《蒙大拿州立大学的研究者与Ennis 孵化中心合作建设湿地以处理污水》

  • 来源专题:水体修复
  • 编译者: 邹丽雪
  • 发布时间:2017-08-23
  • 蒙大拿州立大学研究生Jack Wallis于2017年6月19日在Ennis国家鱼类孵化中心利用水泵将污水抽送至水处理系统以为鱼类开辟了一条通道。蒙大拿州立大学照片由Adrian Sanchez-Gonzalez提供。

    ENNIS-在六月的某天,当大雪徘徊在迈德森山脉顶峰时,Jack Wallis手里拿着的并不是钓鱼竿而是八英尺长的PVC管,并插入一个宽嘴真空吸嘴。

    当健壮的虹鳟鱼游荡在Ennis国家鱼类孵化中心狭长的混凝土池时,Wallis娴熟的利用真空吸尘器将格栅附近的鱼类食物和粪便抽吸上来。

    “当我投入到这个项目的时候我感到非常的激动,”Wallis说道。在他没有获得蒙大拿州立大学土木工程学院环境工程专业的学位时仅仅是个造访蒙大拿阿尔皮斯湖的普通钓鱼者。正是由于这个工程,他能够在完成水处理领域事业目标的同时兼顾其对鱼类的热爱。

    在真空管道中,含有污泥的水通过管道,阀门以及水箱到达系统中的最关键部位:处理污水的湿地。在人工湿地的底部是砂砾,更下一层是排水管以及不透水层,莎草的根以及灯芯草能够赋存微生物并利用淤泥来净化水质。

    “我们正使用与污水厂相同的微生物过程”Wallis说到。“只不过是以湿地的形式代替了原来的机械系统。”

    Wallis是蒙大拿州立大学环境学院与负责运营Ennis孵化中心的美国鱼类与野生生物服务中心合作的研究团队中的一员,主要学习湿地的运行,美国在这方面的人才很少。

    “这是联邦鱼类孵化中心第一个类似的项目,”负责管理Ennis孵化中心的Connie Keeler-Foster说道,我们很多工程师正密切的关注该项目。如果该项目获得成功,将利用于其他孵化中心。

    该项目的动因来源于几年前,严格的排放标准促使美国野生鱼类与生物管理局考虑为Ennis孵化中心配备新的处理系统,该孵化中心每年生产2千万个红鲟鱼鱼卵。

    同时,蒙大拿土木工程教授otto stein利用处理湿地开展其研究,欧洲普遍利用处理湿地来处理污水。

    “我们正处于处理湿地系统广泛应用的前期,”Stein说道。与其他传统的污水处理系统相比,处理湿地能够获得同等甚至更好的效果。

    Stein正寻找方法来验证他的假设,他发现处理孵化中心的出水与处理污水相似。在比较众多选择后,美国鱼类与野生生物管理处决定与蒙大拿州立大学合作尝试低成本的开发方式。

    “有时候复杂的并不是最好的,”Keeler-Foster说道。“大自然的自我净化已经持续了上百年。”

    2015年夏季,美国鱼类和野生生物管理处设备操作员在Stein研究团队的指导下,实施了很多建设工程,包括挖掘三英尺深、10英尺宽,100英尺长的沟渠。蒙大拿州立大学团队随后放置了橡皮膜,以防止出水渗透进入土壤,随后放入排水管,厚实的砂砾,以及后续植被的种植。

    在2016年9月,孵化中心开始使用该系统来处理污泥,美国鱼类与野生生物管理处员工每周会对鱼池进行清淤。

    湿地工程是Ennis孵化中心入选2016年年度孵化奖的主要原因之一,Keeler-Foster说道。

    作为完成其硕士学位的一部分,Wallis编制了计算机系统以控制阀门以及水泵。他也设计了一个过滤系统,用来去除湿地系统无法大量去除的元素-磷。

    6月,蒙大拿州立大学团队在湿地的10个单元中种植额外的植物,每个单元大约100平方英尺。每个单元能够使研究者能够控制出水流速,监控其对植物生长以及水质的影响。并且能够帮助孵化中心优化系统,提高未来类似湿地建设水平。

    Wallis结束孵化池的清理后,该团队利用大型工业计算机上的触摸屏启动了地下管道。污水随后涌入湿地的植物中。

    “这是一个科技含量较低的解决方案,因为其包含了很多通俗的科技,”Chris Allen说道,他是土木工程系的兼职讲师,在获得蒙大拿大学博士学位的同时帮助Ennis推进项目。

    关于湿地中的植物是如何利用微生物作用并净化污水,Allen表示也并不完全理解其表面发生的反应机制,这是一个很具有研究价值的领域。

    八月,来自世界的科学家以及工程师将访问Ennis孵化中心,作为第七届国际湿地污染物动力以及控制研讨会的一部分,该研讨会每两年举办一次,是关于湿地处理的知名会议,将于8月21-25日在Big Sky 度假村举办,该次会议在蒙大拿州立大学的帮助下于美国第一次举行。

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