Роль заболоченных земель в достижении целей по повторному использованию и переработке воды

Механизмы удаления загрязняющих веществ

Построенные водно-болотные угодья удаляют загрязняющие вещества с помощью набора физических, химических и биологических процессов, которые работают согласованно:

• Физические процессы — оседание, фильтрация и адсорбционная ловушка взвешенных твердых веществ, тяжелых металлов и твердых частиц органического вещества.
• Химические процессы — осаждение, ионообмен и окислительно-восстановительные реакции трансформируют или иммобилизуют питательные вещества и металлы.Фосфор часто удаляется адсорбцией на почву или гравийные среды.
• Биологические процессы — микробная активность (аэробная и анаэробная) разлагает органическое вещество, окисляет аммиак до нитрата (нитрификации) и превращает нитрат в газ азота (денитрификации). Корни растений обеспечивают кислород и площадь поверхности для биопленки, в то время как некоторые патогены инактивируются ультрафиолетовым воздействием и хищничеством.

Синергия этих процессов позволяет построенным водно-болотным угодьям достигать высокой эффективности удаления для биохимической потребности в кислороде (BOD), общих взвешенных твердых частиц (TSS), азота, фосфора и фекальных кишечных колиформ — часто отвечающих критериям неограниченного орошения или промышленного повторного использования.

Роль в повторном использовании воды

Построенные водно-болотные угодья являются краеугольным камнем многих схем повторного использования воды, поскольку они могут производить очищенную воду, которая отвечает конкретным требованиям качества без интенсивного химического использования или потребления энергии.

Сельскохозяйственная и ландшафтная ирригация

Обработанные водно-болотные стоки широко используются для орошения сельскохозяйственных культур, полей для гольфа, парков и автомагистралей. Питательные вещества, такие как азот и фосфор, оставшиеся в воде, могут уменьшить потребность в синтетических удобрениях. Это применение особенно ценно в засушливых регионах, где пресной воды мало.

Промышленный водопровод

Такие отрасли, как добыча полезных ископаемых, целлюлозно-бумажная промышленность и пищевая промышленность, производят сточные воды, которые можно обрабатывать в заболоченных районах, а затем повторно использовать для охлаждения, промывки или подавления пыли. Снижение нагрузки на источники пресной воды и снижение эксплуатационных расходов делают этот вариант привлекательным.

Подзарядка грунтовых вод

За полировкой сточных вод до качества воды, близкого к питьевой, могут следовать обработка почвенных водоносных горизонтов или прямая инъекция для пополнения водоносных горизонтов. Например, Оранжевый округ округа Водный округ в Калифорнии использует передовую обработку, включая построенные водно-болотные угодья, как часть своей системы пополнения подземных вод, обеспечивая засухоустойчивое снабжение для миллионов.

Поточное повторное использование (прямое и косвенное)

Хотя построенные водно-болотные угодья сами по себе не производят воду, пригодную для прямого использования в питьевой воде, они все чаще используются в качестве буфера или стадии предварительной обработки в усовершенствованных поездах очистки воды. Естественные процессы очистки добавляют устойчивость и удаляют возникающие загрязняющие вещества, такие как фармацевтические препараты. Исследования в Калифорнийском университете в Беркли [FLT: 2] показали, что обработка водно-болотных угодий может разрушать следовые органические соединения, уменьшая нагрузку на обратный осмос и УФ-системы.

Преимущества строительства водно-болотных угодий для повторного использования воды

Интеграция построенных водно-болотных угодий в стратегии повторного использования воды обеспечивает множество экономических, экологических и социальных преимуществ.

Экономические выгоды

• Низкие капитальные и эксплуатационные расходы по сравнению с обычными механическими очистными сооружениями. Никаких дорогостоящих химических веществ или энергоемких аэраций не требуется.
• Сокращение обработки осадка — водно-болотные угодья производят минимальные биосолидные вещества, снижая затраты на удаление.
• Долгий срок службы с надлежащим обслуживанием, часто 20-50 лет, обеспечивая высокую отдачу от инвестиций.
• Возможности получения дохода от регенерированных кредитов на продажу воды и экосистемные услуги (например, поглощение углерода, компенсация биоразнообразия).