Phragmites australis. El estudio se dividió en 3 fases: la primera, un estudio de trazador para determinar las condiciones hidráulicas en cada reactor, analizando las variables configuración geométrica (4:1 y 1:4) y medio filtrante (grava y arena); la segunda, un análisis de remoción de contaminantes (N, P y S); y la tercera, un análisis gráfico y numérico de todos los resultados, con el fin de establecer las mejores condiciones para optimizar los procesos de remoción de contaminantes. Los resultados hidráulicos obtenidos indican que los reactores en configuración 4:1 presentan un comportamiento predominante de flujo a pistón, aunque los índices de cortos circuitos y zonas muertas (70%) corroboran la baja eficiencia de los mismos. Por otro lado, los reactores en configuración 1:4 presentan una mayor tendencia de flujo mezclado, y mayor estabilidad en cuanto a criterios hidráulicos que en la otra configuración. Los valores de remoción de contaminantes y crecimiento de las plantas indican mayor remoción de fósforo (50-90%) en todos los reactores y menor remoción de nitrógeno (hasta 13%). El mayor porcentaje de remoción se presentó en el reactor de grava 4:1. Según los datos obtenidos, las mejores condiciones para optimizar la remoción por parte de P. australis son configuración 4:1 y grava como medio filtrante.

The research project was done in order to establish the optimal hydraulic conditions to remove nitrogen, phosphuros and sulphide in domestic wastewater, evaluated on a tertiary treatment unit with subsurface flow in laboratory scale, through phytoremediation using Phragmites australis. The methodology was detached in three phases: the first, a tracer study to determine the hydraulic conditions on each reactor, analyzing variables concerning to geometric relation (4:1 and 1:4) and filter material (gravel and sand); the second, pollutant removal analysis (N, P and S); and the third, the results' graphic and numeric analysis to optimize the pollutant removal processes. The hydraulic results indicate that the reactors with 4:1 relation display plug flow, although the short-circuiting and dead zones' (70%) indices corroborate their low hydraulic efficiency. On the other hand, the reactors with 1:4 relation display a higher trend to mixed flow, and higher stability in terms of hydraulic parameters. The pollutant removal values and growth of plants indicate indicate higher phosphorus removal (50-90%) in all reactors and lower nitrogen removal (513%); gravel with 4:1 relation displayed the best removal rates. It was concluded that the best conditions to optimize the nutrient removal with P. australis are 4:1 relation and gravel as filter material.