Evaluation of the removal of nitrogen and organic matter through a system of artificial wetlands with subsurface flow coupled to fixed-bed reactors with microalgae at the Institución Universitaria Colegio Mayor de Antioquia

Evaluación de la remoción de nitrógeno y materia orgánica a través de humedales artificiales de flujo subsuperficial, acoplados a reactores de lecho fijo con microalgas en la Institución Universitaria Colegio Mayor de Antioquia

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Kelly Leani Quintero García
Diana Patricia Rodríguez Zúñiga
María Elena González Duque
Joan Amir Arroyave Rojas
Abstract

The significant loads of organic matter and nitrogen in the wastewater of educational institutions have led to the search for efficient, economical, easy-to-operate purification systems that allow wastewater to be considered as a resource that can be evaluated and treated so that its discharge to the natural environment does not have a high impact on water sources and generates alterations to aquatic ecosystems.


Artificial wetlands are promising treatment systems that work by bio filtration, allowing the elimination of organic loads and generating discharges that can be used in activities that do not involve the use of drinking water (Metropolitan Area of the Aburrá Valley, 2015).


The coupling to these systems, of reactors with algae, becomes a viable option. For the removal of nitrogen and organic matter that come from wetlands, in order to continue the degradation process, because micro algae capture inorganic nutrients that are used to produce biomass, while reducing the capacity of Effluent to cause eutrophication in water bodies (Candela, 2016).


This project will present the results of the evaluation of the removal of nitrogen and organic matter through a system of artificial wetlands with horizontal subsurface flow, planted with Heliconia psittacorum and coupled to fixed-bed reactors with algae, inoculated with Chlorella strains vulgaris, where it is expected to find a high efficiency in the degradation of nitrogen in a percentage of 73,4%, organic matter between 30-40%, total coliforms of 87% and fecal coliforms (E. coli) of 88%.

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Author Biographies / See

Kelly Leani Quintero García, Institución Universitaria Colegio Mayor de Antioquia

Magister en Desarrollo Sostenible, Especialista en Microbiología Ambiental, Ingeniera Ambiental . Docente externo

Diana Patricia Rodríguez Zúñiga, Institución Universitaria Colegio Mayor de Antioquia

Biotecnóloga

María Elena González Duque, Institución Universitaria Colegio Mayor de Antioquia

Docente

Joan Amir Arroyave Rojas, Institución Universitaria Colegio Mayor de Antioquia

Docente

References

Alianza por el agua. (2008). Manual de depuración de aguas residuales urbanas. Secretariado de Alianza por el agua, Ecología y Desarrollo. 1–264. Recuperado de https://doi.org/Z-2802/08. https://doi.org/10.3989/estgeogr.201509

Área Metropolitana del Valle de Aburra, & Universidad Pontificia Bolivariana. (2015). Guía 4. Guía para el diseño de edificaciones sostenibles. In Política De Construcción Sostenible Del Área Metropolitana Del Valle De Aburrá. https://doi.org/10.32468/be.907

Ávila, C., Salas, J., Martín, I., Aragón, C., García, J., (2012). Integrated treatment of combined sewer wastewater and stormwater in a hybrid constructed wetland system in southern Spain and its further reuse. Ecol. Eng. 50,13–20. Recuperado de:https://www.researchgate.net/publication/231647537_Integrated_treatment_of_combined_sewer_wastewater_and_stormwater_in_a_hybrid_constructed_wetland_system_in_southern_Spain_and_its_further_reuse/citation/download. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2012.08.009

Banco Mundial. (2020). El agua residual puede generar beneficios para la gente, el medioambiente y las economías, según el Banco Mundial. https://www.bancomundial.org/es/news/press-release/2020/03/19/wastewater-a-resource-that-can-pay-dividends-for-people-the-environment-and-economies-says-world-bank. https://doi.org/10.35305/revistamici.v0i24.32

Belser, L., (1977) Nitrate reduction to nitrite, a possible source of nitrite for growth of nitrite-oxidizing bacteria. Applied and Environmental Microbiology. https://doi.org/10.1128/aem.34.4.403-410.1977

Botero, G. (2005). Diseño, construcción y evaluación preliminar de un humedal de flujo subsuperficial. (Tesis de pregrado). Bogotá. Colombia.

Departamento Nacional de Colombia. (2018). Plan Nacional de Desarrollo 2018-2022.

Díaz, F., O'Green, A. & Dahlgren , R.(2010). Efficacy of constructed wetlands for removal of bacterial contamination from agricultural return flows. Elsevier, 97 (11). 11207-11214. Recuperado de: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0378377410002209. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2010.06.015

EPA. (2000). Folleto informativo de tecnología de aguas residuales Humedales de flujo subsuperficial. In United States Environmental Protection Agency, (Us Epa).

García, J., Morató, J., y Bayona, J. (2004). NUEVOS CRITERIOS PARA EL DISEÑO Y OPERACIÓN DE HUMEDALES CONSTRUIDOS.Una alternativa de bajo coste para el tratamiento de aguas residuales. Centro de Publicaciones de Campus Nord. Barcelona. https://doi.org/10.6035/14107.2017.14895

Gobernacion de Antioquia. (2020). Plan de desarrollo Antioquia: UNIDOS POR LA VIDA 2020-2023. In Gobernación de Antioquia. https://doi.org/10.2307/j.ctv1n35f54.21

IUCMA. (2020). Informe de rendición de cuentas-2020. Institución universitaria Colegio Mayor de Antioquia. https://doi.org/10.22507/pml.v10n1a2

Jasper, J.T., Nguyen, M.T., Jones, Z.L., Ismail, N.S., Sedlak, D.L., Sharp, J.O., Luthy, R.G., Horne, A.J., & Nelson, K.L. (2013). Unit process wetlands for removal of trace organic contaminants and pathogens from municipal wastewater effluents. Environ. Eng. Sci, 30 (8), 421–436. Recuperado de: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23983451https://es.unesco.org/news/gestion-del-agua-elemento-clave-afrontar-cambio-climatico. https://doi.org/10.1089/ees.2012.0239

Kadlec, R. & Wallace, S. (2009). Treatment wetlands. Francia: CRC.Pres

Kumar, M., Enamala, S., Chavali, M., Donepudi, J. Yadavalli, R. Kolapalli, B.... Kuppam, C.(2018).Production of biofuels from microalgae - A review on cultivation, harvesting, lipid extraction, and numerous applications of microalgae. Elsevier, 94, 49-68. Doi https://doi.org/10.1016/j.rser.2018.05.012

Li, X., Wu, S., Yang, C., & Zeng, G. (2020). Microalgal and duckweed based constructed wetlands for swine wastewater treatment: A review. Bioresource Technology, 318(May), 123858. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2020.123858

Marín, C., Solís, R., López, G., Bautista, R., y Romellón, M. (2016). Tratamiento de aguas residuales por humedales artificiales tropicales en Tabasco, México. Revista Iberoamericana de Las Ciencias Biológicas y Agropecuarias, 5(10), 4-20. Recuperado de http://www.ciba.org.mx/index.php/CIBA/article/view/54. https://doi.org/10.23913/ciba.v5i10.54

Manga, J., Molinares, N., y Arrieta, J. (2007). Tratamiento de aguas residuales mediante sistemas de lagunaje. Barranquilla (Colombia): Ediciones Uninorte.

Metcalf & Eddy Inc. (1995). Ingeniería de aguas residuales tratamiento, vertido y reutilización. Madrid (España): Editorial McGraw-Hill.

Nuamah, L. A., Li, Y., Pu, Y., Nwankwegu, A. S., Haikuo, Z., Norgbey, E., Banahene, P., & Bofah-Buoh, R. (2020). Constructed wetlands, status, progress, and challenges. The need for critical operational reassessment for a cleaner productive ecosystem. Journal of Cleaner Production, 269, 122340. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.122340

Pérez, N., Peña, M., y Sanabria, J. (2011). Comunidades bacterianas involucradas en el ciclo del nitrógeno en humedales construidos. Ingeniería y competitividad. 11(2), 83-92. Doi: https://doi.org/10.25100/iyc.v13i2.2676.

Quintero García, K.L. (2020). Evaluación de la remoción de nitrógeno y materia orgánica a través de humedales artificiales de flujo subsuperficial, acoplados a reactores de lecho fijo con microalgas en la Institución Universitaria Colegio Mayor de Antioquia (Tesis de Maestría). Instituto Tecnológico Metropolitano, Medellín, Colombia. https://doi.org/10.24850/j-tyca-2017-05-07

Rabat, J. (2016). Análisis de los modelos de diseño de los sistemas naturales de depuración. (Tesis de maestría). Alicante. España.

Rodríguez, N., y Toro, C. (2006). Estandarización del tiempo de incubación y concentración de CaCO3, SO4 (NH4)2 Y KNO3 para la prueba del NMP con bacterias nitrificantes y denitrificantes usando como matriz compost. (Tesis de grado). Bogotá.Colombia.

Salgado, I., Cruz, M., Durán, M., Oviedo, R., Carballo, M., y Martínez, A. (2010). Bacterias como herramientas potenciales en el mejoramiento de humedales artificiales para el tratamiento de aguas. Revista CENIC. Ciencias Biológicas. 41, 1-10.Recuperado de https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=181220509036. https://doi.org/10.18235/0002341

Souza, J., de Aguiar Junior, T.R. Efficiency of Nitrifying and Denitrifying Bacteria in Removing Micropollutants in Water Samples. Water Air Soil Pollut 231, 180 (2020). https://doi.org/10.1007/s11270-020-04523-z

UNESCO. (2020). La gestión del agua, elemento clave para afrontar el cambio climático.

Water environment Federation. (1999). Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. In Public Health (Vol. 21, Issue 1). https://doi.org/10.2105/AJPH.51.6.940-a

Winkler, M. (2005). Tratamiento biológico de aguas de desecho. Balderas 95 (México, D.F): Editorial Limusa, S:A de C.V. Grupo Noriega Editores.

Wu, H., Gao, X., Wu, M., Zhu, Y., Xiong, R., & Ye, S. (2020). The efficiency and risk to groundwater of constructed wetland system for domestic sewage treatment - A case study in Xiantao, China. Journal of Cleaner Production, 277, 123384. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.123384

Zapata, V., y González, M. (s.f). Observación y reconocimiento de algas y protozoos como bioindicadores en biotecnología ambiental. (Proyecto de investigación). Institución Universitaria Colegio Mayor de Antioquia. Colombia. https://doi.org/10.22507/pml.v10n1a2

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