Achieving Water Reuse 및 재활용 목표의 건설된 Wetlands의 역할

- 연혁

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습지의 이해

건설된 습지는 오염된 물을 대우하기 위하여 ]]plants, 토양 및 미생물 공동체를 사용하여 체계적으로 디자인되고 관리된 생태계입니다. 자연적인 습지와는 달리, 그들은 일관된 성과, 교류 통제 및 오염 제거 효율성을 위해 설계됩니다. 그들은 도시 하수 오물, 산업 유출물, 농업 런오프 및 폭풍우를 대우할 수 있습니다, 물은 비 유포할 수 있는 경우에 적당한, 어떤 음료든지에 있는 어떤 음료든지, 재사용할 수 있는 경우에.

키 디자인 유형

무료 물 표면 (FWS) Wetlands

FWS 시스템은 식물 된 토양 침대를 흐르는 얕은 물이 있습니다. 그들은 자연 덩어리를 섞고, 태양 노출, 식물 통풍, 미생물 활동을 통해 중단 된 고체, 유기 물질 및 병원체를 제거하기 위해 효과적입니다. 그들은 저 에너지이지만 상당한 토지 영역을 필요로합니다.

Subsurface 흐름 (SSF) Wetlands

SSF 습지에서 물은 가로 또는 수직으로 이어지는 현존하는 식물로 심은 중간 (그라본, 모래)를 통해 흐릅니다. 토양과 뿌리는 오염 물질을 파괴하는 미생물 생물필름을 위해 표면을 제공합니다. SSF 시스템은 FWS 디자인보다 더 나은 냉천 성능과 더 적은 냄새를 제공하며 주거 및 분산 응용 프로그램에 적합합니다.

하이브리드 및 인텐트 시스템

현대 디자인은 예를 들어, 수직 흐름을 결합하여 질소와 인에 대한 높은 제거율을 달성 할 수 있습니다. 일부 통합 ]에 의하여 통합 영역 또는 성능 향상에 대한 재순환. 이 하이브리드 습지는 엄격한 재사용 기준을 충족하기 위해 더 많은 effluent 연마에 사용됩니다.

오염 제거의 메커니즘

건설된 습지는 연주회에서 일하는 물리적, 화학 및 생물학적 프로세스의 제품군을 통해 오염 물질을 제거합니다.

Physical process-sedimentation, 여과 및 흡착 함정은 고체, 중금속 및 미립자 유기 물질을 중단했습니다.
Chemical process-precipitation, 이온 교환 및 산화 반응은 영양소와 금속을 분해하거나 분해합니다. 인은 종종 토양 또는 자갈 매체에 흡착하여 제거됩니다.
생물 공정-microbial activity (aerobic and anaerobic) 유기적 물질, 산화 암모니아 (nitrification), 질소 가스 (denitrification)에 질산염을 변환합니다. 식물 뿌리는 바이오 필름에 산소와 표면 영역을 제공하지만, 일부 병원체는 UV 노출과 사전화에 의해 비활성화됩니다.

이러한 프로세스의 시너지는 ]높은 제거 효율성] 바이오 화학 산소 수요 (BOD), 총 중단 된 고체 (TSS), 질소, 인, 및 폐 coliforms-often 회의 표준을 달성 할 수 있습니다.

물 재사용의 역할

건설된 습지는 많은 물 재사용 계획의 코너스톤으로 무거운 화학 사용 또는 에너지 소비없이 특정 품질 요구 사항을 충족하는 처리 물이 생성되기 때문에.

농업과 조경 관개

대우된 습지 유출은 관개 작물, 골프 코스, 공원 및 고속도로 매체를 위해 널리 이용됩니다. 물에서 남아 있는 질소와 인 같이 영양소는 합성 비료를 위한 필요를 감소시킬 수 있습니다. 이 신청은 담수가 무서운 arid 지역에서 특히 귀중한 입니다.

산업 공정 물

광업, 펄프 및 종이와 같은 기업은, 가공 식품은 폐수를 생성하고 냉각, 세척, 먼지 억제를 위해 그 후에 재사용될 수 있습니다. 담수 근원에 감소된 짐 및 더 낮은 가동 비용은 이 매력적인 선택권을 만듭니다.

지상물 재충전

폐기물은 폐기물의 근절을 방지하기 위해, 습지가 토양 aquifers를 보충하기 위하여 처리 또는 직접 주입에 의해 따를 수 있는 건설된 수질은 할 수 있습니다. 예를 들면, Orange County Water District]는 그것의 지상물 replenishment 체계의 부분으로 건설한 습지를 포함하여 캘리포니아에서 진보된 처리를 사용하여, 수백만을 위한 단 하나 증거 공급을 제공하는.

음료수 재사용 (Indirect and Direct)

습지의 구성은 단지 직접 음료 사용을 위해 적당한 물을 생성하지 않는 동안, 그들은 점점 더 ] buffer 또는 전처리 단계] 진보된 물 정화 기차에서 사용됩니다. 자연적인 처리 과정은 탄력을 추가하고 약제 같이 신흥 오염물질을 제거합니다. ] 캘리포니아의 대학, 버클리 ]에 연구는 습지 처리가 UV 화합물을 감소시키고, 유기 짐수체에 끊을 수 있다는 것을 보여주었습니다.

물 재사용을위한 습지의 이점

물 재사용 전략에 건설 된 습지의 통합은 여러 economic, 환경 및 사회적 이점을 제공합니다.

경제 혜택

낮은 자본 및 운영 비용 기존 기계 처리 공장에 비해. 비싼 화학 또는 에너지 집중적인 감소가 필요하지 않습니다.
Reduced sludge handling-wetlands 생성 최소 바이오 고체, 낮은 처리 비용.
Long 서비스 수명 적절한 유지 보수, 종종 20-50 년, 투자에 높은 수익을 제공.
일회 기회 의 재발매 물 판매 및 생태계 서비스 크레딧 (예, 탄소 sequestration, biodiversity offset).

환경 혜택

Habitat Creation 새, 아비안, 그리고 두 FWS와 SSF 습지에서 수생 종.
탄소 하수구 식물 생물 자원과 토양에.
Low energy footprint-gravity-flow 디자인은 펌프, 최소화 온실 가스 배출이 필요하지 않습니다.
Nutrient recovery-harvested wetland 식물은 compost 또는 bioenergy feedstock로 사용될 수 있습니다.

사회 혜택

Public Accept - 지속 가능성과 미적의 지역 사회 가치를 지닌 녹색 인프라가 일치합니다.
교육 기회-우리랜드 사이트는 물 과학과 생태학을 위한 야외 교실이 된다.
Resilience-분산된 습지 시스템은 정전시 작동하며, 계속적인 치료가 가능합니다.

도전과 완화 전략

많은 장점에도 불구하고, 습지 얼굴의 실용적인 제한을 건설하여 사려 깊은 디자인과 작업을 통해 관리해야합니다.

토지 요구 사항

습지에는 비교적 큰 지역이 필요합니다. 일반적으로 0.5 ~ 2 헥타르 1,000 m3/day. 도시 또는 공간 제약 사이트, 습지, 수직 흐름 시스템, 또는 aeration 50 ~ 70 %로 풋프린트를 줄일 수 있습니다. 플래너는 산업용 시설 주변의 공원 또는 버퍼 존과 같은 기존의 녹색 공간을 활용할 수 있습니다.

기후 감도

냉기, 얼음 형성 및 감소 된 생물 활성은 겨울 성능을 낮출 수 있습니다. 솔루션에는 subsurface 유량 디자인, 단열 커버, 또는 난방을 사용하여 폐기물 열가 포함되어 있습니다. 뜨거운, 통로 영역에서 높은 증발은 오염 물질을 집중할 수 있으며, 연화 관리 및 심층 분지를 필요로합니다.

모기 및 냄새 문제

FWS Wetlands의 역임 물은 모기를 품종 할 수 있습니다. 생물학적 제어 (mosquitofish, Bacillus thuringiensis) 및 적절한 유압 디자인 (방수, 균일 한 흐름)이 기인합니다. 냄새는 subsurface 흐름 또는 폭동으로 연성 상태를 유지하여 최소화됩니다.

사례 연구: 성공적인 구현

오렌지 카운티 그라운드 워터 보충 시스템, 캘리포니아

2008년부터, 오렌지 카운티 물 지구는 microfiltration, 역삼투 및 UV 고급 산화를 포함하여 advanced 정화 훈련 ]를 사용하는 개척적인 물 재사용 시설을 운영했습니다. 건설된 습지는 aquifer로 주입하기 전에 최종 연마 단계로 통합됩니다. 체계는 고품질 물의 일 당 130 백만 갤런을 생산하고, 2.5 백만 주민을 위한 지속 가능한 공급을 확보합니다. :]:3.]]]

필리핀: 쌀 관개를위한 분산 된 Wetlands

수많은 인구가 많은 농촌 지역에서 International Water Management Institute]는 농촌의 재사용을 위해 국내 폐수를 처리하는 소규모 건설 습지와 협력했습니다. 이 시스템은 BOD 및 병원체의 >90% 제거를 달성했으며 비료 비용을 줄이고 작물 수율을 개선했습니다. IWMI 연구는 습지]를 건설했습니다.

Nestlé의 멕시코 산업 Wetland

멕시코 식품 가공 공장에서 Nestlé는 야채 가공에서 고강도 폐수를 처리하기 위해 subsurface 흐름 젖은land를 건설했습니다. 처리 된 물은 냉각탑 및 바닥 청소에 재사용되며 담수 수요를 40 %로 절단합니다. 프로젝트는 [[FLT : 0]]] Water Stewardship Certification[[FLT : 1]]에 대한lliance 및 기업의 물 스튜어드십을 보여줍니다. [[FLT : 2]]Nestlé 물 스튜어드십 예제[FLT : 3]].

미래 지향과 통합

건설된 습지는 독립 치료 시스템에서 ]의 통합 구성 요소로 진화하는 수생물 economies.

아에로빅 소화관을 사용하여 유기 물질에서 에너지를 캡처하고 재사용을 위해 유출을 방지합니다.
Smart Monitoring IoT 센서, 무인 항공기, 기계 학습을 사용하여 성능과 예측 유지 보수 요구를 최적화합니다.
Hybrid Zero-discharge 디자인 앉은 모든 물과 재생 처리 매체를 복구하는.
Policy support]- EU와 같은 통화, Water Framework Directive, 그리고 미국 EPA의 ]Water Reuse Action Plan]는 재사용을위한 자연 기반 솔루션을 홍보하고 있습니다. EPA Water Reuse Action Plan].