Биоудержание - Bioretention

Ячейка биологической ретенции, также называемая дождевым садом , в Соединенных Штатах . Он предназначен для очистки загрязненных ливневых стоков с прилегающей автостоянки. Растения находятся в зимнем покое.

Биозадержание - это процесс удаления загрязняющих веществ и отложений из ливневых стоков . Основная задача ячейки биологического удержания - уменьшить пиковый сток, а также удалить загрязняющие вещества ливневых стоков. Ливневые воды сначала направляются в проектируемую зону очистки, которая обычно состоит из песчаного слоя (который служит переходом к реальной почве), слоя фильтрующего материала (который состоит из слоистых материалов различного состава) и растений поверх фильтрующего материала. . Различные почвенные добавки, такие как остатки очистки воды (WTR), кокосовая шелуха, биоугольи т. д. были предложены на протяжении многих лет. Сообщается, что эти материалы обладают улучшенными характеристиками с точки зрения удаления загрязняющих веществ. Сток сначала проходит над песчаным слоем или через него, что снижает скорость стока, распределяет его равномерно по длине водоема, который состоит из поверхностного органического слоя и / или почвенного покрова и подстилающей посадочной почвы. Вода, скопившаяся в зоне биологического удержания, в почве насаждения в течение нескольких дней проникает в нижележащие почвы.

Фильтрация

Каждый из компонентов зоны биозадержания предназначен для выполнения определенной функции. Буферная полоса травы снижает скорость поступающего стока и отфильтровывает твердые частицы из стока. Песчаный слой также снижает скорость, фильтрует твердые частицы и распределяет поток по всей длине области биологического удержания. Аэрация и дренаж посевной почвы обеспечивается песчаной подушкой глубиной 0,5 м (20 дюймов). Пруд является местом временного хранения стоков до их испарения или инфильтрации . Некоторые твердые частицы, не отфильтрованные полосой фильтра для травы или песчаным слоем, оседают в зоне пруда.

Органический или мульча слой также фильтры загрязняющих веществ и обеспечивает среду , способствующий рост микроорганизмов , которые ухудшают петролейные основанные продукты и другие органические материалы. Этот слой действует подобно опаду из листьев в лесу и предотвращает эрозию и высыхание нижележащих почв. Посаженное почвопокровное растение также снижает вероятность эрозии, немного более эффективно, чем мульча. Максимальная скорость потока листа до возникновения эрозионных условий составляет 0,3 метра в секунду (1 фут в секунду) для посаженного почвопокровного растения и 0,9 метра в секунду (3 фута в секунду) для мульчи.

Глины в посадочных почвах обеспечивают адсорбционные участки для углеводородов , тяжелых металлов , питательных веществ и других загрязнителей. Хранение ливневых вод также обеспечивается пустотами в посадочной почве. Накопленная вода и питательные вещества в воде и почве становятся доступны растениям для поглощения. Планировка зоны биологического удержания определяется после рассмотрения ограничений площадки, таких как расположение коммуникаций, подстилающие почвы, существующая растительность и дренаж. Участки с суглинистыми песчаными почвами особенно подходят для биозадержания, потому что вынутый грунт можно засыпать и использовать в качестве посадочного грунта, что устраняет расходы на импорт посадочного грунта. Неустойчивый окружающий слой почвы и почвы с содержанием глины более 25 процентов могут препятствовать использованию биологического удерживания, как и участок с уклоном более 20 процентов или участок со зрелыми деревьями, которые будут удалены во время строительства с применением передовых методов управления .

Восстановление тяжелых металлов

Загрязняющие следы металлов, такие как цинк , свинец и медь , обнаруживаются в ливневых стоках с непроницаемых поверхностей (например, проезжей части и тротуаров). В системах очистки, таких как дождевые сады и плантаторы ливневых вод, используется биологически удерживающий слой для удаления тяжелых металлов из ливневых стоков. Растворенные формы тяжелых металлов могут связываться с частицами отложений на проезжей части, которые затем улавливаются системой биологического удержания. Кроме того, тяжелые металлы могут адсорбироваться на частицах почвы в среде биологического удерживания, когда сточные воды фильтруются. В лабораторных экспериментах биоудерживающие клетки удаляли 94%, 88%, 95% и> 95% цинка, меди, свинца и кадмия , соответственно, из воды с концентрациями металлов, типичными для ливневых стоков. Хотя это является большим преимуществом для улучшения качества воды, системы биологического удержания обладают ограниченной способностью удалять тяжелые металлы. Это в конечном итоге позволит контролировать срок службы систем биологического удержания, особенно в областях с высокими нагрузками на тяжелые металлы.

Удаление металла биологическими ретенционными ячейками в холодном климате было таким же или немного ниже, чем в более теплых условиях. Растения менее активны в холодное время года, что позволяет предположить, что большая часть тяжелых металлов остается в среде биологического удерживания, а не поглощается корнями растений. Следовательно, удаление и замена биологически удерживающего слоя станет необходимым в районах с загрязнителями тяжелыми металлами в ливневых стоках, чтобы продлить срок службы системы очистки.

Смотрите также

использованная литература