Bases ecológicas del empleo de filtros verdes/humedales ...

Bases ecológicas del empleo de filtros verdes/humedales,

en el tratamiento de la contaminación difusa

Rosa Gómez Cerezo

Profesora Titular de Ecología

Departamento de Ecología e Hidrología

Universidad de Murcia

[email protected]

Los humedales como sistemas de depuración natural

¿Qué es un humedal?

Los humedales: bases del proceso depurador

...unidad funcional que constituye una anomalía hídrica positiva en el paisaje, de orígen natural o artificial, que no sea un río ni un lago y que se caracteriza por presentar comunidades biológicas o usos característicos que las diferencian del entorno.

(González-Bernáldez, 1989)


HUMEDAL

Vegetación

Sustrato

Microrganismos


Carga contaminante(DBO5, DQO, N, P, metales pesados, pesticidas, patógenos)

Reducción de la carga contaminante,

Se

dim

en

to

Agua


Condiciones

anaeróbicas

Condiciones

aeróbicas

Retención

Transformación

Eliminación

Importancia de las plantas en humedales

Difusión de oxígeno hacia el sedimento

O2

O2

O2

Soporte físico para el desarrollo de microorganismos

Asimilación de nutrientes

N & P


Lagunas anaeróbias : profundas (2,7-3,6 m), elevada carga orgánica, formación de ácidos y fermentación metánica (aguas industriales)

Lagunas facultativas : (1,2- 3 m),

zona aeróbia y zona anaeróbia, fotosíntesis y aireación superficial (aguas urbanas e industriales)

Lagunas de maduración : (0,6- 1 m),

fotosíntesis y aireación superficial (aguas urbanas e industriales)


Degradación

� Tratamiento secundario vs terciario

Tratamiento terciario: eliminación del nitrógeno y fósforo producido en la degradación de la materia orgánica de la fase anterior (disminuye el NT y PT )

materia orgánica

N-orgánico (proteinas animales y vegetales, urea, etc.)

P-orgánico (polifosfátos, urea, etc.)

NH4+

PO43-

NO2-

NO3-


Determinación de las zonas sensibles y menos sensibles

artículo 5 de la 91/271

a) Lagos, lagunas, embalses, estuarios y aguas marinas que sean

eutróficos o que podrían llegar a serlo en un futuro próximo si no

se adoptan medidas de protección.

1. Lagos y cursos de agua que desemboquen en lagos, lagunas,

embalses, bahías cerradas que tengan un intercambio de aguas escaso y en las

que, por lo tanto, puede producirse una acumulación.

2. Estuarios, bahías y otras aguas marítimas que tengan un intercambio

de aguas escaso o que reciban gran cantidad de nutrientes.

Directiva 91/271/CEE del Consejo de 21 de mayo de 1991

ZONAS SENSIBLES (2)

PARÁMETRO ELIMINACIÓN DE N Y P

concentración % reducción

Fósforo totalmg/l

2 (entre 10.000 y 100.000 h-e)

1 (para más de 100.000 h-e)

80

Nitrógeno totalmg/l

15 (entre 10.000 y 100.000 h-e)

10 (para más de 100.000 h-e)

70-80

(2) - Deben cumplir, además, los requisitos establecidos para las zonas normales.

Condiciones de tratamiento según tipo de zona donde se viertan las aguas tratadas

Los vertidos que, sin realizarse directamente en zonas sensibles, contribuyan a la contaminación de

dichas zonas, quedarán asimismo sujetos a estos parámetros.


El SustratoTranformaciones del Nitrógeno en los sedimentos de lo s humedales

Sed

imen

toA

gua


El SustratoTranformaciones del Fósforo en los sedimentos de los h umedales

Sed

imen

toA

gua

Elemento del vertido Mecanismo de acción

SS Sedimentación, filtración y degradación

DBO

•Degradación microbiana (aeróbia y anaeróbia)

•Sedimentación

Nitrógeno

•Amonificación seguida de nitrificación y desnitrificación

•Asimilación por vegetación•Volatilización del amonio

Fósforo

•Reacciones de adsorción-precipitación con Al, Fe, Ca y minerales de la arcilla

•Asimilación por vegetación

Patógenos

•Sedimentación/filtración

•Muerte gradual

•UV•Excreción de antibióticos por las raíces de helófitos

Principales mecanismos de transformación y retención de agentes contaminantes en humedales (modificado de Brix et al., 1989)

Principales mecanismos de transformación y retenció n de contaminantes

LOS HUMEDALES ARTIFICIALESLOS HUMEDALES ARTIFICIALES EN EL TRATAMIENTO DE LAS

AGUAS RESIDUALES

Filtros verdes vs Humedales artificiales

Tipos de flujo hídrico en el diseño de los humedales artificiales

Flujo superficial Flujo invertido

Flujo horizontal subsuperficial

Flujo vertical

20 cm

Los humedales artificiales en el tratamiento de aguas residuales

mineralización

de la MO y

nitrificación :

NH4---NO3

Mayor

oxigenación

Menor

oxigenación

Flujo

vertical

Flujo horizontal

subsuperficial

desnitrificación:

NO3 ------ N2


Humedal de Flujo superficial Humedal de Flujo subperficial

Humedales combinados,

multi-etapas: mejores

resultados

1. Flujo

subsuperficial

2. Flujo vertical

3. Flujo

subsuperficial

La vegetación

Phragmites australis

Typha sp


Iris pseudoacorus

Scirpus sp.

Juncus maritimus


Stage 1Stage 2Stage 3

Not substrate

0

25

50

75

100

125

150

175

200

Series 1 Series 2 Series 3 Series 4

SS

m

g/l

60 mg/l

35 mg/l

Sand

Iron fillings

Mean outflow concentrations from the different stages of series with the EU quality standars (Directive 91/271)

(Ecological Engineering, 2001, 16:501-517)

Inflow = 180 mg/l


BO

D5

mg

/l

0

25

50

75

100

125

150

175

Series 1 Series 2 Series 3 Series 4


25 mg/l

(Gómez et al, 2001,Ecological Engineering 16:501-517)

192 mg/l

61 mg/l



(Gómez et al 2001. Ecological Engineering,16:501-517)

Concentración agua

bruta = 38 mg/l N

Límites para vertido a

zonas sensibles

Reducción NT > 70%


Ventajas del empleo de humedales artificiales

NO Proliferación de algas ni de

NO Generación de malos olores

mosquitos en tratamiento de flujo subsuperficial

NO Formación de espumas y flotantes

BAJO contenido en N y P del efluente

Adecuación paisajística con el entorno, incremento de la biodiversidad

OFRECE recursos didácticos y de ocio

Escaso o NULO gasto energético

SENCILLEZ de las instalaciones

NO requiere personal cualificado

BAJO mantenimiento


Requiere de una mayor superficie de terreno que otras tecnologías

Cierta evaporación del agua (evapotranspiración)

Desventajas del empleo de humedales artificiales


Aplicaciones� Aguas domésticas y urbanas. Especialmente indicado para pequeños núcleos urbanos. Ampliamente utilizado en Europa

� Aguas industriales: fabricación de papel, productos farmacéuticos, cosméticos, alimentación, bodegas, refinerías y mataderos, entre otros.

� Lixiviado de vertederos

� Aguas de drenaje de extracciones mineras

� Escorrentía urbana y agrícola

� Aguas procedentes de granjas

� Aguas procedentes de los campos de golf


� Como tratamiento terciario mejorando instalaciones de tratamiento convencionales u otras de tecnología blanda (lechos de turba, biodiscos, agunaje)

La gestión integral del paisaje una herramienta básica para el control de la contaminación difusa en cuenca agrícolas


Humedal de Playa de la Hita

Humedal de la Marina del Carmolí

Humedal de Lo Poyo


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Gracias por

su atención

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