Wielowarstwowy system odwadniający inspirowany naturą do oczyszczania wód opadowych z terenów rolniczych

Wielowarstwowy system filtracyjny inspirowany procesami biologicznymi, wykorzystujący biowęgiel i inne podłoża do oczyszczania ścieków rolniczych oraz wody z drenażu podpowierzchniowego, opracowany przez Alchemia-nova GmbH i BOKU w ramach finansowanego przez UE projektu WaterAgri (Horyzont 2020, umowa o dotację nr 858735). System obejmuje dwie konfiguracje: filtr Drainagarden z 20-centymetrową warstwą podłoża Drainingarden® (10% gruboziarnistego zeolitu), pod którą znajdują się warstwy żwiru o grubości 5 cm i 15 cm; oraz filtr glebowy z 40-centymetrową warstwą gleby charakterystycznej dla danego terenu. Wody opadowe są zbierane za pomocą 30-metrowej rury z PVC wyposażonej w trójdrożny rozdzielacz, a zasilanie urządzeń monitorujących zapewnia wyspa fotowoltaiczna skierowana na południe. System jest przeznaczony do stosowania na stabilnym podłożu z płytami betonowymi i ubitymi podporami rozmieszczonymi w odstępach co 3 m. Konserwacja obejmuje usuwanie chwastów co dwa tygodnie oraz comiesięczną kontrolę drewnianych podpór. Zautomatyzowana praca oparta na sile grawitacji minimalizuje ryzyko zatkania. Monitoring obejmuje pomiar odpływu wody, wilgotności gleby, temperatury (na głębokości 2–30 cm) oraz składników odżywczych w ściekach (PO₄-P, NO₃-N, NH₃-N, pH, EC), przy czym system aktywuje się za pomocą przełącznika hydrostatycznego podczas opadów deszczu i dezaktywuje się po 12 godzinach bezczynności. Biowęgiel pokryty warstwą Mg(OH)₂ poprawia retencję azotu i fosforu, choć początkowo może wystąpić wymywanie fosforu. Testy z użyciem znaczników wskazują na niejednorodny przepływ. Koszty stałe wynoszą od 686 do 764 euro na system, a do tego dochodzą koszty operacyjne związane z wizytami w odległych lokalizacjach i analizami laboratoryjnymi. Korzyści obejmują odzyskiwanie składników odżywczych poprzez ponowne wykorzystanie biowęgla jako nawozu, lepsze zatrzymywanie wody oraz odporność na zmiany klimatu. Wyzwania obejmują wydajność na zboczach o nachyleniu 1–5%, przy czym bardziej strome nachylenia wymagają dalszych badań, oraz ryzyko przeciążenia zbiornika podczas długotrwałych opadów. Filtry naziemne na małą skalę mają niewielki wpływ na środowisko, ale większe instalacje mogą wymagać przeprowadzenia ocen oddziaływania na środowisko. Projekt jest finansowany w ramach programu Unii Europejskiej „Horyzont 2020”. Kontakt: eriona.canga@alchemia-nova.net, alchemia-nova GmbH, Wiedeń, Austria. Strona internetowa: https://www.alchemia-nova.net/. System wspiera zrównoważone rolnictwo poprzez poprawę żyzności gleby i gospodarki wodnej przy jednoczesnym zmniejszeniu oddziaływania na środowisko.