مقدمه مقدماتی

کمبود آب جهانی تشدید می شود، به رهبری رشد جمعیت، تقاضای کشاورزی و تغییرات آب و هوایی[۱] جوامع و صنایع در حال تبدیل به استفاده مجدد از آب و بازیافت به عنوان یک راه حل استراتژیک برای کاهش استخراج آب شیرین و ساخت منابع آب انعطاف پذیر است.

آشنایی با تالاب های ساخته شده

تالاب های ساخته شده عمداً اکوسیستم های طراحی شده و مدیریت شده ای هستند که از گیاهان، خاک و جوامع میکروبی استفاده می کنند.[۱۰] FLT:1 برای درمان آب آلوده، بر خلاف تالاب های طبیعی، آنها برای عملکرد ثابت، کنترل جریان و بهره برداری از مواد غذایی مهندسی شده اند.

انواع طراحی کلیدی

تالاب های آب آزاد (FWS)

سیستم های FWS آب کم عمقی دارند که بر روی یک تخت خاک کاشته شده جریان دارد و آنها از باتلاق های طبیعی تقلید می کنند و برای حذف جامدات معلق، ماده آلی و پاتوژن ها از طریق قرار گرفتن در معرض نور خورشید، جذب گیاه و فعالیت میکروبی موثر هستند، آنها کم انرژی هستند اما نیاز به منطقه قابل توجهی دارند.

جریان زیر زمینی (SSF) تالاب

در تالاب های SSF، آب به صورت افقی یا عمودی از طریق یک رسانه متخلخل (gravel، شن) کاشته شده با گیاهان تازه وارد، خاک و ریشه ها یک سطح برای بیوفیلم های میکروبی میکروبی فراهم می کند که آلاینده ها را تجزیه می کند.

سیستم های ترکیبی و Intensified Systems

طرح های مدرن چندین مرحله را ترکیب می کنند – به عنوان مثال، جریان عمودی پس از جریان افقی – برای دستیابی به نرخ های بالاتر حذف نیتروژن و فسفر، برخی از آنها شامل مناطق (FLT:0) رتبه بندی شده [FLT 1] یا اصلاح برای افزایش عملکرد استفاده می شوند.این تالاب های هیبریدی به طور فزاینده ای برای تمیز کردن کارایی دقیق استفاده می شوند.

مکانیسم های حذف پولوتانت

تالاب های ساخته شده آلاینده ها را از طریق مجموعه ای از فرآیندهای فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی که در کنسرت کار می کنند، حذف می کنند:

  • فرایندهای فیزیکی - مانع، تصفیه و تله جذب جامد معلق، فلزات سنگین و ذرات آلی ماده.
  • فرآیندهای نظری - پیش بینی، تبادل یون، و واکنش های قرمزوکس تبدیل یا مواد مغذی و فلزات بی حرکت است. Phosphorus اغلب با جذب خاک یا رسانه های سنگ قبر حذف می شود.
  • فرآیندهای زیست شناختی - فعالیت میکروبی (aerobic و aaerobic) ماده آلی را تجزیه می کند، آمونیاک را به نیترات (nitrification) اکسید می کند و نیترات را به گاز نیتروژن (دن آن) تبدیل می کند. ریشه های گیاه اکسیژن و سطح را برای بیوفیلم ها فراهم می کند، در حالی که برخی از پاتوژن ها توسط قرار گرفتن و قرار گرفتن در معرض UV فعال می شوند.

هماهنگی این فرآیندها به تالاب های ساخته شده اجازه می دهد تا به efficiens حذف بالا برای تقاضای اکسیژن بیوشیمیایی (BOD)، کل جامد معلق (TSS)، نیتروژن، فسفر و فرم های مدفوع - اغلب معیارهای برای آبیاری نامحدود یا صنعتی استفاده مجدد.

نقش در برنامه های کاربردی Water Reuse

تالاب های ساخته شده یک سنگ بنای بسیاری از طرح های استفاده مجدد از آب هستند، زیرا آنها می توانند آب های درمان شده را تولید کنند که با نیازهای کیفیت خاص بدون استفاده از مواد شیمیایی سنگین یا مصرف انرژی مطابقت دارد.

کشاورزی و چشم انداز آبیاری

effluent تصفیه شده تالاب به طور گسترده ای برای آبیاری محصولات، دوره های گلف، پارک ها و رسانه های بزرگراه استفاده می شود. Nutrients مانند نیتروژن و فسفر باقی مانده در آب می تواند نیاز به کودهای مصنوعی را کاهش دهد.این برنامه به ویژه در مناطق خشک که در آن کمیاب است.

پردازش آب

صنایعی مانند معدن، کاغذ و پردازش مواد غذایی، فاضلاب را تولید می کنند که می تواند در تالاب های ساخته شده درمان شود و سپس برای خنک سازی، شستشو یا سرکوب گرد و غبار استفاده شود.بار کاهش شده در منابع آب شیرین و هزینه های عملیاتی پایین تر این گزینه جذاب را می سازد.

آب زیرزمینی Reens

با استفاده از فاضلاب به کیفیت آب نزدیک، تالاب های ساخته شده را می توان با درمان خاک-آپوفر یا تزریق مستقیم به خزندگان دوباره پر کردن مجدد آن دنبال کرد، به عنوان مثال، Orange Water Zone در کالیفرنیا از درمان پیشرفته استفاده می کند، از جمله تالاب های ساخته شده به عنوان بخشی از سیستم خزندگان آب زیرزمینی آن، ارائه یک منبع ضد خشکسالی برای میلیون ها.

استفاده مجدد قابل استفاده (Indirect and Direct)

در حالی که تالاب های ساخته شده به تنهایی آب مناسب برای استفاده مستقیم از گلدان تولید نمی کنند، آنها به طور فزاینده ای به عنوان یک buffer یا پیش از درمان استفاده می شوند در قطارهای تصفیه آب پیشرفته، فرآیندهای طبیعی انعطاف پذیری را اضافه می کنند و آلاینده های نوظهور مانند داروها را حذف می کنند.

مزایای تالاب های ساخته شده برای استفاده آب

ادغام تالاب های ساخته شده به استراتژی های استفاده مجدد از آب، مزایای اقتصادی، زیست محیطی و اجتماعی را ارائه می دهد.[۱۰]

مزایای اقتصادی

  • سرمایه و هزینه های عملیاتی [FLT 1] در مقایسه با گیاهان مکانیکی معمولی، بدون مواد شیمیایی گران قیمت یا انرژی افزایش نیاز است.
  • [[۱] [۱۰] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱]] [۱۰]] [۱]] [۱]] [۱]] [۱]]]- و [در برابر]، [۵] [۱] [۵] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۵] [۱] [۲] [۱] [۲] [۲] [۱] [۵] [۲] [۵] [۲] [۵] [۵] [۵] [۵] [۲] [۵]] [۵] [۵]] [۲] [۲] [۵]]]]] [۱]]]] [۲] [۱] [۱] [۵] [۵] [۵] [۵] [۱] [۱] [۱] [۵] [۵] [۵] [۵] [۲] [۵] [۵] [۵] [۵] [۱] [۱] [۱] [۱] [۵] [۱] [۲] [۵] [۲] [۱]]] [۵] [۵] [۵] [۲] [۵
  • عمر خدمت طولانی با نگهداری مناسب، اغلب 20 تا 50 سال، ارائه بازده بالا در سرمایه گذاری.
  • ] فرصت های Revenue از فروش آب و اعتبارات خدمات اکوسیستم (به عنوان مثال، sequestration کربن، جبران تنوع زیستی).

مزایای زیست محیطی

  • [در این میان] [در این میان] آفرینش برای پرندگان، آمینی ها و گونه های آبزی در هر دو FWS و اسف تالاب ها.
  • [در این میان] [در این باره] [و [از این رو] [در] زیست توده ها و خاک های گیاهی [و] تردید دارند.
  • کاهش انرژی - طرح های جریان گرانشی نیاز به پمپاژ، به حداقل رساندن انتشار گازهای گلخانه ای.
  • [[۱] [۱۰] [[۱۰]] [۱۰]] [۱۰]] [۳]] [۳]] [۳]] [۳]] [۳]] [۳]]- گیاهان مرطوب می توانند به عنوان خوراک کمپوست یا بی انرژی استفاده شوند.

مزایای اجتماعی

  • پذیرش عمومی - زیرساخت سبز با ارزش های جامعه در اطراف پایداری و زیبایی شناسی هماهنگ می شود.
  • فرصت های آموزشی - سایت های مالند تبدیل به کلاس های در فضای باز برای علوم آب و اکولوژی.
  • انعطاف پذیری - سیستم های تالاب غیر متمرکز می توانند در طول قطع برق کار کنند، و درمان مداوم در مواقع اضطراری را فراهم می کنند.

چالش ها و استراتژی های پذیرش

با وجود مزایای زیادی که دارند، تالاب های ساخته شده با محدودیت های عملی مواجه هستند که باید از طریق طراحی و عملیات متفکرانه مدیریت شوند.

الزامات زمین

تالاب ها به مناطق نسبتا بزرگ نیاز دارند – به طور معمول 0.5-2 هکتار در 1000 متر / روز جریان. برای سایت های شهری یا فضایی آموزش دیده، hybrid تالاب، سیستم های جریان عمودی یا تکرار می تواند رد پای را 50 تا 70٪ کاهش دهد.

حساسیت آب و هوا

در آب و هوای سرد، تشکیل یخ و کاهش فعالیت های بیولوژیکی می تواند عملکرد زمستان را کاهش دهد. Solutions شامل طرح های جریان زیر سطحی، پوشش های عایق یا حرارت با استفاده از گرمای زباله در مناطق گرم، خشک، تبخیر بالا ممکن است آلودگی ها را متمرکز کند، نیاز به مدیریت و حوضه های عمیق تر.

نیازهای تعمیر و نگهداری

وظایف روتین شامل مدیریت گیاهان (با استفاده از کاشت، برداشت)، حذف جامد انباشته شده از مناطق داخله و نظارت بر کیفیت آب، کنترل های خودکار و سنسورهای از راه دور می تواند کار را کاهش دهد. پیش درمان [FLT 1 ] [FLT 1 ] (مستند، صفحه نمایش ها) جلوگیری از مسدود کردن و گسترش زندگی مرطوب.

مسائل مربوط به موست و اودور

آب استراتژ در FWS تالاب می تواند پشه ها را پرورش دهد.کنترل های بیولوژیکی (mosquitofish، Bacillus Tuuringiensis) و طراحی هیدرولیک مناسب (تورات، جریان یکنواخت) این را کاهش می دهد. Odor با حفظ شرایط هوازی با جریان زیر سطح یا یک نسخه به حداقل می رسد.

مطالعات موردی: پیاده سازی موفق

سیستم آب زیرزمینی Orange County Replenishment System، کالیفرنیا

از سال 2008، منطقه آب Orange County یک تاسیسات پیشگام آب را اجرا کرده است که از یک قطار تصفیه شده (FLT:0) استفاده می کند از جمله میکروفیلاتاسیون، اسمز معکوس و اکسیداسیون پیشرفته UV:2.LT به عنوان یک گام نهایی برای تزریق قبل از تزریق به aquifer ادغام شده است. سیستم تولید 130 میلیون گالن در روز (F)

فیلیپین: تالاب های غیرمتمرکز برای آبیاری برنج

در مناطق روستایی به شدت پرجمعیت، موسسه مدیریت آب بین المللی با دولت های محلی همکاری کرد تا تالاب های کوچک ساخته شده را نصب کنند که فاضلاب داخلی را برای استفاده مجدد در زمینه های پدی استفاده می کنند. سیستم ها به دست آورد>90٪ از حذف BOD و پاتوژن ها، کاهش هزینه ها و بهبود بازده محصول.

تالاب صنعتی نستله در مکزیک

در یک کارخانه فرآوری مواد غذایی در مکزیک، نستله یک تالاب زیر سطح را برای درمان فاضلاب با قدرت بالا از پردازش سبزیجات ساخته است.[۱۰] آب تصفیه شده برای خنک کردن برج ها و تمیز کردن کف، کاهش تقاضا توسط ۴۰ درصد به دست آورد [FLT: ۰] عدم رعایت برای صدور گواهینامه آب و فاضلاب [۳] [FLT ۱] و نظارت بر آب شرکت ها [FLT3]

مسیر های آینده و ادغام

تالاب های ساخته شده از سیستم های درمانی مستقل به اجزای یکپارچه از اقتصادهای آب عروقی در حال تکامل هستند .

  • ترکیب با هضم هوازی [FLT 1] برای جذب انرژی از ماده آلی در حالی که بازیافت برای استفاده مجدد.
  • نظارت هوشمند با استفاده از سنسورهای IoT، هواپیماهای بدون سرنشین و یادگیری ماشین برای بهینه سازی عملکرد و پیش بینی نیازهای تعمیر و نگهداری.
  • طرح های صفر- ⁇ که تمام آب را برای استفاده مجدد و بازسازی رسانه های درمانی در محل اقامت بازیابی می کند.
  • [[۱] [۱۰] [[۱]] [[۱۰]] [[۱]]] [[۳]]] [[۳]] [[۳]]] [۱] [۱]] [۱] [۱]] [۱] [۱] [۳]] [۳] [۲]] [۲]] [۲] [۲] [۲] [۲]] [۲] [۳] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲]] [۲] [۲]]]] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲]]]]] [۲]]]]] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲]]] [۲] [۲] [۳] [۳] [۳]] [۳] [۳] [۲] [۳] [۳] [۳] [۳] [۲] [۲] [۲] [۲]]] [۲] [۲] [۲] [۲] [

نتیجه گیری

تالاب های ساخته شده یک تکنولوژی ثابت، متنوع و پایدار برای دستیابی به اهداف استفاده مجدد از آب و بازیافت است.آنها یک یک مسیر کم هزینه، کم انرژی برای درمان استانداردهای زیست محیطی مناسب برای آبیاری، استفاده صنعتی، آب زیرزمینی و حتی استفاده غیر مستقیم استفاده مجدد از چالش های آینده از طریق طراحی نوآورانه و عملیات هوشمند، این سیستم های زندگی می کنند که نه تنها بخشی از آب پاک است، بلکه به عنوان بخشی از آب تمیز، بلکه به عنوان کمبود آب آشامیدنی سالم، بلکه به عنوان یک بخش عمیق تر می شود.