ההפסקות החקלאיות נשאר אחד המקורות המפוקחים ביותר ומתחת גיל המעבר של זיהום מים בכל שנה, גשם ונוזלים של חומרי גלם, חומרי הדברה, משקעים קרקעיים, פתוגים וחומר אורגני משדות חקלאיים לנהרות, אגמים וממים כימיים חזקים כגון ספקטרום סביבתי וציבורי לצמצום טיפול בחמצן, אך לעתים קרובות מפלטים של מחלות ספקטרום ביולוגיות וחמצן, אך ממרחק של מחלות חנקן, הן מזיהומים יעילים של אלכוהול.

מה זה Ozonation?

(א) תהליך טיפול במים, אשר משתמש באוזון (OirFLT:03030303030330303S), מולקולה תגובתית מאוד המורכבת משלושה אטומים חמצן, כדי להחריד ולצמצם את המזווגים של האוזון, היא הטווח השני החזק ביותר של אוקסידייזר (לאחר OHN) עם פוטנציאל של 2.07 בתנאים חומציים.

Ozone נוצר באתר כי הוא לא יציב ולא ניתן לאחסן לתקופות ארוכות.שיטת הייצור הנפוצה ביותר היא FLT:0corona quacioFLT:1, שבו שדה חשמלי גבוה מארגן חמצן באוויר יבש או זרם חמצן טהור, כולל שיטות אחרות כגון אולטרה סגולט (UV) photolysis ו אלקטרוליטי.

מכניזם של השמדה זיהום ב-Agricultural Runoff

פמיסטיקס וההיברידיים

אחת המניעים החזקים ביותר לאימוץ אוזון היא היכולת שלה להפיג חומרי הדברה כי הם קשה לשמצה להסיר עם טיפול קונבנציונלי.Oro פוספטs (למשל, glyphosate, chlorpyfos), carbamates (למשל, דלקת מגעים הורמונליים פחות, דלקת ריאות), ו neonicotinoids (למשל, ⁇ , לעתים קרובות מכילות תרכובות כימיות), המכילים דלקת ריאות אונקרטיות רעילות, הם פחות.

חומרים מזינים וחומר אורגני

עודף חנקן ו זרחן מן הפרישנים הם הנהגים העיקריים של זיהום במימי קבלה. בעוד אוזון אינו מבטל את פוספט או nitrate ישירות, זה יכול לשחק תפקיד תומך יקר ערך. Ozone oxidizes חנקן אורגני (למשל, חומצות אמינו, urea) לתוך ammonia או nitrate, והוא יכול לשחק תפקיד תומך בביצועים אורגניים לאחר מכן, אשר עשוי להפחית את החמצן האורגני (אונקרטי) לתוך חנקן, באופן מיידי).

פתוגנים ואנטיביוטיקה-Resistant Bacteria

(החלופה החקלאית נושאת לעיתים קרובות חיידקים, וירוסים, ופרוטוזוא מאפליקציית ממאירות או גישה לבעלי חיים לזרמים.Ozone הוא חיטוי רב עוצמה – יעיל יותר מכלור נגד רוב הפתוגנים ועם היתרון הנוסף של יצירת פחות חיטוי מזיק על ידי פריחת איברים (DBPs) מחקרים הוכיחו כי מינונים של 1–3 מ"ג / L עם 5 דקות להשיג ג'ים או LT2:

היתרונות של Ozonation

ידידותי לסביבה

אוזון מחלחל באופן ספונטני לחמצן רגיל (O2) בתוך 20-30 דקות בתנאים נוחים, ללא שאריות כימיות מתמשך.בניגוד לכלור, אוזון עושה את ה-FLT:0notph1 לייצר טרילמונים (THMs) או חומצות הלולטיות ברות קיימא, אשר הן חומרים מוסדרים על מנת לבצע פעולות חקלאיות כדי לעמוד בתקנות מחמירות או שימושיות ל-rezza ל-recerecerecereceing for the .

יעילות רחבה-Spectrum

עוץ יעיל נגד מגוון רחב של contaminants בו זמנית: מיקרו-פולנטים אורגניים (pesticides, תרופות), צבע, ריח, תרכובות טעם, ברזל, מגניות, ופתוגנים.טיפול זה צעד אחד יכול להחליף תהליכים מרובים, לפשט עיצוב מערכת וצמצום עלויות ההון.

תגובה מהירה Kinetics

תגובות האוזון הן מהירות מאוד, בדרך כלל דורשות זמני מגע של 5-20 דקות.זה מאפשר עיצובים קומפקטיים ושיעורי זרימה גבוהה דרך זרימה גבוהה, אשר חשוב עבור אירועי פסגות בגשם כבד כאשר נפח החמצן מתקדם (AOPs) המשלבים אוזון עם מימן peroxide (O3 / H2O2) או אור UV יכול להאיץ עוד על ידי הגדלת ייצור הידרוקסי.

לא דור סלשן

שיטות טיפול ביולוגי לייצר פסולת כי דורש ממתה וסילוק. Ozonation oxidizes contaminants to soluble or Gaseous end Products (CO2, N2, H2O) ואינו יוצר סלפט, צמצום טיפול פסולת משני.

אתגרים ושיקולים

צריכת אנרגיה ועלויות

הסגירה העיקרית של אוזון היא הדרישה לאנרגיה שלה.ייצור אוזון מהאוויר דורש בערך 10-15 קילוואטה לקילוגרם של אוזון המיוצר.עבור יישום טיפול טיפוסי של הפסקת הרגל הזקוק למינונים של 2-10 מ"ג / L, עלויות אנרגיה יכול להיות משמעותי - למרות שהם מתמוססים על ידי חיסכון מרכישות כימיות נמנעות והוצאות מחוספות.

באמצעות הפקה

בתנאים מסוימים, האוזון יכול להגיב עם sromide באופן טבעי נוכח במים כדי ליצור ריבאונד (BrO3), נגרן אנושי סביר מוסדר 10 μg / L במי שתייה. in asia Runoff, ריכוזים בromide הם בדרך כלל נמוך, אבל מים מופעלים על ידי דלקת ריאות או דשנים מסוימים יכולים להוות סיכון.

בטיחות ו Handling

Ozone הוא גז רעיל וקורוזי.כל מערכות ההזנה חייבות לכלול יחידות של אוזון (קטליטי או תרמי) כדי למנוע שחרור גז, חיישנים זיהוי דליפות, ואוורור הולם. המפעילים דורשים הכשרה בטיפול בטוח ותחזוקה.ספקים הניתנים לרישום מספקים מערכות שלמות של חומרים הכוללים רכיבים בטיחותיים כסטנדרט.

אופטימיזציה ל- Variable Flow and Quality

ריצה חקלאית היא משתנה מאוד - זרימות יורדות לאחר הסערה, ועומסים contaminant להשתנות עם העונה, שלב היבול, ויישומים דשן. מערכות Ozone יש לתכנן עם יחסי התפנית וה ניטור בזמן אמת (למשל, סופגת UV, TOC, או oxidation-reduction פוטנציאל חיישנים) כדי להתאים באופן דינמי.

תוצאות חיפוש ויישומים אמיתיים

בעוד שביצוע בקנה מידה גדול של תפוקה חקלאית עדיין נפוץ פחות מאשר השימוש שלה במים עירוניים וטיפול במים שפכים, כמה פיילוט - ופרויקטים בקנה מידה מלא מוכיחים את יכולתה:

  • (FLT:0) טיפול ניקוז במערב התיכון ארצות הברית: איור 1:1 מחקר באוניברסיטת אילינוי נבדק אוזון על מים ניקוזים ניטראטים וחומרי הדברה-לאדן-לאדן (Ozone) ב 5 מ"ג / L הפחית את אנטראזין על ידי 98% ו metolachlor על ידי 85%, תוך צמצום שלפוחיות ומכלול של מים טופלו לאחר מכן באמצעות עץ יעיל.
  • (FLT:0) ,FLT:0) ,FLT: מערכת טייס מקבל הפסקה מפעולת עופות החל אוזון במינון של 12 מ"ג / L, השגת ירידה של 99% של FLT:2E coliveFLT 3 ו הפחתה של 80% של חנקן מבוזר.
  • (FLT:0) שפכים פסולת פסולת מזון לשימוש בקליפורניה: ראט' 1 (A יקב בבקעת נאפה) השתמשו באוזון, ואחריו ארץ רטובה שנבנתה לטיפול במים זורמים של מיץ ושטף מים להשקיה נוף.האוזון סיפק חמצון מהיר של טנין וצבע, בעוד המערכת רטובה מלוטשת חומרים מזינים ואורגניים.

(ב) לקריאה נוספת, ה- 0(U.S. Environmental Protection Agency Pageoff PagerovtureFLT:1 מספק סקירה כללית של הבעיה והניהול אפשרויות. A review of Harmonion by ozone ניתן למצוא ב-FLT:2 זה 2019FLT 3: Water ResearchFLT:4 מאמר FLT:5 (קישור לפרט) למפרט טכני על ידי OLT:2, כגון גנרטורים חשמליים (FLT) 6.

שילוב עם שיטות ניהול הטובות ביותר

עוץ הוא יעיל ביותר כאשר הוא פרוס כחלק ממערכת טיפול רב-phase.רכבת טיפול טיפוסי עבור ריצה חקלאית עשוי לכלול:

  1. (ב) [13] , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  2. (FLT:0) טיפול ראשוני: 1) לבנות רטובות או רצועות מסונן מחוסנים כדי להפחית את המשקעים, חומרים מזינים, וביקוש חמצן ביוכימי (BOD) לפני אוזון.זה מוריד את הביקוש האוזון ומפחית צריכת האנרגיה.
  3. (FLT:0) אוזון: חדר מגע 1:1 מיועד ל 5-15 דקות של זמן מגע, עם ניטור רציף של פוטנציאל הפחתת אוזון.
  4. (FLT:0)Post-טיפול: 1FLT 1 איטי filtration חול, גרנול מופעל פחמן (GAC), או ארץ רטובה ללטש כל חמצון שנותר על ידי מוצרים ותרכובות ביו-דרדיות.
  5. (ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

גישה משולבת זו ממקסימה את ההסרה המתהווה תוך ניהול עלויות וסיכונים לוואי של מוצרים רבים כבר משתמשים ברטבים ובמבולרים בנויים; הוספת האוזון כצעד מלוטש גבוה יכול להתמודד עם עומסי שיא ולספק חיטוי ללא טביעת רגל גדולה הקרקע.

שיקולים וכלכלה

הנוף הרגולטורי של תפוקה חקלאית מתפתח. בארצות הברית, חוק המים הנקי דורש אישורים עבור מקורות נקודה מפעולות מזון מזון מרוכז (CAFOs) ופעולות חתירה גדולות בחלק ממאגרי מים. EPA וסוכנויות המדינה מתמקדים יותר ויותר במטבעות של גלונים בטווח של פחות מ-1,000 דקות של קריטריונים תזונתיים וחומרי הדברה רעילים (כולל קיבולת פחמן-0.01 $) עם עלויות פחמן-0 $ של פחמן-0.

באיחוד האירופי, הוראת מסגרת המים והוראת הקרקע דורשות ממדינות החברות להפחית את זיהום הטבולי מהחקלאות. Ozonation רשומה כטכנולוגיה המומלצת לחומרים בעדיפות ביוזמות המים של EIP.עבור חוות המבקשות הסמכה תחת תוכניות חקלאות בר קיימא (למשל, LEAF, Rainforest Alliance), באמצעות חמצון מתקדם לא כימי מוכר יותר ויותר כפרקטיקה הטובה ביותר.

תחזית עתיד

המחקר והפיתוח ממשיכים לענות על מגבלות ההאכלה תוך הרחבת נגישותה לחקלאות.

  • (FLT:0) אכסון מזהמים: FLT:1 השימוש בזרזים מוצקים (למשל, תחמוצות מתכת, צינורות פחמן, זאוליטים) כדי לשפר את הדור הידרוקסיל-רדיקלי ולהקטין את צריכת האנרגיה. ניסויים שדה מוקדם להראות הבטחה להפחתת הביקוש האוזון ב -30–50% תוך שמירה על ביצועי הטיפול.
  • (FLT:0) ייצור אוזון אלקטרוני: FLT:1 תאים חדשים המייצרים אוזון ישירות מן המים ללא מערכת של גזי מזון, צמצום טביעת הרגל ותחזוקה.אלה מתאימים במיוחד עבור יחידות בקנה מידה קטן, מבוזר על יחידות מרוחקות.
  • (FLT:0) בקרה בזמן אמת ושילוב IoT: חיישנים של LT:1 המדידה את קולטן UV, פלואורסנס, או אותות אלקטרוכימיים יכולים להאכיל לתוך אלגוריתמים של למידת מכונה המנבאים מנה אופטימלית של האוזון בהתבסס על תחזית מזג האוויר ועל נתוני איכות המים במעלה הזרם.זה מקטין פסולת אנרגיה ומבטיח תאימות במהלך אירועי סערה.
  • (FLT:0) אינטגרציה עם אנרגיה מתחדשת:FreaLT:1 , השמש או מערכות אוזון המופעלות על ידי רוח מפותחים עבור מיקומים מרוחקים או מחוץ לריד.אחסון בסוללות יכול לטבול את הפעולה לסירוגין של הגנרטור כדי להתאים את הטבע המופע של זרימת הטורף.
  • (FLT:0) Bio-enhanced ozonation:03: 1 תהליך היברידי שבו מנה של אוזון נמוך באופן סלקטיבי את תרכובות של רסנט, ואחריו כור ביולוגי מהיר (למשל, העברת כור ביופיל מיטה) הממינרל את תוצרי לוואי בעלות נמוכה.

מסקנה

ריצה חקלאית היא אתגר מורכב, משתנה, ודחיק של איכות מים. Ozonation מציעה טכנולוגיה חזקה, נטולת כימיקלים להפחתת ספקטרום רחב של contaminants - כולל חומרי הדברה, חומרים מזינים אורגניים ופתוגנים - בעוד שלא מייצרים שום גילוח ולא מותירה שאריות קבועות של מערכת זהה לזרימה, על ידי ניהול מוצרים, ושילוב עם ניהול יעיל אחר, יכול להיות רכיב של אנרגיה יעילה יותר, כמו שיתוק יעיל של אנרגיה, כמו גם שיתוק יעיל של אנרגיה יעילה, כמו גם שיתוק יעיל של חומרים חקלאיים, כמו גם שיתוק יעיל של אנרגיה, כמו גם שיתוק יעיל של אנרגיה יעילה יותר, כמו גם שיתוק, כמו גם שיתוק יעיל של אנרגיה יעילה יותר, כמו שיתוק, כמו גם שיתוק יעיל של אנרגיה יעילה יותר, כמו גם שיתוק יעיל של השפעות ביטוח אנרגיה יעילה יותר, כמו שיתוק יעיל של אנרגיה יעילה יותר, כמו גם שיתוק, כמו גם שיתוק יעיל של אנרגיה יעילה יותר, כמו שיתוק יעיל של אנרגיה יעילה יותר, כמו גם שיתוק יעיל של אנרגיה יעילה יותר, כמו גם שיתוק יעיל של אנרגיה, כמו גם שיתוק יעיל של אנרגיה, כמו שיתוק יעיל של אנרגיה יעילה יותר, כמו גם שיתוק יעיל של אנרגיה יעילה יותר, כמו שיתוק יעיל