הבנה של חומרים מזינים בצמחי טיפול

מתקני טיפול במים עומדים בפני אתגרים מתמידים בהסרת חומרים מזינים עודף ממי הפסולת לפני שהיא נכנסת מחדש של מערכות מים טבעיות. Nitrogen ו- זרחן תרכובות, בעוד חיוני לחיים בכמויות מבוקרות, הופכת למזהמים מסוכנים בריכוזים גבוהים.כאשר חומרים מזינים אלה מגיעים לאגם, נהרות ומימי חוף, הם דלקים צמיחה אלגלת נפץ המתמוססת חמצן, אור השמש ויוצרים אזורי מים מתים שבהם חיים מימיים לא יכולים לשרוד את הנזקים של מים ומאיימים על פני המים.

לכן, הסרת חומרים מזינים הפכה לנדרש רגולטורי קריטי עבור צמחי טיפול ברחבי העולם.הסוכנות להגנת הסביבה של ארצות הברית (FLT:0) 1 מזהה זיהום תזונתי כאחד האתגרים הסביבתיים הנפוצים והיקרים ביותר במדינה, בעוד שמסגרת המים של האיחוד האירופי מציבה מגבלות חמורות על חנקן ופורחן.

האתגר המרכזי הוא בכימיה של חומרים מזינים אלה.Nitrogen מופיע בשפכים כמו אמוניה, nitrate ותרכובות חנקן אורגני, כל אחד הדורש מסלולים שונים טיפול. Phosphorus קיים בעיקר כאותודופט, שניתן להסיר באמצעות משקעים כימיים או עלייה ביולוגית.שתי גישות יש מגבלות, במיוחד לגבי עלות, צריכת כימית, ועל הדור של שפכים משניים.

מגבלות של גישות חומרים מזינים מסורתיות

טכנולוגיות להסרת חומרים מזינים שימשו צמחי מים במשך עשרות שנים, אך הן נושאות נטל תפעולי וסביבתי משמעותי שקשה יותר להצדיק בעידן של הידוק תקציבים ומנדטים קיימות.

(FLT:0Chemical משקעיםFLT:1) באמצעות מלח מתכת כגון אלומיניום או ferric chloride יעיל להסרת זרחן, אבל הוא צור כמויות גדולות של כימיקלים ומייצר כמויות גדולות של פענוח כימי.זה סלדג 'חייב להיות dewatered ו disposed של אפשרויות, לעתים קרובות עלות של מלחים עלה באופן משמעותי גם בשנים האחרונות, להפעיל לחץ על הקרקע, כמו גם על מנת לסבך את האלומיניום, כמו גם על מנת לסבך את הסוללות.

(FLT:0) הסרת חומרים מזינים אורגניזמים מטבוליים (BNR)BuildFLT:1) תהליכים משתמשים בחיידקים מיוחדים כדי להמיר חנקן גז חנקן בלתי מזיק באמצעות nitrification ו denitrification, בעוד אורגניזמים מצטברים של זרחן משלבים זרחן לתוך הביומסה שלהם.מערכות אלה הן מורכבות מבחינה תפעולית, הדורשות שליטה זהירה של חמצן, מקורות פחמן, שמירה מוצקה, וטמפרטורה של 50 אחוזים בלבד, הם יכולים גם לעומסי חשמל רגישים לטמפרטורות נמוכות יותר ויותר.

שתי הגישות יוצרות זרמי פסולת הדורשים ניהול נוסף. ⁇ כימי ופסולת ביולוגית מופעלת חייב להיות מייצב, מלוטש, מועברים לאתרי סילוק או שימוש מועיל. טביעת הרגל של הסרת חומרים מזינים קונבנציונלית, במיוחד מייצור כימי וצריכת אנרגיה, הוא משמעותי.מגבלות אלה הניעו חוקרים ומפעילים לחקור חומרים חלופיים שיכולים לבצע הסרה תזונתית בעלות נמוכה יותר, עם השפעה סביבתית מופחתת, אידיאלית, תוך פתרון אחר בזמן פתרון בעיות דומות באותו זמן.

מוצרים תזונתיים מונעים איידס

הרעיון של שימוש בחומרי פסולת להסרת חומרים מזינים הופך שתי בעיות לפתרון אחד.תעשיות לייצר כמויות עצומות של שאריות מוצקות הדורשות סילוק, לעתים קרובות במזימות או בריכות אחסון. באופן סימולטני, צמחי טיפול במים זקוקים לחומרים שיכולים להסיט מודעות, מראש, או לשפר את ההסרה המזין הביולוגית.

עף אש

אאפר זבוב הוא השוה הנשגב המצוין שנלכד מזרי גזי פלון במהלך הבעירה של ייצור החשמל.הייצור הגלובלי עולה על 750 מיליון טון מדי שנה, עם רק כמחצית מהשימושי בייצור בטון, בנייה בכבישים, או יישומים אחרים.היתר הולך למזומנים או בריכות אפרים, שם הוא מהווה סיכון סביבתי מעומס מתכת כבד ואבק נמלט.

הערך של זבוב Ash להסרת חומרים מזינים נובע מהרכב הכימי שלה ונכסים פיזיים.תוכן גבוה של אלומיניום, silica, תחמוצות ברזל, תחמוצות סידן מספק משטחים תגובתיים עבור מודעות זרחן. Calcium ב זבוב ash יכול לזרז זרחן כמו סידן פוספט, בעוד אלומיניום וצורה ברזל מורכבים כי הם מורכבים מאוד של שטח סגסוגת אופיינית של 0.5 מטרים.

מחקרים הראו יכולות הסרת זרחן של 10 עד 50 מיליגרם לגרם של אפר זבוב, בהתאם לרכיבה ותנאים של אפר זבוב אלקליין עם תוכן סידן גבוה נוטה לבצע את הטוב ביותר, כפי שהם בו זמנית להעלות pH ולספק סידן עבור משקעים.אפר זבוב אגדי דורש התאמה כדי להשיג ביצועים אופטימליים אבל עדיין יכול להיות יעיל לאחר המיזוג המיוצר, על ידי חומרים אטומיים, או חומרים כימיים, אפילו יותר, יכול להשיג יעילות גבוהה יותר.

כמה מחקרים בקנה מידה טייס אישרו מסננים אפופים ללטש מערערכי מים משניים במפעלי פסולת עירוניים. מתקן באוהיו הפעיל מערכת סינון זבוב במשך יותר מ שנתיים, תוך השגת הסרה זרחן ממוצע של 85 אחוזים בעלות משמעותית מתחת למשקעים כימיים.הטיס בילה, מועשר עם זרחן, הוערך גם כפליטת אט אט אט אט אט אט, דשן עם עקרונות מתפתלים לחלוטין.

Biochar

ביוכריז הוא שאריות מוצקות עשירות פחמן המיוצר כאשר הביומסה מחומם בסביבה מוגבלת חמצן באמצעות pyrolysis. ייצור להאכילstocks כוללים שאריות חקלאיות כגון תנור תירס, אורז, ופגזי אגוזים, כמו גם פסולת יער, פסולת יער, מחסנית עירוני, ואפילו ממחוני בעלי חיים.

יעילותו של ביושר להסרת חומרים מזינים תלויה במידה רבה בבחירת מזון ותנאים פיירוליטיזה. ביושרנים עתיריים גבוהים (700-900 מעלות צלזיוס) לפתח שטח משטח גדול יותר ופודוזיות, עם ערכים המגיעים ל-300 מ"ר לגרם עבור חומרים אופטימיזציה. אלה מודעות ביו-כריזסאורב אורגני ו ammonia ביעילות אבל עשוי להראות מודעות phosphorusptionsorption אלא אם כן irxtrax קבוצות אלקטרו-Firetox שלהם (L) כולל תרכובות פונקציונליות).

ביושרים מהנדס מייצגים גבול מרגש בתחום זה.הפעלה גופנית עם קיטור או פחמן דו חמצני בטמפרטורות גבוהות יכול להכפיל או משולש משטח שטח. הפעלה כימית באמצעות תחמוצת אשלגן, חומצה זרחנית, או אבץ chloride מציג קבוצות פונקציונליות ספציפיות אשר משפרות את צריכת חומרים מזינים.

יישום בולט כרוך שילוב של biochar לתוך מערכות טיפול מים רטובות וסערות.ה biochar מספק תת-קרקעי גבוה-surface-area substrate עבור צמיחה ביופיל מיקרוביאלית בעת ובעונה אחת מודעות חומרים מזינים מטבוליים. A טיפול רטוב בדנמרק רטרוfed עם אדמה חנקן-מזומנים משופרת השיגה הסרת זרחן של 90% מעל שלוש שנים של פעולה, בהשוואה ל -40% ב- biochartoming, גם באמצעות חסימת מים מוגברת.

Lime Sludge

Lime Sudge, הנקרא גם Slaying או פיסת צמח מים, נוצר כאשר מתקנים משתמשים ליג כדי לרכך מים קשים.התהליך מסיר סידן ומגנזיום על ידי הנחתם כפחמן ומדמוצפנת צמחי מגנזיום, ומייצרת סלורי המכיל 10-30 אחוזים מוצקים על ידי משקל. צמח טיפול במים בינוני טיפוסי מייצר כמה אלפי טון של הזבובה זו מדי שנה, ועלויות של אחריות מייצגת הוצאה תפעולית משמעותית.

התוכן הסידן הגבוה של סלדג 'הליצית סידן הופך אותו אידיאלי עבור משקעים זרחן.כאשר מוסיפים לשפכים, הסידן בפענוח מגיב עם זרמי פוספטים כדי ליצור הידרוקסיפטייט ומינרלים אחרים של סידן פוספט אשר מיישבים בקלות מן הפתרון.ההההה גם מספק אלקאנליות כי buffers pH, שמירה על תנאים נוחים למשקעים רבים מכילים מגנזיום, אלומיניום או מינרלים ימיים, אלומיניום, או מתהליך החית מים, אשר יכול לשפר את תהליך הסרת מים.

מחקרים דיווחו על יעילות הסרת זרחן של 70-95 אחוזים באמצעות תוספות סלפי סיד, עם ביצועים בהתאם למינון, ערבוב תנאים, ואת ריכוז זרחן במי הפסולת.טווח ה- pH האופטימלי עבור משקעים של סידן פוספט הוא 9 עד 11, אשר ניתן להשיג עם מינון נכון. יתרון אחד של סלפי סידן בהשוואה למוצרי ליטו מסחריים הוא גודל החלקיק, אשר מספק תגובה מהירה עבור מילימטרים או לחסל את הצורך קינטקטי לפני השימוש.

כמה כלי מים במיד-מערב ארצות הברית יישמו תוכניות מיחזור של יינות.משרד שירותי המים של קנזס סיטי פיתחה תוכנית שמפנה פעימה של מים לשתייה ממתקן המים הסמוך לפסולת של phosphorus Remove.התוכנית הפחיתה עלויות כימיות במפעל המים ב קנזס עד 30 אחוזים תוך ביטול עלויות סלפיות במפעל הטיפול במים.

פלדה Slag

פלדה slag הוא תוצר לוואי של פלדה, המיוצר כאשר זיהומים ב אומת ברזל משלב עם פלוקסים כגון ליג או דוומיט כדי ליצור חומר מלוטש כי צף מעל פלדה.ה slag הוא מלוטש וקרר, וכתוצאה מכך חומר גבישי צפוף, עשיר סידן, מגנזיום, ברזל, ואלומיניום מזהמים גלובליים ייצור עולה על פני 300 מיליון טון, בעוד הולך הרבה יותר מדי שנה של ייצור.

ההרכב הכימי של פלדה slag הופך אותו תגובתי מאוד להסרת חומרים מזינים. oxide ו מגנזיום תחמוצת פחמן ב slag לפזר לאט במים, לשחרר סידן ומגנזיום כי precipitate pu.התהליך הוא עוד יותר משופר על ידי pH גבוה שנוצר על ידי תחמוצות אלה, אשר יכול לעלות על 11 במערכות מים slag.

מסננים מבוססי פלדה נחקרו באופן נרחב על הסרת זרחן מסיבוב מים סוער, ניקוז חקלאי ומשפכים עירוניים. מחקר ארוך טווח במפעל טיפול בפנסילבניה מצא כי מסננים ג'לג הסירו 80-90 אחוזים של זרחן נכנס מעל תקופה של חמש שנים, עם הסרת שיעורי של 10-15 ק"ח לכללוגרם של פילטרים כימיים או צורך לעבור דרך משאבות אנרגיה מושכת.

מסנני פלדה הצליחו במיוחד לטיפול בריצה חקלאית, אשר נושאת עומס זרחן גבוה מיישומים דשן.ה-FLT:0USDA מחקר חקלאות שירות מחקר החקלאות של החקלאות FLT:1 העריך מערכות סינון slag עבור אריחי אריח ניקוז, המפגין שיפורים עקביים על פני שיטות קונבנציונליות.

חומרים מסוכנים אחרים

(FLT:0) בוץ אדום וואטפל 1 (BulletFLT:1), הפסולת הסיבתית שנוצר במהלך ייצור אלומיניום מ bauxite, מכיל ריכוזים גבוהים של תחמוצת ברזל ואלומיניום אשר למעשה נקשרים ל- פוספט. מחקרים הוכיחו את יכולות ההסרה מעל 50 מיליגרם לגרם בתנאים המתאימים, למרות שהתוכן האלקליני והמתכת דורש ניהול זהיר.

(FLT:0Wood ashFLT:1 מתוך ביומסה מכיל סידן, אשלגן, ומגנזיום תחמוצות כי phsate ולהגדיל את ה- pH.זה הוערך לטיפול ניקוז חקלאי יכול להיות מיושם גם כמסנן מדיה או תוספת ישירה למערכת טיפול בזרימות.

(FLT:0) הוראה ופסולת ההריסה 1R, כולל בטון מפונק ולבנים, מספק מקורות סידן אלקליין שיכולים להסיר זרחן.חומרים אלה זמינים באופן נרחב בעלות נמוכה ויש להם את היתרון של להיות מעובדים מראש לגדלים חלקיקיים עקביים המתאימים לסינון יישומים.

(FLT:0) משקעים מפוזרים 1 מנמלים ודרכי מים ניתן לעבד לתוך אגרגנציות קל משקל שמשמשות כאמצעי פרסום זרחן.הטיפול הירומאל בטמפרטורות גבוהות ממיר את המשקעים לחומר קרמיקה עם יכולת מודעות בינונית, תוך הרס גם contaminants ו פתוגניות אורגניות.

מכניזם של חומרים מזינים מונעים שימוש בפסולת

הבנת המנגנונים הבסיסיים שבאמצעותם מוצרי לוואי פסולת מסירים חומרים מזינים חיוני לעיצוב מערכת אופטימיזציה וחיזוי ביצועים לטווח ארוך. 3 מנגנונים עיקריים פועלים, לעתים קרובות בו זמנית, במערכות טיפול אלה.

תהליכי אדמירציה

אדסנסציה כוללת את ההחזקה של זרמי תזונה אל פני השטח של חומר לוואי באמצעות אינטראקציות פיזיות או כימיות. תוצאות מודעות פיזיקליות של כוחות ואן דר ויטסנס משיכה אלקטרוסטטית, בעוד מודעות כימיות כרוכות היווצרות של קשרים קוהנדסיים בין קבוצות חומרים מטבוליים וחומרים על פני השטח הגבוהים של חומרים כמו ביושר וטיסטווה מופעל לספק אתרים בשפע עבור אינטראקציות אלה.

מודעות phosphate בדרך כלל כרוך החלפת ligand עם קבוצות הידרוקסיל משטח על תחמוצות מתכת. Iron ואלומיניום משטחים תחמוצת הפחמן, נפוץ באפר, פלדה slag, ובוץ אדום, ליצור קומפלקסים פנימיים-ספיריים עם פוספט שהם יציבים מאוד עמידים לעמוד בפני desorption. זה אמצעי מחייב חזק כי בילה מדיה עשוי לדרוש טיפול עבור התחדשות, אבל גם מבטיח כי הם שנתפסו זרחן לא חוזר למים.

מודעות Ammonium מתרחשת בעיקר באמצעות חילופי הילוך, שבו ions ammonium חיובי מוחלפים cations אחרים על פני משטחים טעונים שלילי. biochar משטחים עשירים בקבוצות פונקציונליות חמצן, מינרלים חימר, ו zeolite שלבים ב ash לתרום ליכולת זו. Ammonium מודעותorption הוא בדרך כלל הפיכה, שינויים בכימיה מים יכולים לגרום אם לא מנוהל כראוי.

תגובות בנושא

Precipitation כרוך היווצרות של שלבים מינרלים מוצק כאשר זין תזונתי משלב עם מושגים נגדיים שפורסמו מחומר לוואי המוצר.תוכן הסידן גבוה של סלדג סידן, פלדה slag, ואפר עץ מניע את המשקעים של מינרלים פוספט סידן, כולל dicalcium pus פוספטטה (brushite) הידרוקסיפטיט.

מגנזיום ions from Steel slag ו- biochars מסוימים יכול precipitate puspu כמו סטרויט (magnesium ammonium pupt) כאשר די ammonium הוא נוכח. Struvite הוא דשן בעל ערך איטי יחסית, ואת היווצרותו מכוונת הוא מוכר יותר ויותר כמו אסטרטגיה של התאוששות תזונתית ולא רק תהליך של שחזור מסחרי כמה הם נשלטים על בסיס strite מקורות פחמן יכול להיות מסופקים על ידי מגנזיום.

תנאי אלקליין שנוצרו על ידי תוצרי לוואי רבים של פסולת גם לקדם את המשקעים של מינרלים פחמן, אשר יכול לשלב פוספט באמצעות co-precipitation. היווצרות קלקט, המונע על ידי סידן ואלקלניות מ slag או סלפט גיר, scavenges פוספט מן הפתרון אפילו בריכוזים נמוכים יחסית סידן.

שיפור ביולוגי

מוצרים רבים של פסולת מספקים תת-שכבות אידיאליות עבור קהילות מיקרוביאליות אשר מבצעים הסרת חומרים מזינים ביולוגית.מבנה ⁇ של ביושר ואת מרקם פני השטח המחוספס של אפר ו-Slag מציעים שטח משטח נרחב עבור ביופילם.תוכן פחמן אורגני של ביו-כריז יכול לשמש תורם אלקטרוני עבור denitrifying חיידקים, שיפור הסרה חנקן ללא צורך תוספת פחמן חיצוני.

ביושר, במיוחד, הוכח להעשיר קהילות מיקרוביאליות עם מגוון גבוה יותר ופעילות מטבולית בהשוואה לאמצעי התקשורת אינרטיים.היכולות של קידוד אלקטרוני, הקשורות לקבוצות פונקציונליות קינון ו הידרוקונון, מקלות על העברת אלקטרונים בין ⁇ לבין הסביבה שלהם.זה יכול להאיץ את קצבי הדה ולשפר את היעילות הכוללת של הסרת חנקן ביולוגיים.

הסביבה היציבה שנוצרת בתוך רשת סינון לוואי מגן גם על מיקרואורגניזמים מפני עומסי הלם הידראולי וריאציות טמפרטורה. חוסן זה הוא בעל ערך במיוחד עבור מערכות טיפול קטנות ויישומים מבוזרים שבו פיקוח תפעולי מוגבל. השילוב של הסרת פיזית-כימית באמצעות מודעות ומשקעים עם הסרת ביולוגית באמצעות פעילות מיקרוביאלית יוצר גישה רבת-תחומית חזקה, קשה לניהול תזונתי.

יתרונות השימוש ב- Waste Byproducts for Foodsent Removal

שילוב של מוצרי פסולת לתוך פעילות טיפול במים מספק הטבות המשתרעות על פני ממדים סביבתיים, כלכליים ותפעוליים.

(ב) [ה]] [ה]כל מניין של אפר, ביושר או slag המשמש בטיפול במים הוא טון שאינו עובר אל מאגר או מאגר אחסון.כל אחד מהם מקטין דרישות שימוש בקרקע, מונע זיהום מים פוטנציאלי ממסים, ומונע פליטות גזי החממה הקשורות לפסולת או להורדת אחסון.

(FLT:0) חיסכון בחיסכון.FLT:1 מוצרים דליקים זמינים לעתים קרובות בעלות נמוכה מאוד בהשוואה לחומרים מסחריים או בתולה. כמה גנרטורים מוכנים לספק את מוצרי ה-Ul או אפילו לשלם דמי אספקת תשלום שיכולה להוריד עלויות צמחי טיפול.החיסכון על רכש כימי, בשילוב עם דרישות מופחתות של סלפיד, יכול להפחית משמעותית את העלות של ניתוח תזונתי מקיף על ידי ירידה של התקנים המבוססים על ידי 30-60% עלות טיפול מופחתת, לעומת עלויות טיפול כימיות, לעומת עלויות מופחתות, לעומת עלויות מופחתות יותר מ-ידי פחתות, לעומת פחתות מופחתות, לעומת 30-60 אחוזים של עלויות טיפול מופחתות, לעומת טמפרטורות נמוכות יותר מאשר ירידה של עלויות טיפול מופחתות יותר של עלויות טיפול מופחתות, לעומת פחת של עלויות טיפול כימיות, לעומת פחתות, לעומת פחת מופחתות, לעומת עלויות טיפול מופחתות, לעומת פחת של עלויות טיפול כימיות, לעומת פחתות, לעומת פחת מופחתות, לעומת עלויות מופחתות מופחתות, לעומת פחת מופחתות מופחתות יותר מאשר פחת מופחתות מופחתות, לעומת עלויות מופחתות מופחתות, לעומת פחת מופחתת של עלויות מופחתות, לעומת פחתות מופחתות מופחתת של עלויות מופחתות מופחתות, לעומת

(FLT:0) לפרטים של כלכלה מעגלית.FIRLT:1 ; השימוש בבזבוז מתעשייה אחת כמשאב אחר מגלם את הרעיון של הכלכלה המעגלית.החומרים הנתפסים על ידי תוצרי לוואי אלה אינם רק הוסרו אלא ניתן לשחזר ולהשתמש בהם מחדש כפרין. Spent biochar וטיסים אפריימים עם זרחן הוכיחו את הערך כתיקוןיימים ביישומים חקלאיים, ומספקים חומרים מזינים אלה, אשר משפרים את חומר אורגניים.

(FLT:0) פשטות תפעולית.FLT:1 מערכות טיפול מבוסס על ידי תוצר פועלים לעתים קרובות כמו טכנולוגיות פסיביות הדורשות קלט אנרגיה מינימלית ותשומת לב המפעילה.סינון מיטות ונבנה רטובות באמצעות slag, ביושר, או זבוב אפר יכול לתפקד כמו מערכות משיכה ללא חלקים נעים.פשטות זו מפחיתה את דרישות תחזוקה והופך את הטכנולוגיה לנגישה לקהילות קטנות ויישומים מבוזרים שבו הם מיומנויות מיוחדות ללא זמינות.

(FLT:0) עמידות ואמינות.FLT:1 מנגנוני הסרה מרובים הפועלים במערכות לוואי מספקים undancy כי buffers נגד יכולת ביצוע.אם אתרי מודעות להיות רווי, תגובות המשקעים ממשיכים להסיר חומרים מזינים כמו תוצר לוואי מתמוסס לאט.אם פעילות ביולוגית מאטה במהלך מזג אוויר קר, הסרת מנגנונים בסיסביוטיים לשמור על ביצועי בסיס.

תוצאות חיפוש ויישומים אמיתיים

הפוטנציאל התיאורטי של מוצרי לוואי של פסולת להסרת חומרים מזינים אושר באמצעות מתקנים בקנה מידה גדול והפגנות מחקר לטווח ארוך.המחקרים הבאים ממחישים את טווח היישומים ואת השיקולים המעשיים הכרוכים ביישום.

Biochar-Enhanced Wetlands בהולנד

רשות המים של Rijnland בהולנד מפעילה מערכת רטבה של טיפול המשתמש ביושר המיוצרים מ שאריות חקלאיות שנאספו מקומית שנאספו כדי לשפר את ביצועי הסרת החומרים התזונתיים.המערכת מתייחסת בשילוב אירועי תפירה, לכידת וחיתוך כי אחרת ישחרר ישירות לתוך גופי מים רגישים במחוז האגם ההולנדי.

ביושר המיוצר מענפים יישו וכדורי דשא ב-500 מעלות צלזיוס מעורבב לתוך 30 ס"מ העליון של המצע הרטובלנד בשיעור של 20% על ידי נפח.תאים ביוכריז-מזומנים להשיג הסרה של זרחן הכולל של 80% והסרה החנקנית הכוללת של 65 אחוזים, בהשוואה ל -34% ו -40% בהתאמה בתאים קונבנציונאליים.

שותפי הפרויקט מדווחים כי מערכת ייצור ביו-כריז עצמה תורמת לכלכלה המעגלית, שכן מטעי הרצון המשמשים לייצור ביומסה מספקים גם בית גידול לבעלי חיים ומשמשת כמרחב ירוק נופש.המתקן ייצור ביושר פועל באתר באמצעות חום פסולת מצמח ביוגז הסמוך, עוד יותר צמצום טביעת הרגל פחמן של מערכת הטיפול.

טיס פילטרים לריחות חקלאיות בסין

היערכות חקלאית באזור אגם טאיו של סין תרם לסחר חמור, מה שגורם לממשלה הסינית ליישם מטרות הפחתה תזונתיות קפדניות למים מניקוז לתוך מערכת האגם. פרויקט מחקר משותף בין אוניברסיטת נאנג'ינג ורשויות מים מקומיות פיתח מערכות סינון פסיביות באמצעות זבוב שונה שנאסף מתחנות כוח פחמיות באזור.

האפר זבוב מטופל עם פתרון סידן chloride כדי לשפר את ביצועי הסרת זרחן, הגדלת יכולת מ 15 עד 40 מיליגרם לכל גרם. ash זבוב שונה טעון לתוך מחסניות מלוטשות בד כי ממוקמים בתעלות ניקוז במקומות אסטרטגיים בתוך המים שקופים. מים העוברים דרך המחסניות מגעים זבוב במשך כ -30 דקות, השגת זרחן של 70-90%.

ניסויים בקנה מידה שדה המכסים 50 דונם של אדמה חקלאית הוכיחו כי מערכת המחסניות הפחיתה את העומסים של זרחן הכולל לאגם טאיו ב -60% מעל שלוש עונות גדלות.המחסניות המבזבזות נאספות ואת זרחן זבוב עשיר של זרחן משמש כתיקון אדמה עבור כריות אורז, שם הוא מספק זרחן עבור מחזור היבול לאחר מכן.

גדרות פלדה להגנה על מים יבשתיים בארצות הברית

סוכנות בקרת זיהום מינסוטה חקרה מחסומים מפלסטיקה כטכנולוגיה להגנה על מי קרקע מפני הגירה זרחן בתחנות מחקר חקלאיות ופעולות בעלי חיים.החסמים מורכבים מזחל פלדה שהוצבו ב trenches perpendicular to Groundwater Flow, יצירת אזורי תגובתיים שניתן לחלחל, אשר מסירים זרחן ממים לפני שהוא מגיע לגופים מים סמוכים.

חומר ה-Slag המשמש במחסומים אלה מקורו מתעשיות פלדה במינסוטה בדולות והוא מעובד לגודל חלקיקים של 10-40 מ"מ. מחקרי טור מעבדה חזו יכולת הסרה זרחן של 8-12 גרם לקילוגרם של slag, עם חיי שירות מעל 10 שנים עבור ריכוזי קרקע טיפוסיים של מים phosphorus.

הטכנולוגיה של המחסום אומץ על ידי המחלקה לחקלאות מינסוטה כפרקטיקה ניהולית הטובה ביותר עבור פעילות מזון בעלי חיים מרוכזת.המחלקה מספקת הדרכה טכנית ותמיכה לשיתוף עלויות עבור מתקני מחסום slag, הכרה ביכולתה של הטכנולוגיה לספק הסרת זרחן לטווח ארוך ללא אנרגיה מתמשכת או קלטות כימיות.התוכנית הציבה מחסומים בלמעלה מ -40 אתרים ברחבי המדינה, עם הסרת זרחן של מעל 80 אחוזים מעל גיל מעקב.

אתגרים ושיקולים להטמעה

למרות היתרונות המשכנעים של ניצול לוואי של פסולת, יש לטפל כמה אתגרים כדי להבטיח יישום מוצלח ובטוח. מפעילי טיפול במים ורגולטורים חייבים להעריך בזהירות את הגורמים האלה בעת התחשבות גישות טיפול מבוסס על ידי תוצר לוואי.

(FLT:0)Variability in by Productivity.FreaLT:1 לא מיוצרים על ידי מוצרים שפכים למפרט עקבי. Fly ashקומפוזיציה משתנה בהתאם למקור פחם, תנאי הבעירה, וציוד בקרת זיהום. תכונות ביושר תלויים באכילה, טמפרטורה פירוזית, וזמן מגורים.

(FLT:0) צריכת פוטנציאל .I.OVAFLT:1 ; מוצרים רבים של פסולת מכילים מתכות עקבות, מתכת ותרכובות אורגניות שיכולים להיצמד למים מטופלים.F ash עשוי להכיל יישומים ארסן, סלניום, וכספית. פלדה יכול להכיל כרום, נדרום, ובריום עשוי לשמור על זיהומים פוליציליקטיים, אשר עדיין לא צריך טיפול בתנאי מים מפוזרים פחות, אך יש צורך בתנאי מים קריטריונים של מים תקינים.

(FLT:0) ארוך ביצועים קיימות.FLT:1 קיבולת הסרה תזונתית של חומרים לוואי הוא סופי. Adsorption אתרי להיות רווי, מינרלים תגובתיים בסופו של דבר להתמוסס או לעבור. המפעילים חייבים להבין את חיי השירות של אמצעי העיכול שלהם תוכנית עבור החלפת או חידוש.הכדאיות הכלכלית של מערכות לוואי של תוצר תלויה באיזון של עלויות חומר ראשוניות נגד חומרים חלופיים, כגון פלדה, עלולים, כמו למשל, כדי למנוע כל שנה חלופית, כמו גם את הביצועים שלהם, כמו גם אם כי הם עשויים לדרוש, כגון, כגון, כגון, כגון, החללים, כגון, החלפיים, החל משנתיים, כגון, כגון, כגון, כגון, החל משנתיים, החל משנתיים, החלפיים, כמו גם אם כיבוד, החל משנתיים, או תחליפיים, או תחליפים, כמו גם אם כימות, החל משנתיים, או תחליפים, החל משנתיים, החלים, החלים, החלים, החלים, או תחליפיים, כמו גם אם כימות, כמו גם אם כימות 2 עשורים מסוימים, כמו גם אם כימות, כמו גם אם הם עשויים לדרוש, כמו גם, כמו גם אם כימות, כמו גם אם כימות 2 שנים מסוימות, כמו גם שינויים

(FLT:0) קבלת קבלה של רשות המים של תפוצה:0) מפעילי טיפול במים פועלים במסגרת רגולציה קפדנית המכתיבים כימיקלים ותהליכים מקובלים של טיפול, במיוחד חומר מסווג כבזבוז, דורש אישור רגולטורי שיכול להיות זמן-consuming ויקר.חלק מהרשויות השיפוטיות ביססו שימוש יעיל בהליכים לקביעת אישור לשימוש בחומרים מתוחכמים, בעוד שאחרים דורשים הערכה מוקדמת ולפתח פרוטוקולים רגולטוריים.

(FLT:0) תפיסה ציבורית.ראה .FLT:1) הרעיון של שימוש בחומרים "הושטים" בטיפול במים יכול להעלות חששות בקרב חברי הקהילה ופקידים נבחרים. Clear תקשורת על הבסיס המדעי, בדיקות בטיחות, והטבות סביבתיות של ניצול לוואי הוא קריטי להשגת תמיכה ציבורית.מחיש כי תוצרי לוואי נבדקו ביסודיות ועונים סטנדרטים איכותיים מחמירים עוזר לבנות אמון בגישות חדשניות אלה.

כיוונים עתידיים וקרנות מחקר

תחום ניצולי לוואי הפסולת להסרת חומרים מזינים מתקדם במהירות, עם כמה כיוונים מחקר מבטיחים סביר לעצב את הנוהג העתידי.

החוקרים מפתחים מוצרים מתוחכמים ומוצרים לוואי היברידיים.BuildFLT:1 (החוקרים מפתחים תוצרי לוואי מונדסים עם תכונות מותאמות עבור יישומים מסוימים להסרת חומרים מזינים. Surface טיפולים, כגון טעינה ביושר עם חלקיקים מגנזיום או ציפוי זבוב עם פולימרים דלקתיים, יכול לשפר באופן דרמטי את יכולת ההסרה של חומרים היברידיים המשלבים מספר רב של מוצרים, כגון biochars-lag או זבובים, יכול לספק מנגנונים משלימים של מנגנונים, 000, יכול לספק שיפור משמעותי של תפקודים.

(FLT:0) בקרת תהליכים ואופטימיזציה.I.Intelligent Process control and Optimization.Build.ve.ph.1) אינטגרציה של חיישנים ואוטומציה עם מערכות טיפול לוואי של מוצרים מאפשרת אופטימיזציה בזמן אמת של ביצועים. מנתחי פוספט באינטרנט יכולים לגרום להתאמות לשיעורי לוואי או זמני מגע, הבטחת הסרת עקבית תוך צמצום קבוע תוך צמצום של צריכת חומרים.

(FLT:0) התאוששות ושימוש חוזר אופטימיזציה.Build.veFLT:1 ; כמו מחסור תזונתי ועלויות דשן להגדיל, ההתאוששות והשימוש המועיל של חומרים מזינים שנתפסו הופך אטרקטיבי מבחינה כלכלית.מחקר מתמקד בפיתוח שיטות לשחרור ורכז חומרים מזינים מהוצאה על ידי כלי תקשורת של המוצר, הפקת מוצרי דשן שניתן לשווק למשתמשים חקלאיים.

(FLT:0) אינטגרציה עם מטרות טיפול אחרות.BuildFLT:1 ; תוצרי לוואי פסולת יכולים לספק פונקציות מרובות בתוך מערכת טיפול אחת. Biochar מסיר חומרים מזינים תוך מודעות גם מתחים כבדים ומזהמים אורגניים. פלדה slag לנטרל מים חומציים בעוד precipitating phosts בעתיד לחקור מערכות משולבות להשגת שיפור מים מקיף באמצעות גישה אחת, צמצום המורכבות של טיפול רב-שלב.

(FLT:0) ,Scaling ליישומים תעשייתיים ועירוניים.Build.cioFLT:1 ; בעוד מערכות לוואי רבות הוכחו בפיילוט בקנה מידה קטן, דרוג יישומים עירוניים ותעשייתיים גדולים דורש פיתוח הנדסי נוסף.מערכות טיפול חומריות, עיצובים כור, ופרוטוקולים לניהול מדיה בילו נדרשים לפתח עבור כמויות הנאות הדורשות הערכות כלכליות בקנה מידה חייבות עלויות אחסון, דרישות, והימנעות מתשלום תשלומים כימיים ופסולת.

מסקנה

השימוש של מוצרי פסולת להסרת חומרים מזינים בטיפול במים מייצג התכנסות של אתגרים סביבתיים והזדמנויות. צמחי טיפול זקוקים לשיטות יעילות, סבירות להסרת חנקן ו זרחן כדי להגן על איכות המים ולעמוד בדרישות רגולטוריות.תעשיות זקוקות לחנויות בר קיימא עבור שאריות מוצקות שהם מייצרים.הגוף ההולך וגדל של מחקר וניסיון מעשי מדגים כי פסולת על ידי תוצרי לוואי יכולים לטפל בו זמנית בצרכים, מתן טיפול תזונתי אמין תוך כדי להסיט חומרים מחסימת חומרים.

זבובים, ביושר, שילוטי גיר, ו- פלדה יש כל אחד מהם יעילות בהסרת חומרים מזינים באמצעות מודעות, משקעים ומנגנוני שיפור ביולוגיים.מתקנים בקנה מידה מלא ביבשות מרובות אישרו את הטכנולוגיה בקנה מידה משמעותי, עם חיסכון בעלויות מתועד, יתרונות סביבתיים, ויתרונות תפעוליים על פני גישות קונבנציונליות.

ככל שהלחץ על משאבי המים גובר והצורך לעבור אל כלכלות מעגליות מתחזק, השילוב של חומרים תעשייתיים לתוך פעילות טיפול במים יתרחב ככל הנראה.חזון של מגזר מים שלא רק מנקה מים אלא גם מחלים משאבים ומסיט פסולת ממזיקים קרקעיים הופך להיות בלתי נסבל.המשך חדשנות בהנדסה, תהליך, אופטימיזציה ושיקום תזונתי יזרז את המעבר הזה, מה שהופך את השימוש בכלי הזיהומים העולמיים לאפקטיביעים סטנדרטיים של תעשיית המזון.