混合使用污水或助加州度过旱情
加利福利亚历史上最严重的旱灾仍在持续,中水渐渐被视为水荒(尤其是农业水荒)问题的解决之道。然而,为了达到循环用水的州立卫生健康标准,降低能破坏农作物的盐含量,所需的污水处理费用成为了一项新的挑战。
加州大学河滨分校的研究人员制作出一个经济模型,该模型演示了污水被灵活处理的过程。在这个过程中,不同等级的处理出水混合在一起,用以优化产生供水,这种混合水不仅价格实惠,而且能满足甚至超过常规水质要求。
一篇名为《农业污水回用:用于经济有效的灌溉水源的区域水回用的决策支持模型发展》(Wastewater Reuse for Agriculture: Development of a Regional Water Reuse Decision-Support Model (RWRM) for Cost-Effective Irrigation Sources)的论文中对这一模型构架进行了描述。该论文发表在美国化学会《环境科学与技术》最近一期的供同行评议的网上期刊上。
“尽管回收利用处理后的废水并不是一个新概念,但由于人口的增长,外加经济与环境挑战,人们担心对水的需求越来越大,这个方法变得越来越有吸引力了,”加州大学河滨分校的化学与环境工程博士生琼·K. 特伦(Quynh K. Tran)、环境经济学与政策教授库尔特·施瓦贝(Kurt Schwabe)以及化学与环境工程的助理教授大卫·雅西毕(David Jassby)在论文中写到。
该研究团队制作出的这个污水回用模型中,假设处理后的污水符合加州的水体所含病原体标准,并致力于生产富含特定农作物类及草类所需的化学物质的灌溉用水。经不同处理工艺处理过的污水混合后,会产生对某些特定作物有益的营养素,这样就能减少化肥的开支,还能使中水更加经济实惠,研究人员说。
通常来说,未经处理的废水中营养素含量高,尤其是可以被植物所利用的氮、磷、钾的含量都很高。“然而,为了满足州以及联邦的水质管理条例,大多数传统的污水处理厂将未经处理的污水分别进行一级、二级、三级处理以及消毒杀菌处理,从而除去污水中大部分的营养素,”他们解释说。
研究人员确定了几种可行的污水处理技术和11个目前正在使用的污水处理步骤,而每一个处理步骤均包含一系列旨在满足某一特定要求的处理方法。
该团队用柑橘和草坪用草来对该经济模型进行测试。对于经过各种处理方法组合处理过的污水,他们则评估并对比了所花的费用及其水质的特点,排除了一些因无法产生最佳的化学混合物而难以实施的组合方法,而其他的组合方法则根据其化学成分产生了适宜的混合物。但是,有些方法对于中小型的污水处理厂来说,成本效益却不好。
特伦、施瓦贝和雅西毕发现,该模型说明“优化污水处理步骤,可以生产出适合一系列耐盐性不同的农作物的灌溉用水。相比于现行的传统污水处理方法,这就降低了其对土质和农作物质量的影响”。“把盐分、重金属和病原菌的含量降到最低,以便符合目前的管理条例和安全农业规范。”
利用这种混合技术获得的污水来代替淡水,用作农业灌溉用水水源,就可以把淡水资源省下来用于解决干旱导致的极度水荒问题。
翻译:赵欢
校对:dzmark7
文章来源:
https://scienceblog.com/487453/b ... ornia-cope-drought/
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