تحسين أنظمة العلاج

يوفر تطوير التقنيات المبتكرة والتحسينات على الأنظمة التقليدية طرقًا محسنة لمعالجة مياه الصرف الصحي. تهدف بعض استراتيجيات الإدارة الجديدة هذه إلى زيادة كفاءة المعالجة ، أو تحسين جودة مياه الصرف ، أو جني الأرباح من مورد ثمين يتم استرداده من مياه الصرف الصحي.

تحسين أنظمة الصرف الصحي

أدى الاستخدام الواسع لأنظمة الصرف الصحي إلى تطوير مجموعة متنوعة من التعديلات التي تلبي احتياجات العلاج الفريدة. تضمن خطوات المعالجة الإضافية هذه أن المياه العادمة التي تدخل البيئة نظيفة. نظرًا لأن هذه الأنظمة عادةً ما تقترن بالآبار كمصدر لمياه الشرب ، فإن هذا يحسن جودة مياه الشرب أيضًا.

استعادة الموارد

يشير استرداد الموارد إلى التقاط وإعادة استخدام المياه والمواد الصلبة من النفايات البشرية. تتضمن بعض استراتيجيات استعادة الموارد ما يلي:

• استصلاح المياه العذبة للري والاستخدامات الأخرى غير الصالحة للشرب ، والتي يمكن أن تقلل أيضًا من المياه اللازمة للصرف الصحي والمعالجة في المستقبل
• المخلفات الصلبة يستخدم للإضافة إلى التربة كسماد عند معالجته وفقًا للمعايير المناسبة (على سبيل المثال ، حلقة المواد الصلبة الحيوية سياتل ، الولايات المتحدة الأمريكية التي تستخدم الميكروبات والحرارة للهضم لإنشاء منتج لاستخدامه في الحدائق والغابات)
• الترشيح الدقيق ، التناضح العكسي, و UV (استعمل من قبل نظام تجديد المياه الجوفية في مقاطعة أورانج كاونتي، لمياه الشرب في لوس أنجلوس ، الولايات المتحدة الأمريكية)
• توليد الغاز الحيوي من خلال الهضم اللاهوائي والتقاط الميثان - غالبًا ما تستخدمه محطات معالجة مياه الصرف الصحي واسعة النطاق لاستعادة الموارد ومعالجة المواد الصلبة الحيوية وتخفيف انبعاثات غازات الاحتباس الحراري

يكتسب استرداد الموارد قوة دفع كحل لكل من الأنظمة الصغيرة اللامركزية ومحطات المعالجة المركزية الكبيرة. تشمل فوائد استراتيجيات استعادة الموارد ما يلي:

• إزالة العناصر الغذائية والملوثات التي تشكل خطورة على صحة الإنسان والمحيط.
• استعادة الموارد القيمة من النفايات.
• يمكن تنفيذه كنظام صرف صحي في حالة عدم وجوده أو تحسين / استبدال نظام معالجة قديم.

يتم عرض عمليتين بمزيد من التفصيل أدناه ، مع تقديم أمثلة على الابتكارات القائمة على الحاويات وعلى نطاق البلدية.

التربة

في هايتي ، المنظمة غير الحكومية التربة (سبل العيش المستدامة العضوية المتكاملة) تطبق تقنية استعادة الموارد لتوفير الصرف الصحي القائم على الحاويات. يوفر هذا النظام مراحيض بأمان لمن لا يستطيعون الوصول إليها ويقدم حلاً للتلوث والتآكل. تعمل المراحيض على تحويل البول وعزل النفايات الصلبة لجمعها أسبوعياً.

رسم توضيحي لعملية الصرف الصحي القائمة على حاويات التربة واستعادة الموارد. المصدر: SOIL

تقوم SOIL بجمع ونقل النفايات إلى منشأة سماد حيث يتم معالجتها وفقًا للمعايير المحددة من قبل منظمة الصحة العالمية. يتم بيع السماد النهائي للمزارعين لزيادة غلة محاصيلهم وتقليل التآكل.

جانيكي للطاقة الحيوية

من الناحية المثالية ، فإن استعادة الموارد تخلق قيمة من النفايات من خلال نظام حلقة مغلقة تمامًا ، كما يتضح من معالج Janicki Omni. يعمل معالج أومني على استيعاب الفضلات والقمامة البشرية وتحويلها إلى طاقة كهربائية ومياه شرب نظيفة. وهي تعمل كمحطة لتوليد الطاقة البخارية ، ومحرقة ، ونظام لتنقية المياه مدمجة في جهاز واحد. على الرغم من أن النظام لا يزال نموذجًا أوليًا في داكار ، السنغال ، إلا أنه يوضح إمكانية تعويض التكاليف المرتبطة بالعمليات (نظرًا لأنه ينتج طاقته الخاصة للتشغيل) ومدخلات الموارد الطبيعية (نظرًا لأن مياه الصرف الصحي والقمامة مجانية). إدراكًا للتكاليف الأولية العالية لبناء هذا النظام ، فإن معالج Omni هو بديل محتمل لمحطات معالجة مياه الصرف الصحي واسعة النطاق التي تخدم المدن في جميع أنحاء العالم.

معالج جانيكي أومني. المصدر: جانيكي للطاقة الحيوية

الحلول القائمة على الطبيعة

تستخدم عمليات المعالجة الطبيعية النباتات والميكروبات لتفكيك و / أو امتصاص و / أو حبس و / أو أكسجة الملوثات في المياه الملوثة أثناء انتقالها عبر البيئة. هذه العمليات الطبيعية تلتقط المياه السطحية والجوفية الملوثة وتصفيتها ، بما في ذلك الجريان السطحي الملوث من الأمطار ، قبل تصريفها في المحيط.

الفرص والاستفادة من الحلول القائمة على الطبيعة. المصدر: IUCN Water

الحلول القائمة على الطبيعة تشمل الأراضي الرطبة المبنية ، والأراضي الحيوية ، ورواسب الفحم النشط ، وبرك الاستيطان ، والمناطق العازلة على ضفاف النهر ، والمزيد. يزعم منتقدو الحلول القائمة على الطبيعة أنها قد لا توفر العلاج المناسب وإزالة مسببات الأمراض. ومع ذلك ، تتمثل الإستراتيجية الفعالة لتعزيز إزالة العوامل الممرضة في ضمان أن يوفر النظام تفاعلًا ممتدًا مع الأكسجين والميكروبات عن طريق إبطاء معدلات التدفق وربط الحلول القائمة على الطبيعة بخطوات معالجة إضافية من نظام مركزي أو لامركزي. هذه الاستراتيجيات لها فائدة إضافية تتمثل في توفير الموائل لدعم التنوع البيولوجي ، ودعم الترفيه (بما في ذلك الصيد والسياحة) ، والفوائد الجمالية على تقنيات المعالجة الأخرى.

استكشف هذين المثالين لإلقاء نظرة فاحصة على عمليات العلاج الطبيعية:

1. تم استخدام البنية التحتية الخضراء لتوفير معالجة إضافية لتصريف خزانات الصرف الصحي ، مما يعزز إزالة الملوثات ويقلل بشكل كبير من حجم المياه العادمة الداخلة خليج Guánica ، بورتوريكو.
2. تم استخدام Biochar (الفحم المنتج من المواد العضوية) وعشب نجيل الهند للتحكم في التآكل ولإزالة العناصر الغذائية في ساموا الأمريكية.

وضع اللوائح

تمثل التناقضات التنظيمية ، داخل وبين المجتمعات والمدن والدول والأمم ، تحديًا معقدًا لإدارة مياه الصرف الصحي. يجب تنفيذ الرصد المنتظم ووضع العتبات المحلية للملوثات التي تحملها المياه العادمة لتحديد وقت حدوث أحداث التلوث. مع عتبات محددة ، يمكن للمجتمعات أن تحدد بشكل أفضل متى يجب اتخاذ استجابات محددة ، مثل إغلاق الشواطئ للاستجمام أو إصدار تحذير بشأن المياه المغلية. معظم معايير المعالجة الحالية و / أو لوائح الصرف الصحي من المناطق المعتدلة ، ولكن يمكن استخدام هذه المعايير كنموذج لوضع معايير للرصد والتدخلات التي يجب اتخاذها في المناطق الاستوائية. في حين أن اللوائح قد تكون خارج نطاق عمل المديرين البحريين ، فإن الأدوات التي تم تطويرها كجزء من اللوائح في البلدان الأخرى قد تساعد في توجيه خطط وعتبات المراقبة لمعالجة تلوث مياه الصرف الصحي. استكشف الصفحات من 22 إلى 28 من دليل ممارس لتلوث مياه الصرف الصحي في المحيطات لمعرفة المزيد حول الأطر الحالية على المستوى الإقليمي والقطري ، بالإضافة إلى الفئات المختلفة التي يجب مراعاتها للوائح والقوانين ذات الصلة.

تم تنفيذ العديد من الأدوات من قبل وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) لتحديد عتبات الملوثات للمسطحات المائية والحياة المائية. أداة العتبة شائعة الاستخدام هي إجمالي الحمل اليومي الأقصى ، أو TMDL ، والتي تحد من كمية الملوثات المحددة المسموح بدخولها إلى جسم مائي. هذا فعال بشكل خاص لملوثات المياه العادمة المشتقة منها مصادر غير نقطية. تختص TMDLs بكمية الملوثات التي تدخل الجسم المائي بدلاً من مصدرها (مصادرها). عدد قليل من أدوات إضافية لوكالة حماية البيئة تشمل طبقات بيانات المغذيات (NPDAT) ، برنامج نمذجة جودة المياه (WASP) ، وأداة تشخيصية للضرر البيولوجي (كاديس).

جمعيات الصرف الصحي

تعتبر الاتحادات الإقليمية من الشركاء الرئيسيين لربط المديرين بالهيئات التنظيمية والمرافق. منظمات مثل جمعية المياه والصرف الصحي في منطقة البحر الكاريبيأطلقت حملة جمعية مياه المحيط الهادئ ومياه الصرف الصحي، و ال جمعية مياه المحيط الهادئ والنفايات هي موارد قيمة للمديرين الذين يتطلعون إلى التنقل في المتطلبات التنظيمية المطبقة عليهم والوصول إلى البيانات والأدوات والموارد الأخرى.

ملائمة النظام

يعرض الرسم البياني أدناه بعض الاعتبارات لتوجيه عملية صنع القرار في النظام بناءً على النفايات السائلة واللوائح وبيئة الاستلام. الأدوات التي تراعي المعايير الاجتماعية والصحية والبيئية في تحديد أنسب تدخلات الصرف الصحي غير متوفرة حاليًا. مع تطوير الأدوات المستقبلية ، من المهم تضمين رؤية الممارس البحري في درجة العلاج والتقنيات الأكثر فاعلية لحماية المحيط.

يوضح المخطط أعلاه الاعتبارات التي قد تتضمنها أدوات دعم قرار ملاءمة النظام المتكامل للنظر في الصحة والنظم البيئية والموارد والفعالية والقبول والاستدامة. المصدر: مقتبس من وكالة حماية البيئة الأمريكية

تواجه ماساتشوستس الساحلية تحديات تحميل المغذيات المرتبطة بتلوث المياه العادمة لعقود. استجابة لذلك ، أنشأت لجنة كيب كود موقعًا تفاعليًا على شبكة الإنترنت لتقنيات الصرف الصحي ، مصفوفة التقنيات. توضح هذه الأداة تفاصيل سمات وعيوب التقنيات المختلفة التي تجعلها مناسبة في سياقات مختلفة. التركيز بشكل خاص على إزالة المغذيات ، المعالجة الساحلية، والاستعادة تثبت أهمية هذا الموقع للممارسين البحريين. يوفر النقر فوق هذه التقنيات مزيدًا من المعلومات حول الحلول المتاحة والتي قد تكون أكثر توافقًا لظروف معينة.