Wetlands ve Doğal Tedavi Süreçleri Oluşturmaya Giriş

Sualtı, fırtınalı su ve endüstriyel effluentler, geleneksel mekanik tedavi sistemlerinin aksine, bu sistemler güneş enerjisine, bitki örtüsüne, topraklara ve mikrobiyal topluluklara güvenmektedir. Tasarımları, organik enerjilerin, su kaynaklarının ve yeraltı sularının iyileştirilmesine ve su kaynaklarının iyileştirilmesine ve su kaynaklarının iyileştirilmesine ve su kaynaklarının arttırılmasına olanak sağlar.

1970'lerden beri dünya çapında inşa edilmiş ıslak bölgeleri inşa edilmiştir, çünkü kırsal septik sistemden gelen uygulamalarla, büyük ölçekli belediye atıksu arıtmalarına kıyasla sera gazı emisyonlarını azaltmaktadır. Bu makale, inşa edilmiş ıslak alanlardan gelen en az kimyasal girdileri ve bu döngüleri ortaya çıkarmak için adapte etmek, iklim değişikliğini karbon sempozyum ve azaltıcı gaz emisyonlarını azaltmak için katkıda bulunur.

Karbon Döngüsü, Wetlands'ı Yeniden İnşa Eddi

Ahşaplar, yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte bulunan ve bu tür bir karbonatları (örneğin,) ve alt tabakaları (örneğin,) kullanılmaktadır.

Organik kirleticilerin mikrobial dekompozisyonu - daha derin, oksijenli bölgelerde (BOD) daha yavaş yavaş arazilerde bulunan temel tedavi mekanizması, su yüzeyi ve bitki kökleri (örneğin, oksitofer) o kadar da organik karbonlar hızla, daha iyi durumdaki aerobik bakteriler, organik karbon kirliliğinin% 90 oranında azaltılmasına neden olabilir.

Ayrıca, karbon döngüsü diğer besin döngüleri ile etkileşime girer. Örneğin, mikrobiyoloji (toplama döngüsü) bir elektron bağışçısı olarak bir laboratuvarda karbon kaynağı gerektirir, bu nedenle organik karbon doğrudan azot kaldırma oranlarının kullanılabilirliği. Benzer şekilde, mikropler tarafından mikropulma işlemi karbon çevrimi bitki seçimi ile ilgilidir.

Karbon Döngüsünde Bitki Rolleri

Gelişen makrophytes iki fonksiyona hizmet eder: karbonu kök aşırılığı ve çöplüğün hacmini belirler ve karbon işlemesini engellerler.Bazı ıslak toprak tesisleri, örneğinFLT:0Juncus effus[FLT: 1) Bu, oksijen transferinin derinliği ve yoğunluğu, özellikle de oksijen transferinin hacmini azaltır.

Nitrogen Döngüsü: Orta Bir Tedavi Yolu

Kalijen kazınması, su kirliliğinin en çok incelenen biyogeokimya döngüsüdir, çünkü aşırı azot nedeniyle - örneğin eutrotasyon, toksik algal çiçekleri ve su kirliliği.(D)[Döneticileri arasında azot döngüsü, birbiriyle bağlantılı süreçler içerir: amplifik, nitrikasyon, nitrification, nöfüzsüzleştirme, sülsüzleştirici ve bitki[Dönemli)[TFLT3)

Ammonlaşma ve Nitrification

Atıksu (proteinler, urea) ilk olarak heterotrofik bakteriler tarafından aranabilir ve sonra da bakteriler tarafından alınabilir (örneğin, nitrit (Cumhurma) ve sonra da nitrit (örneğin, )))

Denitrification and Anammox

Denitrikasyon, nitratın mikrobiyal azaltılmasıdır (veya nitrit) ve nitrit gazın anaerobik koşullarda kullanılmasını gerektirir.Denitr, NMRT:0)Pseudomonas[Dönemli)[Dönemli)[Dönemli bir karbon işlemi, son zamanlardaki oksijenli motorlara adım atarak, yüksek çözünürlükte bulunan ve daha yüksek çözünürlükte bulunan bir elektron hattını kullanarak, bu işlemden dolayı (Cumart) daha fazla karbonatlanıklık sistemi kullanır.

Plant Uptake ve Harvesting

Makrophytes doğrudan besin olarak ammonium ve nitratı absorbe eder. Bitkileri tarafından çıkarılan azot miktarı mütevazı (toplayıcı olarak toplam yüklemenin% 10-30'u) Sistemden alınamaz ve hasat edilen malzemeler 100-200 kg N/ha'yı depolayabilir, ancak bitki örtüsü altında bitki örtüsünün ölmesi ve dekompozisyona izin verildiğinde, bu nedenle, hasat edilen azotun maliyetinin düşük maliyetlidir.

Nitro dinamiği üzerindeki dış kaynaklar, [0]IWA Publishing'in Su Bilimi ve Teknolojisi Dergisi) ve [ÜDÜ:2)EPA'nın Yapılı Wetlands Tedavisi[DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜSTRİYE)

Phosphorus Döngüsü: Mechanisms and Limitations

Phosphorus (P) genellikle taze su ekosistemlerinde birincil üretimi sınırlayan bir besindir.Tömertçe inşa edilmiş, fosfor kaldırılması fiziksel, kimyasal ve biyolojik süreçlerden oluşur: toprak parçacıklarına adsorbat, metallerle (iron, alüminyum, kalsiyum) çöküntü ve plazmin aksine, fosforun gaza dönüştürülemez ve atmosfere indirgenebilir; böylece uzun süreli geri çekilmeler, susamış topraklar veya periyodik olarak geri çekilmelere bağlıdır.

Sorption ve Precipitation

Birçok inşa edilmiş ıslak alanda birincil aşı kaldırma mekanizması, fosfat (PO[Döntgen:0)[Dönetici:0)[Dönetici:2|Dönetici: 3) ve Al) ile ki bu süreçlerin verimliliği Cabitkiler gibi zengin medyadaki zengin medya kompozisyonuna bağlıdır.

Biyolojik Uptake ve Storage

Mikroorganizm ve bitkiler büyüme için fosforu yukarı çıkarır. Bakteriler fosforu polifosforus'u ve bazı türler (sadece biyolojik olarak yukarı doğru yüklemeler gibi) yüksek P kaldırmaya muktedirdir; Yukarıdan daha yüksek miktardaki bitki biyokütmeler genellikle yılda 20-40 kg P / mikropiyonel koşullar altında alınır.Bu nedenle, ıslak bölgelerden alınan biyokütle konsantrasyon genellikle yüksek miktarda tasarruf sağlar.

Design Strategies for Improv Phosphorus Removal

P kaldırmayı artırmak için mühendisler yüksek fosfor iyon kapasitelerini seçebilirler, örneğin apatit, bauxite veya hafif agresyonlar gibi inşaatlı malzemeler ıslak alanlarda, medya da küçük bir pH tercihi olarak hizmet eder (örneğin, yüksek bir pH tercihi)

Biyogeokimyasal Çevrimler arasındaki Etkileşimler

Hidrojektif hücreler ıslak bölgelerden dışlanmamalıdır; sulfate (Dörtül) ve kırmızı platoksiyonların azaltılmasını gerektirir.[Dörtücükler)[Dörtüncü)[Dörtüncü maddede, sülcelal olmayan bakteriler ve fikre sahipler (Düzükler)

Demir bisiklet ayrıca fosfor ve sulfur döngüleri ile kesişir. Ferric demir (Fe)3+) güçlü bir şekilde demir sus fosfat olarak bağlanır, ancak koşulları azaltır, demir azaltımı her iki demir ve sulu camın da ([P:2) 2+ ) ve fosfat.Eğer yeterli sulfate mevcutsa, demir düşürücü süreler için sulu olabilir.

Coupling Cycles'teki Makrophytes'in Rolü

Wetland bitkileri, aynı kök bölgesinde, yakın zamanda oksijen taşımak ve şekerlerin, organik asitlerin ve amino asitlerin karışımını teşvik etmek, karbonun oranlarının, azotun ve fosforların aynı zamanda büyümesinin ve denitrikasyonun da yakınlaşmasına izin vermek gibi davranır.

Doğal Çevrimleri Maximing için Tasarım

Başarılı inşa edilmiş ıslakland tasarım dengeleri hidrolik yükleme, oturma zamanı, bitki örtüsü, medya kompozisyonu ve biyogeokimyasal çevrimlerin Interplayini optimize etmek için derinlik. Çeşitli önemli faktörler tedavi verimliliğini belirler:

  • [FONT:0)Hydraulic Retention Time (HRT): [Dönetici: Longer HRT daha fazla tam kirletici dönüşüm sağlar, ancak daha büyük toprak alanı gerektirir.
  • [FONT=0)Water Deep:[DÜDÜT:1) Beow derinlikleri (0.1-0.4 m) aerobik koşulları ve bitki büyümelerini teşvik eder, daha derin bölgeler deimtrikasyon ve methanogenesis için anaerobik ortamlar yaratır.
  • [FONT:0]Media Selection:[Dönetici:[Dönetici: 1) Media, su akışı için yüksek oranda reflektif, fosfor ve ağır metaller için yüksek siyon kapasiteleri ve mikrobiyal biyofilm desteği. Common media include gravel, sand, ezilmiş limestone, and material.
  • [FONT:0)Vejetasyon: [Dönetici: [Dönetici:0) Katı, bölgesel olarak yüksek kök biyokütle ve oksijen taşıma kapasitesi mikrobiyal habitatları geliştirir.
  • [FONT:0)Loading Strateji:[Döntme veya puld yüklemesi oksijen transferini ve sürekli yükleme ile kıyaslamayı artırabilir. Yapay aerasyon yüksek güç atık sular için eklenebilir.
  • [FONT:0)Climate: [DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜ: 0,2) Soğuk sıcaklıklar yavaş mikrobiyal aktivite, bu yüzden kış performansı, sistemler daha derin medya ve daha uzun HRT ile tasarlanmadıkça azalır veya tasarlanır.

Bu tasarım ilkelerinin çoğu, atık su tedavisi için kapsamlı bir el kitabı yayınlayan uluslararası Su Birliği (IWA) ) [Uygun su tedavisi için kapsamlı bir el kitabı yayınlamaktadır.

Biogeokimyasal-Driven Tedavisinin Avantajları ve Zorlukları

Doğal biyogeokimyasal çevrimleri geleneksel tedavi üzerinde çeşitli avantajlar sunar. Operasyonel maliyetler düşük çünkü dış enerji bir aerasyon için gerekli değildir ( yapay olarak akantılı varyantlar hariç) ve hiçbir kimyasal madde yağış veya dezenfekte edici değildir. Sistemler, kuşlar, amfibiyalar ve faydalı akış oranları dahil olmak üzere yaşam alanları için habitat sağlar ve uzak topluluklarda veya kırsal ortamlarda merkezi olmayan tedavi için uygun hale getirilebilir.

Ancak, uçuş sorunları kalır. Arazi alanı gereksinimleri, mevsimsel sıcaklık değişikliklerinden daha büyük ve yüksek effluent standartların (örneğin, toplam azot veya fosfor) eşit olarak kullanılabilir.Sürekli balıkların aşırı derecede tüketilmesi nedeniyle, biyofilmsel olarak kalabalık bölgelerinden dolayı göz ardı edilebilir bir uygulama değişkendir.

Bu zorluklara rağmen, inşa edilmiş ıslak alanların esnekliği ve ekolojik ko-benefitleri onları giderek çekici bir seçenek haline getiriyor. Araştırma, bitki seçimi, medya değişiklikleri (örneğin, biyochar, zeolit) ve operasyonel stratejiler gibi oksijen transferlerini artırmak için terorasyon ve drenajı artırmak için çalışır.

Vaka Çalışmaları ve Gerçek Dünya Uygulamaları

Önemli bir örnek, geleneksel tedavinin başarısızlığından sonra şehri boşanmış toprak sistemi inşa edilmiştir, 32-hectare kompleksinin, marshes ve geliştirme ıslak alanların 1986 yılından beri faaliyet göstermektedir.

Avrupa'da, uzun vadeli performans verileri istikrarlı bir şekilde BOD ve azot kaldırması, ancak aynı zamanda Avusturya'da ağır medyanın (her 15-20 yıl boyunca tasarıma yönelik) geliştirilmesine ihtiyaç duyan öncü bir altyüz akış sistemidir.For runoff, performans verileri stabil BOD ve azot kaldırılması, ancak aynı zamanda Avusturya'da ağırlama (FLT:3) ortaya çıkıyor.

Bu örnekler yerel bağlamın önemini vurgulamaktadır: iklim, atık su özellikleri, arazi kullanılabilirliği ve düzenleyici gereklilikleri tüm son tasarımı şekillendirir.Son izleme ve adaptif yönetim onlarca yıldır performans sürdürmek için önemlidir.

Future: Biogeokimya Verimliliği

Gelişen araştırma, ıslak ülke performansının sınırlarını zorlamayı amaçlamaktadır. Innovations şunları içerir:

  • [FONT:0]Bioaugmentation:[Dönetici:0) Özel mikropiyon (örneğin, kontenseler, anammox bakteriler) özel reaksiyonları hızlandırmaları.
  • [FONT:0)Intelligent aeration:[Döneticileri kullanarak ve kontrol sistemlerini kullanarak, sadece gerekli olduğunda oksijen tedarik etmek için, enerji kullanımını optimize etmek, nitrification geliştirmek için optimize etmek.
  • [FONT:0)Carbon-negative tasarımları: Enhancing metan oxidasyon, net sera gazı emisyonlarını en aza indirmek veya hatta ıslak bölgeleri net karbon bataklarına dönüştürmek.
  • [FONT:0)Nanomal değişiklikleri: [Dönetici:[Dönetici:0) Sıfır-valent demir nanopartiküller veya diğer mühendislik malzemeleri ağır metal kaldırma ve fosfat yağışını artırmak için.
  • [FONT:0) Yenilenebilir enerji ile ilgili olarak: Güç pompaları veya güneş panelleri ile performansları kapalı-grid tutmak için birleştirici.

Ayrıca, "cirk su ekonomisi" kavramı, 21. yüzyılda ıslak toprak biyokütlelerinden ve effluentlerden kaynak tasarrufuna ilgi duyuyor. Örneğin, fosfor hasat edilen bitki materyalinden veya filtre medyasından kurtarılabilir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Sukolojinin inşa edilmesi, endüstri ve sosyal ko-benefitler sağlayarak, endüstriel ve sosyal ko-benefitler oluşturmak için enerji kaynaklarının daha derin bir anlayışla çalışabileceğinin güçlü bir örneğidir.Süresel etkileşimlerin hepsinin geleceği ve tüm ekosistemin sağlığını yöneten, küresel kaliteli su ve sürdürülebilirlik hedeflerine ulaşmada daha önemli bir rol oynayacaktır.