Jump to content

Constructed wetlands/pl

From Appropedia
▼This page is an automatic translation to Polish of Constructed wetlands.This translation is distributed in the hope that it will be useful, but without any guarantee of accuracy.
300px-2021_Fu_Zhou_Constructed_Wetland_iii.jpg

Tereny podmokłe sztuczne (CW) to ekosystemy sztucznie wytworzone, zaprojektowane i zbudowane w taki sposób, aby wykorzystywały naturalne procesy zachodzące w mokradłach do usuwania zanieczyszczeń. Systemy te naśladują mokradła z roślinnością wodną, ​​glebą i towarzyszącymi im mikroorganizmami, ale wykorzystują kontrolowane środowisko do oczyszczania ścieków. Tereny podmokłe wykazały zdolność do osiągnięcia tego celu w sposób estetyczny, zrównoważony i ekonomiczny. [ 1 ] Wymagają jednak dużych obszarów, regularnej konserwacji i technicznej wiedzy operacyjnej.[ 1 ]

Historia

Naturalne mokradła były wykorzystywane jako miejsca zrzutu ścieków od początku istnienia kanalizacji. Po odkryciu ich zdolności do oczyszczania wody, już w latach 50. XX wieku, rozpoczęto wczesne prace badawcze nad wykorzystaniem i oceną sztucznych mokradeł. [ 2 ] Dr Kathe Seidel z Instytutu Maxa Plancka w Plon w Niemczech przetestowała zdolność trzciny do oczyszczania ścieków. Jej odkrycia doprowadziły do ​​powstania pierwszej podziemnej oczyszczalni ścieków do oczyszczania ścieków komunalnych w 1974 roku w gminie Liebenburg-Othfresen w Niemczech. [ 3 ] Pierwsza wolna oczyszczalnia ścieków na powierzchni wody została wdrożona w Holandii w 1967 roku. System ten miał układ w kształcie gwiazdy i był nazywany „roślinną farmą ściekową”. [ 3 ] Pod koniec XX wieku popularność oczyszczalni ścieków wzrosła w Europie i Ameryce Północnej. Tradycyjnie oczyszczacze ścieków CW były używane do oczyszczania ścieków, ale od końca lat 80. XX wieku zaczęto je stosować do oczyszczania różnych rodzajów ścieków, takich jak spływy z upraw rolnych, retencja wód opadowych, kwaśne odwodnienia z kopalń węgla, odwodnienia z kopalń rud metali, spływy z pastwisk mlecznych, odchody zwierzęce, rafinerie, przetwórstwo papieru i celulozy, hodowla krewetek, odcieki ze składowisk odpadów, cukrownie, przemysł metalurgiczny, ścieki bytowe i ścieki rolnicze. [ 3 ] [ 1 ] W społecznościach rozwijających się można ich używać do oczyszczania szarej wody lub jako wtórnego oczyszczania ścieków bytowych.

Projekt

Konstrukcyjne systemy oczyszczania ścieków na terenach podmokłych generalnie dzielą się na dwie kategorie: systemy przepływu podziemnego i systemy przepływu swobodnej powierzchni wody. Systemy przepływu swobodnej powierzchni wody (FWS) to obsadzone zbiorniki z wolno płynącą płytką wodą powierzchniową, a procesy oczyszczania zachodzą poprzez interakcje między roślinnością, naturalnie występującymi mikrobami i zanieczyszczeniami. [ 4 ] Systemy przepływu podziemnego (SSF) są projektowane z poziomym lub pionowym przepływem podziemnym przez przepuszczalne medium (zwykle piasek, żwir lub tłuczeń skalny). Oba typy przepływu podziemnego, poziomy (HF) lub pionowy (VF), obejmują płaskie złoże przepuszczalnej gleby pokrytej makrofitami. W przypadku systemów HF dopływ wpływa do podłoża podpowierzchniowego na początku komórki mokradła i przepływa poziomo, wykorzystując siły ciśnienia i grawitacji. W przypadku systemów VF ścieki są podawane od góry, a następnie stopniowo przesiąkają w dół przez dno i są zbierane przez sieć drenażową u podstawy. [ 5 ] System SSF umożliwia filtrację z pewnym pobieraniem zanieczyszczeń przez rośliny. Zalety podziemnych terenów podmokłych obejmują zminimalizowane ryzyko powstawania nieprzyjemnych zapachów i rozprzestrzeniania się owadów. Ponadto, media SSF zapewniają większą powierzchnię filtracji i oczyszczania zanieczyszczeń oraz zapewniają lepszą ochronę termiczną w chłodniejszych środowiskach. Zalety mokradeł FWS obejmują: niższe koszty budowy, mniejsze ryzyko zatkania, skrócony czas początkowego rozwoju roślin oraz poprawę warunków tlenowych, które są często pożądane do pobierania składników odżywczych. [ 6 ] [ 7 ]

Rozważania projektowe

Do najważniejszych kwestii, które należy brać pod uwagę przy projektowaniu sztucznego mokradła, należą: hydrologia, morfologia zbiornika, obciążenia chemiczne, gleby i roślinność. [ 8 ]

Hydrologia

Hydrologia jest jedną z najważniejszych zmiennych w projektowaniu terenów podmokłych. Niektóre z głównych parametrów używanych do opisu warunków hydrologicznych terenów podmokłych oczyszczających obejmują głębokość, tempo obciążenia hydraulicznego i czas retencji. [ 9 ] Tempo obciążenia hydraulicznego to tempo przepływu ścieków na jednostkę powierzchni w danym czasie, a czas retencji to czas, w którym woda przepływa przez system. Wykazano, że wydajność systemu wzrasta wraz z dłuższym czasem retencji i niższym tempem obciążenia hydraulicznego. [ 10 ] Projekt terenów podmokłych z przepływem podziemnym powinien umożliwiać kontrolowane zalewanie do 15 cm, aby sprzyjać pożądanemu wzrostowi roślin i zwalczać chwasty. Głębokość systemu jest ważna nie tylko ze względu na wydajność oczyszczania, ale także ze względu na bezpieczeństwo. Woda w systemach SSF musi być wystarczająco wysoka, aby dotrzeć do systemu korzeniowego roślin i wystarczająco niska, aby nie zalać systemu, tworząc siedlisko dla komarów. [ 11 ]

Morfologia basenu

Morfologia basenu odnosi się do kształtu i nachylenia, które tworzą określone warunki przepływu na mokradłach. Warunki przepływu można obliczyć tak, aby cały mokradło skutecznie usuwał składniki odżywcze. Aby zapewnić odpowiedni czas retencji, nie powinno być drogi na skróty, przez którą mogłyby przepływać zanieczyszczenia. [ 8 ] Zalecany stosunek długości do szerokości dla mokradeł FWS wynosi od 5:1 do 10:1. Nachylenie dna dna powinno być >3%. Zalecany stosunek długości do szerokości dla mokradeł SSF mieści się w zakresie od 0,25:1 do 1:1. Nachylenie dna dna powinno być >0,5%. [ 12 ]

Ładunki chemiczne

Kiedy woda wpływa do mokradła, przynosi substancje chemiczne, które mogą być korzystne lub szkodliwe dla funkcjonowania tego mokradła. Dopływ ścieków z oczyszczalni ścieków jest zazwyczaj poddawany wstępnemu oczyszczaniu. Obejmuje to usuwanie dużych odpadów stałych, sedymentację ciężkich zawiesin oraz wyrównywanie przepływu i jakości ścieków. Najczęstszym pierwotnym oczyszczaniem dla małych oczyszczalni ścieków na świecie jest szambo. [ 13 ] Dopływ ścieków nadal ma wysokie stężenia składników odżywczych, takich jak azot i fosfor, biologiczne zapotrzebowanie na tlen (BZT) i zawiesiny. [ 8 ] System może być zaprojektowany tak, aby usuwać pewien procent tych zanieczyszczeń.

Gleby

Gleba jest ważna dla ogólnego funkcjonowania sztucznego mokradła, ponieważ wspiera zakorzenioną roślinność, pomaga równomiernie rozprowadzać/zbierać przepływ na wlocie/wylocie, zapewnia powierzchnię do wzrostu mikroorganizmów, a w przypadku mokradeł z przepływem podziemnym jest ważną częścią procesu oczyszczania. [ 14 ] [ 8 ] Gleby mokradeł z przepływem powierzchniowym (FWS) są na ogół mniej ważne w usuwaniu zanieczyszczeń, ale są bardziej podobne do naturalnych mokradeł. Zwykle w przypadku mokradeł FWS preferowane są gleby gliniasto-piaszczyste lub gliniaste. W przypadku mokradeł SSF preferowana jest wysoka przepuszczalność; materiałem powinien być piasek lub żwir. [ 8 ] Wlot i wylot systemu CW zawierają pewne gleby i skały, które działają jako medium dystrybucyjne, równomiernie rozprowadzając i zbierając dopływ i odpływ. Medium dystrybucyjne jest zwykle grubymi skałami drenażowymi.

Roślinność

Roślinność bagienna składa się głównie z makrofitów, czyli roślin wodnych, które rosną w wodzie lub w jej pobliżu. W przeciwieństwie do naturalnych terenów podmokłych, roślinność w CW musi być w stanie przetrwać w wodach o wysokim stężeniu zanieczyszczeń. Stosunkowo niewiele roślin może rozwijać się w tych bogatych w składniki odżywcze, ściekach o wysokim BZT. [ 15 ] Dodatkowo roślinność powinna spełniać następujące kryteria: stosowanie lokalnie dostępnych gatunków makrofitów; silne systemy korzeniowe i możliwość ponownego sadzenia; duża biomasa i zagęszczenie łodyg w celu osiągnięcia maksymalnego ruchu wody i usuwania składników odżywczych; maksymalna powierzchnia dla niezbędnego wzrostu mikrobów; oraz efektywny transport tlenu do strefy korzeniowej w celu promowania reakcji. [ 13 ] Pałki wodne, pałki wodne i trzciny należą do najczęściej używanych roślin CW. Makrofity mogą być swobodnie pływające, wynurzone lub zanurzone. Tereny podmokłe SSF są ograniczone do makrofitów wynurzonych, podczas gdy tereny podmokłe FWS często wykorzystują kombinację makrofitów swobodnie pływających, wynurzonych i zanurzonych. [ 8 ] Ważne jest, aby wybrać odpowiednie rośliny do tego środowiska; stwierdzono jednak, że istnieje niewielka zależność między procentami usuwania a gatunkami roślin. [ 10 ] [ 16 ] [ 7 ] Rzeczywisty wpływ roślin na mokradłach SSF był przedmiotem debaty. [ 4 ] Ogólnie rzecz biorąc, rośliny mokradłowe zapewniają poprawę, choć niewielką, w zakresie BZT i usuwania patogenów. Jednakże zwiększają one usuwanie składników odżywczych, choć głównie poprzez środki pośrednie. O ile ładunki składników odżywczych nie są bardzo niskie, netto usunięcie przez bezpośrednie pobieranie przez rośliny stanowi zazwyczaj niewielką część całkowitego usunięcia. Rośliny wpływają przede wszystkim na wydajność oczyszczania poprzez wzmacnianie procesów składników odżywczych, takich jak nitryfikacja i denitryfikacja, przez przenoszenie tlenu do gleb i dostarczanie materii organicznej. [ 17 ]

Kluczowe elementy

Wlot

Wlot odprowadza i rozprowadza ścieki dopływające do wejścia do mokradła. Konstrukcje wlotowe dla mokradeł FWS lub HF SSF obejmują perforowane lub szczelinowe rury PCV lub otwarte rowy prostopadłe do kierunku przepływu, a ścieki są odprowadzane na medium dystrybucyjne w celu dalszego rozproszenia i zmniejszenia prędkości, tworząc równomierny przepływ na całej szerokości komórki mokradła. W mokradłach VF SSF, siatka rur lub rowów jest układana nad dnem, a ścieki są odprowadzane w dół do podłoża. Medium wspomaga rozprowadzanie wody po całym dnie, ale ważne jest, aby siatka wlotowa była rozprowadzona jak najbardziej równomiernie. Rozmiary rur, średnice otworów i odstępy są określone przez projektowane natężenie przepływu. [ 13 ]

Wylot

Wylot umożliwia odpływ ścieków i pomaga kontrolować głębokość wody. W systemach FWS lub HF SSF większość systemów ma prostopadłą perforowaną lub szczelinową rurę otoczoną drenażem skalnym. Zbiornik może być umieszczony poniżej wylotu, aby kontrolować poziom wody. W systemach VF SSF system zbierania może być siatką rur w drenażu skalnym. Zbiornik tego systemu umożliwia całkowite odwodnienie podłoża glebowego. [ 13 ] Wylot może odprowadzać ścieki do systemu infiltracji glebowej lub do zbiornika wód powierzchniowych. [ 18 ]

Liniowiec

Wykładzina u podstawy systemu zatrzymuje ścieki w systemie, a wody gruntowe poza nim. Jeśli gleba jest gliniasta i nieprzepuszczalna, wyściółka może nie być potrzebna. Jednakże, jeśli wewnętrzna przepuszczalność gleby jest większa niż 10-6 m/s, tereny podmokłe muszą zostać wyłożone. Istnieje kilka opcji wyłożenia systemu. Wykładzina z PVC o grubości 30 mil jest najpopularniejszym i najbardziej niezawodnym wyborem. Wykładziny o grubości 10-20 mil można znaleźć w krajach rozwijających się. [ 12 ] Geosyntetyczne wyściółki gliniane nie są zalecane, ponieważ mogą pękać. [ 11 ] Inną opcją jest zmniejszenie przepuszczalności gleby poprzez zmieszanie cementu portlandzkiego lub bentonitu z glebą i zagęszczenie jej na miejscu. [ 13 ]

Nasyp

Wały, po obu stronach systemu, pomagają zatrzymać ścieki w systemie. Co więcej, są one ważne, ponieważ zostały zaprojektowane w celu zapobiegania zalaniu niebezpiecznymi ściekami. Wały zazwyczaj mają około 0,6 do 0,9 metra wolnej burty nad powierzchnią wody. Po obu stronach wałów znajduje się trawiaste zbocze, położone na twardym podłożu, takim jak glina. Na szczycie wału często znajduje się żwirowa ścieżka o szerokości około trzech metrów. Stosunek nachyleń trawiastych powinien być większy niż 3:1. Wewnątrz wału zazwyczaj umieszcza się wykładzinę PCV, aby zapobiec wyciekaniu ścieków z terenów podmokłych.

Teoria

Teren podmokły FWS można zaprojektować z trzema różnymi strefami prostopadłymi do toru przepływu. Pierwsza strefa jest płytka i gęsto porośnięta roślinnością, co pozwala na usuwanie zawiesin i BZT. Druga strefa jest głębsza i ma otwartą przestrzeń wodną, ​​co umożliwia napowietrzanie i nitryfikację. Trzecia strefa jest również płytka i porośnięta roślinnością, co umożliwia denitryfikację. Ta metoda naprzemiennego stosowania roślinności i otwartej przestrzeni wodnej znacznie poprawia usuwanie składników odżywczych. [ 19 ]

Jak określić wielkość wolnego obszaru podmokłego za pomocą modelu Kadleca i Knighta [ 2 ] [ 12 ]

  • 1. Określ graniczne wymagania dotyczące wód odpływowych w zakresie BZT, azotu i patogenów.
  • 2. Oblicz powierzchnię dla BZT, azotu lub patogenów, korzystając z poniższego równania. Największa powierzchnia będzie stanowić próbkę kontrolną.
A=LW=0.0365QkTjaNCI−C*Cmi−C*
kT=k20θT−20
A = wymagana powierzchnia terenów podmokłych (w hektarach)
Q = objętościowy przepływ (m3 / dzień)
k t = stała szybkości usuwania BZT, azotu lub patogenów w określonej temperaturze T (m/dzień)
Ci = stężenie BZT, azotu lub patogenów w dopływie (mg/l), (mg/l), (bakterie grupy coli/100 ml)
Ce = docelowe stężenie BZT, azotu lub patogenów w ściekach (mg/l), (mg/l), (bakterie grupy coli/100 ml)
C* = naturalne stężenie BZT, azotu lub patogenów (mg/l), (mg/l), (bakterie grupy coli/100 ml)

Tabela 1: Wartości stałe do obliczania powierzchni swobodnej wody powierzchniowej CW [ 12 ]

Parametrk20​ThetaC*
BZT (mg/l)3413,5+0,053Ci
Całkowity azot (mg/l)221,051,5
Bakterie grupy coli w kale (grupa coli/100 ml)751300

3. Wybierz stosunek długości do szerokości na podstawie ograniczeń terenu. Oblicz wymiary powierzchni. 4. Sprawdź stratę ciśnienia, aby upewnić się, że jest ona mniejsza niż różnica wysokości między punktem dopływu i odpływu. Taka wartość umożliwia ciągły przepływ.

HL=S*L
h L = utrata głowy (m)
s = nachylenie gradientu hydraulicznego (bezwymiarowe)
L = długość terenu podmokłego (m)

5. Zaprojektuj strefy od 1 do 3 na podstawie hydraulicznego czasu retencji, objętości, natężenia przepływu oraz obliczonej długości i szerokości. Strefa 1 ma HRT wynoszący 1-2 dni, strefa 2 ma HRT wynoszący 2-3 dni, a strefa 3 ma HRT wynoszący 1 dzień.

HRT=V/Q

Budowa wolnego obszaru podmokłego

To podstawowy przewodnik po głównych fazach budowy oczyszczalni ścieków FWS.

Wykop basenowy

Należy wybrać odpowiednie miejsce; miejsce to powinno być płaskie lub o nachyleniu nie większym niż 1%. Miejsce musi zostać oczyszczone z istniejącej wcześniej roślinności i gruzu. Po oczyszczeniu można rozpocząć prace ziemne. Na podstawie obliczonych wymiarów należy rozpocząć kopanie zbiornika. Strefy 1 i 3 są zaprojektowane dla głębokości wody 6 cm, a strefa 2 dla głębokości wody 1 m. [ 12 ] Jednakże system korzeniowy roślin musi być w stanie w razie potrzeby sięgać w dół. Wykop i nasyp można obliczyć tak, aby gleba usunięta ze strefy 2 mogła zostać użyta do podniesienia stref 1 i 3. Po przesunięciu ziemi powierzchnia musi zostać zagęszczona. Dodatkowo wokół obwodu miejsca należy zbudować wały z cegły lub gliny. [ 13 ] W murze należy pozostawić obszar na zainstalowanie rury wlotowej i wylotowej. Wysokość wałów powinna być wyższa niż obliczona głębokość wody na wypadek opadów lub dodatkowych przepływów.

Montaż wykładziny basenowej

Jeśli gleba jest przepuszczalna, należy zainstalować wykładzinę. Jeśli wybrano wykładzinę plastikową i jest ona układana na kamienistym podłożu, można rozsypać na zbiorniku 2-5 cm piasku, aby zabezpieczyć wykładzinę. Następnie należy ostrożnie ułożyć wykładzinę na zbiorniku, łącznie z nasypami. Na wykładzinę należy rozsypać kolejną warstwę piasku, aby zabezpieczyć ją przed żwirem. [ 12 ]

Wlot, wylot i rozmieszczenie gleby

Następnie w nasypach montuje się konstrukcje wlotowe i wylotowe, które wypełnia się w celu uszczelnienia rur. Rury są również przecinane przez wkładkę. Należy umieścić 0,5-metrowy odcinek grubego żwiru, aby zamknąć rury wlotowe i wylotowe. Zbiornik można również zainstalować na końcu wylotowym mokradła. Zbiornik należy w razie potrzeby wypełnić glebą piaszczystą/gliniastą. Strefy 1 i 3 wymagają więcej gleby dla roślin o głębszym systemie korzeniowym. [ 12 ]

Sadzenie roślinności

Po przygotowaniu gleby można sadzić makrofity, używając sadzonek kłączowych. [ 13 ] Kłącza wybranych roślin można wykopać na początku sezonu sadzenia. Kłącza z jednym nieuszkodzonym międzywęźlem i dwoma węzłami z pąkami bocznymi należy odciąć do wykorzystania. Sadzonki te można sadzić w gęstości 4 na m² pod kątem 45 stopni, tak aby co najmniej jeden węzeł był zagłębiony w ziemię na głębokość 4 cm. Sadzonki należy podlewać tak, aby jeden koniec pozostawał nad wodą. [ 13 ]

Uruchomienie

Zanim CW będzie można użyć, najlepiej, aby rośliny były dobrze rozwinięte, zanim zetkną się ze ściekami, aby miały solidne fundamenty i większą tolerancję na stres. [ 20 ] Ponadto poziom wody powinien być odpowiedni do rozwoju roślin. Zbyt duża ilość wody uniemożliwi dotarcie tlenu do korzeni roślin. W zbiorniku powinno zawsze znajdować się kilka centymetrów wody. [ 21 ] Poziom wody można stopniowo podnosić do zaprojektowanego poziomu operacyjnego. Dobrze zbudowany mokradłowy FWS będzie potrzebował około sześciu tygodni, zanim ścieki zostaną do niego odprowadzone, a roślinność będzie w pełni rozwinięta około drugiego sezonu wegetacyjnego. Zaraz po zbudowaniu jest moment, w którym wymagana jest największa konserwacja. Duże obszary, na których rośliny nie rosną, powinny zostać ponownie obsadzone, a zamierzone wolne obszary powinny być utrzymywane w czystości poprzez zbiory. Gdy mokradło osiągnie równowagę, jedynymi rzeczywistymi zadaniami konserwacyjnymi, które będą wymagane, są monitorowanie poziomu i jakości wody, kontrola erozji i konserwacja wału. W przyjętym systemie roślinność powinna pokrywać nieco ponad 50% powierzchni.

Eksploatacja i konserwacja

Po uruchomieniu sztuczne mokradła powinny wymagać minimalnej, ale regularnej uwagi i konserwacji. W przypadku mokradła FWS operator musi: [ 13 ]

Wyreguluj poziom wody i równomierność przepływu – sprawdź, czy nie występują zmiany poziomu wody. Przyczynami mogą być przecieki, zatkanie wlotu lub wylotu, przepełnienie, wzrost lub spadek przepływu do systemu lub woda deszczowa.
Wyczyść i sprawdź wlot i wylot – istnieje prawdopodobieństwo, że zanieczyszczenia lub osady zablokują te konstrukcje lub skały pola drenażowego
Utrzymuj zbiorowiska roślinne – zbieraj rośliny, usuwaj chwasty i sadź ponownie w miejscach, gdzie rośliny obumarły. Jeśli problem dotyczy całego systemu, dostosuj poziom wody, zmniejsz ilość zanieczyszczeń i sprawdź, czy nie ma ataków zwierząt lub owadów.
Sprawdź obecność zapachu – Zapach może być obecny na każdym terenie podmokłym, ale powinien być minimalny. Silny zapach może wskazywać na problemy związane z warunkami beztlenowymi w systemie.
Utrzymanie wałów – naprawa erozji i pęknięć w wałach

Roczne zadania konserwacyjne:

Zbierz, przytnij i ponownie zasadź roślinność, jeśli jest to konieczne
Sprawdź poziom osadu w oczyszczalni wstępnej
Dokładnie przepłukać i wyczyścić wlot, wylot i medium dystrybucyjne

Ocena

Sztuczne oczyszczalnie ścieków najczęściej ocenia się, mierząc procent usunięcia kluczowych zanieczyszczeń ściekowych: biologicznego zapotrzebowania na tlen (BZT), zawiesiny ogólnej (TSS), patogenów, takich jak E. coli, azotu i fosforu. Wydajność oczyszczalni zależy od różnych czynników, z których najważniejsze to obciążenie hydrauliczne i charakterystyka dopływu. Wskaźniki usuwania BZT, zawiesiny ogólnej i patogenów są zazwyczaj wysokie – w większości przypadków wynoszą 80–99%. W przypadku fosforu i azotu wskaźniki te są niższe i bardziej zmienne. [ 22 ]

Różne systemy mokradłowe różnią się wydajnością. Porównanie systemów FWS i SSF przedstawiono w tabeli 2. W podpowierzchniowych mokradłach HF tlen ma trudności z dotarciem do nasyconych mediów dystrybucyjnych i dlatego ma niską nitryfikację. Natomiast podpowierzchniowe mokradła VF mają niską denitryfikację. Różne rodzaje CW można łączyć sekwencyjnie, aby lepiej oczyszczać ścieki. [ 23 ] Innym ważnym czynnikiem oczyszczania są różnice sezonowe. Usuwanie parametrów takich jak BZT, zawiesiny stałe i patogeny może znacznie zmniejszyć się w okresie zimowym. [ 10 ] Jednakże, do mokradeł SSF można dodać warstwę izolacyjną, aby prawie całkowicie zredukować negatywny wpływ niskiej temperatury na procesy oczyszczania. [ 24 ]

Tabela 2: Usuwanie BZT, zawiesiny, azotu i fosforu na 170 terenach podmokłych FWS i 1329 terenach podmokłych SSF w 19 krajach [ 12 ]

SkładnikWolna powierzchnia wodyPrzepływ podpowierzchniowy
BOD93%93%
TSS91%72%
Azot88%94%
Fosfor53%65%

Wpływ

Tereny podmokłe są w ograniczonym stopniu wykorzystywane w oczyszczaniu ścieków w krajach rozwijających się. [ 1 ] Wiążą się z nimi liczne wyzwania, ponieważ są nową, nieznaną technologią. Wymagają dużej ilości ziemi, znajomości lokalnych gatunków roślin wodnych, istniejącego systemu oczyszczania ścieków pierwotnych i wiedzy operacyjnej na temat terenów podmokłych. Wymagania dotyczące ziemi są zaskakująco duże w porównaniu z innymi metodami oczyszczania. Przybliżona wartość powierzchni to jedna stopa sześcienna CW wymagana na każdy galon dopływu dziennie. W przypadku przeciętnego domu jednoosobowego z jedną sypialnią odpowiada to systemowi o powierzchni 120 stóp kwadratowych. [ 25 ] Kolejną trudnością we wdrażaniu tej technologii jest fakt, że jest to metoda oczyszczania wtórnego. W krajach rozwijających się głównym celem oczyszczania ścieków jest kontrola patogenów w celu zapobiegania przenoszeniu chorób przenoszonych drogą wodną i eutrofizacji wód powierzchniowych. [ 26 ] Jednak wiele społeczności nie jest w stanie osiągnąć tego celu z powodu braku zasobów i wiedzy. Jeśli te społeczności nadal praktykują defekację na otwartym powietrzu lub w dołach, trudno będzie przekonać je do wdrożenia sztucznego systemu mokradłowego. Jednym z negatywnych skutków systemów CW, zwłaszcza systemów FWS, jest tworzenie siedlisk dla komarów. Problem ten można złagodzić poprzez staranne projektowanie systemu mokradłowego lub stosowanie urządzeń odstraszających komary, takich jak komary-ryby. [ 27 ] Pozytywne skutki obejmują produkcję biomasy z upraw makrofitów, zwłaszcza hiacyntów wodnych, [ 1 ] oraz mniejszy wpływ na środowisko w porównaniu z innymi metodami oczyszczania, zwłaszcza w przypadku podziemnego systemu mokradłowego VF. [ 28 ]

Studia przypadków

Jezioro Houghton w stanie Michigan jest dobrym przykładem naturalnego mokradła przekształconego w celu poprawy jakości ścieków. W 1978 roku do oczyszczalni ścieków dołączono mokradło, aby lepiej chronić duże jezioro. Średni zrzut wynosi około 120 milionów galonów (ok. 480 milionów litrów) ścieków rocznie, a ścieki są wprowadzane do mokradła na całej długości rury odprowadzającej o długości 1600 stóp (ok. 487 metrów). Mokradła są lekko nachylone, a woda wypływa z nich strumieniami morskimi, z niewielkim przepływem zwrotnym. Co imponujące, mokradła zużywają ponad 90% azotu i fosforu ze ścieków z oczyszczalni. Od czasu wprowadzenia oczyszczalni ścieków na mokradłach zaobserwowano pewne zmiany, ponieważ sedymentacja wzrosła o ponad 10 cm. Pałka wodna i rzęsa wodna stały się dominującą roślinnością na mokradłach ze względu na wyższy poziom składników odżywczych w ściekach z oczyszczalni.

Innym przykładem sztucznego mokradła do oczyszczania ścieków jest oczyszczalnia ścieków Lakeland w hrabstwie Polk na Florydzie. Oczyszczalnia przyjmuje 10,8 miliona galonów (ok. 38,4 mln litrów) ścieków dziennie. Kiedy stwierdzono, że zrzut ścieków do pobliskiego jeziora ma szkodliwy wpływ na jakość wody, utworzono mokradło do oczyszczania ścieków. Na potrzeby procesu oczyszczania utworzono mokradła o powierzchni około 1400 akrów (ok. 620 hektarów). Mokradło znacząco zmniejsza ilość azotu i fosforu obecnych w ściekach i zapewnia siedlisko dla wielu gatunków. Procesy rekultywacji zwiększyły bioróżnorodność na mokradłach, które były głównie porośnięte roślinnością pałki wodnej i wierzby. [ 29 ]

Dystrybucja

Wiele grup promuje sztuczne mokradła na całym świecie. Ameryka Północna i Europa od dziesięcioleci korzystają z oczyszczalni ścieków, a obecnie badają je również inne regiony. Oczyszczalnie ścieków są badane na wielu uniwersytetach i wykorzystywane w wielu zastosowaniach związanych z oczyszczaniem ścieków. Amerykańska Agencja Ochrony Środowiska (EPA) opracowała podręczniki projektowania dotyczące budowy oczyszczalni ścieków [ 30 ]. Oczyszczalnie ścieków promuje nie tylko rząd; osoby zainteresowane zielonymi technologiami i zrównoważonym rozwojem mogą wziąć udział w kursach, na których nauczą się projektować i budować własne, sztuczne mokradła [ 31 ].

Zobacz także

Odniesienia

  1. ↑Przejdź do:1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 Kivaisi, AK (2001). Potencjał sztucznych terenów podmokłych do oczyszczania i ponownego wykorzystania ścieków w krajach rozwijających się: przegląd. Ecological Engineering, 16(4), 545–560. doi: http://dx.doi.org/10.1016/S0j925-8574(00)00113-0
  2. ↑Przejdź do:2.0 2.1 Kadlec, HR, Knight, RL (1996) Tereny podmokłe, Lewis, Boca Raton, Nowy Jork, Londyn, Tokio
  3. ↑Przejdź do:3.0 3.1 3.2 Verhoeven, JTA, Beltman, B., Bobbink, R. i Whigham, DF (2006). Tereny podmokłe i zarządzanie zasobami naturalnymi. Nowy Jork: Springer.
  4. ↑Przejdź do:4.0 4.1 Truong Hoang Dan, Le Nhat Quang, Nguyen Huu Chiem, Hans Brix, Oczyszczanie ścieków o dużym stężeniu w tropikalnych sztucznych mokradłach obsadzonych Sesbania sesban: poziomy przepływ podziemny w porównaniu z pionowym przepływem w dół, Ecological Engineering, tom 37, wydanie 5, maj 2011, strony 711-720, ISSN 0925-8574, 10.1016/j.ecoleng.2010.07.030.
  5. ↑ Kadlec, RH i Wallace, S. (2008). Leczenie terenów podmokłych. CRC.
  6. ↑ Zambo, AA (2006). Tereny podmokłe zbudowane w rowie Elliota. Journal of Engineering for Sustainable Community Development, 1(2), 29-37.
  7. ↑Przejdź do:7.0 7.1 Marco A. Belmont, Eliseo Cantellano, Steve Thompson, Mark Williamson, Abel Sánchez, Chris D. Metcalfe, Oczyszczanie ścieków bytowych w pilotażowym systemie oczyszczania naturalnego w środkowym Meksyku, Ecological Engineering, tom 23, numery 4–5, 30 grudnia 2004 r., strony 299–311, ISSN 0925-8574, 10.1016/j.ecoleng.2004.11.003.
  8. ↑Przejdź do:8,0 8,1 8,2 8,3 8,4 8,5 Mitsch, WJ, Gosselink, JG (2007). Tereny podmokłe. (4. wyd.). New Jersey: John Wiley & Sons.
  9. ↑ Mitsch, WJ (2009). Ekosystemy mokradłowe. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons Inc.
  10. ↑Przejdź do:10.0 10.1 10.2 M.L Solano, P Soriano, MP Ciria, Sztuczne mokradła jako zrównoważone rozwiązanie oczyszczania ścieków w małych wioskach, Biosystems Engineering, tom 87, wydanie 1, styczeń 2004, strony 109-118, ISSN 1537-5110, 10.1016/j.biosystemseng.2003.10.005.
  11. ↑Przejdź do:11.0 11.1 Gustafson, D., Anderson, J., Christopherson, S., Axler, R. (2002). Tereny podmokłe sztuczne. Źródło: http://web.archive.org/web/20131020110157/http://www.extension.umn.edu/distribution/naturalresources/DD7671.html
  12. ↑Przejdź do:12,0 12,1 12,2 12,3 12,4 12,5 12,6 12,7 Milhelcic, J. (2009). Przewodnik terenowy po inżynierii środowiska dla pracowników rozwoju: Woda, sanitacja i powietrze w pomieszczeniach. Reston, VA: Amerykańskie Stowarzyszenie Inżynierów Budownictwa.
  13. ↑Przejdź do:13,0 13,1 13,2 13,3 13,4 13,5 13,6 13,7 13,8 UN-HABITAT, 2008. Podręcznik dotyczący terenów podmokłych. Program UN-HABITAT Woda dla miast azjatyckich Nepal, Katmandu.
  14. ↑ Westlake, D., Kvet, J. i Szczepankski, A. (1998). Ekologia produkcji terenów podmokłych. Cambridge, Wielka Brytania: University Press.
  15. ↑ Reddy, KR i DeLaune, RD (2008). Biogeochemia terenów podmokłych, nauka i zastosowania. Londyn: CRC Press.
  16. ↑ Greenway, M., Woolley, A., Tereny podmokłe w stanie Queensland: efektywność działania i bioakumulacja składników odżywczych, Ecological Engineering, tom 12, numery 1–2, styczeń 1999, strony 39–55, ISSN 0925-8574, 10.1016/S0925-8574(98)00053-6.
  17. ↑ Tanner, CC (2001). Rośliny jako inżynierowie ekosystemów na mokradłach z oczyszczaniem przepływu podziemnego. Systemy mokradłowe do kontroli zanieczyszczeń wody 2000, 44(11), 9-17.
  18. ↑ Tanaka, N., Ng, WJ i Jinadasa, KBSN (2011). Tereny podmokłe do zastosowań tropikalnych: oczyszczanie ścieków za pomocą sztucznych terenów podmokłych. Imperial College Press.
  19. ↑ Ibekwe, AM, Lyon, SR, Leddy, M. i Jacobson-Meyers, M. (2007). Wpływ zagęszczenia roślin i składu mikrobiologicznego na jakość wody z hydrofitowego oczyszczalni ścieków o swobodnej powierzchni wody. Journal of applied microbiology, 102(4), 921-936.
  20. ↑ Vymazal, J. (red.). (2010). Zarządzanie wodą i składnikami odżywczymi na naturalnych i sztucznych terenach podmokłych. Springer.
  21. ↑ Uniwersytet Purdue. (1998). Budowa oczyszczalni ścieków w domach jednorodzinnych w Indianie. Źródło: https://engineering.purdue.edu/~frankenb/NU-prowd/buildcw.htm
  22. ↑ Jos TA Verhoeven, Arthur FM Meuleman, Tereny podmokłe do oczyszczania ścieków: możliwości i ograniczenia, Ecological Engineering, tom 12, numery 1–2, styczeń 1999, strony 5–12, ISSN 0925-8574, 10.1016/S0925-8574(98)00050-0.
  23. ↑ J. Vymazal, Wykorzystanie sztucznych terenów podmokłych z poziomym przepływem podziemnym do różnych rodzajów ścieków, Ecological Engineering, tom 35, numer 1, 8 stycznia 2009 r., strony 1-17, ISSN 0925-8574, 10.1016/j.ecoleng.2008.08.016.
  24. ↑ Shubiao Wu, David Austin, Lin Liu, Renjie Dong, Wydajność zintegrowanej przydomowej oczyszczalni ścieków do oczyszczania ścieków bytowych na obszarach wiejskich, Ecological Engineering, tom 37, wydanie 6, czerwiec 2011, strony 948-954, ISSN 0925-8574, 10.1016/j.ecoleng.2011.02.002.
  25. ↑ Jenkins, J. (2005). Podręcznik kompostowania ludzkiego obornika. (wyd. 3). Grove City, PA: Joseph Jenkins Inc.
  26. ↑ Canter, LW, Malina, JF, Reid, GW, Li, KG i Lewis, S. (1982). Utylizacja i oczyszczanie ścieków. Właściwe metody oczyszczania wody i ścieków w krajach rozwijających się. Ann Arbor Science, Ann Arbor MI. 1982. s. 207–270.
  27. ↑ Knight, RL, Walton, WE, O'Meara, GF, Reisen, WK i Wass, R. (2003). Strategie skutecznego zwalczania komarów na sztucznych mokradłach. Inżynieria Ekologiczna, 21(4), 211-232.
  28. ↑ Fuchs, V. (2009). Usuwanie azotu i zrównoważony rozwój sztucznych mokradeł o przepływie pionowym do oczyszczania ścieków na małą skalę. Houghton, MI: Michigan Technological University.
  29. ↑ Agencja Ochrony Środowiska Stanów Zjednoczonych (1993). Tereny podmokłe sztuczne do oczyszczania ścieków i siedliska dzikiej przyrody – 17 studiów przypadków. Wrzesień 1993. EPA832-R-93-005.
  30. ↑ EPA. Agencja Ochrony Środowiska Stanów Zjednoczonych, Biuro Badań i Rozwoju. (2000). Oczyszczanie ścieków komunalnych na sztucznych mokradłach (EPA/625/R-99/010). Źródło: http://water.epa.gov/type/wetlands/restore/upload/constructed-wetlands-design-manual.pdf
  31. ↑ YesterMorrow. (2012). Sztuczne mokradła do oczyszczania ścieków. Źródło: http://web.archive.org/web/20110722103758/http://www.yestermorrow.org/workshops/detail/constructed-wetlands-for-wastewater-treatment

Linki zewnętrzne

15px-FA_info_icon.svg.png19px-Angle_down_icon.svg.pngDane strony
Cel Zrównoważonego Rozwoju
AutorskiRcmidkiff , Chris Watkins , Jrmarkos , Oj&marmalade
LicencjaCC-BY-SA-3.0
JęzykAngielski (en)
Tłumaczeniachiński , ukraiński , portugalski , hiszpański
Powiązany4 podstrony , 23 strony link tutaj
Widoki2326 wyświetleń strony ( analiza )
Stworzony19 kwietnia 2007 r. , autor: Chris Watkins
Ostatnia edycja13 czerwca 2023 r. przez bota StandardWikitext
Cytuj jakoRcmidkiff , Chris Watkins , Jrmarkos , Oj&marmalade (2007–2023). „Budowlane tereny podmokłe” . Appropedia . Pobrano 10 sierpnia 2025 r .
Zapytania APIpodstawowy , semantyczny , html , pliki , więcej
Cookies help us deliver our services. By using our services, you agree to our use of cookies.