Penyelesaian Pengurusan yang Muncul
Memperbaiki Sistem Rawatan
Perkembangan teknologi inovatif dan peningkatan sistem konvensional menawarkan kaedah yang lebih baik untuk merawat air sisa. Beberapa strategi pengurusan baru ini bertujuan meningkatkan kecekapan rawatan, meningkatkan kualiti air buangan, atau menjana keuntungan dari sumber berharga yang diperoleh dari air sisa.
Memperbaiki Sistem Septik
Penggunaan sistem septik secara meluas telah menghasilkan pengembangan berbagai modifikasi yang menangani keperluan perawatan yang unik. Langkah-langkah rawatan tambahan ini memastikan bahawa air sisa yang memasuki persekitaran lebih bersih. Oleh kerana sistem ini biasanya dipasangkan dengan telaga sebagai sumber air minum, ini juga meningkatkan kualiti air minum.
Sistem Septik Dewan
Sistem ruang adalah alternatif kepada reka bentuk septik batu kerikil / batu tradisional, yang lebih senang dibina. Medan saliran terdiri dari serangkaian ruang tertutup yang dikelilingi oleh tanah. Air sisa bergerak melalui tangki septik dan kemudian ke ruang, di mana mikroba di dalam tanah membantu menghilangkan patogen.
Sistem septik ruang. Sumber: EPA AS
Sistem Septik Kluster
Sistem septik kelompok atau komuniti meningkatkan kecekapan rawatan air sisa dengan menggabungkan air sisa dari sekumpulan rumah. Setiap rumah mempunyai tangki septik sendiri yang memberikan rawatan awal. Bahan buangan bersatu dan mengalir melalui medan saliran bersama. Sistem ini berfungsi paling baik di luar bandar, komuniti yang tumbuh dengan rumah yang berdekatan antara satu sama lain.
Sistem septik kluster. Sumber: EPA AS
Sistem Septik Mengurangkan Nutrien
Mengurangkan muatan nutrien di badan air tempatan adalah keutamaan tinggi ketika mengembangkan sistem rawatan air sisa yang lebih baik. Teknologi sistem septik baru meningkatkan keupayaan penyingkiran nutrien dari efluen sebelum pembuangan. Penambahbaikan sistem ini lebih kerap berlaku, malah diperlukan di beberapa tempat yang sangat terdedah kepada eutrofikasi. Penapis pasir, seperti yang ditunjukkan dalam rajah di bawah, memberikan penyingkiran nutrien yang tinggi. Mereka lebih mahal daripada sistem konvensional tetapi dapat membantu mengurangkan tahap nutrien di badan air berdekatan.
Sistem septik penapis pasir. Sumber: EPA AS
Unit Rawatan Aerobik
Unit rawatan aerobik. Sumber: EPA AS
Di tempat dengan ekosistem akuatik yang sangat sensitif terhadap pencemaran nutrien, unit rawatan aerobik menawarkan versi rawatan skala kecil yang digunakan di kilang rawatan terpusat. Menambah oksigen meningkatkan aktiviti bakteria untuk mengurangkan tahap nutrien. Beberapa sistem mempunyai tangki rawatan tambahan dengan langkah pembasmian kuman untuk menghilangkan patogen.
Pemulihan Sumber
Pemulihan sumber merujuk kepada penangkapan dan penggunaan semula air dan pepejal dari sisa manusia. Beberapa strategi untuk pemulihan sumber termasuk:
- Penambakan air tawar untuk pengairan dan penggunaan lain yang tidak boleh diminum, yang juga dapat mengurangkan air yang diperlukan untuk sanitasi dan rawatan masa depan
- Biosolid digunakan untuk menambah tanah sebagai baja apabila dirawat dengan piawaian yang sesuai (misalnya, Gelung Biosolid Seattle, Amerika Syarikat yang menggunakan mikrob dan haba untuk pencernaan untuk membuat produk yang akan digunakan di kebun dan hutan)
- Penapisan mikro, osmosis terbalik, and UV (digunakan oleh Sistem pengisian air bawah tanah Daerah Daerah Air Orange, untuk minum air di Los Angeles, Amerika Syarikat)
- Penjanaan biogas melalui pencernaan anaerobik dan penangkapan metana - sering digunakan oleh loji rawatan air sisa skala besar (WWTP) untuk mendapatkan semula sumber, merawat biosolid, dan mengurangkan pelepasan gas rumah hijau
Pemulihan sumber mendapat daya tarikan sebagai penyelesaian untuk sistem kecil, desentralisasi dan loji rawatan berpusat yang besar. Manfaat strategi pemulihan sumber termasuk:
- Membuang nutrien dan bahan cemar yang membahayakan kesihatan manusia dan lautan.
- Memulihkan sumber berharga dari sampah.
- Dapat dilaksanakan sebagai sistem sanitasi yang tidak ada atau memperbaiki / mengganti sistem rawatan yang sudah usang.
Dua operasi disajikan dengan lebih terperinci di bawah, yang menawarkan contoh inovasi berskala kontena dan perbandaran.
TANAH
Di Haiti, badan bukan kerajaan SOIL (Penghidupan Bersepadu Organik Lestari) menerapkan teknologi pemulihan sumber untuk menyediakan sanitasi berasaskan wadah. Sistem ini menyediakan tandas dengan selamat kepada mereka yang tidak mempunyai akses dan menawarkan penyelesaian untuk pencemaran dan hakisan. Tandas mengalihkan air kencing dan mengasingkan sisa pepejal untuk pengumpulan mingguan.
Ilustrasi proses sanitasi dan pemulihan sumber berasaskan kontena. Sumber: Tanah
SOIL mengumpulkan dan mengangkut sampah ke kemudahan kompos di mana ia dirawat mengikut standard yang ditentukan oleh Pertubuhan Kesihatan Sedunia. Baja siap dijual kepada petani untuk meningkatkan hasil tanaman dan mengurangkan hakisan.
Janicki Bioenergi
Sebaik-baiknya, pemulihan sumber menghasilkan nilai dari sampah melalui sistem gelung tertutup sepenuhnya, seperti yang dicontohkan oleh Janicki Omni Processor. Pemproses Omni mengambil sampah dan sampah manusia dan mengubahnya menjadi tenaga elektrik dan air minuman bersih. Ia berfungsi seperti loji kuasa wap, insinerator, dan sistem penapisan air yang digabungkan menjadi satu. Walaupun masih merupakan prototaip di Dakar, Senegal, sistem ini menunjukkan potensi untuk mengimbangi kos yang berkaitan dengan operasi (kerana menghasilkan tenaga sendiri untuk dijalankan) dan input sumber semula jadi (kerana kumbahan dan sampah percuma). Menyedari kos awal yang tinggi untuk membina sistem ini, Omni Processor adalah calon pengganti kilang rawatan air sisa skala besar yang melayani bandar-bandar di seluruh dunia.
Pemproses Janicki Omni. Sumber: Janicki Bioenergy
Penyelesaian berasaskan alam semula jadi
Proses rawatan semula jadi menggunakan tumbuhan dan mikroba untuk memecah, menyerap, memerangkap, dan / atau mengotorkan bahan pencemar dalam air yang tercemar ketika bergerak melalui persekitaran. Proses semula jadi ini secara berkesan menangkap dan menyaring permukaan dan air tanah yang tercemar, termasuk larian tercemar dari hujan, sebelum dibuang ke lautan.
Peluang untuk dan mendapat faedah daripada penyelesaian berasaskan alam semula jadi. Sumber: Air IUCN
Penyelesaian berasaskan alam semula jadi termasuk tanah lembap yang dibina, bioswales, simpanan arang aktif, kolam penempatan, zon penyangga sungai, dan banyak lagi. Pengkritik penyelesaian berasaskan alam mendakwa mereka mungkin tidak memberikan rawatan dan penyingkiran patogen yang mencukupi. Walau bagaimanapun, strategi yang berkesan untuk meningkatkan penyingkiran patogen adalah untuk memastikan bahawa sistem memberikan interaksi yang panjang dengan oksigen dan mikroba dengan memperlambat kadar aliran dan menggabungkan penyelesaian berasaskan alam dengan langkah-langkah rawatan tambahan dari sistem terpusat atau desentralisasi. Strategi ini mempunyai manfaat tambahan untuk menyediakan habitat untuk mendukung keanekaragaman hayati, mendukung rekreasi (termasuk memancing dan pelancongan), dan manfaat estetik daripada teknologi rawatan lain.
Terokai dua contoh ini untuk melihat lebih dekat proses rawatan semula jadi:
- Infrastruktur hijau digunakan untuk memberikan rawatan tambahan terhadap pembuangan tangki septik, meningkatkan penyingkiran bahan cemar dan mengurangkan jumlah air buangan yang masuk secara signifikan Teluk Guánica, Puerto Rico.
- Biochar (arang yang dihasilkan dari bahan organik) dan rumput vetiver digunakan untuk mengawal hakisan dan membuang nutrien di American Samoa.
Menetapkan Peraturan
Ketidakkonsistenan kawal selia, dalam dan antara komuniti, bandar, negeri dan negara, memberikan cabaran yang kompleks untuk pengurusan air sisa. Pemantauan berkala dan penetapan ambang tempatan untuk bahan cemar bawaan air sisa perlu dilaksanakan untuk mengenal pasti apabila berlakunya kejadian pencemaran. Dengan ambang yang ditetapkan, komuniti boleh menentukan dengan lebih baik bila respons khusus perlu diambil, seperti menutup pantai untuk rekreasi atau mengeluarkan nasihat air mendidih. Kebanyakan piawaian rawatan dan/atau peraturan efluen sedia ada adalah dari kawasan sederhana, tetapi piawaian ini boleh digunakan sebagai model untuk mewujudkan piawaian untuk pemantauan dan campur tangan yang akan diambil di zon tropika. Walaupun peraturan mungkin berada di luar skop kerja pengurus marin, alat yang dibangunkan sebagai sebahagian daripada peraturan di negara lain boleh membantu membimbing pelan pemantauan dan ambang untuk menangani pencemaran air sisa. Teroka halaman 22-28 daripada Panduan Pengamal Pencemaran Air Sisa Lautan untuk mengetahui lebih lanjut mengenai kerangka kerja yang ada di peringkat wilayah dan negara, serta kategori yang berbeza untuk dipertimbangkan untuk peraturan dan kod yang relevan.
Beberapa alat telah dilaksanakan oleh Agensi Perlindungan Alam Sekitar (EPA) AS untuk menetapkan ambang bahan cemar untuk badan air dan hidupan akuatik. Alat ambang yang biasa digunakan ialah jumlah beban harian maksimum, atau TMDL, yang mengehadkan jumlah bahan cemar tertentu yang dibenarkan untuk memasuki badan air. Ini amat berkesan untuk bahan cemar air sisa yang berasal daripada sumber bukan titik. TMDL mementingkan jumlah bahan cemar yang memasuki badan air dan bukannya sumbernya. Sebilangan daripada alat EPA tambahan sertakan lapisan data nutrien (NPDAT, program pemodelan kualiti air (WASP), dan alat diagnostik untuk gangguan biologi (CADDIS).
Kecerunan Keadaan Biologi
Kecerunan Keadaan Biologi
Alat kawal selia yang muncul daripada Pasukan Petugas Terumbu Karang AS ialah Kecerunan Keadaan Biologi (BCG), yang berdasarkan kriteria kualiti air khusus untuk persekitaran terumbu. BCG pada asalnya dibangunkan sebagai rangka kerja untuk digunakan untuk mentafsir kesan tekanan yang berbeza pada persekitaran air tawar. Dengan panduan baharu khusus untuk ekosistem terumbu karang, BCG boleh membantu pengurus mewujudkan kecerunan tekanan menggunakan spesies yang berkaitan dengan kawasan mereka: karang, span, ikan, alga atau tumbuhan. Kecerunan ini harus menggambarkan tindak balas biologi apabila tekanan meningkat daripada minimum kepada teruk. Tahap satu mewakili keadaan asli, dan harus menggambarkan populasi dalam keadaan biasa. Bagi karang, ini mungkin termasuk nisbah spesies yang diketahui sensitif kepada tekanan berbanding dengan yang lebih bertolak ansur. Apabila kecerunan tegasan meningkat, keseimbangan ini mungkin berubah. Alat itu, ditambah dengan contoh daripada projek penyelidikan, boleh membantu pengurus menentukan garis dasar dan menyusun data pencemaran dan ekosistem dari semasa ke semasa. Maklumat ini boleh digunakan untuk memahami kesan pencemaran terhadap ekosistem dan meramalkan kesan pencemaran masa depan atau pendedahan jangka panjang ke atas sistem terumbu.
Strategi Pengurusan Kualiti Air Kebangsaan Australia
Gold Coast, Australia. Foto © Marian Frew/Peraduan Foto TNC 2019
Satu lagi set garis panduan yang boleh digunakan sebagai rujukan semasa membangunkan peraturan atau ambang adalah Strategi Pengurusan Kualiti Air Kebangsaan Australia. Strategi ini dibangunkan untuk mengelakkan pencemaran badan air apabila loji rawatan mengeluarkan air. Walaupun piawaian rawatan untuk efluen air sisa yang dibuang ke perairan pantai ditetapkan secara tempatan, garis panduan kebangsaan ini menggalakkan pemantauan kualiti air pada beberapa langkah semasa proses rawatan untuk mengesahkan bahawa ia membuang bahan cemar. Dokumen itu mengenal pasti badan air yang sangat sensitif terhadap pencemaran disebabkan oleh kadar pencairan yang lebih perlahan, seperti teluk dan muara, di mana rawatan sekunder (sekurang-kurangnya) dan selalunya penyingkiran nutrien tambahan diperlukan untuk melindungi ekosistem.
Pangkalan Data Keluaran Negara Australia
Peta Pangkalan Data Keluaran Negara Australia
Untuk membantu pemantauan dan pengurusan, Pangkalan Data Keluaran Nasional memetakan jumlah pelepasan ke kawasan keluar di seluruh Australia dan melaporkan populasi yang dilayan, jenis rawatan dan pelbagai tahap pencemar. Strategi pengurusan air sisa di Australia semakin sejajar dengan pemuliharaan marin, yang dicontohkan oleh Penambahbaikan loji rawatan air sisa Cleaner Seas Alliance di Cairns.
Pangkalan data ini melaporkan paras purata bulanan bahan pencemar yang berbeza termasuk pH, jumlah pepejal terlarut, nitrogen, fosforus dan E. coli. Pengurus boleh melihat lokasi yang diukur di seluruh Australia dan julat nilai yang normal di setiap lokasi.
Persatuan Air Kumbahan
Persatuan serantau adalah rakan utama untuk menghubungkan pengurus dengan pengawal selia dan utiliti. Organisasi seperti Persatuan Air dan Air Sisa Caribbean, yang Persatuan Air dan Air Limbah Pasifik, Dan Persatuan Air & Sisa Pasifik ialah sumber yang berharga untuk pengurus yang ingin menavigasi keperluan kawal selia yang terpakai kepada mereka dan mengakses data, alatan dan sumber lain.
Kesesuaian Sistem
Carta di bawah menyajikan beberapa pertimbangan untuk memandu pembuatan keputusan sistem berdasarkan efluen, peraturan, dan lingkungan penerimaan. Alat yang memperhitungkan kriteria sosial, kesihatan, dan persekitaran dalam menentukan intervensi sanitasi yang paling tepat saat ini kurang. Semasa alat masa depan dikembangkan, adalah penting untuk memasukkan pandangan pengamal laut mengenai tahap rawatan dan teknologi yang paling berkesan untuk melindungi lautan.
Skema di atas memperincikan pertimbangan yang merangkumi alat sokongan keputusan kesesuaian sistem termasuk untuk mempertimbangkan kesihatan, ekosistem, sumber daya, keberkesanan, penerimaan, dan kesinambungan. Sumber: Diadaptasi dari EPA AS
Pantai Massachusetts telah menghadapi cabaran pemuatan nutrien yang berkaitan dengan pencemaran air sisa selama beberapa dekad. Sebagai tindak balas, Suruhanjaya Cape Cod telah mengumpulkan laman web interaktif teknologi sanitasi, Matrik Teknologi. Alat ini memperincikan atribut dan kekurangan pelbagai teknologi yang menjadikannya sesuai dalam konteks yang berbeza. Penekanan khusus pada penyingkiran nutrien, pemulihan pesisir pantai, dan pemulihan menunjukkan kesesuaian laman web ini untuk pengamal laut. Mengklik teknologi ini memberikan lebih banyak maklumat mengenai penyelesaian yang ada dan yang mungkin paling sesuai untuk keadaan tertentu.