Các quá trình về xử lý bằng đất Tưới nước: Tưới bằng nước thải, quá trình xử lý bằng đất được áp dụng phổ biến nhất hiện nay, bao gồm việc tưới nước thải vào đất và để đáp ứng các yêu cầu sinh trưởng của cây cối. Dòng nước thải khi đi vào đất sẽ được xử lý bằng những quá trình vật lý, hoá học và sinh học. Dòng nước thải đó có thể dùng tưới cho các loại cây bằng cách phun mưa hoặc bằng các kỹ thuật tưới bề mặt như là làm ngập nước hay tưới theo rãnh, luống. Có thể tưới cho cây trồng với tốc độ tiêu thụ từ 2,5 7,5 cm tuần. Thấm nhanh vào đất : Theo phương pháp này, dòng nước thải được đưa vào đất với tốc độ lớn (10 210 cm tuần) bằng cách rải đều trong các bồn chứa hoặc phun mưa. Việc xử lý xảy ra khi nước chảy qua nền đất (đất dưới mặt) ở những nơi mà nước ngầm có thể dùng để đảo ngược lại gradient thủy lực và bảo vệ nước ngầm hiện có ở những nơi chất lượng nước ngầm không đáp ứng với chất lượng mong đợi nước được phục hồi quay trở lại bằng cách dùng bơm để hút nước đi, hoặc là những đường tiêu nước dưới mặt đất, hoặc tiêu nước tự nhiên.
Constructed Wetlands http://www.hwr.arizona.edu/globe/support/wetlands Kim Garcia, Donna King, Matt Kluvo, Kendrick Wilson and Desale Zerai Introduction Suy giảm nguồn cung cấp nước Thiếu nước tái sử dụng nước Công nghệ "Tự nhiên" 30 năm ghi nhận xử lý nước toàn cầu ~ 500 bề mặt hệ thống châu Âu ~ 600 hệ thống dòng chảy bề mặt Bắc Mỹ Water Reuse Cải tạo nước thải – nước cấp Một nguồn nước thay cho thủy lợi Cơng viên, mức trung bình, trường học Sân Gôn Xử lý nước Nước thải thứ cấp nước Rửa ngược từ Nhà máy xử lý nước thải nước mưa chảy tràn Ven sơng di cư lồi chim sản xuất vấn đề Treatment Methods xử lý Đất-Nước Việc sử dụng đất lọc để xử lý nước thải (khắc phục thực vật) sử dụng trồng để tăng cường phân hủy chất nhiễm có nước thải Soil-Aquifer Treatment (SAT) Dựa vào trình tự nhiên lọc qua hấp thụ bị ảnh hưởng Mức độ Tiền xử lý Chiều sâu mực nước ngầm khoảng cách tới giếng khoan phục hồi Lịch trình hoạt động lưu vực thấm (ướt / khô thời kỳ) SAT Pre-Treatment Đó gì? WW xử lý trước vào ứng dụng đất ngập nước Lọc, khử trùng clo, khử nitơ, xử lý sinh học WQ lưu vực sông chảy đến nạp lại tác động Tổng nhu cầu oxy Vấn đề phân hủy sinh học - hữu phân hủy Carbon Điều kiện Redox khu vực bão hòa Total Oxygen Demand (TOD) Greatest Impacts of Pre-Treatment is on Total Oxygen Demand – Secondary Effluent >20mg NH3-N/L TOD > 100mg/L – Nitrified/Denitrified Effluent mg NH3-N/L and mg DOC/L TOD < 5mg/L Aerobic conditions can be maintained with effluents that have low total oxygen demand Redox Conditions Controlled by Pre-treatment – Through the regulation of the TOD of the applied effluents – TOD influences redox conditions in the saturated zone • If dissolved oxygen is removed during percolation through the vadose zone, anoxic conditions are likely to develop in the saturated zone…” • Again, Aerobic conditions can be maintained with effluents that have low total oxygen demand Dissolved Oxygen Content (DOC) Impacts – Disinfection By-Products – Anthropogenic Compounds • Trace organics Removal – Most DOC removed through top 10’ of soil – Long term monitoring has shown a slow continuous reduction in DOC • Changes in specific UV Absorbance indicate continuing microbial transformations Nitrogen Removal – Pre-Treatment – SAT Alone • Anoxic or anaerobic conditions necessary ~> 50% removal • Limited by – amount of biodegradable organic carbon • ANAMMOX – Ammonia Oxidation under anoxic conditions in vadose zone converts ammonia to – Wetlands Treatment • SAT + Phytoremediation • Much better removal • Plants provide an abundant carbon source (CO2) for to promote degradation during infiltration Surface-Flow Treatment Wetlands Natural Flow Treatment Wetlands – Attempts to recreate a natural wetland – Water source is controlled – More useful on large scale – Effective when excess nutrients – Trace metals remain in soil after harvest (root to stem ratio) Biomass What happens to the plants after they absorb these pollutants? – Controlled burns – Decomposition – Harvested then burnt How Aquatic Plants Remediate Reduction-Oxidation in oxygenated Rhizosphere (toxic trace metals) Accumulation of excess nutrients (N,P) into plant tissue S, Fe, Cu, Se Advantages to Creating Education Outreach – Schools, k-12 + – Internships – Research Recreation – Walking Trail – Birding Wildlife Habitat – Migratory Birds – Opportunities for variety of wildlife Habitat Creation Though built to treat wastewater, constructed wetlands provide habitat for: – Birds – Mammals – Reptiles and Amphibians – Crustaceans – Fish Wildlife Birds – Variety of migratory and non-migratory species – Major food sources include submerged plants, plant seeds, grasses, fish, aquatic invertebrates, and terrestrial invertebrates that inhabit reeds and willows – Since many birds are migratory, the variety and number depends on the time of year Birders at the Sweetwater Wetlands locating waterfowl http://www.azstarnet.com/dailystar/snmedia/18572 Wildlife Birds (cont’d) – Sweetwater Wetlands home to 125 species of birds • Least Grebe (Tachybaptus dominicusand) • Chestnut-sided warbler (Dendroica pensylvanica) • Harris Hawk (Parabuteo unicinctus) • Variety of duck species • Red-winged, yellow-headed, and Brewer’s blackbirds • Song sparrows • Albert’s towhees • Shore and wading birds Red-winged blackbird at Sweetwater Wetlands http://www.azstarnet.com/dailystar/snmedia/18572 Ethical Considerations Potential downside of birds in constructed wetlands – Contribute feces, which adds to the nutrient-rich water being treated • Study at the Eastern Municipal Water District's Multipurpose Demonstration Wetland near Hemet, California showed that bird feces did not cause significant problems for wastewater treatment – Is it ethical to encourage rare birds to inhabit contaminated water before it is completely treated? Wildlife Mammals – Otter, water vole, water shrew, mink, rats, etc – In some constructed wetlands, where previous conditions were not conducive to mammals, the distribution of wetland mammals is very limited – In the Sweetwater Wetlands, only mammals present are Arizona cotton rats (Sigmodon arizonae) and pack rats Muskrat in wetland habitat http://www.mdc.mo.gov/landown/wetland/wetmng/18.htm Wildlife Invertebrates – Insects and crustaceans – Detritus feeders • Very important to treating the water • Help to break down nutrients and contaminants Detritus feeder along the bottom http://www.mesa.edu.au/friends/seashores/deposit_feeders.html Potential Risks Involved Mosquitoes – Risk of West Nile virus, malaria, and other mosquito-transmitted diseases – Constructed wetlands are by nature prime mosquito habitat – Two types • Stagnant water mosquitoes • Floodwater mosquitoes – Constructed wetlands more conducive to stagnant water mosquitoes Mosquito Control Methods: – Steep concrete slopes – Deep bottoms – Introduction of larvivorous fish • Mosquitofish (Gambusia affinis) – Very easily adaptable – Can cause other environmental problems by out competing other fish species – Non mosquito-conducive plants – Mosquito-specific bacteria (Bacillus thuringiensis and Bacillus sphaericus) Mosquito Control at Sweetwater Sweetwater Wetlands • Clearing away of overgrowth, I.e brush and aquatic plants • Controlled burns • Larvacide • Use of adult pesticide when necessary Mosquito Control Methods Mosquito control in Sweetwater Wetlands http://www.tucsonaudubon.org/birding/sweetwatermosquitoes.htm Summary Overall, mosquito problems can be dealt with using a combination of mosquito control solutions Benefits to wildlife, including endangered migratory bird species are important despite mosquito risk ... TSS, BOD, COD Degradation Releases Sweetwater Wetlands Sweetwater Wetlands 2ndary effluent Filter Backwash from RRWWTP Sweetwater Wetlands Constructed Wetland Design Design Consideration... mosquito-transmitted diseases – Constructed wetlands are by nature prime mosquito habitat – Two types • Stagnant water mosquitoes • Floodwater mosquitoes – Constructed wetlands more conducive to stagnant... rats, etc – In some constructed wetlands, where previous conditions were not conducive to mammals, the distribution of wetland mammals is very limited – In the Sweetwater Wetlands, only mammals