新たな管理ソリューション

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治療システムの改善

革新的な技術の開発と従来のシステムの改善により、廃水を処理するための強化された方法が提供されます。 これらの新しい管理戦略のいくつかは、処理効率の向上、排水の水質の改善、または廃水から回収された貴重な資源から利益を生み出すことを目的としています。

浄化槽システムの改善

浄化槽システムの普及により、独自の処理ニーズに対応するさまざまな変更が開発されました。 これらの追加の処理ステップにより、環境に流入する廃水がよりクリーンになります。 これらのシステムは通常、飲料水の供給源として井戸とペアになっているため、これにより飲料水の水質も向上します。

チャンバー浄化槽システム

チャンバーシステムは、従来の砂利/石の浄化槽設計に代わるものであり、構築が容易です。 排水場は、土壌に囲まれた一連の閉じた部屋で構成されています。 廃水は浄化槽を通ってチャンバーに移動し、そこで土壌中の微生物が病原体を除去するのに役立ちます。

チャンバー浄化槽システムUSEPA

チャンバー浄化槽システム。 出典:USEPA

クラスター浄化槽システム

クラスターまたはコミュニティの浄化槽システムは、家のグループからの廃水を組み合わせることにより、廃水処理の効率を高めます。 各家には、初期処理を提供する独自の浄化槽があります。 排水は一緒になり、共有排水路を通って流れます。 これらのシステムは、家が近くにある田舎の成長しているコミュニティで最もよく機能します。

クラスター浄化槽システム

クラスター浄化槽システム。 出典:USEPA

栄養素を減らす浄化槽システム

改善された廃水処理システムを開発する際には、地域の水域の栄養負荷を減らすことが最優先事項です。 新しい浄化槽技術により、排出前の排水からの栄養素除去能力が向上しています。 これらのシステムの改善はますます一般的になり、富栄養化に対して特に脆弱な場所でさえ必要とされています。 下の図に示すように、砂フィルターは高レベルの栄養素除去を提供します。 それらは従来のシステムよりも高価ですが、近くの水域の栄養レベルを軽減するのに役立ちます。

サンドフィルター浄化槽システム

サンドフィルター浄化槽システム。 出典:USEPA

好気性治療ユニット
好気性治療ユニット

好気性治療ユニット。 出典:USEPA

栄養素汚染に特に敏感な水界生態系のある場所では、好気性処理ユニットは、集中処理プラントで使用される処理の小規模バージョンを提供します。 酸素を追加すると、細菌の活動が増加し、栄養レベルが低下します。 一部のシステムには、病原体を除去するための消毒ステップを備えた追加の処理タンクがあります。

見ます 新しいウィンドウで開きますニューヨーク州ロングアイランドのケーススタディ 古い浄化槽システムを、排水からの窒素の約95%が流域に入るのを防ぎ、地下水帯水層を再充電できる浅い浸出場を備えた窒素削減システムに置き換える取り組みについて説明します。

リソースの回復

資源回収とは、し尿から水と固形物を回収して再利用することです。 リソース回復のいくつかの戦略は次のとおりです。

  • 淡水の埋め立て 灌漑やその他の飲用に適さない用途のために、将来の衛生と治療に必要な水を減らすこともできます
  • バイオソリッド 適切な基準で処理されたときに肥料として土壌に追加するために使用されます(たとえば、 新しいウィンドウで開きますループバイオソリッド 微生物と熱を消化に使用して、庭や森で使用する製品を作成する米国シアトル)
  • 精密ろ過、 逆浸透, 影響により UV (によって使われた オレンジカウンティウォーターディストリクトの地下水補給システム、米国ロサンゼルスの飲料水用)
  • バイオガスの生成 嫌気性消化 メタンの回収–資源を回収し、バイオソリッドを処理し、温室効果ガスの排出を軽減するために、大規模な廃水処理プラント(WWTP)でよく使用されます。

資源回収は、小規模な分散型システムと大規模な集中型処理プラントの両方のソリューションとして注目を集めています。 リソース回復戦略の利点は次のとおりです。

  • 人間と海洋の健康に有害な栄養素と汚染物質を取り除く。
  • 廃棄物から貴重な資源を回収します。
  • 存在しなかった衛生システムとして実装したり、古い処理システムを改善/交換したりできます。

以下にXNUMXつの操作について詳しく説明し、コンテナベースおよび地方自治体規模のイノベーションの例を示します。

SOIL

ハイチでは、非政府組織 SOIL(持続可能な有機統合生計) コンテナベースの衛生状態を提供するために資源回収技術を適用しています。 このシステムは、アクセスできない人にトイレを安全に提供し、汚染と浸食に対する解決策を提供します。 トイレは尿を迂回させ、固形廃棄物を隔離して毎週収集します。

SOILコンテナベースの衛生および資源回収プロセスの図

SOILコンテナベースの衛生および資源回収プロセスの図。 出典:SOIL

SOILは廃棄物を収集して堆肥化施設に輸送し、そこで世界保健機関によって定義された基準に従って処理されます。 完成した肥料は、収穫量を増やし、侵食を減らすために農家に販売されます。

Janickiバイオエネルギー

理想的には、リソースの回復は、Janicki Omni Processorに例示されているように、完全に閉ループのシステムを通じて廃棄物から価値を生み出します。 オムニプロセッサーは、し尿やゴミを取り込んで、電力ときれいな飲料水に変えます。 火力発電所、焼却炉、水ろ過システムをXNUMXつにまとめたような働きをします。 セネガルのダカールではまだプロトタイプですが、このシステムは、運用(実行するための独自のエネルギーを生成するため)および天然資源の投入(下水やゴミが無料であるため)に関連するコストを相殺する可能性を示しています。 このシステムを構築するための高い初期費用を認識しているオムニプロセッサーは、世界中の都市にサービスを提供する大規模な廃水処理プラントの将来的な代替品です。

Janickiオムニプロセッサー

Janickiオムニプロセッサ。 出典:Janicki Bioenergy

自然ベースのソリューション

自然処理プロセスでは、植物や微生物を使用して、汚染された水が環境内を移動するときに、汚染物質を分解、吸収、トラップ、および/または酸素化します。 これらの自然のプロセスは、汚染された地表水と地下水を効果的に捕捉してろ過します。これには、降雨による汚染された流出水が海に放出される前に含まれます。

水管理のための自然インフラIMAGEファイルを開きます

自然ベースのソリューションの機会とメリット。 出典:IUCNウォーター

自然ベースのソリューション 人工湿地、バイオスウェール、活性炭鉱床、集落池、河岸緩衝地帯などが含まれます。 自然に基づく解決策の批評家は、病原体の適切な治療と除去を提供しない可能性があると主張しています。 ただし、病原体の除去を強化する効果的な戦略は、流量を遅くし、自然ベースのソリューションを集中型または分散型システムからの追加の処理ステップと組み合わせることにより、システムが酸素および微生物との拡張相互作用を提供することを保証することです。 これらの戦略には、生物多様性をサポートする生息地を提供し、レクリエーション(釣りや観光を含む)をサポートし、他の処理技術に比べて美的メリットをもたらすという追加のメリットがあります。

 

自然な治療プロセスを詳しく見るには、次のXNUMXつの例を調べてください。

  1. グリーンインフラストラクチャを使用して、浄化槽の排出に追加の処理を提供し、汚染物質の除去を強化し、流入する廃水の量を大幅に削減しました プエルトリコのグアニカ湾。
  2. バイオチャー(有機物から生成された木炭)とベチバーグラスは、侵食を制御し、栄養素を除去するために使用されました アメリカ領サモア。

規制の設定

コミュニティ、都市、州、および国の内部およびそれらの間の規制の不一致は、廃水管理にとって複雑な課題を提示します。 汚染イベントがいつ発生するかを特定するために、定期的な監視と廃水媒介汚染物質の局所的な閾値の確立を実施する必要があります。 定義されたしきい値を使用すると、コミュニティは、レクリエーションのためにビーチを閉鎖したり、沸騰水勧告を発行したりするなど、特定の対応をいつ行うべきかをより適切に判断できます。 ほとんどの既存の処理基準および/または排水規制は温帯地域からのものですが、これらの基準は、熱帯地域で行われる監視および介入の基準を確立するためのモデルとして使用できます。 規制は海洋管理者の作業の範囲外である可能性がありますが、他の国で規制の一部として開発されたツールは、廃水汚染に対処するための監視計画としきい値を導くのに役立つ可能性があります。 の22〜28ページをご覧ください 海洋廃水汚染の実践者ガイド 地域および国レベルでの既存のフレームワーク、および関連する規制やコードを検討するためのさまざまなカテゴリについて詳しく学ぶ。

米国環境保護庁(EPA)は、水域と水生生物の汚染物質のしきい値を確立するために、いくつかのツールを実装しています。 一般的に使用されるしきい値ツールは、水域に入ることが許可されている特定の汚染物質の量を制限する、合計最大XNUMX日負荷(TMDL)です。 これは、以下に由来する廃水汚染物質に特に効果的です。 非点源。 TMDLは、水源ではなく、水域に入る汚染物質の量に関係しています。 のいくつか 新しいウィンドウで開きます追加のEPAツール 栄養素データレイヤーを含める( 新しいウィンドウで開きますNPDAT)、水質モデリングプログラム( 新しいウィンドウで開きますWASP)、および生物学的障害の診断ツール( 新しいウィンドウで開きますCADDIS).

生物学的状態勾配

生物学的状態勾配

生物学的状態勾配

米国のサンゴ礁タスクフォースからの新たな規制ツールは、サンゴ礁環境に固有の水質基準に基づく生物学的条件勾配(BCG)です。 BCGは元々、淡水環境に対するさまざまなストレッサーの影響を解釈するために使用されるフレームワークとして開発されました。 BCGは、サンゴ礁の生態系に固有の新しいガイダンスにより、管理者が自分の地域に関連する種(サンゴ、スポンジ、魚、藻類、植物)を使用してストレス勾配を確立するのに役立ちます。 この勾配は、ストレッサーが最小から重度に増加するときの生物学的反応を説明する必要があります。 レベルXNUMXはネイティブの状態を表し、通常の状況での人口を説明する必要があります。 サンゴの場合、これには、より耐性のある種と比較して、ストレスに敏感であることが知られている種の比率が含まれる場合があります。 応力勾配が増加すると、このバランスが変化する可能性があります。 このツールは、研究プロジェクトの例と組み合わせることで、管理者がベースラインを定義し、汚染と生態系のデータを長期にわたって収集するのに役立ちます。 この情報は、生態系への汚染の影響を理解し、将来の汚染またはサンゴ礁システムへの長期暴露の影響を予測するために使用できます。

オーストラリアの国家水質管理戦略

ゴールドコースト、オーストラリア

オーストラリア、ゴールドコースト。 写真©MarianFrew / TNC Photo Contest 2019

規制やしきい値を作成する際の参照として使用できる別のガイドラインのセットは次のとおりです。 新しいウィンドウで開きますオーストラリアの国家水質管理戦略。 この戦略は、処理プラントが水を排出する際の水域の汚染を回避するために開発されました。 沿岸水域に排出される排水の処理基準は現地で設定されていますが、これらの国のガイドラインでは、処理プロセスのいくつかのステップで水質を監視し、汚染物質が除去されていることを確認することを推奨しています。 この文書は、生態系を保護するために二次処理(少なくとも)としばしば追加の栄養素除去が必要な湾や河口のように、希釈速度が遅いために汚染に特に敏感な水域を特定しています。

オーストラリアの全国流出データベース

オーストラリア国立流出データベースマッピング

オーストラリアの全国流出データベースマップ

監視と管理を支援するために、全国流出データベースは、オーストラリア全土の流出量に排出量をマッピングし、提供された人口、治療の種類、およびさまざまな汚染物質レベルについて報告します。 オーストラリアの廃水管理戦略は、海洋保護とますます一致しています。 新しいウィンドウで開きますケアンズのクリーナーシーズアライアンス廃水処理プラントのアップグレードPDFファイルを開きます .

このデータベースは、pH、総溶解固形物、窒素、リン、および E. 大腸菌の。 管理者は、オーストラリア全体のどの場所が測定しているか、および各場所でどの値の範囲が正常であるかを確認できます。

廃水協会

地域協会は、管理者を規制当局や公益事業者と結び付けるための重要なパートナーです。 などの組織 新しいウィンドウで開きますカリブ海上下水道協会 新しいウィンドウで開きます太平洋上下水道協会、 そしてその 新しいウィンドウで開きます太平洋水と廃棄物協会 は、適用可能な規制要件をナビゲートし、データ、ツール、およびその他のリソースにアクセスしようとしているマネージャーにとって貴重なリソースです。

システムの適合性

以下のチャートは、排水、規制、および受け入れ環境に基づいてシステムの意思決定を導くためのいくつかの考慮事項を示しています。 最も適切な衛生介入を決定する際の社会的、健康的、および環境的基準を説明するツールは現在不足しています。 将来のツールが開発されるにつれて、治療の程度と海洋を保護するための最も効果的な技術に関する海洋開業医の洞察を含めることが重要です。

上記の概略図は、統合されたシステム適合性意思決定支援ツールが、健康、生態系、リソース、有効性、受容性、および持続可能性を考慮するために含む可能性のある考慮事項を詳しく説明しています。 出典:USEPAから引用

上記の概略図は、統合されたシステム適合性意思決定支援ツールが、健康、生態系、リソース、有効性、受容性、および持続可能性を考慮するために含む可能性のある考慮事項を詳しく説明しています。 出典:USEPAから引用

マサチューセッツ州沿岸部は、何十年もの間、廃水汚染に関連する栄養塩負荷の課題に直面してきました。 それに応えて、ケープコッド委員会は衛生技術のインタラクティブなウェブサイトをまとめました、 新しいウィンドウで開きますテクノロジーマトリックス。 このツールは、さまざまなコンテキストでそれらを適切にするさまざまなテクノロジーの属性と欠点を詳しく説明します。 栄養素の除去に特に重点を置き、 沿岸修復、および修復は、海洋開業医にとってこのサイトの関連性を示しています。 これらのテクノロジーをクリックすると、利用可能なソリューションに関する詳細情報が表示され、特定の状況で最も互換性が高い可能性があります。

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