Kinetic study and removal of contaminants in the leachate treatment using subsurface wetlands at pilot scale

Estudio cinético y remoción de contaminantes en el tratamiento de lixiviados empleando humedales subsuperficiales a nivel piloto

Se realizó la evaluación del tratamiento del lixiviado estabilizado del Relleno Sanitario Curva de Rodas de la ciudad de Medellín-Colombia, empleando humedales subsuperficiales de flujo horizontal (HSSF) a nivel piloto plantados con Phragmites australis. Los ensayos fueron realizadosen dos etapas, la primera etapa con cargas hidráulicas (q) de 0,015 y 0,030md-1 y en la segunda etapa con 0,060 y 0,091md-1. Un humedal sin plantas como control fue usado. Se obtuvieron remociones del orden de 71,9, 91,2 y 75,1% para el COD, BOD5 y NH4+-N, respectivamente. Se determinaron las constantes cinéticas para cada q o tiempo de retención hidráulica de COD, BOD5 y NH4+-N;con rangos entre 0,103 y 0,413d-1, 0,065 y 1,208d-1y 0,113 y 0,418d-1, respectivamente; según un modelo de primer orden sobre flujo a pistón. Y por regresión lineal se tuvieron magnitudes de 0,246d-1 para la DQO (R2 = 0,955), 0,299d-1 para NH4+-N (R2 = 0,922) y 0,199d-1 para DBO5 (R2 = 0,140). También se evaluaron las remociones de mercurio, plomo, arsénico y zinc alcanzándose los siguientes rangos de remoción: 37,8-92,9% Hg, 29,9-44,9%Pb, 7,9-77,6%As y 22,9-64,3%Zn dependiendo de la carga hidráulica aplicada. La acumulación de estos metales en las hojas, tallos y raíces (con rizomas) de las Phragmites australis estuvo en los rangos: 0,575-3.201mgHgkg-1, 0,649-4,718mgPbkg-1, 3,548-39,376mgZnkg-1, y de 19,4mgAskg-1.

Introducción

Los lixiviados de los vertederos pueden contener grandes cantidades de materia orgánica e inorgánica, que pueden ser solubles o insolubles en agua.  Los lixiviados no tratados pueden filtrarse y llegar a las fuentes de agua subterránea o mezclarse con las aguas superficiales y aumentar la contaminación.

En el relleno sanitario de la Curva de Rodas (RSCR) en Medellín, Colombia es necesario estudiar alternativas de tratamiento para los lixiviados generados en un sitio que estuvo abierto desde 1984 hasta el 2003.

 Los humedales construidos son sistemas de pretratamiento bien diseñados y apropiados que han mostrado buenos resultados en el tratamiento de aguas residuales domésticas, aguas residuales industriales, drenajes mineros, aguas agrícolas, lixiviados y otras aguas con características similares.  En los humedales, la degradación de la materia orgánica y los nutrientes sigue un modelo cinético de primer orden con un comportamiento de flujo de pistón hidráulico.  Varios investigadores, como Kadlec y Wallace, han realizado modificaciones a este concepto cinético.  Vymazal et al. realizaron modificaciones más complejas en las que se utilizaron regresiones lineales.  Emplearon métodos matemáticamente más sofisticados que tienen en cuenta los numerosos factores que influyen en la cinética de la degradación y los fenómenos de transporte de los contaminantes en los humedales.  Dichos factores incluyen los microorganismos, las plantas, los medios de soporte (como la grava), los factores ambientales y la naturaleza hidráulica de los contaminantes, entre otros.