II Wo kshop “Es udio, ap o echamien o y ges ión del agua en e enos e islas olcánicas”
Las Palmas de G an Cana ia, 2015
325
ESTUDIO DEL USO DE TRITURADO DE PALMERA COMO SUSTRATO DE
HUMEDALES DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES.
Alejand o BORREGUERO FABELO, José Albe o HERRERA MELIÁN, Ja ie
ARAÑA MESA y Alejand o ORTEGA MÉNDEZ.
CIDIA-FEAM-Dp o. de Química, Uni e sidad de Las Palmas de G an Cana ia. Campus Uni e si a io
de Ta i a, 35017, Las Palmas de G an Cana ia, España. alejand o.bo e[email p o ec ed]gc.es;
[email p o ec ed]pgc.es; ja ie .a [email protected]; jao [email protected];
RESUMEN
Se ha hecho uso de un sus a o o gánico ( i u ado de palme a) en humedales a i iciales
pa a comp oba su idoneidad pa a el a amien o de las aguas esiduales, an o en lujo
e ical como ho izon al y mix o, eniendo en cuen a la e iciencia de eliminación de los
pa áme os ecogidos en la no ma i a y la posible ob u ación. Con es e sus a o se
consiguie on eliminaciones de en e el 80 y el 90% de ma e ia o gánica, más del 98% de
eliminación de sólidos en suspensión y u bidez y en o no al 99.9% de eliminación de
coli o mes ecales. Las conclusiones que se ex aje on del es udio son, en cuan o a los
humedales p ima ios, el uncionamien o más e icien e y obus o de un humedal e ical, aun
ob u ándose, en e al ho izon al y al mix o. Po o o lado, en los humedales secunda ios se
obse ó un mejo compo amien o del humedal e ical con picado de palme a que de los
e icales con g a a y picón y que del ho izon al con sus a o mine al.
Palab as cla e: Humedal a i icial, sus a o o gánico, ob u ación.
ABSTRACT
In his s udy, palm ee mulch was used as subs a e in ea men we lands o p o e i s
sui abili y o ea aw wa e in e ical low as well as in ho izon al and hyb id low, paying
a en ion no only o he elimina ion e iciency bu also o he possible clogging e ec . The
esul s we e a educ ion in o ganic ma e abou 80-90%, mo e han 98% in suspended
solids and u bidi y and a ound 99.9% in ecal coli o ms elimina ion. The esul om his
s udy shown he mulch used as subs a e in we lands o was ewa e ea men is as alid o
mo e han con en ional subs a e. In he P ima y TW, a e ical we land, al hough clogging,
wo ked almos like a ho izon al one. In he Seconda y TW, a e ical we land wi h mulch
pe o med be e han o he s wi h g a els as subs a e and a ho izon al we land wi h g a el
and sand.
Key wo ds: T ea men we land, o ganic subs a e, clogging.
ISBN: 978-84-938046-4-0
A. Bo egue o Fabelo e al. – El uso de i u ado de palme a como sus a o de humedales de a amien o de aguas …
326
INTRODUCCIÓN
Los humedales a i iciales son un ipo de Sis ema de Depu ación Na u al (SDN) que imi a
las condiciones de los humedales na u ales. Consis en en lagunas o canales poco
p o undos que suelen es a plan ados con especies p opias de zonas húmedas y con un
sus a o que p o ee una supe icie sob e la que se pueden ija las bac e ias y además ac úa
en la eliminación de sólidos en suspensión debido a la il ación que iene luga en el
p oceso (Knigh y Kadlec, 1996).
Los humedales pueden ene di e en es diseños, como pueden se los de lujo lib e o los
de lujo subsupe icial. Los humedales de lujo lib e son es anques o canales en los que el
agua se encuen a expues a a la a mós e a y las plan as eme gen es se encuen an
en aizadas en una capa impe meable. La alimen ación en es os sis emas suele se con inua
y las aguas esiduales a a a p o ienen no malmen e de un a amien o secunda io p e io.
En cuan o a los humedales de lujo subsupe icial, son es anques o canales con el ondo
gene almen e impe meable sob e el cual se coloca un medio po oso como a ena o g a a, en
el que se en aízan las plan as. Si el lujo es ho izon al, el sus a o se man iene sa u ado po
el agua mien as que si el lujo es e ical, el sus a o no se encuen a sa u ado ya que
no malmen e el égimen hid áulico usado es discon inuo, lo que pe mi e que el agua pe cole
a a és del medio de o ma simila a lo que sucede en un il o de a ena. Uno de los
p incipales p oblemas de los humedales con lujo subsupe icial es la ob u ación del lecho
(Knowles e al., 2011), po lo que es necesa io un a amien o p e io del in luen e pa a
elimina en la medida de lo posible las g asas, acei es, a enas y sólidos en suspensión y así
pode p olonga la ida ú il del humedal.
En cuan o a las en ajas que p esen an los SDN en e a los a amien os
con encionales, des aca la obus ez de los sis emas en e a las a iaciones de caudal y
ca ga, la simplicidad en su uncionamien o, el casi nulo consumo ene gé ico (nulo si el agua
esidual se aslada po g a edad), in eg ación paisajís ica en el en o no u al y en el caso
de lujo subsupe icial, inexis encia de malos olo es y la no p oli e ación de mosqui os.
Po o o lado, en lo que espec a a los incon enien es, des aca la mayo supe icie
necesa ia pa a su implan ación en elación a los a amien os con encionales, la posibilidad
de ob u ación en los humedales de lujo subsupe icial, y en el caso de lujo lib e, la posible
gene ación de malos olo es y la p esencia de mosqui os (P oyec o DEPURANAT, 2006).
Los sus a os ípicos usados en los humedales de los que es amos hablando son la g a a
y la a ena. Además de los sus a os mine ales, se pueden usa sus a os o gánicos en los
humedales a i iciales. Aunque no exis e mucha bibliog a ía que a e es os sis emas, se han
hecho algunos expe imen os usando compos (Aslam, 2007), cásca a de a oz (Tee e al.,
2009) y acolchado de made a (Saeed y Sun, 2011) o palma en e o os. Las en ajas de los
sus a os o gánicos, desde un pun o de is a medioambien al, eside en la eu ilización que
se hace de un esiduo que es muy abundan e y que en muchas ocasiones supone un iesgo
de incendios o es ales. Po o o lado, ambién es capaz de adso be compues os o gánicos,
p o ee una mayo supe icie pa a el c ecimien o de las colonias de mic oo ganismos y
debido a su mayo po osidad, se educe el iesgo de ob u ación.
El Campus de Ta i a de la ULPGC cuen a con uno de los palme ales de palme a cana ia
(Phoenix cana iensis) más in e esan es de G an Cana ia. De o ma pe iódica se p ocede a
la limpieza de hojas secas de palme a que, una ez i u adas pueden se empleadas de
di e sas mane as en e las que des aca el uso como enmienda o gánica pa a suelos de
cul i o o como base pa a p oduci compos .
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327
Es e ma e ial o gánico a base de pencas de palme a i u adas (picado) puede se
empleado como sus a o en humedales de a amien o de aguas esiduales, bien
pa cialmen e en un p e il o, cuyo obje i o se ía la eliminación de sólidos en suspensión que
eduzcan el iesgo de ob u ación del es o del humedal, o bien o almen e, de o ma que
sus i uyan a la a ena y la g a a.
OBJETIVOS
Los obje i os de es e es udio son:
1. Respec o a los Humedales P ima ios: De e mina el e ec o del égimen hid áulico,
compa ando el compo amien o del sus a o o gánico en humedales de lujo e ical
(VF), ho izon al (HF) y mix o (HyF), empleando al as ca gas supe iciales pa a
es udia su uncionamien o en es as condiciones. El VF ue some ido al as ca gas
supe iciales du an e seis meses pa a de e mina su compo amien o en esas
condiciones y después de ob u a lo (VF1-ob ).
2. Respec o a los Humedales Secunda ios: Compa a el uncionamien o de los
humedales e icales de g a a (VFg), picado de palme a (VFp), picón (VFpi) y el
ho izon al mine al (HFmin).
MATERIAL Y MÉTODO
Desc ipción de los eac o es
Humedales P ima ios
Los humedales empleados en es e es udio ue on ecipien es de plás ico de 70 y 260 L,
es deci , eac o es de pequeña escala o mic ocosmos, y es án ubicados al ai e lib e en el
Campus de Ta i a de la ULPGC, a ando agua esidual c uda sin p e a amien o ecibida
desde la pa e al a de és e y con o ígenes an dispa es como los elacionados con la
ac i idad docen e, labo a o ios, ins alaciones depo i as, comedo o ca e e ías.
Se emplea on dos eac o es p ima ios, ambos con i u ado de palme a como sus a o,
pe o uno de lujo e ical (VF1) y o o de lujo híb ido (HyF1). El eac o p ima io (HFy1)
había sido p e iamen e empleado con lujo ho izon al (HF1).
Humedales secunda ios
El caudal que sale del HyF1 es ecogido en un ecipien e desde donde se bombea de
o ma que una pa e se lle a al humedal secunda io ho izon al mine al (HFmin), o a a dos
humedales e icales, uno con g a a (VFg) y el o o con picado de palme a (VFp), y una
cua a pa e a a un eac o de lujo e ical con g a a olcánica o picón (VFpi).
Pa áme os analizados: impo ancia e in e p e ación
Los pa áme os analizados ue on la DBO5, DQO, sólidos en suspensión, u bidez,
os a os, amonio, coli o mes ecales, sodio, pH, conduc i idad eléc ica y du eza
pe manen e, que son las p incipales medidas que se ienen en cuen a en la no ma i a pa a
de e mina la posible eu ilización del agua a ada.
A. Bo egue o Fabelo e al. – El uso de i u ado de palme a como sus a o de humedales de a amien o de aguas …
328
RESULTADOS
Desc ipción del agua a a a
Las aguas a a a ue on las aguas esiduales gene adas en la pa e al a del Campus de
Ta i a, que comp enden las aguas de ca e e ías, labo a o ios, baños y cen os depo i os.
Es a agua es omada de una a que a de 17 m3, en la que se encuen a una bomba
i u ado a, con olada po un empo izado . El empo izado pe mi ió p og ama el égimen
hid áulico aplicado a los eac o es. Las ca ac e ís icas son las que se esumen en la Tabla 1.
Tabla 1. Ca ac e ís icas de las aguas esiduales del Campus de Ta i a, según las medidas
ealizadas en es e es udio, de ene o de 2013 a julio de 2014. Se dan concen aciones medias ±
des iación es ánda y núme o de da os (n).
Pa áme os
Valo
DBO5 (mg/L de O2)
444 ± 131, n: 59
DQO (mg/L de O2)
552± 162, n: 71
SS (mg/L)
252 ± 133, n: 64
Tu bidez (UNT)
209 ± 97, n: 82
Amonio (mg/L)
68 ± 21, n: 60
Fos a os (mg/L)
34 ± 8, n: 18
Colis ecales (UFC/100 mL)
1.91 (± 1.48)·107, n: 15
Na+ (mg/L)
155 ± 40, n: 10
pH (Unidades de pH)
6.93 ± 0.27, n: 29
Ce (mS/cm)
1665 ± 590, n: 29
Du eza pe manen e (Ca+Mg) (meq/L)
1.91 ± 0.22, n: 10
RAS
7.2 ± 1.4, n: 8
Resul ados de los Humedales P ima ios
La Tabla 2 mues a los alo es medios ( des iación es ánda y núme o de da os, n) de
las ca gas supe iciales hid áulicas (HLR) y las e iciencias de eliminación de los pa áme os
es udiados, en los dis in os eac o es du an e el pe íodo de es udio.
Tabla 2. Ca gas supe iciales medias aplicadas ( alo ± des iación es ánda ) y e iciencias (% de
emoción) ob enidas po los Humedales P ima ios. Las unidades de la ca ga hid áulica (HLR) son
L/m2d, las de ca ga supe icial de u bidez son NTUxL/m2d, las de coli o mes ecales son UFC/m2d y
las demás son g/m2d.
Ca ga ± des s d
Remoción (%)
HF1
HyF1
VF1
VF1-ob
HLR
147 ± 65
134 ± 46
412 ± 107
132 ± 65
DBO5
71 ± 20
61
53 ± 23
80
266 ± 146
83
62 ± 27
81
DQO
86 ± 29
64
100 ± 44
58
317 ± 104
78
75 ± 44
60
SS
35 ± 15
85
35 ± 23
84
154 ± 62
95
38 ± 27
83
Tu bidez
29 ± 12
77
34 ± 16
75
98 ± 45
70
38 ± 22
65
NH4+
11 ± 4
-13
8 ± 2
-26
33 ± 10
33
10 ± 5
-33
Fos a os
-
4 ± 1
-10
-
5 ± 2
-13
Coli o mes
ecales
-
2.6 (± 2.3)x1010
90
-
2.1 (± 1.4)x1010
86
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Los esul ados e e en es a la DQO (Figu a 1) mues an que el VF1 (78%) ue más
e icien e que el HF1 (64%), a pesa de que las ca gas aplicadas ue on no ablemen e
supe io es, y se obse a ambién que el VF1 ob u ado (VF1-ob ) unciona lige amen e mejo
que los ho izon ales.
Figu a 1. DQO del e luen e con espec o a ca ga de DQO in luen e pa a los eac o es p ima ios:
HF1 (♦), HyF1 (▲), VF1 (■) y VF1-ob (■).
Resul ados de los Humedales Secunda ios
El e luen e del Humedal P ima io an o Ho izon al (HF1) como Híb ido (HyF1) ue
empleado como in luen e de los Humedales Secunda ios de picado (VFp), de g a a (VFg),
de picón (VFpi) y mine al (HFmin). Pa a pode compa a la e iciencia de emoción de los
dis in os eac o es es necesa io ene en cuen a las ca gas aplicadas a cada eac o . La
Tabla 3 mues a las ca gas medias aplicadas y las e iciencias ob enidas po los dis in os
Humedales Secunda ios.
La Figu a 2 mues a las concen aciones de DQO del e luen e de los humedales
secunda ios. La ec a ho izon al indica el alo de 125 mg/L de O2 de la no ma i a. La
concen ación media del HFmin ue de 110 ± 37 (n: 45), la del VFg de 105 ± 29 (n: 47), del
VFp de 105 ± 29 (n: 48) y el VFpi 118 ± 30 (n: 17). Como puede obse a se, el VFp y el VFg
die on esul ados idén icos y ue os los que die on mejo es esul ados, con el alo más bajo
de DQO y casi odos los alo es po debajo de 125 mg/L, aunque las di e encias en e las
concen aciones de los 4 eac o es no son signi ica i as.
Las e iciencias globales de emoción de DQO ue on de 82% pa a el HF1+VFg, de 80%
pa a el HF1+VFp, de 79 % pa a el HF1+HFmin y de 79% pa a el HF1+VFpi.
♦ HF1
y = 0.9224x + 102.91
R² = 0.1988
▲ HyF1
y = 1.4867x + 118.66
R² = 0.3208 ■ VF1
y = 0.1036x + 130.19
R² = 0.1364
■ VF1-ob
y = 0.8392x + 152.29
R² = 0.3839
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
0 100 200 300 400 500 600
DQO en el e luen e, mg/L
Ca ga DQO, g/m2d
Humedales P ima ios

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Tabla 3. Ca gas supe iciales medias aplicadas ( alo  des iación es ánda ) y e iciencias (% de
emoción) ob enidas po los Humedales Secunda ios. Las unidades de la ca ga hid áulica (HLR) son
L/m2d, las de ca ga supe icial de u bidez son NTUxL/m2d, las de coli o mes ecales son UFC/m2d y
las demás son g/m2d.
Ca ga ± des s d
Remoción (%)
HFmin
VFg
VFp
VFpi
HLR
68 ± 48
475 ± 218
502 ± 235
150 ± 89
DBO5
25 ± 47
54
45 ± 35
86
56 ± 51
92
10 ± 10
73
DQO
23 ± 25
45
93 ± 51
52
114 ± 71
52
34 ± 27
38
SS
2 ± 2
79
20 ± 16
85
22 ± 18
91
5 ± 5
69
Tu bidez
3 ± 2
89
24 ± 18
91
25 ± 19
96
9 ± 7
82
NH4+
5 ± 5
26
39 ± 19
46
38 ± 19
61
17 ± 10
-3
Fos a os
1 ± 1
25
18 ± 10
17
18 ± 10
15
5 ± 2
8
Coli o mes
ecales
1.3 (± 2.2)x109
99.21
1.5 (± 1.7)x1010
96.79
1.9 (± 2.4)x1010
99.54
7 (± 10)x106
84.55
Figu a 2. DQO del e luen e con espec o a ca ga de DQO in luen e pa a los eac o es secunda ios:
HFmin (♦), VFg (■), VFp (▲) y VFpi (+).
E ec o del égimen hid áulico
En humedales e icales se suele emplea una dosi icación discon inua del eac o pa a
al e na pe íodos de ai eación con pe íodos de inundación. De es a o ma se ob ienen al os
ni eles de ni i icación, emoción de ma e ia o gánica y bac e ias (Zu i a y Whi e, 2014). Sin
emba go, en abajos an e io es (He e a Melián e al., 2010) se ob u ie on buenos
esul ados aplicando una alimen ación con inua de los VFs. Po eso se decidió es udia el
e ec o de la dosi icación, con inua o discon inua, en es os eac o es. La Tabla 4 ecoge las
0
50
100
150
200
250
050 100 150 200
DQO e luen e, mg/L
Ca ga DQO, g/m2d
Humedales Secunda ios
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331
ca gas supe iciales aplicadas a ambos eac o es y las e iciencias ob enidas con cada
égimen hid áulico.
Tabla 4. Ca gas supe iciales aplicadas a VFg y VFp, concen ación del e luen e y e iciencias (%
de emoción) ob enidas con cada égimen hid áulico. Las unidades de ca ga supe icial de u bidez
son NTUxL/m2d y las demás son g/m2d. Las unidades de concen ación del e luen e de u bidez son
UNT y las demás son mg/L.
Ca ga ± des s d
Concen ación ±
des s d
Remoción (%)
VFg
VFp
Con inuo
Discon inuo
Con inuo
Discon inuo
DBO5
64 ± 31
27 ± 14
84
22 ± 26
14 ± 14
90
87 ± 48
12 ± 13
90
17 ± 16
3 ± 2
95
DQO
119 ± 45
105 ± 33
55
51 ± 26
100 ± 23
47
137 ± 63
99 ± 32
57
55 ± 25
103 ± 23
44
SS
26 ± 15
6 ± 3
85
15 ± 15
8 ± 4
78
32 ± 20
3 ± 1
93
11 ± 10
4 ± 2
87
Tu bidez
27 ± 16
4 ± 2
95
21 ± 21
6 ± 3
87
32 ± 21
1 ± 0
97
17 ± 14
2 ± 1
94
NH4+
39 ± 16
35 ± 22
53
38 ± 24
64 ± 28
33
43 ± 21
20 ± 17
73
30 ± 13
55 ± 25
41
CONCLUSIONES
Del p esen e abajo se pueden ex ae a ias conclusiones de la compa ación en e los
di e en es eac o es y con igu aciones es udiados.
Humedales p ima ios
En el compo amien o de los humedales p ima ios, según lo que se desp ende del
a amien o es adís ico de los da os, sólo exis en di e encias signi ica i as (p<0.05) en la
DBO y en u bidez. En DBO, se consiguió una mejo e iciencia de eliminación en el HyF1 y
VF1-ob que en el HF1, mien as que en u bidez se ob u ie on da os mejo es de e iciencia
en el HF1 y HyF1 que en el VF1-ob . La p incipal conclusión que se puede ob ene de es os
abajos es que un humedal e ical unciona cla amen e mejo que uno ho izon al o híb ido
a pesa de aplica le ca gas muy supe io es. Si llega a a ob u a se el humedal e ical
segui ía uncionando con la misma e iciencia que uno ho izon al o híb ido.
Humedales secunda ios
Teniendo en cuen a odos los aspec os an e io es, se puede conclui que el picado usado
como sus a o de humedales pa a el a amien o de aguas esiduales es an álido o más
que la g a a, sus a o con encional y que no iene las en ajas medioambien ales que
p esen a el picado y que se expusie on ya en la in oducción del documen o.
A. Bo egue o Fabelo e al. – El uso de i u ado de palme a como sus a o de humedales de a amien o de aguas …
332
REFERENCIAS
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