Die Entwicklung innovativer Technologien und Verbesserungen konventioneller Systeme bieten verbesserte Methoden zur Abwasserbehandlung. Einige dieser neuen Managementstrategien zielen darauf ab, die Behandlungseffizienz zu erhöhen, die Qualität des Abwassers zu verbessern oder Gewinn aus einer wertvollen Ressource zu erzielen, die aus Abwasser gewonnen wird.

Verbesserung der septischen Systeme

Die weit verbreitete Verwendung von septischen Systemen hat zur Entwicklung einer Vielzahl von Modifikationen geführt, die auf einzigartige Behandlungsbedürfnisse eingehen. Diese zusätzlichen Behandlungsschritte sorgen dafür, dass das Abwasser, das in die Umwelt gelangt, sauberer ist. Da diese Systeme in der Regel mit Brunnen als Trinkwasserquelle gepaart sind, verbessert dies auch die Trinkwasserqualität.

Siehe die Fallstudie aus Long Island, New York Beschreibung der Bemühungen, alte Kläranlagen durch stickstoffreduzierende Systeme durch flache Laugungsfelder zu ersetzen, die verhindern können, dass etwa 95% des Stickstoffs aus dem Abwasser in die Wasserscheide gelangen, und die Grundwasserleiter wieder aufladen können.

Ressourcenwiederherstellung

Ressourcenrückgewinnung bezieht sich auf die Gewinnung und Wiederverwendung von Wasser und Feststoffen aus menschlichen Abfällen. Einige Strategien zur Ressourcenwiederherstellung umfassen:

• Süßwasserrückgewinnung für die Bewässerung und andere nicht trinkbare Zwecke, wodurch auch der Wasserverbrauch für zukünftige sanitäre Einrichtungen und Behandlungen reduziert werden kann
• Biosolids Wird verwendet, um dem Boden als Dünger zuzusetzen, wenn er nach geeigneten Standards behandelt wird (z. Schleife Biosolids Seattle, USA, das Mikroben und Wärme für die Verdauung verwendet, um ein Produkt für Gärten und Wälder zu entwickeln)
• Mikrofiltration, Umkehrosmose, und UV (benutzt von Grundwassernachfüllsystem des Orange County Water Districtfür Trinkwasser in Los Angeles, USA)
• Biogaserzeugung durch anaerobe Gärung und Methanabscheidung - häufig in großen Kläranlagen eingesetzt, um Ressourcen zurückzugewinnen, Biosolide zu behandeln und Treibhausgasemissionen zu verringern

Die Ressourcenrückgewinnung gewinnt als Lösung sowohl für kleine, dezentrale Systeme als auch für große, zentrale Kläranlagen an Bedeutung. Zu den Vorteilen von Ressourcenwiederherstellungsstrategien gehören:

• Entfernung von Nährstoffen und Schadstoffen, die für die Gesundheit von Mensch und Meer gefährlich sind.
• Aus Abfällen wertvolle Ressourcen zurückgewinnen.
• Kann als Sanitärsystem eingesetzt werden, wo es noch keines gab oder ein veraltetes Behandlungssystem verbessern/ersetzen.

Im Folgenden werden zwei Vorgänge ausführlicher vorgestellt, die Beispiele für Innovationen auf Containerbasis und auf kommunaler Ebene enthalten.

SOIL

In Haiti hat die Nichtregierungsorganisation BODEN (Nachhaltige organische integrierte Lebensgrundlagen) setzt Ressourcenrückgewinnungstechnologie ein, um Container-basierte Hygiene bereitzustellen. Dieses System bietet Menschen ohne Zugang sicher Toiletten und bietet eine Lösung gegen Verschmutzung und Erosion. Toiletten leiten Urin um und isolieren feste Abfälle zur wöchentlichen Sammlung.

Illustration des auf SOIL-Containern basierenden Sanierungs- und Ressourcenrückgewinnungsprozesses. Quelle: BODEN

SOIL sammelt und transportiert Abfälle zu einer Kompostieranlage, wo sie nach den von der Weltgesundheitsorganisation festgelegten Standards behandelt werden. Der fertige Dünger wird an Landwirte verkauft, um ihre Ernteerträge zu steigern und die Erosion zu reduzieren.

Janicki Bioenergie

Im Idealfall schafft die Ressourcenrückgewinnung Wert aus Abfall durch ein vollständig geschlossenes Kreislaufsystem, wie am Beispiel des Janicki Omni-Prozessors. Der Omni-Prozessor nimmt menschlichen Abfall und Müll auf und wandelt ihn in Strom und sauberes Trinkwasser um. Es funktioniert wie ein Dampfkraftwerk, eine Verbrennungsanlage und eine Wasserfilteranlage in einem. Obwohl es sich noch immer um einen Prototyp in Dakar, Senegal, handelt, demonstriert das System das Potenzial, die Betriebskosten (da es seine eigene Energie zum Betrieb erzeugt) und die natürlichen Ressourcen (da Abwasser und Müll kostenlos sind) auszugleichen. Angesichts der hohen Anschaffungskosten für den Bau dieses Systems ist der Omni Processor ein potenzieller Ersatz für große Kläranlagen in Städten auf der ganzen Welt.

Janicki Omni-Prozessor. Quelle: Janicki Bioenergie

Naturbasierte Lösungen

Natürliche Aufbereitungsprozesse verwenden Pflanzen und Mikroben, um Schadstoffe in kontaminiertem Wasser abzubauen, zu absorbieren, einzuschließen und/oder mit Sauerstoff anzureichern, während es sich durch die Umwelt bewegt. Diese natürlichen Prozesse fangen und filtern effektiv kontaminiertes Oberflächen- und Grundwasser, einschließlich verschmutzten Abflusses durch Regenfälle, bevor es in den Ozean eingeleitet wird.

Chancen und Vorteile von naturbasierten Lösungen. Quelle: IUCN Wasser

Naturbasierte Lösungen umfassen konstruierte Feuchtgebiete, Biosale, Aktivkohlelagerstätten, Siedlungsteiche, Uferpufferzonen und mehr. Kritiker naturbasierter Lösungen behaupten, dass sie möglicherweise keine angemessene Behandlung und Entfernung von Krankheitserregern bieten. Eine wirksame Strategie zur Verbesserung der Entfernung von Krankheitserregern besteht jedoch darin, sicherzustellen, dass das System eine erweiterte Interaktion mit Sauerstoff und Mikroben bietet, indem die Flussraten verlangsamt und die naturbasierten Lösungen mit zusätzlichen Behandlungsschritten aus einem zentralen oder dezentralen System gekoppelt werden. Diese Strategien haben den zusätzlichen Vorteil, dass sie Lebensraum zur Unterstützung der biologischen Vielfalt bieten, die Erholung (einschließlich Fischerei und Tourismus) unterstützen und ästhetische Vorteile gegenüber anderen Behandlungstechnologien haben.

Sehen Sie sich diese beiden Beispiele an, um einen genaueren Blick auf natürliche Behandlungsprozesse zu werfen:

1. Grüne Infrastruktur wurde verwendet, um die Ableitung von Klärgruben zusätzlich zu behandeln, die Entfernung von Verunreinigungen zu verbessern und die Menge des eintretenden Abwassers erheblich zu reduzieren Guánica-Bucht, Puerto Rico.
2. Biokohle (aus organischem Material hergestellte Holzkohle) und Vetivergras wurden zum Erosionsschutz und zur Entfernung von Nährstoffen in Amerikanischen Samoa-Inseln.

Einstellungsvorschriften

Gesetzliche Inkonsistenzen innerhalb und zwischen Gemeinden, Städten, Staaten und Nationen stellen eine komplexe Herausforderung für das Abwassermanagement dar. Es sollten regelmäßige Überwachungen und die Festlegung lokaler Schwellenwerte für Schadstoffe im Abwasser durchgeführt werden, um zu erkennen, wann Verschmutzungsereignisse auftreten. Mit definierten Schwellenwerten können Gemeinden besser bestimmen, wann bestimmte Maßnahmen ergriffen werden sollten, z. Die meisten bestehenden Behandlungsstandards und/oder Abwasserverordnungen stammen aus gemäßigten Regionen, aber diese Standards können als Modell verwendet werden, um Standards für die Überwachung und Interventionen in tropischen Zonen festzulegen. Auch wenn Vorschriften möglicherweise nicht in den Arbeitsbereich der Meeresmanager fallen, können die als Teil der Vorschriften in anderen Ländern entwickelten Instrumente dabei helfen, die Überwachungspläne und Schwellenwerte zur Bekämpfung der Abwasserverschmutzung zu leiten. Entdecken Sie die Seiten 22-28 von Ein Leitfaden für Praktiker zur Verschmutzung des Ozeanabwassers um mehr über bestehende Rahmenbedingungen auf regionaler und Länderebene sowie über verschiedene Kategorien zu erfahren, die für relevante Vorschriften und Kodizes zu berücksichtigen sind.

Die US-Umweltschutzbehörde EPA hat mehrere Instrumente eingeführt, um Schadstoffgrenzwerte für Gewässer und Wasserlebewesen festzulegen. Ein häufig verwendetes Schwellenwertinstrument ist eine maximale tägliche Gesamtfracht oder TMDL, die die Menge eines bestimmten Schadstoffs begrenzt, die in einen Wasserkörper gelangen darf. Dies ist besonders effektiv bei Abwasserverunreinigungen, die von Nichtpunktquellen. TMDLs befassen sich eher mit der Menge der Verunreinigungen, die in ein Gewässer gelangen, als mit deren Quelle (n). Einige der zusätzliche EPA-Tools Nährstoffdatenschichten einschließen (NPDAT), ein Programm zur Modellierung der Wasserqualität (WESPE) und ein diagnostisches Instrument für biologische Beeinträchtigungen (CADDIS).

Abwasserverbände

Regionale Verbände sind wichtige Partner, um Manager mit Regulierungsbehörden und Versorgungsunternehmen zu verbinden. Organisationen wie die Karibischer Wasser- und Abwasserverband, der Pazifischer Wasser- und AbwasserverbandUnd der Pacific Water & Wastes Association sind wertvolle Ressourcen für Manager, die sich mit den für sie geltenden regulatorischen Anforderungen auseinandersetzen und auf Daten, Tools und andere Ressourcen zugreifen möchten.

Systemtauglichkeit

Die folgende Tabelle enthält einige Überlegungen zur Entscheidungsfindung im System auf der Grundlage des Abwassers, der Vorschriften und der Empfangsumgebung. Derzeit fehlen Instrumente, die soziale, gesundheitliche und ökologische Kriterien bei der Bestimmung der am besten geeigneten Hygienemaßnahmen berücksichtigen. Bei der Entwicklung zukünftiger Instrumente ist es wichtig, Einblicke in den Behandlungsgrad und die effektivsten Technologien zum Schutz des Ozeans zu erhalten.

Das obige Schema enthält Einzelheiten zu Überlegungen, die integrierte Tools zur Unterstützung der Entscheidung über die Systemeignung umfassen können, um Gesundheit, Ökosysteme, Ressourcen, Wirksamkeit, Akzeptanz und Nachhaltigkeit zu berücksichtigen. Quelle: Nach US EPA

Das Küstengebiet von Massachusetts steht seit Jahrzehnten vor Herausforderungen im Zusammenhang mit der Nährstoffbelastung im Zusammenhang mit der Abwasserverschmutzung. Als Reaktion darauf hat die Cape Cod-Kommission eine interaktive Website mit Sanitärtechnologien zusammengestellt. Technologie-Matrix. Dieses Tool beschreibt die Attribute und Mängel verschiedener Technologien, die sie in unterschiedlichen Kontexten geeignet machen. Besonderes Augenmerk auf Nährstoffentfernung, Küstensanierungund Restaurierung zeigen die Relevanz dieser Website für Meerespraktiker. Durch Klicken auf diese Technologien erhalten Sie weitere Informationen zu verfügbaren Lösungen, die unter bestimmten Umständen am besten kompatibel sind.