Evaluación de la eficiencia de remoción de un sistema de tratamiento con humedal construido de flujo subsuperficial horizontal para la depuración de aguas residuales del beneficio húmedo del café

Abstract

Los humedales construidos han demostrado ser efectivos en la remoción de diversos contaminantes. En esta investigación se evaluó la eficiencia de un humedal construido de flujo subsuperficial horizontal en la depuración de aguas residuales del beneficio húmedo del café (ARBHC) en términos de sólidos suspendidos totales (SST), demanda química de oxígeno (DQO), nitritos (NO2-) y fosfatos (PO43-). El humedal estudiado que se localiza en la finca cafetera “El Pomorroso”, ubicada en el Municipio de Sotará, Departamento del Cauca, está sembrado con la especie Macrófita Phragmites Australis y tiene 1,5 m de ancho por 4 m de largo. El tiempo de retención teórico de 11 días está influenciado por los caudales bajos e intermitentes del afluente y el material de soporte corresponde a grava media y gruesa de tamaños efectivos D10 de 32 mm y 128 mm respectivamente, disponiendo de una capa de grava de 0,8 metros previamente lavada y una altura del nivel de agua de 0,20 m. La etapa experimental se desarrolló en 9 jornadas en las que se tomaron muestras tanto a la entrada como a la salida del humedal, midiendo el pH con sonda multiparamétrica; las muestras se transportaron al laboratorio certificado de la Corporación Autónoma Regional del Cauca (CRC) donde se analizaron las variables respuesta, SST, DQO, nitritos y fosfatos. Culminada la fase experimental se llevó a cabo un análisis estadístico, descriptivo, exploratorio y gráfico de las variables respuesta, implementando el paquete estadístico IBM SPSS y Microsoft Excel 2016 y posteriormente se aplicó sobre las medianas de las distribuciones de las concentraciones de salida la prueba de hipótesis no paramétrica de Wilcoxon. Los resultados arrojaron que las distribuciones de los porcentajes de remoción fueron asimétricas a la izquierda con predominancia de las eficiencias altas de remoción; así pues, para los SST, DQO, nitritos y fosfatos se obtuvieron porcentajes medianos del 80,77%, 84,17%, 75 %, y 84, 67 respectivamente. Por su parte la prueba de Wilcoxon al evaluar las hipótesis nulas planteadas para las distribuciones de concentraciones de salida de DQO y nutrientes, arrojó niveles p superiores al nivel de confiabilidad (α) del 5% lo que indicó que el sistema debe incrementar su estabilidad y eficiencia para cumplir con los valores guías correspondientes. Respecto a los SST Y pH la prueba arrojó niveles p inferiores a α, indicando que el humedal garantiza el cumplimiento de los valores máximos de referencia para estas variables.

Constructed wetlands have shown to be effective in the removing of contaminant diversity. The efficiency of a constructed wetland of horizontal subsurface flow in the treatment of the wastewater from the wet processing of coffee berries was assessed in this research, in terms of total suspended solids (TSS), Chemical Oxygen Demand (COD), nitrites (NO2) and phosphates (PO4 3-). This natural system was implemented in the coffee farm called “Pomorroso”, located in the municipality of Sotará, Department of Cauca. The studied wetland was seeded with the macrophyte species named Phragmites Australis and it has 1,5 m of width and 4 m of long. It´s theoretical retention time of 11 days is influenced by the low and intermittent flows of the tributary and the support material corresponds to medium and coarse gravel of effective sizes D10 of 32 mm and 128 mm respectively. The system has a gravel layer of 0,8 meters previously washed and a height of the water level of 0,20 m. The experimental stage was developed in 9 journeys in which the samples were taken both at the entrance and at the exit of the wetland, measuring of pH with a multiparameter probe; the samples were transported to the certified laboratory of the Corporación Autonoma Regional del Cauca (CRC), where the response variables, SST, COD, nitrites and phosphates were analyzed. At the end of experimental phase, a statistical, descriptive, exploratory and graphic analysis of the response variables was carried out, implementing the statistical package IBM SPSS and Microsoft Excel 2016 and then the non-parametric Wilcoxon hypothesis test was applied on the medians of the distributions of the output concentrations. The results showed that the distributions of the percentages of removal were asymmetric to the left with predominance of high removal efficiencies; thus the medium percentages obtained for SST, COD, nitrites and phosphates were 80,77%, 84,17%, 75 %, y 84, 67 respectively. On the other hand, when the null hypotheses were evaluated for the distributions of COD concentrations and nutrients output by implementing the Wilcoxon test, it showed levels p above of the reliability level (α) of 5%, which indicated that the system must increase its stability and efficiency to comply with the corresponding guide values. The test showed P levels lower than α with regard to SST and pH, what indicated that the wetland guarantees compliance with the maximum reference values for these variables.