Очистка сельскохозяйственных сточных вод - Agricultural wastewater treatment

Прибрежный буфер выстилает ручей в Айова

Очистка сельскохозяйственных сточных вод это управление фермой повестка дня по контролю загрязнения от поверхностный сток которые могут быть загрязнены химическими веществами в удобрение, пестициды, жидкий навоз, пожнивные остатки или орошение воды.

Загрязнение из неточечных источников

Загрязнение из неточечных источников от ферм вызвано поверхностный сток с полей во время ливня. Сельскохозяйственные стоки являются основным источником загрязнение, в некоторых случаях единственный источник, во многих водоразделы.[1]

Сток наносов

Сильно эродируемые почвы на ферме в Айова

Почва смытые поля - крупнейший источник сельскохозяйственное загрязнение В Соединенных Штатах. Избыточный осадок вызывает высокий уровень мутность в водоемах, которые могут препятствовать росту водные растения, засорять рыбы жабры и задушить животное личинки.[1]

Фермеры могут использовать контроль эрозии уменьшить сток и сохранить почву на своих полях. Общие техники включают:

Сток питательных веществ

Основная статья: Загрязнение питательными веществами
Разбрасыватель навоза

Азот и фосфор являются основными загрязнителями, обнаруженными в сточных водах, и они применяются к сельхозугодьям несколькими способами, например, в виде коммерческих удобрение, животное навоз, или бытовые или промышленные сточные воды (сточные воды) или отстой. Эти химические вещества также могут попадать в стоки из пожнивные остатки, орошение воды, дикая природа, и атмосферное осаждение.[4]:п. 2–9

Фермеры могут разработать и внедрить управление питательными веществами планирует снизить воздействие на качество воды за счет:

  • картографирование и документирование полей, типов культур, типы почвы, водоемы
  • разработка реалистичных урожай прогнозы
  • проведение почвенные испытания и анализы питательных веществ внесенного навоза и / или ила
  • определение других важных источников питательных веществ (например, поливной воды)
  • оценка важных объектов месторождения, таких как сильно эродируемые почвы, подземные дрены и неглубокие водоносные горизонты
  • внесение удобрений, навоза и / или ила на основе реалистичных целей урожайности и использования точное земледелие техники.[4]:стр. 4–37–4–38[5]

Пестициды

Применение с воздуха (опудривание урожая) пестициды через соя поле в США

Пестициды широко используются фермерами для борьбы с растениями вредители и улучшить производство, но химические пестициды также могут вызывать качество воды проблемы. Пестициды могут появляться в Поверхность воды из-за:

  • прямое нанесение (например, распыление с воздуха или вещание над водоемами)
  • сток во время ливня
  • дрейф антенны (от соседних полей).[4]:стр.2–22

Некоторые пестициды также были обнаружены в грунтовые воды.[4]:стр.2–24

Фермеры могут использовать Комплексная борьба с вредителями (IPM) методы (которые могут включать биологическая борьба с вредителями ) для поддержания контроля над вредителями, уменьшения зависимости от химических пестицидов и защиты качества воды.[6][7]

Существует несколько безопасных способов утилизации излишков пестицидов, кроме как путем локализации на хорошо управляемых свалках или путем сжигание. В некоторых частях мира разрешенным методом утилизации является распыление на сушу.[8][9][нужна цитата ]

Загрязнение из точечных источников

Фермы с большими домашний скот и домашняя птица операции, такие как фабричные фермы, может быть основным источником точечный источник Сточные Воды. В США эти объекты называются концентрированные операции по кормлению животных или же операции по кормлению животных в закрытых помещениях и подвергаются усилению правительства регулирование.[10]

Отходы животных

Кормление животных в закрытых помещениях Соединенные Штаты

Составляющие сточных вод животных обычно содержат[11][12]

Отходы животных от крупного рогатого скота могут производиться в виде твердого или полутвердого навоза или в виде жидкого навоза. суспензия. Производство жидкого навоза особенно распространено среди молочного скота в помещениях.

Уход

Хотя кучи твердого навоза на открытом воздухе могут привести к загрязнению сточных вод от стоков, этот тип отходов обычно относительно легко обрабатывать путем локализации и / или накрывания кучи.

Навозные жижи требуют особого обращения и обычно обрабатываются путем удержания в лагунах перед утилизацией распылением или капельным нанесением на пастбища. Построенные водно-болотные угодья иногда используются для облегчения обработки отходов животноводства, как и анаэробные лагуны. Чрезмерное внесение или внесение на влажную землю или недостаточную площадь суши может привести к прямому стоку в водотоки, что может вызвать серьезные загрязнение. Нанесение жидких растворов на вышележащие земли водоносные горизонты может привести к прямому загрязнению или, чаще, к повышению уровня азота, поскольку нитрит или нитрат.

Удаление любых сточных вод, содержащих отходы животного происхождения, до водозабора питьевой воды может создавать серьезные проблемы для здоровья пьющих воду из-за высокорезистентных спор, присутствующих у многих животных, которые способны вызывать у людей заболевание, приводящее к инвалидности. Этот риск существует даже при очень низком уровне просачивания через мелкие поверхностные стоки или в результате дождевого стока.

Некоторые суспензии животных обрабатывают путем смешивания с соломинкой и компостированный при высокой температуре для получения бактериологически стерильного и рыхлого навоза для улучшения почвы.

Отходы свиноводства

Боров сарай или свинарник

Отходы свиноводства сравнимы с другими отходами животноводства и обрабатываются так же, как и обычные отходы животноводства, за исключением того, что многие отходы свиноводства содержат повышенные уровни медь которые могут быть токсичными в окружающей среде. Жидкую фракцию отходов часто отделяют и повторно используют в свинарнике, чтобы избежать чрезмерно высоких затрат на утилизацию богатой медью жидкости. Аскарида черви и их яйца также часто встречаются в отходах свиноводства и могут заразить людей, если очистки сточных вод неэффективен.

Силосный щелок

Свежий или увядший трава или другие зеленые культуры могут быть превращены в полу-ферментированный продукт называется силос которые можно хранить и использовать в качестве зимних кормов для крупного рогатого скота и овец. При производстве силоса часто используются кислотные кондиционеры, такие как серная кислота или же муравьиная кислота. В процессе производства силоса часто образуется желто-коричневая жидкость с сильным запахом, очень богатая простыми веществами. сахара, алкоголь, короткоцепочечные органические кислоты и кондиционер для силоса. Этот ликер является одним из самых загрязняющих веществ из известных. Объем производимого силосного раствора обычно пропорционален содержанию влаги в силосованном материале.

Уход

Щелок для силоса лучше всего лечить путем предотвращения увядания культур задолго до производства силоса. Любой производимый силосный раствор может использоваться как часть корма для свиней. Наиболее эффективная обработка заключается в удерживании в лагуне для навозной жижи и последующем внесении на сушу после значительного разбавления жидким навозом. Удерживание силосного раствора само по себе может вызвать структурные проблемы в бетонных ямах из-за кислой природы силосного раствора.

Отходы доильного зала (молочного животноводства)

Хотя молоко является важным пищевым продуктом, его присутствие в сточных водах сильно загрязняет окружающую среду из-за его органической силы, что может привести к очень быстрому деоксигенация приемных вод. Доильный зал отходы также содержат большие объемы смывной воды, некоторые отходы животноводства вместе с очисткой и дезинфекция химикаты.

Уход

Отходы доильных залов часто обрабатываются в примесь с бытовыми сточными водами в местном очистка сточных вод растение. Это гарантирует, что дезинфицирующие и чистящие средства будут достаточно разбавлены и поддаются обработке. Сброс сточных вод доения в лагуну для навозной жижи на ферме является возможным вариантом, хотя это имеет тенденцию очень быстро расходовать емкость лагуны. Распространение земли также является вариантом лечения. Смотрите также Очистка промышленных сточных вод.[13]

Отходы убоя

Сточные воды от забоя скота аналогичны отходам доильных залов (см. Выше), хотя они значительно сильнее по своему органическому составу и, следовательно, потенциально более загрязняют окружающую среду.

Уход

Что касается отходов доильного зала (см. Выше).

Вода для мытья овощей

Мытье овощи производит большие объемы воды, загрязненной почвой и кусочками овощей. Низкие уровни пестицидов, используемых для обработки овощей, также могут присутствовать вместе с умеренными уровнями дезинфицирующих средств, таких как хлор.

Уход

Большинство вод для мытья овощей подвергаются интенсивной переработке, твердые частицы удаляются путем отстаивания и фильтрации. Восстановленный грунт можно вернуть в землю.

Firewater

Хотя немногие хозяйства планируют пожары, тем не менее, пожары на фермах чаще, чем во многих других промышленных помещениях. Запасы пестицидов, гербицидов, мазута для сельскохозяйственной техники и удобрений могут способствовать разжиганию огня и могут присутствовать в опасных для окружающей среды количествах в огненная вода из пожаротушение на фермах.

Уход

Все планы управления окружающей средой на фермах должны предусматривать локализацию значительного количества пожарной воды и ее последующее восстановление и утилизацию специализированными компаниями по утилизации.[14] Концентрация и смесь загрязняющих веществ в воде для пожаротушения делает ее непригодной для любого метода очистки, доступного на ферме. В прошлом даже распространение земли создавало серьезные проблемы со вкусом и запахом для компаний, занимающихся водоснабжением ниже по течению.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Агентство по охране окружающей среды США (EPA). Вашингтон, округ Колумбия. «Защита качества воды от сельскохозяйственных стоков». Март 2005 г. Документ № EPA 841-F-05-001.
  2. ^ Служба охраны природных ресурсов США (NRCS). Форт-Уэрт, Техас. Национальный стандарт природоохранной деятельности: контурное земледелие ».[постоянная мертвая ссылка ] Код 330. Июнь 2007 г.
  3. ^ NRCS. Национальный стандарт природоохранной деятельности: мульчирование ».[постоянная мертвая ссылка ] Код 484. Сентябрь 2008 г.
  4. ^ а б c d е Национальные меры управления по контролю загрязнения из неточечных источников от сельского хозяйства (Отчет). EPA. Июль 2003 г. EPA 841-B-03-004.
  5. ^ NRCS. «Национальный стандарт природоохранной деятельности: управление питательными веществами».[постоянная мертвая ссылка ] Код 590. Август 2006 г.
  6. ^ NRCS. Национальный стандарт природоохранной деятельности: борьба с вредителями ».[постоянная мертвая ссылка ] Код 595. Июль 2008 г.
  7. ^ EPA. «Интегрированные принципы борьбы с вредителями». 13 марта 2008 г.
  8. ^ Тиц, Джефф (14 декабря 2006 г.). "Босс Хог" (PDF). Заповедник водно-болотных угодий. Получено 5 марта, 2016.
  9. ^ «Управление отходами пестицидов» (PDF). Орегон, губернатор. Программа по обращению с опасными отходами Департамента качества окружающей среды штата Орегон. Архивировано из оригинал (PDF) 2 февраля 2017 г.. Получено 5 октября 2016.
  10. ^ «Операции по кормлению животных». Национальная система удаления выбросов загрязняющих веществ. EPA. 2017-01-17.
  11. ^ Справочник по анаэробному сбраживанию молочных отходов В архиве 15 октября 2013 г. Wayback Machine
  12. ^ «Сельскохозяйственные отходы». usatanksales.com. Архивировано из оригинал на 2013-12-10. Получено 2013-10-15.
  13. ^ "Очистки сточных вод".
  14. ^ «Управление пожарной водой и крупными разливами - Руководство по охране окружающей среды PPG18 (получено 19 апреля 2009 г.)» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 19 декабря 2007 г.

внешняя ссылка