Biogardens as constructed wetlands in tropical climate: A case study in the Central Pacific Coast of Costa Rica

Abstract

In Costa Rica, <10% of wastewater is treated before its discharge. This generates a significant impact on the environment, public health, and tourism industry, which is one of the country's main economic activities. Biogardens, subsurface flow artificial wetlands, are alternative systems for the treatment of wastewater. The present study evaluated the removal of organic matter and nutrients in a biogarden located at a hotel in the Central Pacific Coast of Costa Rica between 2012 and 2017. Pretreatment involved septic tanks and grease traps for sewage and gray water, respectively. The biogarden, which is composed of seven wetlands with an average area of 12 m2 and a depth of 0.7 m, contains river cobble as support material, gravel as bed, and Cyperus papyrus and Heliconia sp. plants. Removal of the biochemical oxygen demand (BOD), the chemical oxygen demand (COD), and the total suspended solids (TSS) on average were 80%, 66%, and 72%, respectively, thus producing an effluent in compliance with current national legislation. Furthermore, the biogarden did not emit noxious odors or display an excessive presence of mosquitoes. The results showed consistent and efficient removal of organic matter and nutrients from the wastewater throughout different seasons and pollutant loads, verifying that such systems can be used in decentralized locations (e.g., tourist areas) in tropical climates.

En Costa Rica, el 10% de las aguas residuales se trata antes de su vertido. Esto genera un impacto significativo en el medio ambiente, la salud pública y la industria turística, que es una de las principales actividades económicas del país. Biojardines, Los humedales artificiales de flujo subterráneo, son sistemas alternativos para el tratamiento de aguas residuales. El estudio presente evaluó la remoción de materia orgánica y nutrientes en un biojardín ubicado en un hotel en el Pacífico Central Costa de Costa Rica entre 2012 y 2017. El pretratamiento involucró fosas sépticas y trampas de grasa para aguas residuales y aguas grises, respectivamente. El biojardín, que está compuesto por siete humedales con un área promedio de 12 m2 y una profundidad de 0,7 m, contiene cantos rodados de río como material de apoyo, grava como lecho y papiro Cyperus y Heliconia sp. plantas. Eliminación de la demanda bioquímica de oxígeno (DBO), la demanda química de oxígeno (DQO) y los sólidos en suspensión totales (SST) en promedio fueron 80%, 66% y 72%, respectivamente, produciendo así un efluente de conformidad con la legislación nacional vigente. Además, el biojardín no emitía olores nocivos ni mostraba una presencia excesiva de mosquitos. Los resultados mostraron una eliminación consistente y eficiente de materia orgánica y nutrientes de las aguas residuales a lo largo de las diferentes estaciones y cargas contaminantes, verificando que dichos sistemas pueden utilizarse en ubicaciones descentralizadas (por ejemplo, zonas turísticas) en climas tropicales.