حلول الإدارة الناشئة

إن تطوير التقنيات المبتكرة وإدخال تحسينات على الأنظمة التقليدية يوفر طرقًا محسنة لمعالجة مياه الصرف الصحي. تهدف بعض استراتيجيات الإدارة الجديدة هذه إلى زيادة كفاءة المعالجة، أو تحسين جودة مياه الصرف، أو تحقيق الربح من مورد قيم يتم استخلاصه من مياه الصرف الصحي.

زيادة كفاءة أنظمة الصرف الصحي

أدى الاستخدام الواسع النطاق لأنظمة الصرف الصحي إلى تطوير مجموعة متنوعة من التعديلات التي تلبي احتياجات العلاج الفريدة. تضمن خطوات المعالجة الإضافية هذه أن تكون مياه الصرف الصحي التي تدخل البيئة أكثر نظافة. وبما أن هذه الأنظمة عادة ما تكون مقترنة بالآبار كمصدر لمياه الشرب، فإن ذلك يؤدي إلى تحسين جودة مياه الشرب أيضًا. يمكن أن تشمل احتياجات العلاج زيادة قدرة وكفاءة الأنظمة أو تقليل الأحمال الغذائية. أصبحت تحسينات النظام هذه شائعة أكثر فأكثر، بل إنها مطلوبة في بعض الأماكن المعرضة بشكل خاص لتأثيرات مياه الصرف الصحي.

رؤية دراسة حالة من لونغ آيلاند ، نيويورك يصف الجهود المبذولة لاستبدال أنظمة الصرف الصحي القديمة بأنظمة تقليل النيتروجين بحقول ترشيح ضحلة يمكن أن تمنع ما يقرب من 95 ٪ من النيتروجين من مياه الصرف المتدفقة من دخول مستجمعات المياه والسماح بتجديد طبقات المياه الجوفية.

أنظمة استعادة الموارد

يشير استرداد الموارد إلى التقاط وإعادة استخدام المياه والمواد الصلبة من النفايات البشرية. تشمل فوائد استراتيجيات استعادة الموارد إزالة العناصر الغذائية والملوثات التي تشكل خطراً على صحة الإنسان والمحيطات واستعادة الموارد القيمة من النفايات. ويمكن أيضًا تنفيذها كنظام صرف صحي في حالة عدم وجوده أو تحسين/استبدال نظام معالجة قديم. تتضمن بعض استراتيجيات استعادة الموارد ما يلي:

• استصلاح المياه العذبة للري وغيره من الاستخدامات غير الصالحة للشرب، والتي يمكن أن تقلل أيضًا من المياه اللازمة للصرف الصحي والمعالجة في المستقبل.
• المخلفات الصلبة تضاف إلى التربة كسماد عند معالجتها بالمعايير المناسبة (على سبيل المثال، حلقة المواد الصلبة الحيوية سياتل، الولايات المتحدة الأمريكية والتي تستخدم الميكروبات والحرارة في عملية الهضم لإنشاء منتج يستخدم في الحدائق والغابات).
• التقطير الدقيق, التناضح العكسي, و UV لإنتاج مياه الشرب الصالحة للشرب (على سبيل المثال المستخدمة 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 واحتجاز غاز الميثان - وهو ما تستخدمه في كثير من الأحيان محطات معالجة مياه الصرف الصحي واسعة النطاق لاستعادة الموارد، ومعالجة المواد الصلبة الحيوية، والتخفيف من انبعاثات الغازات الدفيئة.

يكتسب استرداد الموارد زخمًا كحل لكل من الأنظمة اللامركزية الصغيرة ومحطات المعالجة المركزية الكبيرة.

يتم عرض ثلاثة مشاريع أو عمليات بمزيد من التفصيل أدناه، مع تقديم أمثلة على الحلول الصغيرة القائمة على الحاويات والابتكارات الكبيرة على نطاق البلديات.

الابتكارات الحديثة

• المرشحات الرملية المموهة العمل عن طريق تحريك المياه أولاً من خلال نسيج جيوتكستيل ومواد بلاستيكية ثم من خلال الرمل لمزيد من الترشيح. يوفر هذا النظام بديلاً لأنظمة الصرف الصحي في الموقع.
• حدائق المفاعلات الحيوية استخدام العمليات الطبيعية (إزالة المفاعلات الحيوية) في التربة والغطاء النباتي لتنظيف المياه القادمة من أنظمة الصرف الصحي. تعمل الحدائق على تقليل المكونات الأساسية لمياه الصرف الصحي: الأمونيا والنترات والفوسفور والبكتيريا من خلال ثلاث طبقات من النباتات. تعمل الطبقة العليا على تحلل الملوثات والكائنات الحية الطبيعية، وتحول الطبقة الوسطى الأمونيا إلى نترات، وتحتوي الطبقة الثالثة على رقائق الخشب والفحم الحيوي لتحويل النترات إلى غاز نيتروجين غير ضار. لقد تم استخدام حدائق المفاعلات الحيوية بشكل فعال في هاواي وبالاو، انظر ريدج إلى الشعاب المرجانية لمزيد من المعلومات حول هذه المشاريع.
• فلاتر زجاجية استخدم الزجاج المسحوق، بما في ذلك الزجاج المعاد تدويره من زجاجات البيرة والنبيذ، كغربال جزيئي لمعالجة مياه الصرف الصحي. يمكن استخدام نظام الترشيح الزجاجي في تطبيقات متعددة، بما في ذلك تصفية مياه الشرب ومعالجة المياه الصناعية. وقد بدأت هذه التكنولوجيا في الانتشار في أوروبا، بما في ذلك مصنع درايدن أكوا في اسكتلندا.
• زراعة الديدان تعتمد على استخدام الديدان لإزالة الملوثات من مياه الصرف الصحي. ويمكن إعادة استخدام المياه الناتجة في الزراعة، كما يتم إنتاج تربة قيمة. يتكون النظام من طبقة بها نشارة الخشب وديدان الأرض والميكروبات، وطبقة ثانية من الصخور المسحوقة، وطبقة ثالثة تعمل كحوض تصريف. لمزيد من المعلومات حول هذا النظام اقرأ دراسة الحالة هذه على زراعة الديدان في هاواي.

الحلول القائمة على الطبيعة

الحلول القائمة على الطبيعة هي إجراءات لحماية النظم البيئية الطبيعية والمعدلة وإدارتها بشكل مستدام واستعادتها والتي تعالج التحديات المجتمعية. في سياق مياه الصرف الصحي، تشير الحلول القائمة على الطبيعة إلى الاستخدام المخطط والمتعمد للنظم البيئية وخدمات النظم البيئية لتحسين نوعية المياه أو كميتها، وزيادة القدرة على التكيف مع تغير المناخ. المرجع بالنسبة لتلوث مياه الصرف الصحي، تستخدم الحلول القائمة على الطبيعة إستراتيجيات مثل النباتات والميكروبات لتفكيك و/أو امتصاص واحتجاز و/أو أكسجين الملوثات الموجودة في المياه الملوثة أثناء تحركها عبر البيئة. تعمل هذه العمليات الطبيعية على التقاط وتصفية المياه السطحية والجوفية الملوثة بشكل فعال، بما في ذلك الجريان السطحي الملوث الناتج عن هطول الأمطار، قبل تصريفها في المحيط.

تشمل الحلول القائمة على الطبيعة أيضًا الأراضي الرطبة المشيدة، والأراضي الحيوية، ورواسب الفحم المنشط، وبرك الاستيطان، والمناطق العازلة على ضفاف النهر، والمزيد. يمكن لهذه الاستراتيجيات أن تعزز إزالة مسببات الأمراض من خلال توفير تفاعل موسع مع الأكسجين والميكروبات عن طريق إبطاء معدلات التدفق وربط الحلول القائمة على الطبيعة بخطوات علاجية إضافية من نظام مركزي أو لا مركزي. كما أنها تتمتع بفائدة إضافية تتمثل في توفير الموائل لدعم التنوع البيولوجي، ودعم الترفيه (بما في ذلك صيد الأسماك والسياحة)، والفوائد الجمالية مقارنة بتقنيات المعالجة الأخرى.

استكشف هذه الأمثلة الثلاثة لإلقاء نظرة فاحصة على الحلول المستندة إلى الطبيعة:

1. In خليج Guánica ، بورتوريكو، تم استخدام البنية التحتية الخضراء، بما في ذلك حديقة المطر العشبية لنجيل الهند، لتوفير معالجة إضافية لتصريف خزان الصرف الصحي، وتعزيز إزالة الملوثات وتقليل حجم مياه الصرف الصحي التي تدخل الخليج بشكل كبير.
2. In ساموا الأمريكيةتم استخدام الفحم الحيوي (الفحم المنتج من المواد العضوية) وعشب نجيل الهند للتحكم في التآكل ولإزالة العناصر الغذائية.
3. في مجلة جمهورية الدومينيكان، تم استخدام الأراضي الرطبة المشيدة (مسطحات مائية ضحلة أو أحواض مملوءة بالحصى أو الوسائط الهندسية المزروعة بالنباتات التي تتكيف مع تدفق المياه) للمساعدة في تلبية الحاجة الكبيرة لالتقاط ومعالجة مياه الصرف الصحي.

وضع وتنفيذ لوائح الصرف الصحي

يمكن أن تكون القوانين واللوائح والمدونات حلولاً فعالة للغاية للتخفيف من تلوث مياه الصرف الصحي، ولكن قد يكون من الصعب إنشاؤها أو تعديلها أو التأثير عليها. تتضمن أمثلة استراتيجيات مياه الصرف الصحي المتعلقة بالتنظيم ما يلي: المرجع

• الضبط معايير تصريف مياه الصرف الصحي، وهو أحد الأساليب الأكثر شيوعًا لتنظيم وتقليل تلوث مياه الصرف الصحي ولكنه يمكن أن يكون معقدًا ويمثل توليد البيانات المطلوبة مهمة ضخمة.
• تحديد أهداف مستوى العلاجحيث يتم تحديد هدف الحد من التلوث لكل مرحلة من مراحل العلاج (الابتدائية والثانوية والثالثية).
• وضع هدف تقليل حمل الملوثات، حيث يتم إنشاء سياسة تحدد هدفًا محددًا لتقليل الملوثات بمرور الوقت (على سبيل المثال، تقليل ما لا يقل عن 50% من العناصر الغذائية الزائدة والمواد الكيميائية الأخرى).

ستختلف اللوائح والسياسات الخاصة بإدارة مياه الصرف الصحي بناءً على الجهود المحلية والإقليمية والوطنية بالإضافة إلى السياق الاجتماعي والبيئي والسياسي. تصفح الصفحات 22-28 من دليل ممارس لتلوث مياه الصرف الصحي في المحيطات لمعرفة المزيد حول الأطر القائمة على المستوى الإقليمي والقطري، مثل أهداف التنمية المستدامة (SDGs)، بالإضافة إلى الإجراءات المختلفة التي يجب مراعاتها عند محاولة إنشاء أو تعديل أو التأثير على قوانين أو لوائح أو قواعد مياه الصرف الصحي. وتشمل الأمثلة: النظر في القوانين واللوائح المتعلقة بالتلوث الأرضي وجودة المياه، وكتابة التشريعات الوطنية لتحسين جودة المياه، وتطوير مبادرات الاقتراع لتمويل البنية التحتية لمياه الصرف الصحي وإدارة النفايات. راجع أيضاً قسم التعاون للحصول على مزيد من المعلومات حول التنسيق بين القطاعات واتباع نهج متكامل لمعالجة تلوث مياه الصرف الصحي.