Effects of artificial aeration, macrophyte species, and loading rate on removal efficiency in constructed wetland mesocosms treating fish farm wastewater

Gabriel Maltais-Landry, Florent Chazarenc, Yves Comeau, Stéphane Troesch, Jacques Brisson
2007 Journal of Environmental Engineering and Science  
We studied the contribution of artificial aeration, loading rate, and macrophyte species on pollutant removal in horizontal subsurface flow constructed wetlands (HSSFCWs) treating reconstituted trout farm wastewater. Twelve 1 m 2 mesocosms located in a controlled greenhouse environment were used to test two species of macrophytes (Phragmites australis, Typha angustifolia), three loading rates (30, 60, and 90 L·m −2 ·d −1 ), and presence or absence of artificial aeration at the intermediate
more » ... e intermediate loading rate. There was no effect of any variable (macrophytes, loading, aeration) on total suspended solids (TSS) or chemical oxygen demand (COD) removal. Artificial aeration improved nitrogen removal while higher loading rates diminished removal of nitrogen and phosphorus. Macrophytes improved nitrogen and phosphorus removal, but this effect varied depending on loading rates and presence or absence of artificial aeration. We found no differences between Phragmites and Typha for treatment of trout fish farm wastewater. Under summer conditions, our results suggest that artificial aeration could be used to improve nitrogen removal by HSSFCWs. Résumé : Nous avons évalué l'effet de trois charges (30, 60 et 90 L·m −2 ·d −1 ), de deux espèces de macrophytes (Phragmites australis et Typha latifolia) et de la présence d'aération artificielle sur les performances épuratoires de marais filtrants à flux horizontal sous-surfacique traitant un effluent piscicole reconstitué. Pour y parvenir, douze mésocosmes (1 m 2 ) ont été utilisés dans une serre avec un environnement contrôlé. Aucune variable (macrophytes, charge, aération) n'a affecté l'épuration des matières en suspension (MES) et de la demande chimique en oxygène (DCO). La présence d'aération artificielle a favorisé l'enlèvement d'azote tandis que les charges plus élevées ont fait chuter l'épuration d'azote et de phosphore. La présence de macrophytes a favorisé l'enlèvement du phosphore et de l'azote, mais cet effet a varié selon la charge et la présence d'aération artificielle. Typha et Phragmites ont démontré des capacités similaires pour l'épuration d'un effluent piscicole. Nos résultats montrent que l'aération artificielle pourrait être utilisée dans les marais filtrants traitant des effluents piscicoles pour augmenter l'enlèvement d'azote durant la saison estivale. Mots-clés : marais filtrants à flux horizontal sous-surfacique, aération artificielle, charge en effluent, Phragmites australis, Typha angustifolia, effluent piscicole.
doi:10.1139/s06-069 fatcat:lsjuzoa62zglhdin76yu7vxrw4