Tarımsal koşu, tarım alanlarındaki en yaygın ve en iyi su kirliliği kaynaklarından biri olarak kalır. Her yıl, yağmur ve sulama suyu yıkama gübreleri, pestisitler, toprak seditoryumu, patojenleri ve organik maddeden nehirlere, göllere ve ⁇ ye kadar çevresel ve halk sağlığı şaşırtıcıdır: Tarımsal tedavi yöntemleri aşırı derecede azaltıcı, biyolojik bir tedavi için balıkları, daha sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık su içme suyu kaynakları, zararlı ilaçlar ve nitritlere karşıt bakterilere ve virüslere karşı koruma sağlar.

Ozonasyon Nedir?

Ozonasyon, ozonu kullanan bir su arıtma sürecidir (O)3 )) ve iki birincil yol boyunca organik ve organik bileşiklerden oluşan yüksek çözünürlükte (örneğin,) ve radikal bir şekilde hidroksitle (örneğin) ve radikal olmayan bileşikleri iki temel yol boyunca aşırı dereceden uzaklaştırır.

Ozon yerinde üretilir, çünkü kararsızdır ve uzun süre depolanamaz. En yaygın üretim yöntemidir:0)corona deşarjı[Dönder: 1), yüksek gerilimli bir elektrik alan iyonize oksijeni kuru bir hava veya saf oksijen besleme akışında sağlar. Diğer yöntemler ultraviyole (UV) fotolysis ve elektrolitik nesil.

Tarım Runoff'ta Kirli Degradasyon

Pestisitler ve Herbisitler

Retinallığı benimsemek için en güçlü motivasyonlardan biri, karbamatları (örneğin, karbaril, aldicarb), ve neonikotinoidler (örneğin, peçeteler) tüm dozları, ozon ve hidroxyl radikalleri tarafından saldırıya uğratabilir.Ozon iki çift bağlarla tepki verir ve ozonlar da daha küçük şekerleme sağlar.

Nutrients ve Organik Madde

Ek olarak azot ve fosfor gübrelerden gelen fosfor, amonyak veya nitrat almada birincil sürücülerdir ve organik fobik asitler (örneğin, organoftal fosfatlar) veya organik azotlar (örneğin, organik azotlar veya organik bir tamponat) daha sonra organik bir tamponat veya organik bir tamponat (örneğin, oksijenli) ile donatılır.

Patojenler ve Antibiyotik-Resistant Bakteri

Tarımsal runoff genellikle en fazla patojenlere karşı klordan daha etkili ve eksperdetozoalar (DBP) ile tedavi edilen 5 dakikalık bir süre boyunca ozon dozları ve daha yüksek orandaki yüksek orandaki azalmaya yardımcı olur.[DBP’ler)

Ozonation Avantajları

Çevre dostu

Ozon dekomposes spontane olarak sıradan oksijene (O2), 20-30 dakika içinde çevre koşulları altında kalıcı olmayan kimyasal kalıntılar terk ediyor.Küresel olarak, ozonlamanın aksine, ozonlama (Düzükler) veya yarıkırıklık asitleri üretir.

Broad-Spectrum Etkililiği

Ozonasyon aynı anda geniş bir kirletici yelpazesine karşı etkilidir: organik mikropollutants (pesticides, farmasötikler), renkli, koku, tat bileşikleri, demir, manganese ve patojenler. Bu bir adım tedavi birden çok birim süreçlerini değiştirebilir, basitleştirici sistem tasarımını değiştirebilir ve sermaye maliyetlerini azaltır.

Hızlı Reaksiyon Kinetics

Ozon reaksiyonları son derece hızlı, genellikle 5-20 dakika ile temas süresini gerektirir. Bu, kompakt reaktör tasarımları ve yüksek akış hız oranları için, yüksek akışlı hacimler hızlandığında ağır yağmur sırasında zirveye giden olaylar için önemli olan bir artış sağlar. Gelişmiş oxidasyon süreçleri (AOPs) ile ozonu birleştirir (O3/H2O2) veya UV ışığı, hidrokyl-radyolojik üretimleri artırmak için daha da ileri sürebilir.

No Sludge Generation

Biyolojik tedavi yöntemleri, su ve tasarruf gerektiren atık çamurunu üretir. Ozonasyon oksites kirleticileri çözün veya gazlı son ürünleri (CO2, N2, H2O) ve ikincil atık işlemesini azaltmıyor.

Meydanlar ve düşünceler

Enerji tüketimi ve Maliyet

ozonlamanın birincil dezavantajı enerji talebidir. Havadan ozonu azaltmak, ozon jeneratörü verimliliğinin yaklaşık 10 ila 15 kWh'si gerektirir. Tipik bir runoff tedavisi uygulama ozon dozları 2-10 mg/L, enerji maliyetleri önemli olabilir - ancak ozondan tasarruflar ve atıkların elveç masraflarından tasarrufları ile dengelenirler.

- Andolsun ki,

Bazı koşullarda, ozon, karamsar iyonlar ile doğal olarak su içinde bir risk oluşturabilir (BrO3 -), 10 μg / L in içme suyunda düzenlenen olası bir insan karsinojeni. Tarımda, su toplamaları genellikle düşük, ancak sular bir risk oluşturabilir. Diğer oxidasyon, bu kaliteli bileşikleri izlemek veya en aza indirmek için.

Güvenlik ve işleme

Ozon toksik ve koreatif bir gazdır. Tüm ozonlama sistemleri, güvenlik bileşenlerini standart olarak içeren tam sistem entegrasyon birimleri (katali veya termal) içermelidir.

Değişken Akış ve Kalite için Optimizasyon

Tarımsal runoff oldukça değişkendir - fırtınalardan sonra akışlar ve kirletici yükler mevsimle değişir, ek aşama ve gübre uygulamaları. Ozon sistemleri, aşırı verim ve gerçek zamanlı izleme ile tasarlanmalıdır (örneğin, UV absorbsiyon, TOC veya oxidation-reduction potential sensörler)

Vaka Çalışmaları ve Gerçek Dünya Uygulamaları

Tarımın büyük miktarda ozonlanması hala belediye suyu ve atıksu tedavisinde kullanımlarından daha az yaygındır, birkaç pilot ve tam ölçekli projeler onun fizibilitesini göstermektedir:

  • [FONT:0) Midwest United States'te tedavi: Illinois Üniversitesi'nde yapılan bir çalışma, nitrat ve pestisit-laden karo drenaj suyu kaldırmak için ozon test etti.Ozon 5 mg/L% 85 oranında azaltıldı ve aynı zamanda turbidity ve toplam koliformları da azalttı.
  • [FONT:0)Poultry çöp Delmarva Yarımadası'nda çalıştırılır:[Dönetici:0] Bir kümes hayvanı işleminden kaçan pilot sistem 12 mg/L dozunda ozonu uygular,% 99 azalma elde eder. coli).
  • [FONT:0)Winery atıksu Kaliforniya'da yeniden kullanılabilir: Bir şaraphanede ozon inşa edilmiş bir su arazisi tarafından arazinin arazi sulama ve su yıkama suyu arazisi için yıkanır.

Daha fazla okuma için, arsacıklamanın kapsamlı bir incelemesi:0)Bu 2019 [Dörtüncü Çevre Koruma Ajansının tarımsal işletme sayfası) [Düzücüklere yönelik teknik özellikler için, ozon jeneratörleri hakkında kapsamlı bir incelemede bulunulabilir.Xylem/Ooniaz).

En İyi Yönetim Uygulamaları ile entegrasyon

Ozonasyon, multifaksiyonlu bir tedavi sisteminin parçası olarak dağıtıldığında en etkilidir. Tarım runoff için tipik bir tedavi treni şunları içerebilir:

  1. [FONT:0)Öyle tedavi: [Döntgen: [Döntgen: 0,4] Ekranlar veya sedisyon büyük bir pisliği kaldırmak için baslar ve ozon kontaktları veya scaven ozonu silebilir.
  2. [FONT:0)Primary tedavi:[DÜDÜT:1) Islak alanları veya sedisyon, besinleri ve biyokimyasal oksijen talebini azaltmak için filtre şeritleri inşa etti (BOD) ozon talebinden önce ve enerji tüketimini azaltır.
  3. [FONT:0)Ozonasyon:[Dönetici:[Dönetici: 0,15 dakika iletişim zamanı için tasarlanmış, ozon oturma potansiyeli sürekli izleme ile.
  4. [FONT:0)Post-tedavi:[Dönetici:[Dönetici:0) Yavaş kum filtrasyon, granular aktif karbon (GAC), veya kalan oksidasyonunu ürün ve reziğe uygun bileşiklere çıkarmak için silülemek.
  5. [FONT:0)Discharge veya yeniden kullanılabilir:[Döneilen su, sulara enjekte edilebilir veya sulama için yeniden kullanılabilir.

Bu entegre yaklaşım, maliyetleri ve ürün risklerini yönetmede kesintiye uğratılır. Birçok çiftlik zaten ıslak bölgeler ve tamponlar kullanıyor; yüksek çözünürlükte ozon ekleyerek büyük arazi ayak izi olmadan dezenfekte edilebilir.

Düzenleme ve Ekonomik Tahminler

Tarım runoff için düzenleyici peyzaj gelişmektedir. Amerika Birleşik Devletleri'nde, Temiz Su Yasası, çiftçilerin yoğun hayvan beslenme operasyonlarına (CAFO'lar) ve bazı sularda büyük sıra dışı işlemlere güvenmeksizin bu sınırları karşılamalarına yardımcı olabilir. EPA ve devlet ajansları giderek daha fazla ağırlıkta toksik bir birimliğe odaklanır. Ozonasyon, çiftçilerin bu sınırları kimyasal katkı maddeleri kapsamında karşılamak için yaklaşık olarak 30-100 $ değerindeki düşük maliyetli bir şekilde tedavi edilen karbonat tedavisine yardımcı olabilir.

Avrupa Birliği'nde, Su Çerçeve Yönergesi ve Yeraltısu Direktifi, tarımdan gelen diyalektik kirliliği azaltmak için üye devletler gerektirir. Ozonasyon, EIP Su girişimlerinde öncelik maddelerine yönelik önerilen bir teknoloji olarak listelenmiştir.

Future Outlook

Araştırma ve geliştirme, tarım için erişilebilirliğini genişletirken ozonlama sınırlamalarını ele almaya devam ediyor: Anahtar eğilimleri şunları içerir:

  • [FONT:0]Kataliz ozonlama: [Dön katalizörler (örneğin, metal oksitler, karbon nanotüpler, zeolitler) aynı tedavi performansı korumak için ozon talebinin azaltılması için vaat eder.
  • [FONT:0]Electrokimyasal ozon üretimi:[Döntilmiş Yeni hücreler doğrudan yem-gaz sistemi olmadan sudan, ayak izi ve bakım azaltımı sağlar. Bunlar özellikle küçük ölçekli, orta büyüklükteki birimleri için uygundur.
  • [FONT:0) Gerçek zamanlı kontrol ve IoT entegrasyonu: UV absorbe edilmesi, flores veya elektrokimyasal sinyalleri, hava tahminlerine ve yüksek su kalitesine dayalı olarak en iyi şekilde öğrenme algoritmalarına besleyebilir ve fırtına olayları sırasında uyum sağlayabilir.
  • [FONT:0) Yenilenebilir enerji ile ilgili olarak: Güneş enerjisi veya rüzgar destekli ozon sistemleri uzaktan veya kapalı alanlarda geliştirilmektedir. Battery depolama, jeneratörün otomatik olarak tükenme doğasını eşleştirmek için yeniden çalıştırma işlemine izin verebilir.
  • [FONT:0)Bio-enhanced ozonlama: [Dönetici düşük bir ozon dozu seçici olarak rekalsitrant bileşikleri kırıldığı bir karma süreçtir, hızlı biyolojik reaktör (örneğin, yatak biyofilm reaktörü) tarafından takip edilir.Bu yaklaşım, düşük maliyetle ürün tarafından test edilir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Tarımsal runoff karmaşık, değişken ve su kalitesi meydan okumadır. Ozonasyon, geniş bir kirletici yelpazesine geçiş için sağlam, kimyasal olmayan bir teknoloji sunar - pestisitler, organik besinler ve patojenler dahil - kediiz, sensör teknolojisi ve yenilenebilir enerjiler hiçbir zaman kabul edilemez, akış değişkenliği için hesapların, diğer en iyi yönetim uygulamaları ile entegrasyon, ozonlamanın maliyetsiz bir maliyetle azaltılabilirliği ve sürdürülebilir tarım su yönetimi.