Построенные водно-болотные угодья
– Построенное водно-болотное угодье это искусственное водно-болотное угодье, предназначенное для очистки сточных вод , сточных вод , ливневых стоков или промышленных сточных вод . [1] [2] Он также может быть разработан для рекультивации земель после добычи полезных ископаемых или в качестве меры по смягчению последствий природных территорий, утраченных в результате освоения земель . Искусственные водно-болотные угодья представляют собой инженерные системы, которые используют естественные функции растительности , почвы и организмов для вторичной очистки вод сточных . Проект построенного водно-болотного угодья должен быть адаптирован в соответствии с типом сточных вод, подлежащих очистке. Построенные водно-болотные угодья использовались как в централизованных, так и в децентрализованных системах очистки сточных вод . Первичная обработка рекомендуется при наличии большого количества взвешенных твердых веществ или растворимых органических веществ (измеряемых как биохимическая потребность в кислороде и химическая потребность в кислороде ). [3]
Подобно естественным водно-болотным угодьям, искусственные водно-болотные угодья также действуют как биофильтр ряд загрязняющих веществ (таких как органические вещества, питательные вещества , патогены , тяжелые металлы и/или могут удалять из воды ). Построенные водно-болотные угодья предназначены для удаления загрязнителей воды, таких как взвешенные твердые вещества, органические вещества и питательные вещества (азот и фосфор). [3] Ожидается, что все типы патогенов (т.е. бактерии, вирусы, простейшие и гельминты ) будут в некоторой степени удалены на построенных водно-болотных угодьях. Подземные водно-болотные угодья обеспечивают более эффективное удаление патогенов, чем поверхностные водно-болотные угодья. [3]
Существует два основных типа искусственных водно-болотных угодий: подземный сток и поверхностный сток. Посаженная растительность играет важную роль в удалении загрязнений. фильтрующий слой, обычно состоящий из песка и гравия . Не менее важную роль играет [4] Некоторые построенные водно-болотные угодья могут также служить средой обитания для местных и мигрирующих диких животных , хотя это не является их основной целью. Водно-болотные угодья, построенные с подповерхностным потоком, предназначены для обеспечения либо горизонтального, либо вертикального потока воды через гравийный и песчаный слой. Системы с вертикальным потоком требуют меньше места, чем системы с горизонтальным потоком.
Терминология
[ редактировать ]Многие термины используются для обозначения искусственных водно-болотных угодий, таких как тростниковые заросли , слои инфильтрации почвы, очистные водно-болотные угодья, инженерные водно-болотные угодья, искусственные или искусственные водно-болотные угодья. [4] Биофильтр имеет некоторое сходство с построенным водно-болотным угодьем, но обычно не содержит растений.
Термин «построенные водно-болотные угодья» также можно использовать для описания восстановленных и рекультивированных земель, которые были разрушены в прошлом в результате осушения и преобразования в сельскохозяйственные угодья или добычи полезных ископаемых.
Обзор
[ редактировать ]
Построенное водно-болотное угодье представляет собой спроектированную последовательность водоемов, предназначенную для очистки сточных или ливневых стоков .
Растительность на водно-болотных угодьях обеспечивает субстрат (корни, стебли и листья), на котором могут расти микроорганизмы , расщепляющие органические материалы. Это сообщество микроорганизмов известно как перифитон . На перифитон и естественные химические процессы приходится около 90 процентов удаления загрязняющих веществ и разложения отходов. [5] Растения удаляют от семи до десяти процентов загрязняющих веществ и служат источником углерода для микробов, когда они разлагаются. Различные виды водных растений имеют разную скорость поглощения тяжелых металлов, что необходимо учитывать при выборе растений на построенных водно-болотных угодьях, используемых для очистки воды. Построенные водно-болотные угодья делятся на два основных типа: водно-болотные угодья с подземным стоком и водно-болотные угодья с поверхностным стоком.
Искусственно созданные водно-болотные угодья являются одним из примеров природных решений и фиторемедиации .
Построенные системы водно-болотных угодий представляют собой строго контролируемую среду, цель которой имитировать появление почвы, флоры и микроорганизмов в естественных водно-болотных угодьях, чтобы помочь в очистке сточных вод. Они построены с учетом режимов потока, микробиотического состава и подходящих установок для обеспечения наиболее эффективного процесса очистки.
Использование
[ редактировать ]Построенные водно-болотные угодья можно использовать для очистки неочищенных сточных вод, ливневых вод, сельскохозяйственных и промышленных сточных вод . Искусственные водно-болотные угодья имитируют функции естественных водно-болотных угодий по улавливанию ливневых вод, снижению нагрузки на них питательными веществами и созданию разнообразной среды обитания диких животных. Построенные водно-болотные угодья используются для очистки сточных вод или очистки сточных вод . [6]
Многие регулирующие органы называют очистные водно-болотные угодья одним из рекомендуемых ими « лучших методов управления » для контроля городских стоков . [7]
Удаление загрязнений
[ редактировать ]Физические, химические и биологические процессы объединяются на водно-болотных угодьях для удаления загрязнений из сточных вод. Понимание этих процессов имеет основополагающее значение не только для проектирования систем водно-болотных угодий, но и для понимания судьбы химических веществ после их попадания на водно-болотные угодья. Теоретически очистка сточных вод растений на построенных водно-болотных угодьях происходит по мере их прохождения через среду водно-болотных угодий и ризосферу . Тонкая пленка вокруг каждого корневого волоска является аэробной из-за утечки кислорода из корневищ , корней и корешков. [8] Аэробные и анаэробные микроорганизмы способствуют разложению органических веществ. Микробная нитрификация и последующая денитрификация высвобождают азот в виде газа в атмосферу . Фосфор соосаждается , с соединениями железа , алюминия и кальция находящимися в прикорневой среде. [8] [9] Взвешенные твердые вещества отфильтровываются, когда они оседают в толще воды на водно-болотных угодьях с поверхностным стоком, или физически отфильтровываются средой на водно-болотных угодьях с подземным стоком. Количество вредных бактерий , грибков и вирусов снижается за счет фильтрации и адсорбции биопленками на гравийной или песчаной среде в подземных и вертикальных системах потока. [ нужна ссылка ]
Удаление азота
[ редактировать ]Преобладающие формы азота на водно-болотных угодьях, которые важны для очистки сточных вод , включают органический азот , аммиак , аммоний , нитрат и нитрит . Общий азот относится ко всем видам азота . Удаление азота из сточных вод важно из-за токсичности аммиака для рыб при его сбросе в водотоки. Считается, что избыток нитратов в питьевой воде вызывает метгемоглобинемию у младенцев, что снижает способность крови переносить кислород. Более того, избыточное поступление N из точечных и неточечных источников в поверхностные воды способствует эвтрофикации рек, озер, эстуариев и прибрежных океанов, что вызывает ряд проблем в водных экосистемах, например, цветение токсичных водорослей, истощение кислорода в воде, смертность рыб, потерю водное биоразнообразие. [10]
Удаление аммиака происходит на построенных водно-болотных угодьях – если они предназначены для биологического удаления питательных веществ – таким же образом, как и на очистных сооружениях, за исключением того, что не требуется внешнего энергоемкого добавления воздуха (кислорода). [6] Это двухэтапный процесс, состоящий из нитрификации и последующей денитрификации . Азотный цикл завершается следующим образом: аммиак в сточных водах превращается в ионы аммония; аэробная бактерия Nitrosomonas sp. окисляет аммоний до нитрита; бактерия Nitrobacter sp. затем преобразует нитрит в нитрат. В анаэробных условиях нитраты восстанавливаются до относительно безвредного газообразного азота, который попадает в атмосферу. [ нужна ссылка ]
Нитрификация
[ редактировать ]Нитрификация — это биологическое превращение органических и неорганических азотистых соединений из восстановленного состояния в более окисленное, основанное на действии двух разных типов бактерий. [11] Нитрификация – это строго аэробный процесс, конечным продуктом которого является нитрат ( NO −
3 ). В процессе нитрификации аммоний (из сточных вод) окисляется до нитрита ( NO −
2 ), а затем нитрит окисляется до нитрата ( NO −
3 ).
Денитрификация
[ редактировать ]Денитрификация – это биохимическое восстановление окисленных анионов азота, нитрата и нитрита с образованием газообразных продуктов оксида азота (NO), закиси азота ( N
2 O ) и газообразный азот ( N
2 ) с сопутствующим окислением органического вещества. [11] Конечный продукт, Н
2 и в меньшей степени промежуточный побочный продукт N
2 O – это газы, которые повторно попадают в атмосферу.
Удаление аммиака из шахтной воды
[ редактировать ]Построенные водно-болотные угодья использовались для удаления аммиака и других азотистых соединений из загрязненной шахтной воды . [12] включая цианид и нитрат.
Удаление фосфора
[ редактировать ]Фосфор встречается в природе как в органических, так и в неорганических формах. Аналитическая мера биологически доступных ортофосфатов называется растворимым реактивным фосфором (SR-P). Растворенный органический фосфор и нерастворимые формы органического и неорганического фосфора обычно биологически недоступны до тех пор, пока не преобразуются в растворимые неорганические формы. [13]
В пресноводных водных экосистемах фосфор обычно является основным лимитирующим питательным веществом. В ненарушенных природных условиях фосфора не хватает. О естественной нехватке фосфора свидетельствует взрывной рост водорослей в воде, куда попадают тяжелые сбросы богатых фосфором отходов. Поскольку фосфор не имеет атмосферной составляющей, в отличие от азота, цикл фосфора можно охарактеризовать как замкнутый. Удаление и хранение фосфора из сточных вод может происходить только на территории самого построенного водно-болотного угодья. Фосфор может быть изолирован в системе водно-болотных угодий следующими способами:
- Связывание фосфора с органическими веществами в результате включения в живую биомассу,
- Осаждение нерастворимых фосфатов с трехвалентным железом, кальцием и алюминием обнаружено в почвах водно-болотных угодий. [13]
Внедрение заводов по производству биомассы
[ редактировать ]Водная растительность может играть важную роль в удалении фосфора и, если ее собирать, продлить срок службы системы, отсрочивая насыщение отложений фосфором. [14] Растения создают уникальную среду на поверхности прикрепления биопленки. Некоторые растения переносят кислород, который выделяется на границе биопленки и корня, добавляя кислород в систему водно-болотных угодий. Растения также увеличивают гидравлическую проводимость почвы или другой корневой среды. Считается , что по мере роста корней и корневищ они нарушают и разрыхляют среду, увеличивая ее пористость, что может обеспечить более эффективное движение жидкости в ризосфере. Когда корни разлагаются, они оставляют после себя порты и каналы, известные как макропоры, которые эффективно пропускают воду через почву.
Удаление металлов
[ редактировать ]Построенные водно-болотные угодья широко использовались для удаления растворенных металлов и металлоидов . Хотя эти загрязнители преобладают в дренажных системах шахт, они также обнаруживаются в ливневых водах , фильтратах свалок и других источниках (например, фильтратах или промывных водах ФДГ). [ нужна ссылка ] на угольных электростанциях ), для очистки которых при шахтах построены водно-болотные угодья. [15]
Шахтные воды. Удаление кислотных дренажей.
[ редактировать ]Построенные водно-болотные угодья также можно использовать для очистки кислых дренажных вод угольных шахт. [16]
Удаление патогена
[ редактировать ]Созданные водно-болотные угодья не предназначены для удаления патогенов, а предназначены для удаления других компонентов качества воды, таких как взвешенные твердые вещества, органические вещества (биохимическая потребность в кислороде и химическая потребность в кислороде) и питательные вещества (азот и фосфор). [3]
Ожидается, что на построенных водно-болотных угодьях будут удалены все типы патогенов; однако ожидается, что большее удаление патогенов произойдет на подземных водно-болотных угодьях. На водно-болотных угодьях со свободным поверхностным стоком можно ожидать на 1–2 log10 снижения количества патогенов ; однако удаление бактерий и вирусов может быть менее чем на 1 log10 в системах, густо засаженных растительностью. [3] Это связано с тем, что построенные водно-болотные угодья обычно включают растительность, которая помогает удалять другие загрязнители, такие как азот и фосфор. Таким образом, в этих системах важность воздействия солнечного света для удаления вирусов и бактерий сведена к минимуму. [3]
Сообщается, что удаление на правильно спроектированных и эксплуатируемых водно-болотных угодьях со свободным поверхностным стоком составляет менее 1–2 log10 для бактерий, менее 1–2 log10 для вирусов, 1–2 log10 для простейших и 1–2 log10 для гельминтов. [3] Сообщается, что на водно-болотных угодьях с подземным потоком ожидаемое удаление патогенов составляет от 1 до 3 log10 для бактерий, от 1 до 2 log10 для вирусов, 2 log10 для простейших и 2 log10 для гельминтов. [3]
Приведенные здесь показатели эффективности удаления log10 также можно понимать с точки зрения обычного способа представления отчетов об эффективности удаления в процентах: 1 удаление log10 эквивалентно эффективности удаления 90%; 2 log10 = 99%; 3 log10 = 99,9%; 4 log10 = 99,99% и так далее. [6]
Типы и особенности конструкции
[ редактировать ]
Построенные системы водно-болотных угодий могут представлять собой системы поверхностного стока только с свободно плавающими макрофитами , макрофитами с плавающими листьями или погруженными макрофитами; однако типичные системы свободной поверхности воды обычно состоят из появляющихся макрофитов. [17] Водно-болотные угодья, образованные подземными потоками, с вертикальным или горизонтальным режимом стока также распространены и могут быть интегрированы в городские территории, поскольку для них требуется относительно мало места. [4]
К трем основным типам искусственных водно-болотных угодий относятся: [18] [6]
- Водно-болотное угодье, построенное с подземным потоком - это водно-болотное угодье может быть либо с вертикальным потоком (сточные воды движутся вертикально, от засаженного слоя вниз через субстрат и наружу), либо с горизонтальным потоком (сточные воды движутся горизонтально, параллельно поверхности).
- Водно-болотное угодье, построенное с поверхностным стоком (на этом водно-болотном угодье имеется горизонтальный сток)
- Плавающая лечебная территория
Первые типы помещают в резервуар с субстратом, чтобы обеспечить площадь поверхности, на которой образуется большое количество биопленок, разлагающих отходы, тогда как второй тип предполагает использование затопленного очистного бассейна, на котором водные растения удерживаются во флотации до тех пор, пока у них не образуется толстый мат из корни и корневища, на которых образуются биопленки. В большинстве случаев дно выстилается либо полимерной геомембраной , либо бетоном, либо глиной (при наличии подходящего типа глины), чтобы защитить уровень грунтовых вод и окружающую территорию. Субстратом может быть либо гравий — обычно известняк, либо пемза/вулканическая порода, в зависимости от доступности на месте, песок или смесь сред различных размеров (для водно-болотных угодий, построенных с вертикальным потоком). [ нужна ссылка ]
Построенные водно-болотные угодья можно использовать после септика для первичной очистки (или других типов систем) для отделения твердых частиц от жидких стоков. Однако в некоторых проектах водно-болотных угодий не используется предварительная первичная обработка.
Подземный поток
[ редактировать ]
На заболоченных территориях, построенных подземным потоком, поток сточных вод происходит между корнями растений и выход воды на поверхность отсутствует (она удерживается под гравием). В результате система более эффективна, не привлекает комаров, менее пахнет и менее чувствительна к зимним условиям. Кроме того, для очистки воды требуется меньшая площадь. Недостатком системы являются водозаборники, которые могут легко засориться или засориться биологическими микроорганизмами , хотя гравий большего размера часто решает эту проблему.
Водно-болотные угодья с подземным потоком можно далее классифицировать как водно-болотные угодья с горизонтальным или вертикальным потоком. На водно-болотных угодьях с вертикальным потоком сточные воды движутся вертикально от засаженного слоя вниз через субстрат и наружу (для аэрации слоя требуются воздушные насосы). [20] На водно-болотных угодьях с горизонтальным потоком сточные воды движутся горизонтально под действием силы тяжести, параллельно поверхности, без поверхностной воды, что позволяет избежать размножения комаров. Водно-болотные угодья, построенные с вертикальным потоком, считаются более эффективными и требуют меньшей площади по сравнению с водно-болотными угодьями, построенными с горизонтальным потоком. Однако они должны загружаться с интервалами, а их конструкция требует большего количества ноу-хау, в то время как водно-болотные угодья, построенные с горизонтальным потоком, могут непрерывно получать сточные воды, и их легче строить. [4]
Из-за повышенной эффективности водно-болотные угодья, построенные под землей с вертикальным потоком, требуют всего около 3 квадратных метров (32 квадратных футов) площади на человека , а в жарком климате - до 1,5 квадратных метров. [4]
«Французская система» сочетает в себе первичную и вторичную очистку неочищенных сточных вод. Сточные воды проходят через различные фильтрующие слои, размер частиц которых постепенно уменьшается (от гравия до песка). [4]
Приложения
[ редактировать ]Водно-болотные угодья с подземным потоком могут очищать различные сточные воды, такие как бытовые, сельскохозяйственные, сточные воды бумажных фабрик, стоки горнодобывающих предприятий , отходы кожевенной или мясоперерабатывающей промышленности, ливневые воды . [6]
Качество сточных вод определяется конструкцией и должно быть адаптировано для предполагаемого применения повторного использования (например, орошения или смыва туалета) или метода утилизации.
Рекомендации по проектированию
[ редактировать ]В зависимости от типа построенных водно-болотных угодий сточные воды проходят через гравийную, реже песчаную среду, на которой укореняются растения. [6] Также можно использовать гравийный материал (обычно известняк или лавастоун из вулканической породы ) (использование лавового камня позволит уменьшить поверхность примерно на 20% по сравнению с известняком), в основном используется в системах с горизонтальным потоком, хотя он не работает так эффективно, как песок. (но песок будет легче засоряться). [4]
Построенные водно-болотные угодья с подземным потоком представляют собой системы вторичной очистки , что означает, что сточные воды должны сначала пройти первичную очистку, которая эффективно удаляет твердые частицы. Такая первичная обработка может состоять из удаления песка и песка, жироуловителя, компостного фильтра, септика , резервуара Имгоффа , анаэробного реактора с перегородками или реактора с анаэробным слоем ила с восходящим потоком (UASB). [4] Следующая обработка основана на различных биологических и физических процессах, таких как фильтрация, адсорбция или нитрификация. Наиболее важной является биологическая фильтрация через биопленку аэробных или факультативных бактерий . Крупный песок в слое фильтра обеспечивает поверхность для роста микробов и поддерживает процессы адсорбции и фильтрации. Для этих микроорганизмов подача кислорода должна быть достаточной.
Эффект эвапотранспирации и осадков особенно значителен в теплом и сухом климате. В случаях потери воды водно-болотные угодья с вертикальным потоком предпочтительнее горизонтальных из-за ненасыщенного верхнего слоя и более короткого времени удержания, хотя системы с вертикальным потоком в большей степени зависят от внешнего источника энергии. Эвапотранспирация (как и осадки) учитывается при проектировании системы горизонтального потока. [6]
Сточные воды могут иметь желтоватый или коричневатый цвет при бытовых или сточных очистке вод. Обработанные серые воды обычно не имеют цвета. Что касается уровня патогенов, очищенные бытовые воды соответствуют стандартам уровня патогенов для безопасного сброса в поверхностные воды. [3] Очищенные бытовые сточные воды могут нуждаться в третичной очистке, в зависимости от предполагаемого применения повторного использования. [4]
Посадки тростниковых зарослей популярны на построенных в Европе водно-болотных угодьях с подземным потоком, хотя можно использовать как минимум двадцать других видов растений. Можно использовать многие быстрорастущие растения-таймеры, а также, например, виды Musa , виды Juncus , рогоз ( вид Typha ) и осоку .
Эксплуатация и обслуживание
[ редактировать ]Пики перегрузки не должны вызывать проблем с производительностью, в то время как постоянная перегрузка приводит к потере производительности очистки из-за слишком большого количества взвешенных твердых частиц, шлама или жиров.
Водно-болотные угодья с подземным стоком требуют выполнения следующих задач по техническому обслуживанию: регулярная проверка процесса предварительной очистки, работы насосов при их использовании, нагрузки притоков и их распределения на фильтрующем слое. [4]
Сравнение с другими типами
[ редактировать ]Подземные водно-болотные угодья менее благоприятны для комаров по сравнению с водно-болотными угодьями с поверхностным стоком, поскольку вода не выходит на поверхность. Комары могут представлять собой проблему на водно-болотных угодьях, построенных с поверхностным стоком. Преимущество систем подземного стока заключается в том, что для очистки воды требуется меньшая площадь земли, чем для поверхностного стока. Однако водно-болотные угодья с поверхностным стоком могут быть более подходящими для обитания диких животных.
может быть площадь, необходимая для создания водно-болотных угодий с подземным стоком Для городских применений ограничивающим фактором по сравнению с обычными муниципальными очистными сооружениями . Высокопроизводительные процессы аэробной очистки, такие как установки с активным илом , капельные фильтры, вращающиеся диски, погружные аэрированные фильтры или мембранные биореакторы , требуют меньше места. Преимущество водно-болотных угодий, построенных с использованием подземных потоков, по сравнению с этими технологиями, заключается в их эксплуатационной надежности, что особенно важно в развивающихся странах. Тот факт, что построенные водно-болотные угодья не производят вторичный ил ( осадок сточных вод ), является еще одним преимуществом, поскольку нет необходимости в очистке осадка сточных вод . [4] Однако первичный ил из первичных отстойников все же образуется, и его необходимо удалять и обрабатывать.
Затраты
[ редактировать ]Затраты на строительство водно-болотных угодий подземного стока в основном зависят от стоимости песка, которым необходимо заполнить дно. [6] Еще один фактор – стоимость земли.
Поверхностный поток
[ редактировать ]
Водно-болотные угодья с поверхностным стоком, также известные как водно-болотные угодья, построенные на поверхности свободной воды, могут использоваться для третичной очистки или очистки сточных вод с очистных сооружений. [21] Они также подходят для очистки ливневых стоков.
Водно-болотные угодья, построенные с поверхностным потоком, всегда имеют горизонтальный поток сточных вод через корни растений, а не вертикальный поток. Для очистки воды им требуется относительно большая площадь по сравнению с водно-болотными угодьями, построенными с подземным потоком, и зимой они могут иметь повышенный запах и меньшую производительность.
Водно-болотные угодья с поверхностным стоком имеют внешний вид, похожий на пруды для очистки сточных вод (например, « пруды для стабилизации отходов »), но в технической литературе они не классифицируются как пруды. [22]
Патогены уничтожаются в результате естественного разложения, хищничества высших организмов, осаждения и УФ-облучения, поскольку вода подвергается воздействию прямых солнечных лучей. [3] Слой почвы под водой анаэробен, но корни растений выделяют вокруг себя кислород, что приводит к сложным биологическим и химическим реакциям. [23]
Водно-болотные угодья с поверхностным стоком могут поддерживаться самыми разными типами почв, включая заливную грязь и другие илистые глины .
Такие растения, как водяной гиацинт ( Eichhornia crassipes ) и виды Pontederia . используются во всем мире (хотя Typha и Phragmites очень инвазионны).
Однако водно-болотные угодья, построенные с поверхностным стоком, могут способствовать размножению комаров. Они также могут иметь высокий уровень производства водорослей, что снижает качество сточных вод, а из-за комаров и запахов на поверхности воды их труднее интегрировать в городской район.
Недавно засаженное водно-болотное угодье
Тот же построенный заболоченный участок, два года спустя
Гибридные системы
[ редактировать ]Возможно сочетание различных типов построенных водно-болотных угодий с использованием конкретных преимуществ каждой системы. [4]
Комплексное искусственное водно-болотное угодье
[ редактировать ]Интегрированное искусственное водно-болотное угодье представляет собой необлицованное искусственное водно-болотное угодье со свободным поверхностным потоком и возникающими участками растительности и местным почвенным материалом. Его целью является не только очистка сточных вод с ферм и других источников сточных вод, но также интеграция инфраструктуры водно-болотных угодий в ландшафт и повышение его биологического разнообразия . [24]
Интегрированные сооружения для водно-болотных угодий могут быть более надежными системами очистки по сравнению с другими построенными водно-болотными угодьями. [25] [26] [24] Это происходит из-за большей биологической сложности и, как правило, относительно большей площади использования земли и связанного с этим более длительного гидравлического времени существования интегрированных искусственных водно-болотных угодий по сравнению с традиционными искусственными водно-болотными угодьями. [27]
Интегрированные построенные водно-болотные угодья используются в Ирландии , Великобритании и США примерно с 2007 года. Фермерские водно-болотные угодья, которые представляют собой подтип интегрированных искусственных водно-болотных угодий, с 2008 года продвигаются Агентством по охране окружающей среды Шотландии и Северной Ирландии Агентством по охране окружающей среды . [27]
Другие аспекты дизайна
[ редактировать ]Проектирование построенных водно-болотных угодий может существенно повлиять на окружающую среду. При строительстве необходим широкий спектр навыков и знаний, и если все сделано неправильно, они могут легко нанести вред объекту. длинный список профессий: от инженеров-строителей до гидрологов , биологов дикой природы и ландшафтных архитекторов В этом процессе проектирования необходим . Ландшафтный архитектор может использовать широкий спектр навыков, чтобы помочь выполнить задачу по созданию водно-болотных угодий, о которой другие профессии не могут даже подумать. Экологические ландшафтные архитекторы также имеют право создавать проекты восстановления водно-болотных угодий в координации с учеными водно-болотных угодий, которые повышают общественную ценность и оценку проекта за счет хорошо продуманного доступа, интерпретации и представлений о проекте. [28] Ландшафтная архитектура имеет долгую историю взаимодействия с эстетическим аспектом водно-болотных угодий. Ландшафтные архитекторы также руководствуются законами и правилами, связанными со строительством водно-болотных угодий. [29]
Растения и другие организмы
[ редактировать ]Растения
[ редактировать ]Typhas и Phragmites являются основными видами, используемыми на искусственных водно-болотных угодьях из-за их эффективности, хотя они могут быть инвазивными за пределами своего естественного ареала.
В Северной Америке рогоз ( Typha latifolia ) распространен на искусственных водно-болотных угодьях из-за их широкого распространения, способности расти на разной глубине воды, простоты транспортировки и трансплантации, а также широкой толерантности к составу воды (включая pH, соленость, растворенный кислород и загрязняющие вещества). концентрации). В других странах тростник обыкновенный ( Phragmites australis ) распространен (как при очистке сточных вод, так и в системах очистки сточных вод).
Растения обычно являются местными в этом месте по экологическим причинам и для оптимальной работы.
Недавно засаженные водно-болотные угодья для очистки сточных вод (Лима, Перу)
Большие корни этого вырванного с корнем растения, растущего на искусственно заболоченных территориях, указывают на здоровое растение (Лима, Перу)
Гибридная система с использованием Flowforms в очистном пруду в Норвегии .
Животные
[ редактировать ]Местно выращиваемую нехищную рыбу можно добавлять в водно-болотные угодья, построенные с поверхностным стоком, чтобы уничтожить или уменьшить количество вредителей , таких как комары .
Водно-болотные угодья с ливневыми водами обеспечивают среду обитания для амфибий, но накапливаемые ими загрязняющие вещества могут повлиять на выживание личинок, потенциально заставляя их функционировать как « экологические ловушки ». [30]
Затраты
[ редактировать ]Поскольку построенные водно-болотные угодья являются самоподдерживающимися, их эксплуатационные расходы значительно ниже, чем затраты на традиционные системы очистки. Часто их капитальные затраты также ниже по сравнению с традиционными системами очистки. [31] Они занимают значительное пространство и поэтому не являются предпочтительными там, где стоимость недвижимости высока.
История
[ редактировать ]Сточные воды первичных отстойников сбрасывались непосредственно в естественные водно-болотные угодья в течение десятилетий, прежде чем экологические нормы запретили эту практику. [ нужна ссылка ] Водно-болотные угодья с подземным стоком и песчаными фильтрующими слоями возникли в Китае и в настоящее время используются в Азии в небольших городах. [4]
Примеры
[ редактировать ]Австрия
[ редактировать ]Общее количество построенных водно-болотных угодий в Австрии составляет 5450 (в 2015 г.). [32] Из-за требований законодательства (нитрификация) в Австрии создаются только водно-болотные угодья с вертикальным потоком, поскольку они обеспечивают более высокие показатели нитрификации, чем водно-болотные угодья, построенные с горизонтальным потоком. Только около 100 из этих построенных водно-болотных угодий имеют расчетную численность 50 или более эквивалентов населения . Остальные 5350 очистных сооружений меньше этого размера. [32]
Канада
[ редактировать ]В рамках восстановительных работ по удалению загрязнения из CFB Goose Bay одна из свалок отходов была преобразована в искусственно спроектированное водно-болотное угодье. [33]
См. также
[ редактировать ]
- Децентрализованная система сточных вод
- Экологическая инженерия
- Экологическая санитария
- Восстановление поймы
- Комплексное искусственное водно-болотное угодье
- Пассивная система лечения
- Санитария
- Вегетативная система лечения
- Городской дизайн, чувствительный к воде
- Классификация водно-болотных угодий
- Wetlands Construídos (компания в Бразилии)
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Вымазал, Ян; Чжао, Яцянь; Мандер, Юло (1 ноября 2021 г.). «Недавние проблемы исследований в области построенных водно-болотных угодий для очистки сточных вод: обзор» . Экологическая инженерия . 169 : 106318. doi : 10.1016/j.ecoleng.2021.106318 . ISSN 0925-8574 .
- ^ Арден, С.; Ма, X. (15 июля 2018 г.). «Построенные водно-болотные угодья для переработки и повторного использования сточных вод: обзор» . Наука об общей окружающей среде . 630 : 587–599. Бибкод : 2018ScTEn.630..587A . doi : 10.1016/j.scitotenv.2018.02.218 . ISSN 0048-9697 . ПМК 7362998 . ПМИД 29494968 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж Майга Ю., фон Сперлинг М., Михельчич Дж. 2017. Построенные водно-болотные угодья . В: Дж. Б. Роуз и Б. Хименес-Сиснерос, (ред.) Глобальный проект по патогенам в воде . (К. Хаас, Дж. Р. Михелчич и М. Е. Вербила) (ред.) Часть 4 Управление рисками, связанными с экскрементами и сточными водами) Университет штата Мичиган, Э. Лансинг, Мичиган, ЮНЕСКО.
Материал был скопирован из этого источника, который доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 Unported . - ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м Хоффманн Х., Платцер К., фон Мюнх Э., Винкер М. (2011): Обзор технологии искусственных водно-болотных угодий – Водно-болотные угодья, построенные подземным потоком для очистки бытовых и бытовых сточных вод . Немецкое общество международного сотрудничества (GIZ) GmbH, Эшборн, Германия
- ^ Абдельхаким, Сара Г.; Абулроос, Самир А.; Камель, Мохамед М. (01 сентября 2016 г.). «Работа вертикального подземного потока, построенного на заболоченном участке, в различных условиях эксплуатации» . Журнал перспективных исследований . 7 (5): 803–814. дои : 10.1016/j.jare.2015.12.002 . ISSN 2090-1232 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час Дотро, Г.; Лангерграбер, Г.; Молле, П.; Нивала, Дж.; Пуигагут Хуарес, Дж.; Штейн, Орегон; фон Сперлинг, М. (2017). «Лечение водно-болотных угодий» . Том 7. Серия «Биологическая очистка сточных вод» . Лондон: Издательство IWA. ISBN 9781780408767 . OCLC 984563578 .
- ^ Например, см. Район городского дренажа и борьбы с наводнениями, Денвер, Колорадо. «Информационные бюллетени по очистке BMP:»
- ^ Перейти обратно: а б Брикс Х., Шируп Х. (1989): Датский опыт очистки сточных вод на искусственных водно-болотных угодьях. В: Хаммер, Д.А., изд. (1989): Построены водно-болотные угодья для очистки сточных вод. Издательство Lewis, Челси, Мичиган, стр. 565–573.
- ^ Дэвис, TH; Харт, БТ (1990). «Использование аэрации для стимулирования нитрификации в тростниковых зарослях для очистки сточных вод». Построенные водно-болотные угодья для борьбы с загрязнением воды . стр. 77–84. дои : 10.1016/b978-0-08-040784-5.50012-7 . ISBN 9780080407845 .
- ^ Карпентер, С.Р., Карако, Н.Ф., Коррелл, Д.Л., Ховарт, Р.В., Шарпли, А.Н. и Смит, В.Х. (1998) Неточечное загрязнение поверхностных вод фосфором и азотом . Экологические применения, 8, 559–568.
- ^ Перейти обратно: а б Ветцель, Р.Г. (1983): Лимнология. Орландо, Флорида: Издательство колледжа Сондерса.
- ^ Халлин, Сара; Хеллман, Мария; Чоудхури, Майдул И.; Эке, Фрауке (2015). «Относительная важность поглощения растениями и денитрификации, связанной с растениями, для удаления азота из дренажных систем в субарктических водно-болотных угодьях». Исследования воды . 85 : 377–383. Бибкод : 2015WatRe..85..377H . дои : 10.1016/j.watres.2015.08.060 . ПМИД 26360231 .
- ^ Перейти обратно: а б Митч, Дж.В., Госселинк, Дж.Г. (1986): Водно-болотные угодья. Нью-Йорк: Компания Ван Ностранд Рейнхольд, с. 536
- ^ Гунтенсберген, Г.Р., Стернс, Ф., Кадлек, Дж.А. (1989): Растительность водно-болотных угодий. В Хаммере, Д.А., изд. (1989): Построены водно-болотные угодья для очистки сточных вод. Издательство Lewis, Челси, Мичиган, стр. 73–88.
- ^ «Водно-болотные угодья для очистки шахтных дренажей» . Technology.infomine.com. Архивировано из оригинала 20 марта 2018 г. Проверено 21 января 2014 г.
- ^ Хедин, RS, Нэрн, RW; Кляйнманн, RLP (1994): Пассивная очистка дренажа угольных шахт. Информационный циркуляр (Питтсбург, Пенсильвания: Горное бюро США) (9389).
- ^ Вымазал Дж. и Крёпфлеова Л. (2008). Очистка сточных вод на построенных водно-болотных угодьях с горизонтальным подземным потоком . Загрязнение окружающей среды. Том. 14. дои : 10.1007/978-1-4020-8580-2 . ISBN 978-1-4020-8579-6 .
- ^ Стефанакис, Александрос; Акратос, Христос; Циринцис, Василиос (5 августа 2014 г.). Искусственные водно-болотные угодья с вертикальным потоком: экоинженерные системы для очистки сточных вод и осадка (1-е изд.). Эльзевир Наука. п. 392. ИСБН 978-0-12-404612-2 .
- ^ Перейти обратно: а б Тилли, Э., Ульрих, Л., Люти, К., Реймонд, Ф., Зурбрюгг, К. (2014): Сборник санитарных систем и технологий – (2-е исправленное издание) . Швейцарский федеральный институт водных наук и технологий (Eawag), Дюбендорф, Швейцария. ISBN 978-3-906484-57-0 .
- ^ Стефанакис, Александрос; Акратос, Христос; Циринцис, Василиос (5 августа 2014 г.). Искусственные водно-болотные угодья с вертикальным потоком: экоинженерные системы для очистки сточных вод и осадка (1-е изд.). Амстердам: Elsevier Science. п. 392. ИСБН 9780124046122 .
- ^ Санчес-Рамос, Дэвид; Арагонес, Дэвид Г.; Флорин, Максимо (2019). «Влияние режима наводнений и метеорологической изменчивости на эффективность очистки водно-болотных угодий в средиземноморском климате». Наука об общей окружающей среде . 668 : 577–591. Бибкод : 2019ScTEn.668..577S . doi : 10.1016/j.scitotenv.2019.03.006 . ПМИД 30856568 . S2CID 75138384 .
- ^ Тилли, Элизабет; Ульрих, Лукас; Люти, Кристоф; Реймонд, Филипп; Зурбрюгг, Крис (2014). Сборник санитарных систем и технологий (2-е изд.). Дюбендорф, Швейцария: Швейцарский федеральный институт водных наук и технологий (Eawag). ISBN 978-3-906484-57-0 .
- ^ Арагонес, Дэвид Г.; Санчес-Рамос, Дэвид; Кальво, Габриэль Ф. (2020). «SURFWET: биокинетическая модель водно-болотных угодий, построенных с поверхностным стоком». Наука об общей окружающей среде . 723 : 137650. Бибкод : 2020ScTEn.723m7650A . doi : 10.1016/j.scitotenv.2020.137650 . ПМИД 32229378 . S2CID 214748458 .
- ^ Перейти обратно: а б Шольц М., Садовски А.Дж., Харрингтон Р. и Кэрролл П. (2007b), Комплексная оценка и проектирование искусственных водно-болотных угодий для удаления фосфатов. Биосистемная инженерия , 97 (3), 415–423.
- ^ Мустафа А., Шольц М., Харрингтон Р. и Кэррол П. (2009) Долгосрочная эффективность репрезентативного интегрированного стока с фермы для обработки водно-болотных угодий. Экологическая инженерия , 35 (5), 779–790.
- ^ Шольц М., Харрингтон Р., Кэрролл П. и Мустафа А. (2007a), Концепция интегрированных искусственных водно-болотных угодий (ICW). Водно-болотные угодья , 27 (2), 337–354.
- ^ Перейти обратно: а б Карти А., Шольц М., Хил К., Гуриво Ф. и Мустафа А. (2008), Универсальные рекомендации по проектированию, эксплуатации и техническому обслуживанию водно-болотных угодий, построенных на фермах (FCW) в умеренном климате . Биоресурсные технологии , 99 (15), 6780–6792.
- ^ «Ради торфа: за кулисами восстановления водно-болотных угодий: решающая роль ландшафтных архитекторов | Полный житель водно-болотных угодий» . www.aswm.org . Проверено 29 апреля 2020 г.
- ^ Уолш, П. (2015). «Возвращение болота» . Журнал «Ландшафтная архитектура» . Проверено 29 апреля 2020 г.
- ^ Сиверс, Майкл; Пэррис, Кирстен М.; Свирер, Стивен Э.; Хейл, Робин (июнь 2018 г.). «Водно-болотные угодья с ливневыми водами могут служить экологическими ловушками для городских лягушек». Экологические приложения . 28 (4): 1106–1115. дои : 10.1002/eap.1714 . hdl : 10072/382029 . ПМИД 29495099 .
- ^ Техническое и нормативное руководство для построенных очистных водно-болотных угодий (PDF) (Отчет). Вашингтон, округ Колумбия: Межгосударственный совет по технологиям и регулированию. Декабрь 2003 года.
- ^ Перейти обратно: а б Лангерграбер, Гюнтер; Вайсенбахер, Норберт (25 мая 2017 г.). «Обследование количества и распределения по размерам лечебных водно-болотных угодий в Австрии». Водные науки и технологии . 75 (10): 2309–2315. дои : 10.2166/wst.2017.112 . ISSN 0273-1223 . ПМИД 28541938 .
- ^ Баркер, Джейкоб. «Превращение старой свалки в новое заболоченное место в Хэппи-Вэлли-Гуз-Бэй» . Канадская радиовещательная корпорация . Архивировано из оригинала 29 июня 2022 г. Проверено 29 мая 2023 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Constructed Wetlands – Агентство по охране окружающей среды США – Справочник, исследования и сопутствующие ресурсы
- Публикации о построенных водно-болотных угодьях в библиотеке Альянса устойчивой санитарии.
