Greenhouse gas emissions from a pilot-scale small decentralized sewage treatment: anaerobic filter + constructed wetland

Abstract

(Eng) Greenhouse gases such as CH4, CO2 and N2O were measured in a Small-Decentralized Sewage Treatment (SDST). The system consisted of an up-flow anaerobic filter (UAF) and two constructed wetlands (CWs) operating in parallel. The constructed wetlands were planted with Heliconia sp L. (HCW) y C. papyrus. (PCW). The results showed that GHG average (daytime and nighttime) emissions from UAF (1.8 - 8.9 g.m-2.d-1 CO2; 8.3 y 45 g.m-2.d-1 CH4) were higher than measured in HCW (-5.1 y 5.5 gCO2.m-2.d-1; 10 y 556 mgCH4.m-2.d-1; -4 and 40 mgN2O.m- 2.d-1) and PCW (-0.85 to 6.5 gCO2.m-2.d-1; 2.3 and 1590 mgCH4.m-2.d-1; -7 y 12 mgN2O.m-2.d-1). A statistical test showed that there were not significant differences between GHG flux (daytime-nigh-time) measured in HCW and PCW (p<0.05). Further, the variations on GHG could be explained by water temperature, photoperiod, NH4+ and dissolved oxygen mainly. High temperature stimulates GHG production. Photoperiod in CWS increased CO2 and CH4 sequestration. Further, the presence of dissolved oxygen and NH4+ influenced N2O production. Overall, in this study was determined that SDST act like a net source of GHG emitting 0.7 kg CO2eq. Kg CODrem..

(Spa) En este estudio se midieron las emisiones de gases de efecto invernadero i.e. CH4, CO2 y N2O, producidas en un sistema descentralizado de tratamiento de aguas residuales municipales (SDST). El sistema consistió de un filtro anaerobio (UAF) seguido de dos humedales construidos operando en paralelo plantados con Heliconia sp L. (HCW) y C. papyrus. (PCW). Las emisiones medidas en el UAF(1.8 - 8.9 g.m-2.d-1 CO2; 8.3 y 45 g.m-2.d-1 CH4) fueron mayores a las medidas en HCW (-5.1 y 5.5 gCO2.m-2.d-1; 10 y 556 mgCH4.m-2.d-1; -4 and 40 mgN2O.m-2.d-1) y PCW( -0.85 to 6.5 gCO2.m-2.d-1; 2.3 and 1590 mgCH4.m-2.d-1; -7 y 12 mgN2O.m-2.d-1). Las pruebas estadísticas indicaron que para el mismo fotoperiodo (día o noche) no hubo diferencias entre HCW y PCW. Adicionalmente, las variaciones de GEI pudieron ser explicados por la temperatura del agua , el fotoperíodo, la presencia de NH4+ y la concentración de OD. El incremento en temperatura del agua estimula la producción de GEI. Igualmente durante el fotoperiodo el secuestro de CO2 y CH4 fue favorecido. La presencia de NH4+ y cambios en el OD en HCW y PCW estimularon la producción de N2O. En conclusión, los resultados indicaron que el sistema descentralizado fue una fuente neta de GEI emitiendo 0.7 kg CO2eq. Kg CODrem.