Resumen
Este trabajo es un estudio de una forma nueva de
tratamiento de residuales con características especificas
y propias que lo hacen más eficientes que las formas
tradicionales empleadas hasta el momento, teniendo en cuenta el
factor económico y el cuidado del medio ambiente,
además de la eficiencia en la reducción de la
materia contaminante y la carga orgánica de los
residuales.
Los humedales constituyen un novedoso sistema de
tratamiento que aunque se viene aplicando en algunos
países hace varios años en el nuestro es aún
incipiente pero promete su generalización por las
condiciones climatológicas
Introducción
Los humedales artificiales son estanques de agua
residual de poca profundidad, los cuales mediante una flora
acuática son capaces de remover y reducir las cargas
orgánicas contaminantes así como eliminar elementos
y componentes de las aguas perjudiciales para los animales y el
hombre.
El estudio y los resultados presentados en este trabajo
son tomados de bibliografías y documentos presentados en
varios países y aunque en su mayor parte están
hechos para temperaturas frías o de climas menos templados
que el nuestro, siempre se especifica su mayor eficiencia en un
país de temperatura más alta como lo es
Cuba.
El periodo de retención de este tipo de
tratamiento es muy inferior al necesario para las lagunas de
estabilización y es precisamente este elemento, unido a su
alta eficiencia la que hace que se pueda tomar como la mejor
variante. Actualmente existen experiencias en nuestra provincia
para el tratamiento de residuales de ganado vacuno en la Empresa
Pecuaria Cubana MACUN.
Objetivos.
El objetivo principal de este trabajo es implementar
como forma eficiente del tratamiento de residuales el
diseño de los humedales y que sea generalizado por
cada una de las entidades diseñadoras.Comparación a partir de la valoración
económica de esta forma de tratamiento con otro tipo
de tratamiento que hasta el momento se ha generalizado en
nuestro país.Demostrar con una valoración general como se
puede disminuir la inversión con el sistema
propuesto.
Desarrollo
Los humedales son áreas que se encuentran
saturadas por aguas superficiales o subterráneas con una
frecuencia y duración tales que sean suficientes para
mantener condiciones saturadas. De aquí que ellos se
incluyan entre los llamados sistemas naturales de tratamiento. En
estos sistemas los contaminantes presentes en las aguas
residuales son removidos por una serie de procesos
físicos, químicos y biológicos que se
efectúan en el ambiente natural, entre estos procesos se
encuentran la sedimentación, la adsorción a las
partículas del suelo, la asimilación por las
plantas y la transformación microbiana.
Suelen tener aguas con profundidades inferiores a 60 cm
con plantas emergentes como espadañas, carrizos y juncos.
La vegetaci6n proporciona superficies para la formación de
películas bacterianas, facilita la filtración y la
adsorción de los constituyentes del agua residual, permite
la transferencia de oxigeno a la columna de agua y controla el
crecimiento de algas al limitar la penetración de luz
solar.
Plantas emergentes acuáticas
más comunes.
El término de Humedales construidos es
relativamente nuevo; sin embargo, el concepto es antiguo, pues se
tiene conocimiento de que las antiguas culturas como son la China
y la Egipcia utilizaban a los humedales naturales para la
disposición de sus aguas residuales.(Brix H, 1994
a).
El primer reporte científico en el que se
señala las posibilidades que tienen las plantas emergentes
para la remoción de los contaminantes presentes en las
aguas residuales pertenece a la Dra. Kathe Seidel del Instituto
Max Planck, de Alemania. En el informe de sus investigaciones
ella plantea que mediante el empleo del junco común
(Schoenoplectus lacustris) era posible la remoción de una
serie de sustancias tanto orgánicas como
inorgánicas, así como la desaparición de
bacterias (coliformes, Salmonella y En terococos) presentes en
las aguas residuales. (Seidel, 1964; Seidel, 1966; Seidel et al,
1978).
Posteriormente, ya en los años setenta la Dra.
Seidel llevó los resultados obtenidos a escala de
laboratorio a sistemas experimentales de mayor escala en los que
analizó el efecto de las plantas sobre una serie de tipos
diferentes de aguas residuales, tanto domésticas como
industriales. Los resultados de todos sus estudios les
permitió a la Dra. Seidel desarrollar un sistema conocido
como Proceso del Instituto Max Planck, el diseño del mismo
consistió de varias etapas en las que se combinaba
humedales con flujo vertical y humedales con flujo horizontal.
(Seidel et al 1978)
Por otra parte, tomando como base los trabajos
desarrollados en Alemania por la Dra. Seidel, en Holanda en el
año de 1967 se comienza a desarrollar un sistema a gran
escala pero de flujo libre. (Jong, 1976).
También en Alemania pero ya en la década
de los años setenta la Dra. Kichuth desarrollo un sistema
que llamo Método de Zona de Raíces, el
método consistía en el diseño de estanques
rectangulares con un lecho de suelo específico, en los que
se sembraba Phragmites australis y el flujo de agua residual era
subsuperficial horizontal, al suelo en ocasiones se le adicionaba
calcio y hierro o aluminio para provocar la precipitación
del fósforo. (Kickuth, 1970; Kickuth, 1980; Kickuth,
1982)
En el caso de los Estados Unidos el desarrollo de los
humedales construidos se baso en los resultados obtenidos en los
humedales naturales y en los trabajos realizados en Europa.
(Spangler et al, 1976; Wolverton, 1982). En un principio se
utilizaron los
humedales naturales como una vía para el
tratamiento de las aguas residuales; sin embargo, se
observó que ocurrían cambios en la
composición de las especies comunes de estos sitios por lo
que se decidió comenzar a diseñar humedales
construidos para tratar las aguas residuales, los cuales
demostraron su eficacia para estos fines. (Reed and Bastian,
1985)
El desarrollo de esta tecnología fue
también de interés para la NASA la cual desarrollo
su propio sistema, el cual llamo Sistema de Tratamiento
Híbrido pues utilizaba microorganismos anaerobios y
plantas emergentes (Phagmites communis). (Wolverton et al, 1976;
Wolverton, 1982). Posteriormente estos estudios fueron
continuados por Gersberg y sus colaboradores demostraron las
altas eficiencias logradas en la remoción de
sólidos suspendidos, DBO, nitrógeno y coliformes
utilizando las plantas emergentes en humedales construidos.
(Gersberg R. M. and Goldman C. R., 1983; Gersberg et al 1986;
Gersberg et al, 1989 a; Grearheart et al 1989 b). Como resultado
de todas esas investigaciones, tanto a nivel de planta piloto
como a gran escala, en los Estados unidos de América se
desarrollaron diferentes conceptos para el diseño de
humedales construidos. (Gearheart et al., 1989; Herskowitz et
al., 1987; Watson et al., 1990)
Las funciones básicas de los humedales los
hacen tener un atractivo potencial para el tratamiento de aguas
residuales son:
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