Altstrate Selectionin Eleştirel Rolü Wetland Performansı

Sualtı ve fırtına sularını tedavi etmek için doğal süreçleri kullanan endüstriler inşa edilir. Başarıları bitki örtüsünün dikkatli entegrasyonuna bağlıdır, hidroloji ve mikrobiyal aktiviteye yol açabilir, ancak bu sistemlerin temeli - toprak ve substratlar -daha az dikkat edin. Bu makale, substrat türleri, kimyasal ve biyolojik özellikleri doğrudan doğru kirliliği belirlemeli ve uzun vadeli uygulamalarla yeniden şekillendirmeye yol açabilir.

Kontenjanlar öncelikle ücretsiz su yüzeyi (FWS) veya altyüz aktığı (SSF) sistemler olarak sınıflandırılmaktadır, SSF ile yatay ve dikey akış tasarımları ile bölünmüştür.Her bir yapılandırma substratı, FWS ıslak alanlarda, çevre bilim adamları için temel bir yöntemdir ve su arıtmalarında mikrop zengin bir bölge sağlar.

Kirişçi Yok Edilmesinin Mekanikleri Substrate

substratlar demir bitki köklerinden çok daha fazlasıdır. Tedavi süreçlerinin çoğu meydana gelir. substrat tipine bağlı olan temel kaldırma mekanizmaları filtrasyon, hidrasyon, ion değişimi ve mikrobiyal dönüşüm. Her mekanizma substratın büyüklüğü dağılımı, porosity, yüzey kimyası ve organik madde içeriği ile etkilenmektedir.

Fiziksel Filtrasyon ve Sedimentasyon

Mezar ve kum gibi metalik yüzeyler, özellikle organik-zengin yüzeylerde, yeterli tutma süresini engellerken, hidrolik iletkenlik ile filtreleme verimliliğine yol açabilir.

Kimyasal Sorption ve Ion Exchange

Yüksek öğretim değişim kapasitesi (CEC), örneğin, kireç taşı veya marl gibi yüksek metalleri ve besinleri adorpsforus geri yüklemesi yoluyla çözebilir.Örneğin, famestone veya marl gibi yüksek yüzey alanı, nemlendirme için yüksek oranda bağlıdır.

Mikrobial Biofilm Development

Yüzey alanı, organik madde, azot ve diğer kirleticiler için biyofilmlerin eki için yüzey alanı sağlar. Yüksek yüzey alanı ile yüzeysel bir tuğla veya seramik medya gibi, çeşitli mikrobiyomları destekleyen, ancak, pore büyüklüğü sistemi tıkanıklıklarından kaçınmak için yeterince büyük olmalıdır. Yüzey alanı ve hidrolik iletkenlik arasındaki bir denge kritiktir. Araştırma, mikro çeşitliliğin karışık partikül boyutlarıyla substratlarda daha yüksek olduğunu göstermiştir.

Substrates ve Uygulamaları

Geniş bir doğal ve yapay malzemeler ıslak alanlarda kullanılıyor. Seçim, kullanılabilirlik, maliyet, tedavi hedefleri ve yerel çevre koşulları bağlıdır. Aşağıda en yaygın substrat kategorilerinin ve performans özelliklerinin ayrıntılı bir incelemedir.

Gravel ve Sand

Mezar ve kum, altyüzlü akış için en geleneksel substratlardır. Yüksek permeability iyi hidrolik iletkenliği sağlar ve intermittent'in sabit bir şekilde 5-20 mm çapındaki dikey akış sistemleri için uygundur.Bir sınırlama, 0.05 ve 2 mm arasında düşük iyonik yapılara sahiptir, bu da reaktif betonlar veya demir taşları gibi dikey akış sistemleri için uygun hale getirir.

Mezar ve Sand için Tasarım

  • [FONT:0)Partikül büyüklüğü dağılımı:[Dönetici:[Dönetici: 0,0)Partikül büyüklüğü dağılımı:[Dönemli: 0,4] Üniforma veya iyi derece yüksek lisanslanmış mı? Üniforma mezarlığı en az filtrasyon sunar, ancak daha az filtilmiş kum parçaları alır.
  • [FONT=0)Porosity: [Dönetici: [Dönetici:% 30–45] Tipik olarak% 15-% kum için% 25-35 daha uzun hapis cezasına izin verir, ancak belirli yüzey alanını azaltır.
  • [FONT:0)Maintenance:[[Dönetici:[Dönetici:0)[[Dönetici:0)) Sand filtreler biyo-köpekme önlemek için periyodik yüzey rektörlüğü gerektirebilir. Gravel yataklar hafifçe yıkanabilir ancak erişim sınırlıdır.

Organik Soils (Peat, Boşluk ve Topsoil)

Organik topraklar nemli maddelerde zengindir ve mikrobiyal büyüme için bol miktarda besin sağlar. Genellikle boş su yüzeyi ıslak alanlarda ve üst tabakalarda ortaya çıkan bitki örtüsünü desteklemek için dikey akış sistemlerinin üst katmanında kullanılır. Peat mosss, ne kadar iyi olursa olsun, özellikle organik kirleticiler ve metaller için yüksek oranda asitler sunar.

Organik Altstrates kullanma zamanı

  • Mikrobiyal büyümenin arzu edildiği yüksek güçlü organik atıksu tedavi etmek için.
  • Doğal toprak koşullarının nerede tükendiğinin yer aldığı habitat restorasyonu için ıslak toprak sistemlerinde tasarlanmıştır.
  • fosfor kaldırılması birincil hedef değildir, organik topraklar fosfor için sınırlı hidrasyon kapasitesine sahiptir.

Yapay ve Değiştirilmiş Medya

Mühendisli substratlar, özel özellikleri için popülerlik kazanıyor. Örnekler, ezilmiş tuğla, genişletilmiş kiroskoplar (örneğin, LECA), lastik cips, plastik medya ve biyokchar. Bu malzemeler, özel tedavi hedefleri için optimize edilebilir, örneğin yüksek fosforlar ve hidrasyonlar (örneğin, arag, demir-köpekli kum) veya gelişmiş denitrikasyon (örneğin, ototrofik denitrikasyon için özel medya için daha pahalı ve özel tedarik zincirleri gerektirir.

Seçilmiş Yapay Medya ve Fonksiyonlar

  • [FONT:0)Krushed tuğla: [DÜDÜDÜDÜDÜDÜ: 1) Yüksek yüzey alanı, orta hidrasyon kapasitesi ve iyi drenaj. dikey akış ıslak bölgeler için uygun.
  • [FONT:0)Expanded ki:[Dönetici: [Dönetici: 1)) Işık ve hafif göz ardı edilebilir, yeşil çatılarda ve fırtına su tedavisi için ıslak bölgeler inşa eder.
  • [FONT:0)Biochar:[Dönetici:[Dönetici:0) Biyomass pyrol, biyokar ağır metaller ve organik kirleticiler için yüksek karbon içeriği ve güçlü iyonları vardır. Ayrıca mikrobiyal aktivite ve karbon sequestrasyonu da arttırır.
  • [FONT:0) Çelik arag: [DÜT:1] Çelik üretim ürünleri tarafından, arag, kalsiyum oksit içeriği nedeniyle fosfor kaldırılması için son derece etkilidir, ancak yüksek pH bitki büyümesini etkileyebilir.

Hidro Performansı Üzerine Substrate Etkisi

Hidrolik iletkenliği, substrat yoluyla su akışını yöneten en kritik fiziksel özelliktir. Bu fenomen, kontraksiyon, paketleme yoğunluğu ve kompaktlaştırma derecesidir. Zamanla, biyofilm büyümesi, kök penetrasyonu ve iyilerin birikimi, SSF ıslaklands'ta su göletini azaltabilir.Bu fenomen, ameliyat başarısızlığının birincil nedenidir. Altstratejik seçim doğrudan tıkanıklığı ve aşırı derecede etkiler.

Yüksek verandalı substratlar (örneğin, 20-30 mm mezar) tıkanma ve geri yükleme işlemlerinin daha düşük başlangıç direncini sergileyebilir, ancak drenaj ve ince kum veya ezilmiş kayalar için altta sert dikme sağlar.

Mitigate Clogging için Stratejiler

  • İyi parçacıkların küçük bir kısmı ile notlanmış substratlar kullanın.
  • Katıları düşüren aerobik biyofilmlerini korumak için bir havalandırma veya zorla havalandırma uygulayın.
  • Yüzey yatağının periyodik yıkanması veya yeniden yıkanması için tasarım.
  • Vejetasyon bir rol oynar: kök büyümesi hidrolik iletkenliği koruyan makroporlar yaratabilir.

Plant Büyüme ve Rhizosphere üzerinde altstrate etkisi

Sualtı alanları inşa edilmiş birkaç işleve hizmet eder: Oksijeni bir taşıyıcı aracılığıyla hizosphere'e sağlarlar ve substratı stabilize ederler.Törenchyma sırasında eksiyona ihtiyaç duyar ve kök penetrasyonunu, besin kullanılabilirliği ve bitki vigorunu azaltırlar.

Phragmites australis (kommon reed) ve Typha spp. (kahkahalar), kök demirleme ve oksijen değişiminin önemli olduğunu gösteren bir substrat.

Özel Tedavi Hedefleri için Tasarım

Sualtı alanları genellikle belirli kirleticileri hedef almak için tasarlanmıştır: azot, fosfor, ağır metaller, organik bileşikler veya patojenler. substrat seçimi bu hedeflere uyum sağlamalıdır.

Nitrojen Yok

Nitrogen, yüksek oksijen diffusivitesi (örneğin, koarse mezar veya ezilmiş tuğla) ile geri çekilmeye devam ediyor.In subsurface flowal fields, ve substratlar yüksek oksijen diffusivity (örneğin, koarse mezar veya ezilmiş tuğla) nitrification, organik-zengin substratlar gibi kompost veya ahşap cipsler, yüksek oksijenli susamış bakteriler için karbon kaynağı sağlar.

Phosphorus Removal

Phosphorus kaldırma öncelikle hidrasyon ve yağış ile sınırlıdır, biyolojik yukarı yukarılama sınırlıdır. kalsiyum, demir veya alüminyum en etkilidir. Çelik arag filtreleri, pilot çalışmalarda% 95'i aştı, ancak yüksek pH (10-12) bitkilere zararlı olabilir ve tedavi sonrası pH ayarlamasını gerektirir. Alternatif medya kırmızı mud (bauxite kalıntıları), büyük miktarda alüminyum ve demir oksitler içeren ve aktif bir alumina. Tasarım, sonlu iyonorasyon kapasitesi ve uzun süre boyunca garanti etmelidir.

Ağır Metaller ve Gelişen Contaminants

Ağır metaller, bakır ve çinko hidrasyon ve yağış ile kaldırılır.Profesyonel ve kişisel bakım ürünleri gibi yüksek organik madde içeriği ile kaplamalar, metal iyonları etkin bir şekilde bağlar ve hidrofobi etkileşimleri nedeniyle gelişmiş yüzey alanı kaldırma konusunda özellikle umut vericidir.

Vaka Çalışmaları Substrate Performansı

Kaliforniya'daki Arcata Marsh ve Yabani Bahçeleri, ücretsiz su yüzeyi ıslak bölgelerinin bir kombinasyonunu kullanarak, 17.000 kişilik bir şehir için ikincil tedavi effluent standartları gösterir.

Avrupa'da, kırsal atık su arıtma için ıslak alanlar inşa edildi ve yaygın olarak kullanılan yüzeylere sahipti: Emden Üniversitesi'nde yapılan 20-30 cm kum veya iyi bir mezarl drenaj tabakasında ezilen tuğlayı mezarlığa kadar kullanan bu tasarım,% 90 oranında biyolojik oksijen talebini geri aldı (BOD) ve düşük tıkanıklık oranlarıyla Emden, Almanya'da yapılan bir uygulama Bilimleri Üniversitesi'nde yapılan bir uygulama yöntemiyle, gelişmiş bir bakırın çıkarılmasını sağladı.

Tayland ve Brezilya'da olduğu gibi tropikal iklimlerde, yerel olarak mevcut olan substratlar veya pumice test edildi. Daha sonra (iron-rich toprak) yüksek fosfor iyon kapasitesi ve Cyperus papyrus'un% 80'i üzerinde yayınlanan bir çalışma göstermiştir.[0]).)

Substrate Selection ve Bakım için En İyi Uygulamalar

Mevcut araştırma ve operasyonel verilere dayanarak, aşağıdaki en iyi uygulamalar substrat seçimine kılavuz olabilir:

  • Hedef kirleticilerin, hidrolik yükleme ve substrat seçmeden önce site koşullarını ayrıntılı bir analiz yapın.
  • Birden çok tedavi hedefi var olduğunda bir kombinasyon kullanın -örneğin, bir mezar matrixinde gömülü bir reaktif bir yığın veya biyokchar bölgesi.
  • Yeterli porosity sağlayın: PPDite erken pıhtılaşmadan kaçınmak için en az% 30 olmalıdır.
  • SSF ıslaklands için, yatay akış ve dikey akış için derece mezar (5-20 mm) kullanın.
  • substratın uzun vadeli istikrarı göz önünde bulundurun: zaman içinde çökebilecek veya salıverebilecek malzemelerden kaçının.
  • Bakım için bir erişim planı ekleyin: bazı substratlar yıkanabilir veya sökülebilir; diğerleri 10-20 yıl sonra tamamen değiştirilmesi gerekir.
  • Zaman içinde substrat performansını izleyin: periyodik temel örnekleme, mikro aktivitede tıkanma bölgeleri ve değişiklikleri ortaya çıkarabilir.

Altstrate Teknolojisi ve İnovasyonlar

Araştırma, substrat işlevselliğinin sınırlarını zorluyor. Bir umut verici alan, biyoküresel bir modifikasyon olarak biyokütücüklerin ve nitromatik bileşikleri ortadan kaldırmak için biyokütlelerin kullanılmasıdır. Ayrıca, mikrobiyyel yakıtlarla kaplı olan karbon sempozyumunu da azaltmaktadır.

Fırtına su arıtma alanında, mühendisi olan doğal toprak profillerini taklit eden substratlar yüksek akış değişkenliği ve kirletici artışları ele almak için geliştirilmektedir. ABD Çevre Koruma Ajansı (EPA) maliyet-aktif, güvenilir substratlar için talep edilen talep daha fazla inovasyon sağlayacaktır.).

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

substrat sadece inşa edilmiş bir ıslak ülkede sağlam bir malzeme değildir - siteye özgü koşullar ve tedavi hedefleri bağlamında substratların temel mühendislik elemanıdır.Geçmiş ve kumdan biyok ve çelik kanala kadar her malzeme farklı avantajları ve sınırlamaları içerir. Dikkatli substrat seçimi, ıslak arazi tasarımı bağlamında en etkili karardır, onlarca yıl boyunca yayılan araştırmalarla birlikte, ıslak toprak tasarımının en etkili ve verimli ve sürdürülebilir ıslak arazi sistemleridir.