生物反应器准备大干一番

去年夏天,墨西哥湾的“死区”横跨超过6400平方英里,超过三倍,你应该根据海湾缺氧工作组。氮径流从农场沿着密西西比河风在墨西哥湾,摄食藻类但剥夺其他海洋生物海藻分解时的氧气。密西西比河的12个州边境已经受命制定营养减少战略,但一个特别有效的策略并没有被广泛:生物反应器。

生物反应器是被动的过滤系统,利用细菌过程称为反硝化去除从25到45%的硝酸水从农田排水。生物反应器的研究和安装加速了在过去的十年里,但是伊利诺伊大学助理教授水质劳拉·克里斯蒂安森搬过去和她的同事们正在敦促概念向大规模部署。

“生物反应器是一种最有效的edge-of-field实践,但直到现在,他们还没有被大规模推广,“克里斯蒂安森说。

设计各有不同,但一般安排为40 - 80英亩的字段是一个大型(100 x 20英尺)坑坐落在排水管道流进沟渠或流。坑里满是富含碳的有机材料:通常木屑,但有时玉米棒,生物炭或其他物质。反硝化细菌在安家的有机材料和利用其碳作为能源转换在水中硝酸盐的无害的氮气占78%的气氛。

生物反应器作为氮管理策略的一个好处是他们的成本效益比。生物反应器可以安装成本约10000美元,但分摊费用可以通过美国农业部为大约一半的自然资源保护服务。重要的是,生物反应器通常运行了10年在木屑需要被取代。

“这是一个很大的预先成本和覆盖作物相比,但然后你,做了10年,“克里斯蒂安森笔记。

克里斯蒂安森放在一起的特刊《环境质量关注生物反应器。15篇文章问题总结生物反应器的最先进的技术,证实生物反应器可以有效的集成硝酸管理方法的一部分。

一个大型组件生物反应器效率的设计。

据克里斯蒂安森和其他专家的贡献特别问题,流量可以显著影响生物反应器的效率。低流量期间,水可以在生物反应器太久,设置条件不同的细菌产生有毒的硫化氢气体。同样,在高速流,水也可能通过快速高效脱氮。

“瓷砖排水系统从不流速度一致,“克里斯蒂安森解释道。“生物反应器设计战略优化保留时间和最大化硝酸盐去除没有不良的副产品。”

温度和季节性变化也会影响生物反应器的工作。

“硝酸损失的关键时期是早春,在植物生长和氮,“克里斯蒂安森说。“融雪使大量的水通过一个生物反应器,这取决于你在哪里。因为早春融雪和排水水冷却器,细菌不高效。”

克里斯蒂安森和她的同事们呼吁更多的油田规模研究优化设计条件独特的每个字段的集合。

“这就是我的兴趣是研究:提出更好的设计。但在硬币的另一面,我们不想变得如此先进的设计就变得很复杂。有一个美丽的简单沟木片,”克里斯蒂安森说。