sirve como modelo de remoción para la DBO en cualquiera de los dos sistemas, FWS y SFS, y con los valores reportados en las tablas 1 y 7, se obtiene el área que necesita el humedal para un determinado nivel de tratamiento.
− − ⋅ ⋅ = 365 ln ** C C C C K Q A e o A (53) donde:
Ce: concentración del efluente deseada, mg/L
Co: concentración del afluente, mg/L
C*: concentración de fondos, mg/L
A: área requerida, m2
Q: caudal del agua, m3/d
Con la ecuación (54) se obtiene la constante de velocidad a diferentes temperaturas para la remoción de la DBO en ambos sistemas.
( 20 20 , , − = T A T A K K θ ) (54)
donde:
KA, T: constante superficial de velocidad de reacción a temperatura T, °C
KA, 20: constante superficial de velocidad de reacción a 20°C
θ: factor de corrección por temperatura
T: Temperatura del agua en el humedal, °C
Los datos utilizados para calcular el área superficial requerida por el humedal se muestran en las tablas 12 y 13.
Tabla12. Sistema FWS (Kadlec and Knight, 1996) Q, m3/d T, ºC DBOin, mg/L DBOout, mg/L % Remociòn KT, m/yr C*, mg/L As, m2 8,64 18 300 240 20 34 19,4 22,3144 8,64 18 300 180 40 34 19,4 51,7573 8,64 18 300 120 60 34 19,4 95,1439 8,64 18 300 60 80 34 19,4 179,3064
Tabla13. Sistema SFS (Kadlec and Knight, 1996) Q, m3/d T, ºC DBOin, mg/L DBOout, mg/L % Remociòn KT m/yr C*, mg/L As, m2 8,64 18 300 240 20 104,7215 3 6,7959 8,64 18 300 180 40 104,7215 3 15,5865 8,64 18 300 120 60 104,7215 3 28,0531 8,64 18 300 60 80 104,7215 3 49,7088
CONCLUSIONES.
La conclusión principal de este trabajo es que los humedales artificiales son una tecnología viable para la depuración de aguas residuales, teniendo costos bajos en cuanto a instalación, energía y suministro, operación y mantenimiento no requieren un trabajo permanente.
Los diseños hidráulicos para el humedal de tipo SFS expuestos en este trabajo son todos basados en la ley de Darcy, con pequeñas variaciones según investigaciones del autor. Este diseño juega un papel importante en el humedal y no se puede tomar por alto ya posee factores importantes que no son tenidos en cuenta en el modelo cinético.
Según lo mostrado en este trabajo los autores traban con modelo de reacción de DBO de primer orden, para el calculo del área superficial se tiene ecuaciones similares pero con cambios en los valores de constantes, cada autor muestra según lo encontrado en su experiencia de laboratorio.
Desafortunadamente los humedales artificiales solo han sido estudiados en Estados Unidos, por lo cual es necesario realizar trabajos de investigación sobre la adecuación de los modelos de diseño a las condiciones locales, como pueden ser las plantas autóctonas, los tipos de medio granulares, etc.
Generalmente requieren grandes extensiones de terreno, comparado con los tratamientos convencionales.
Los componentes biológicos son sensibles a sustancias como el amoniaco y los pesticidas que llegan a ser tóxicos, requieren mínimas cantidades de agua para sobrevivir pero no soportan estar completamente secos.
BIBLIOGRAFÍA
1. AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION. Métodos normalizados para el análisis de aguas potables y residuales. Editorial Diaza Santos. Madrid, España 1992.
2. ARROYAVE, Felipe Andrés. Remoción de contaminantes de aguas residuales con humedales artificiales de flujo subsuperficial. Memos de Investigación; No. 412. Universidad de los Andes. Santafé de Bogotá 1997. 3. AUCKLAND REGIONAL COUNCIL. Storm water management devices:
design guidelines manual. Segunda Edición. May 2003.
4. BARBER Larry, y otros. Nature and Transformation of Dissolved Organic Matter in Treatment Wetlands. Environmental science and technology. Vol.35 No.24. 2001.
5. BEAGLE Glenn y JUSTIN John. Using Constructed Wetland to Treat Waste Water and Propagate Wetland Species. Coordinator and nursery coordinator, Utah Division of State Lands and Forestry, Lone Peak Conservation Center, Draper, UTA. 1993.
6. BERNARD Amell, y otros. Efficacy of a constructed wetland to treat urban stormwater. Aquality Environmental Consulting Ltd. Junio 2004.
7. BORRERO L. Jaime A. Depuración de aguas residuales municipales con humedales artificiales. Trabajo final (Máster en Ingeniería y Gestión Ambiental). Instituto Catalán de Tecnología. Universidad Politécnica de Cataluña. Barcelona 1999.
8. BRASS Agaha. Constructed Wetlands for Treatment of Dairy and Swine Wastewaters.
9. CENTER FOR WATER AND WATERSHED STUDIES. Pilot scale constructed wastewater treatment wetland. Enero 2001.
10. CONTE G, y otros. Constructed wetlands for wastewater treatment in central Italy. Italia.
11. CORPOCALDAS – INVIAS. Manual para el control de la erosión.
12. CORTIJO Rubén y otros. Aplicación de tecnologías de bajo costo para la depuración integral de agua residual en pequeños municipios de la comunidad de Castilla y León. Jornadas técnicas de ciencias ambientales. Instituto de medio ambiente Universidad de León. Madrid. Noviembre 2004. 13. CRITES R. Y TCHOBANOGLOUS G. Tratamiento de aguas residuales en
pequeñas poblaciones. Mc Graw Hill. Colombia 2000.
14. EL-KHATEEB M.A, y El-GOHARY F.A. Combining UASB technology and constructed wetland for domestic wastewater reclamation and reuse. Water Pollution Control Dep. 2003.
15. EPA (U.S. Environmental Protection Agency). A handbook of constructed wetlands 1990.
16. EPA (U.S. Environmental Protection Agency). Constructed Wetlands for Wastewater Treatment and Wildlife Habitat. Septiembre 1993.
17. EPA (U.S. Environmental Protection Agency). Design Manual, Constructed Wetlands and Aquatic Plant Systems for Municipal Wastewater Treatment. Septiembre 1988.
18. EPA (U.S. Environmental Protection Agency). Free water surface wetland for wastewater treatment a technology assessment. Junio 1999
19. EPA (U.S. Environmental Protection Agency). Guiding principles for constructed treatment wetlands. Octubre 2003.
20. EPA (U.S. Environmental Protection Agency). Manual, Constructed Wetlands Treatment of Municipal Wastewaters. Septiembre 2000.
21. EPA (U.S. Environmental Protection Agency). Subsurface flow constructed wetlands for wastewater treatment; A technology assessment. Julio 1993. 22. FERRO Ari, y otros. Constructed wetland system to treat wastewater at the
bp amoco former casper refinery: pilot scale project. The 9th International Petroleum Environmental Conference. Octubre 2002
23. FORBES G, y otros. Constructed wetlands and their use to provide bioremediation of farm effluents in Northern Ireland. Department of Agriculture and Rural Development. Hillsborough. Septiembre 2004.
24. FYFE J. Performance evaluation of two dairy shed waste management system in the southern highland of NSW. Tesis (Master of Engineering- Reseach). Universidad de Wollongong. 2004.
25. GIRALDO G. Gloria I. Manual de Análisis de Aguas. Universidad Nacional de Colombia sede Manizales. Septiembre 2004.
26. GOBIERNO ESPAÑOL. La Convención sobre los Humedales Plan Estratégico Español para la Conservación y el Uso Racional de los Humedales. España 2002.
27. HALVERSON Nancy. Review of Constructed Subsurface Flow vs. Surface Flow Wetlands. Westinghouse Savannah River Company Savannah River Site. Septiembre 2004.
28. JARAMILLO G. Lorenza M. GRUESO V. José R. Seguimiento y Evaluación del prototipo de planta de tratamiento de aguas residuales domésticas Fundación Manuel Mejía. Trabajo final (Ingeniería Química). Departamento de Ingeniería Química. Universidad Nacional de Colombia sede Manizales. 1997.
29. JONES William. Design Features of Constructed Wetlands for Non point Source Treatment. School of Public and Environmental Affairs. Septiembre 1995.
30. KIRACOFE, Brandon D. Performance Evaluation of the Town of Monterey Wastewater. Treatment Plant Utilizing Subsurface Flow Constructed Wetlands. Tesis (Master de ciencia en ingeniería ambiental). Instituto Politécnico de Virginia y Universidad Estatal. Blackburg, Virginia. Julio 2000.
31. KOSTINEC, Robert. Constructed wetland use for treatment of dairy milkhouse wastewaters in maine. Tesis (Master de ciencias en Ingeniería Civil). Universidad de Maine. Mayo 2001.
32. LARA Carlos, y otros. Postratamiento del efluente de un reactor UASB por medio de un humedal artificial. Universidad de Boyacá. Boyacá 1997.
33. LESIKAR Bruce y ENCISO Juan. Sistemas individuales para el tratamiento de aguas negras; Humedales Artificiales. Sistema Universitario Texas. USA 2002.
34. LONDOÑO C. Adela. Módulos Línea de Profundización en Ingeniería Ambiental. Universidad Nacional de Colombia sede Manizales. Octubre 2003.
35. LOPEZ E, ADUVIRE O, BARETTINO D. Tratamientos pasivos de drenaje ácidos de mina: estado actual y perspectivas de futuro. Boletín Geológico y Minero. Vol.113,No.1; p. 3-21. 2002.
36. LOSADA M. Lis. Estudios preliminares para el dimensionamiento de una planta de tratamiento de aguas residuales domésticas en Florencia Caquetá. Trabajo final (Ingeniero Químico). Departamento de Ingeniería Química. Universidad Nacional de Colombia sede Manizales 2002.
37. LUND Mark A. y otros. Grappling with filterable reactive p removal from highly coloured stormwater using constructed wetlands. Centre for Ecosystem Management. Australia 1999.
38. LUND M, y otros. Bacteria and biofilm (periphyton) in constructed wetlands treating highly coloured nutrient-enriched storm water. Journal: Verh. Internat. Verein. Limnol, Vol.28; p.1-5. Stuttgart. Octubre 2002.
39. MASI F. y otros. Constructed wetlands for wastewater treatment in Italy: state-of-the art and obtained results 1999. The Italian Section of the IWA Specialist Group on The Use of Macrophytes for Water Pollution Control. Italia 1999.
40. MATTHYS Aimee, y otros. A comparison of constructed wetlands used to treat domesitc wastes: conventional, drawdown, and aerated systems. USA. 41. METCALF & EDDY, INC. Ingeniería de aguas residuales. Tratamiento,
vertido y reutilización. Tercera edición. Volumen 2. México 1996.
42. MOORE J. Using constructed wetlands to improve water quality. Oregon State University Extension Service. Junio 1993.
43. MOORE M, y otros. Mitigation of chlorpyrifos runoff using constructed wetlands. Journal: Chemosphere. Vol.46; p.827-835. 2002.
44. ORTYNSKY Matthew. Exploration of the Ecological Integrity of a Constructed Wetland vs. a Natural Stream on the Villanova University Campus in Southeastern Pennsylvania. Independent Study Environmental Studies Concentration. 2004.
45. PAJARES Priscila. Tratamiento de drenaje de ácidos de minas en humedales construidos. 2002.
46. PAREDES C. Diego; GUERRERO E. Jhonniers; CASTAÑO R. Juan M. Metodología para la evaluación de la calidad del agua. Revista Scientia et Técnica. Universidad Tecnológica de Pereira. Año VII, No. 15, Marzo 2001. 47. PAZ G. María y otros. Biorremediación aplicable: humedales artificiales.
Premio argentino júnior del agua, AIDIS–comisión WEF. Argentina 2005. 48. QUIPUZCO U. Lawrence E. Evaluación del comportamiento de dos
pantanos artificiales instalados en serie con phragmites australis para el tratamiento de aguas residuales domésticas. Universidad Nacional Agraria La Molina. Perú 2001.
49. QUIPUZCO U. Lawrence E. Valoración de las aguas residuales en Israel como un recurso agrícola: consideraciones a tomar en cuenta para la gestión del agua en el Perú. Revista del instituto de investigación FIGMMG. Vol. 7 No. 13; p. 64-72. Perú 2004.
50. RESTREPO M. Isabel C. GIRALDO V. Luis F. Arranque y operación de un reactor experimental de lodos activados para el tratamiento de aguas residuales urbanas. Trabajo final (Ingeniería Química). Departamento de Ingeniería Química. Universidad Nacional de Colombia sede Manizales. 2003.
51. ROMERO R. Jairo A. Tratamiento de aguas residuales; Teoría y principios de diseño. Tercera Edición. Editorial Escuela Colombiana de Ingeniería. 2004.
52. Seminario: “Humedales artificiales para el tratamiento de aguas residuales”. Armenia – Manizales – Pereira. Septiembre 3 - 8 de 2001.
53. SOCIEDAD QUEBEQUENSE DE TRATAMIENTO DE AGUAS