Humedales artificiales

Los humedales artificiales, áreas permanentemente anegadas pobladas por plantas hidrofíticas como el carrizo, comprenden una variedad de hábitats microbianos subsuperficiales de diferente oxigenación y potencial redox, y dan soporte a una diversidad de microorganismos (bacterias, algas, hongos, actinomicetos, protozoos) y que degradan los sustratos orgánicos e inorgánicos que entran en el sistema. Los humedales artificiales se emplean cada vez más para el tratamiento de aguas residuales, lodos y efluentes industriales como una alternativa económica, robusta y de bajo consumo energético a los sistemas tradicionales como los procesos de fangos activados.

Los humedales artificiales (CWs en sus siglas en inglés: Constructed Wetlands) se clasifican de acuerdo con su modo de operación como: de flujo superficial, de flujo horizontal, de flujo vertical descendente o de flujo vertical ascendente. Se han usado con éxito en el tratamiento de aguas residuales domésticas, urbanas, escorrentía de autopistas y aguas grises, productos ácidos del drenado de minas, residuos agrícolas, efluentes industriales, lixiviados de vertederos y efluentes del procesado de carnes. La reducción de DBO (Demanda Biológica de Oxígeno) y sólidos en suspensión ocurre gracias a la actividad microbiana y la eliminación de fósforo y nitrógeno gracias a los procesos de desnitrificación y absorción por las plantas.

  • Los humedales artificiales para el tratamiento de aguas residuales son pioneros en Alemania. Esta tecnología de tratamiento natural es usada ahora por todo el mundo, no sólo para aguas residuales domésticas sino también para efluentes industriales.
  • Se ha investigado mucho en los últimos veinte años por lo que están disponibles guías de diseño para diferentes tipos de humedales artificiales.
  • La capacidad natural de los suelos de filtrar mecánicamente sólidos en suspensión y ciertas reacciones químicas (precipitación) de algunos                   constituyentes de las aguas residuales son otros mecanismos de limpieza que interactúan entre sí. Por lo tanto, los contaminantes son metabolizados y absorbidos en sucesivos procesos aeróbicos y anaeróbicos.

 


Sistema de tratamiento de bancales de carrizo


El sistema de tratamiento de bancales de carrizo combina procesos de descomposición aeróbicos y anaeróbicos en una capa de suelo o sustrato de 1 metro de espesor. En las balsas impermeabilizadas con tejidos de polietileno y rellenadas, se plantan helófitos como Phragmites Communis, Typha Latifolia, Typha Angustifolia u otras macrófitas acuáticas.

El agua residual percola por el sustrato filtrante verticalmente hasta el drenaje en el fondo. Además de la descomposición de la materia orgánica y contaminantes por microorganismos y hongos, en el suelo con raíces o sustrato matriz, también tienen lugar procesos químicos y físicos de precipitación, absorción y filtrado debido a constituyentes del suelo como minerales arcillosos y partículas de humus. Esto es más importante para los enlaces de fosfato y amoníaco. Alguna parte del nitrógeno del agua residual es liberada en la atmósfera como gas nitrógeno (desnitrificación)

Mediante el vertido intermitente a la balsa de carrizo se consigue un cambio del régimen de oxígeno. Después de la saturación de agua mediante el sistema de distribución, una red de drenaje en la base recoge el agua purificada. Los poros del sustrato se rellenan con aire permitiendo de este modo procesos aeróbicos de descomposición.

Otra parte del oxígeno se transfiere a la rizosfera gracias a un tejido especial de los tallos y raíces de las helófitos, el aerenchym.

La obstrucción de los sustratos de filtrado (suelo, arena y grava) se evita mediante el contínuo crecimiento y descomposición de las raíces y rizomas de las macrófitas acuáticas y los macroporos del suelo resultantes. De este modo, se garantiza el movimiento del agua por el sustrato a largo plazo.

El sustrato con el que se rellena las balsas impermeabilizadas, es una mezcla específica de componentes determinados por razones de conductividad hidráulica y propiedades físico-químicas. El suelo y la mezcla del sustrato se decide dependiendo de la composición de agua a tratar.

Por medio de la evapotranspiración de las plantas, se aumenta la concentración de contaminantes en el agua residual mejorando de este modo los procesos de degradación microbiológica. Estos humedales artificiales reducen tanto las concentraciones de contaminantes como el volumen de agua. Su rendimiento se describe por parámetros de carga de contaminantes.

 

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