מבוא ל- Wetlandss ותהליכי טיפול טבעיים

אתרי רטובים מעוצבים הם מערכות אקולוגיות מונדסים שמשכפלות את התהליכים הפיזיים, הכימיים והביולוגיים שנמצאו ברטבים טבעיים לטיפול במחזורי פסולת, מים סוערים, ואפקטי בית גידול תעשייתיים.בניגוד לשיטות טיפול מכניות קונבנציונליות, מערכות אלה מסתמכות על אנרגיה סולארית, צמחייה, אדמה וקהילות מיקרוביאליות כדי להסיר את האפקטיביות של פחמן-פחמיים (FWS) שלהם, אשר מחקה את האטמוספירה הטבעית, על ידי זרימה של מערכות אלקטרו-סגולות, כאשר היא בעלת רמות גבוהות של חנקן (תרכובת) עם חנקן (תרכובת אלקטרו-סגולות) עם חנקן) עם חנקן (FWS) עם חנקן) עם חנקן, כאשר היא לשפר את רמות גבוהות יותר, כאשר היא יעילה, כלומר, כאשר היא יעילה, כאשר היא יעילה, כאשר היא בעלת חנקן (תרכובת מים חופשיות) עם חנקן) עם חנקן (תרכובת אלקטרו-ידי חנקן) עם חנקן, כאשר היא יעילה, כאשר היא בעלת רמות אלקטרו-ידי מערכת אלקטרו-ידי מערכת אלקטרו-ידי חנקן) של מערכות מים חופשיות כימי, כאשר היא יעילה, כאשר היא מאפשרת שיפור של מערכות

רטובות נבנות כבר ברחבי העולם מאז שנות ה-70, עם יישומים החל ממערכת septic כפרית septic מערכת להשטוש לטיפול גדול פסולת עירונית מים. הפופולריות שלהם נובעת מצריכת האנרגיה הנמוכה שלהם, קלטות כימיות מינימליות, ויכולת להסתגל להורדת עומסי מחזור הידראוליים.יתר על כן, הם תורמים לשינוי האקלים באמצעות פליטה פחמן פליטה מופחתת גזי חממה בהשוואה לצמחים מדגימים אלה, אשר חוקרים את תהליכי טיפול כימי.

מעגל הפחמן ב Wetlands נבנה

(ב) , (ה) , ⁇ ) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

(התערות מיקרוביאלית של חומרי זיהום אורגניים - כגון הביקוש לחמצן ביוכימי (BOD) ממי פסולת ביתי - היא מנגנון הטיפול העיקרי בחיידקים רטובים שנבנו.אירוביים ליד פני המים ושורשי הצמח (ב rhizosphere) מחמצן במהירות, בעוד חיידקים אנירוביים באזורים עמוקים יותר, מקודמים חמצן ממשיכים לרדת בקצב איטי יותר של יעילותם של פחמן אורגני (HF) כגון טיפול אופטימיטיבי, כלומר, ירידה של תרופות (HF) אוניבות), כמו למשל, חומרים אופטימדומים, ירידה של אבטחה), כגון: 0.

יתר על כן, מחזור הפחמן אינטראקציה עם מחזורים תזונתיים אחרים.לדוגמה, denitrification (חלק ממחזור חנקן) דורש מקור פחמן מבוך כתורם אלקטרונים, כלומר הזמינות של פחמן אורגני משפיע ישירות על שערי הסרה חנקן. בדומה, אי-היציבות של זרחן על ידי ביומסה מיקרוביאלית קשורה לזמינות פחמן.

מפעל ב- Carbon Cycle

(המאקרופיטים הבאים משרתים פונקציות כפולות: הם מספקים פחמן באמצעות שורש exudates ו לכלוך, והם יוצרים מיקרון-סביבה מחמצן סביב השורשים שלהם (ה rhizosphere) התומכים ב decomposition אירובי.העומק והדחיסות של מערכות שורש קובעים גם את נפח של אדמה מחוסמת חמצן, אשר בתורו משפיע על האיזון בין עיבוד פחמן אירובי ואווירי.

The Nitrogen Cycle: A Central Treatment Pathway

(הופנה מהדף ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

סליחות ו- Nitrification

(ב) חנקן אורגני משפכים (חלבון, urea) הוא מינרלי ראשון ל ammonium על ידי חיידקים heteroc בתהליך הנקרא ammonification. Ammonium ניתן לקחת על ידי צמחים או אצות, או ניתן לחמצן את החנק (NOFLT:2FLT:1Falph:2minus; LT3, או ניטראט) על ידי Nitrulating;

הכחשת אנזימים ו-Ammox

(הופנה מהדף ניטראט (או ניטריט) לגז חנקן בתנאים אנאירוביים (הכולל חיידקים heterotrophic) כגון אלקטרו-פולטיביים:0Pseudomonasss עד 90%) ו-NFLT:2 (FLT) כולל שימוש נרחב יותר ב-NValoltoltoltoltto) כאלקטרוביאוביאובית מקבל במקום חמצן, מה שממיר אותו בדרך כלל את ה-N2:

הצמח עולה וציר

מקירופיל סופג את האמניום וניטראט ישירות כחומרים מזינים.כמות החנקן שהוסרו באמצעות ספיגה צמחית היא צנועה (בדרך כלל 10-30% מסך ההטעה הכוללת) אלא אם הצמחים מקצרים באופן קבוע.באקלים ממוזגים, מעל הביומסה יכולה לאחסן 100-200 ק"ג N/ha, אך חנקן זה משוחרר בחזרה אם מותרת למות ולנקזקציר אסטרטגי בסוף הקיץ, ניתן למזער את המבנה החנקן, כך שניתן לחמצן, או לטבול אותו, אך הוא לעתים קרובות, כמו גם כן, כמו גם את החנקן, אך הוא יכול להיות מאנרגיה מחמצן, אך הוא מנקה, אך הוא מאנרגיה רגילה, אך הוא יכול להיות מנקה, אך הוא מנקה, אך הוא מאנרגיה רגילה, אך הוא יכול להשתמש בו זמנית, אך הוא יכול להיות מנקה.

מקורות חיצוניים על דינמיקת חנקן ניתן למצוא מ-FLT:0IWA Publishing's Water Science & Technology Journal of Technology Journal of Water Science & Technology Journal of the Water Science and Technology Journal of the Water Science and Technology Journal of the Citywaters Manual of Urbanwaters Manual of Urbanwaters ManualFLT 3:2

מעגל: מכניזם ומגבלות

Phosphorus (P) הוא חומר תזונתי מרכזי אשר לעתים קרובות מגביל את הייצור העיקרי במערכות אקולוגיות מים טריות.בבשטחים רטובים, הסרת זרחן מתרחשת באמצעות שילוב של תהליכים פיזיים, כימיים וביולוגיים: מודעות חלקיקים באדמה, משקעים עם מתכות (ברזל, אלומיניום, סידן), ספיגה מיקרוביאלית, ועיפולציה.

אכזבה ודעה קדומה

(ה) מנגנון ההסרה העיקרי ברבים מהרטבים המובנים ( ⁇ FLT:04cioFLT) הוא שטף של מטבוליזם ( ⁇ ) (בקיצור:23-FLT 3: 3) למינרלים וחומר אורגני, כמו גם משקעים עם הסרת ספקטרום (CirFLT:4) {\displaystyle \ L {gic) {\displaystyle \"ד}},"ל}},"ב-"ד,"ב[[1924]]"ב[[1924]], ⁇ ]], [[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]

גידול ביולוגי ואחסון

מיקרואורגניזמים וצמחים לקחת זרחן לצמיחה. Bacteria יכול לאחסן זרחן כמו פוליפוס, וכמה מינים (כמו פוליפוס-מצטבר אורגניזמים, PAOs) מסוגלים לשפר את הסרת זרחן ביולוגי (EBPR) תחת הסרת דלקת מפרקים אירובית / אנרגית למחצה.

אסטרטגיות עיצוב לשיפור Phosphorus Removal

כדי לשפר את הסרת P, מהנדסים יכולים לבחור מסנן מדיה עם יכולת sorption זרחן גבוהה, כגון apatite, bauxite, או חומרים ממונדסים כמו אגרגות משקל. in subsurface זרימה רטובה, התקשורת גם משמש כמצע לצמיחת מיקרוביאלית, כך הבחירה של מדיה משפיעה הן וכימיה.

אינטראקציה בין מחזורי ביו-ג'וכימיקלים

(ב) מחזורים הוליסטיים בוולדות שנבנו אינם פועלים בבידוד; הם מתמזגים היטב באמצעות חילוף החומרים המיקרוביאלי ו ⁇ החמצן האדום (לדוגמה, אספקת האלקטרון לפירוק ולהפחתה של חנקן (חלק ממחזור החנקן) עלולים להמנע מזיהומים כבדים (Riculfur) ב-SLT2-Fate)

רכיבה על ברזל גם מתערבת עם זרחן ומחזורי sulfur. Ferriciron (Feloph:03 +03FLT:1) נקשרה מאוד פוספט, אך תחת צמצום התנאים, צמצום ברזל משחרר הן רמות ברזל מפרות (Federalphing) ו-FLT 3:2+FLT 3: 3) ו-pusulfate הוא הנוכחי, ברזל יכול לקדם את רמות הפחתת ברזל כגון מנעולציה, אך גם כן, אך מסלקציה, כמו גם כן, כמו גם כן, כמו גם אמצעי מניעה ימית אמצעי לחימה, אך גם כן, כמו גם כן, כמו גם קיבולת חשמלית (FLT).

תפקיד המקרופילים ב-Coupling Cycles

צמחים Wetland לפעול כמו "משאבות ביולוגיות", העברת חמצן מן האווירה אל rhizosphere וגרה פעילות מיקרוביאלית.חמצן זה יוצר פסיפס של מיקרוביקורים אירוביים בתוך אותו אזור שורש, ולכן מאפשר חנקן בו זמנית ו denitrification להתרחש קרבה.

המונחים: Maximizing Natural Cycles

מוצלח עיצוב רטוב מאוזנים הידראוליים טעינה, זמן מגורים, צמחייה, הרכב התקשורתי ועומק כדי לייעל את הממשק של מחזורי ביוגומי.מספר גורמים מרכזיים לקבוע יעילות טיפול:

  • (FLT:0) זמן ההכוונות ההירוכותי (HRTura): FLT:1 Longer HRT מאפשר טרנספורמציה מזוהמת מלאה יותר, אך דורש שטח קרקע גדול יותר מ 3 עד 14 ימים עבור פסולת מקומית.
  • (FLT:0) מעמקי מים:0) מעמקים של יבול (0.1–0.4 מ') לקדם תנאים אירוביים וצמיחת הצמח, בעוד אזורים עמוקים יותר יוצרים סביבות אנאירוביות לפירוק ותנוגנינזיס.
  • (FLT:0Media Selection:veFLT:1 Media צריכה להיות גבוהה פורוזיות עבור זרימת מים, יכולת משיכה גבוהה עבור זרחן מתכות כבדות, ולתמוך ביופיל מיקרוביאלי. Common Media כוללים קבר, חול, אבן גיר מרוסס ומחומרים ממוחזרים.
  • (FLT:0) ו-Hrowgetation:0) ,1 (החלים) מינים חזקים, אזוריים המתאימים עם ביומסה שורש גבוהה ויכולת הובלה חמצן משפרת את בתי הגידול המיקרוביאליים.
  • (FLT:0) אסטרטגיה של כפל: 1 (IFLT) 1 לסירוגין או טעינה מומסתתת הדופק יכול לשפר את העברת החמצן ואת ההנקה בהשוואה לטעינה מתמשכת.
  • (FLT:0)Climate:0) טמפרטורות קרות להאט פעילות מיקרוביאלית, כך שביצועי החורף יורדים, אלא אם כן מערכות מבודדות או מתוכננות עם תקשורת עמוקה יותר ויותר HRT.

רבים מעקרונות העיצוב הללו מוצמדים להנחיות של ארגונים כמו ה-FLT:0 (IWA) International Water Association (IWA)FLT:1, אשר מפרסם חוברת מקיפה על גבי בלוטות בנויות לטיפול במים.

יתרונות ואתגרים של טיפול ביו-ג'וכימי-Driven

כל מחזורי ביו-גיאוכימי טבעיים מציעים מספר יתרונות על טיפול קונבנציונלי.עלויות תפעוליות נמוכות כי אין צורך באנרגיה חיצונית לחידוש (מלבד בגרסאות מלאכותיות) ואין כימיקלים נדרשים למשקעים או חיטוי.המערכות מספקות גידול עבור חיות בר, כולל ציפורים, אמפיביקים, חרקים מועילים, ויכולות לשמש חללים ירוקים במסגרות עירוניות או כפריות.

עם זאת, אתגרים נשארים. דרישות שטח הקרקע גדולות יותר מאלה של צמחים מכניים - באופן רציפי 2-10 migFLT:0 ;2FLT 1 לאדם שווה ערך - קביעת יישום באזורים מאוכלסים בצפיפות, ביצועים יכולים להיות משתנים עקב שינויים טמפרטורה עונתית, והשגת רמות גבוהות של שליטה מגנטית (למשל, עבור חנקן או זרחן מוחלט) עשויים לדרוש שלבים או היברידיים של תאים מקוונים הדרושים כדי לדלקת תחתית.

למרות האתגרים האלה, הגמישות והשותף האקולוגי של רטובות בנויות להפוך אותם לאופציה אטרקטיבית יותר.מחקר ממשיך לקידוד בחירת צמחים, תיקונים בתקשורת (למשל, ביושר, זאוליט), ואסטרטגיות תפעוליות כגון זרימת טיטד או מערכות תכנות מחדש אשר מחלישות וניקוז כדי לשפר את העברת החמצן.

תוצאות חיפוש ויישומים אמיתיים

דוגמה בולטת אחת היא מערכת הרטובה שנבנתה ב-ColleFLT:0Arcata Marsh and Wildlife SanctuaryFLT 1 בקליפורניה, ארה"ב נבנתה במקור לטיפול במי הפסולת של העיר לאחר כישלון הטיפול הקונבנציונלי, מתחם 32-hectare של בריכות חמצון עירוניות, מרשבים, ושיפורים פועלים מאז 1986.

באירופה, מערכת זרימה חלוצת של אורכו:0 (Dürnau WetlandischeFLT) 1 בגרמניה היא מערכת זרימה תת-קרקעית חלוצת אשר נחקרה במשך עשרות שנים, הנתונים לטווח ארוך שלה מראים פינוי יציב וחנקן, אך גם לחשוף את ההדרגות ההדרגתיות של חנקן של אמצעי התקשורת החרוטלית - מצביעה על הצורך בהתחדשות התקשורתית כל 15-20 שנה.

דוגמאות אלה מדגישות את החשיבות של ההקשר המקומי: אקלים, תכונות מים פסולת, זמינות קרקע, דרישות רגולטוריות כל צורה את העיצוב הסופי. פיקוח מתמשך וניהול הסתגלות הם חיוניים כדי לקיים ביצועים לאורך עשרות שנים.

כיוונים עתידיים: שיפור ביו-ג'יאוכימי

מחקר מתפתח נועד לדחוף את הגבולות של ביצועים רטובים.חדשנות כוללת:

  • (ב) ⁇ :0 (בקיצור: ⁇ : ⁇ : ⁇ : ⁇ : ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0) אינטיליגנטיזציה: שימוש בחיישנים ובמערכות בקרה כדי לספק חמצן רק כאשר יש צורך, אופטימיזציה של אנרגיה תוך שיפור החנקן.
  • (FLT:0) עיצובים של Carbon-negative:FreaLT:1 oxidation מתאן ב rhizosphere כדי למזער פליטות גזי חממה נטו או אפילו להפוך את הרטובים לתוך שוקי פחמן נטו.
  • (ב) [15] שינויים חומריים: 1FLT:1hil תוספת חלקיקים ברזל אפס-ערך או חומרים אחרים מהונדסים כדי לשפר את הסרת המתכת הכבדה ואת משקעים פוספט.
  • (ב) אינטגרציה עם אנרגיה מתחדשת: FIRLT:1 משאבות כוח או התרעה עם לוחות סולאריים כדי לשמור על ביצועים מחוץ לריד.

יתר על כן, הרעיון של "כלכלת המים מעגלית" מניע עניין בשיקום משאבים מביומסה רטובה ותועלתנים.לדוגמה, זרחן יכול להתאושש מחומר צמחי מקנה או ממדיה מסנן לאחר היסוס, סגירת לולאה תזונתית.

מסקנה

רטובות בנויות הן דוגמה חזקה לאופן שבו מערכות ממונדסיות יכולות לעבוד עם תהליכים טבעיים ולא נגדם.על ידי רתום פחמן, חנקן, זרחן, מחזורי sulfur, מערכות אלה ביעילות לטפל שפכים תוך מתן קושחיקה אקולוגית וחברתית.ההצלחה שלהם תלויה בהבנה עמוקה יותר של אינטראקציות קיימות בתוך מטריצה רטובה - אינטראקטיביות ששולטות גורל של חומרים אקולוגיים והשגת תפקוד גלובלי של בריאות ולפתח יותר ויותר את מטרות גלובליות ולפתח את איכות חיים גבוהות יותר ויותר.