Stratégies de contrôle en temps réel pour l’amélioration du traitement dans les zones humides pour les eaux pluviales
Real time control of stormwater constructed wetlands for improved treatment
- Auteurs
- Shi Xixi, Shi Baiqian, Zhang Kefeng, Delgado Yussi, Payne Emily, Mccarthy David
- Résumé court
- Les zones humides de traitement des eaux pluviales sont un type d'infrastructure verte conçue pour éliminer les pollutions. Cependant, des études ont montré une incohérence dans la capacité de ces systèmes à éliminer les agents pathogènes d'un événement à l'autre. Notre travail est une première tentative d’appliquer des stratégies de contrôle en temps réel (CTR) aux zones humides. Deux stratégies CTR ont été developées et validées à l'aide d'expériences en laboratoire basées sur trois niveaux de précipitations différents. La 1ère (exutoire fermé 24h) consiste à fermer l'exutoire pendant 24h avant de libérer l'eau visant à prolonger le temps de rétention moyen de la zone humide. La 2ème (pré-drainage) consiste à drainer la zone humide 24h avant le début de l'événement pluvieux, ce qui vise à libérer de l'eau propre et à maximiser la capacité de traitement de la zone humide (en réduisant le volume contourné). Le volume de pré-vidange dépend de la taille des précipitations prévues et du niveau d'eau minimum. Les résultats montrent que les deux stratégies améliorent les réductions de la concentration moyenne d'événement (EMC) pour E. coli, avec une amélioration médiane de réduction de 0,66 log par rapport aux non-CTR. La performance en terme d’E. coli était variable selon les événements, et il a été constaté que l'amélioration par CTR est plus significative pour les événements plus petits que pour les événements plus importants. De plus, les performances de traitement semblent diminuer avec le temps, ce qui suggère la nécessité d'un suivi à long terme. Cette étude suggère que les contrôles actifs peuvent améliorer les conceptions de zones humides standard ou médiocres pour un meilleur traitement microbien et d’autres applications.
- Summary
- Stormwater constructed wetlands is a type of green infrastructure designed to remove pollutants. However, studies have shown inconsistency in the ability of wetlands to remove pathogens across events. Our work shows the first attempt to apply real-time control (RTC) strategies to stormwater wetlands. We developed two RTC strategies and validated them using long-term laboratory experiments with three different rainfall sizes. Strategy 1 (Close outlet 24 hours) is to close the outlet for 24 hours and then release water, aims to extend the average retention time of the wetland. Strategy 2 (Pre-drain) is to drain the wetland 24-hours before the rainfall event starts, which aims to release clean water prior to an event and maximize the wetland treatment capacity (i.e. reduce bypass). The pre-drain volume depends on the predicted rainfall size and the minimum water level. Results show that both strategies improve E. coli Event Mean Concentration (EMC) reductions, achieving a median of 0.66 log reduction improvement compared with non-RTC. E. coli treatment performance was variable across events, and it was found that RTC improvement is more significant in smaller events than lager events. In addition, the wetland treatment performance appeared to decrease over time, which suggested the necessity for long-term monitoring. This study suggests that active controls can improve upon standard or poor wetland designs for better microbial treatment and the potentials for other purposes.
- Mots-clés
- contrôle en temps réel (CTR), Escherichia coli, surveillance en temps réel, eaux de ruissellement urbain, zone humide