Sistem dan Cabaran Rawatan Kumbahan Sedia Ada

Menguruskan pembaziran sanitasi menjadi perhatian sejak peradaban yang paling awal diselesaikan. Berdasarkan sejarah, air buangan dibuang ke saluran air terdekat, memanfaatkan pencairan dan pengoksidaan sebagai rawatan. Idea "penyucian diri" ini tidak salah; banyak bahan cemar dapat dikeluarkan melalui proses semula jadi dengan pendedahan, masa, dan pencairan yang mencukupi. Namun, pertumbuhan penduduk, dan peningkatan pencemaran dalam air buangan, menjadikan pendekatan ini tidak mencukupi. Penemuan penyakit bawaan air mengakibatkan pengembangan sanitasi dengan tujuan untuk memisahkan air buangan dari air minuman untuk melindungi kesihatan manusia. ref Sejak itu banyak sistem rawatan dikembangkan untuk mengurangkan sisa buangan manusia dari memasuki lautan. Berikut adalah pengenalan sistem rawatan air sisa yang biasa digunakan sekarang.

Pertimbangan untuk Pemilihan Sistem

Hari ini, terdapat pelbagai cara untuk menguruskan air sisa. Memilih kaedah rawatan air sisa adalah sangat spesifik lokasi dan konteks. Banyak faktor menentukan jenis sistem yang lebih sesuai: sistem rawatan berpusat yang dibetung atau sistem rawatan di tapak (terdesentralisasi). Penyelesaian terbaik untuk satu komuniti mungkin tidak berkesan untuk komuniti yang lain. Pertimbangan untuk pemilihan sistem hendaklah termasuk: 

• Komuniti Sumber
• Saiz Penduduk
• Norma dan harapan sosial dan budaya
• Sokongan politik atau kekangan peraturan
• Geologi dan hidrologi tempatan
• Prasarana sedia ada

Lihat kajian kes ini tentang kerja untuk memusatkan rawatan air sisa di pulau Roatan, Honduras and Bonaire.

Alat sokongan keputusan yang merangkumi kriteria sosial, kesihatan manusia, dan persekitaran dalam menentukan sistem yang paling sesuai berdasarkan konteks tempatan saat ini kurang. Semasa alat dikembangkan, penting untuk memasukkan pandangan pengamal laut mengenai tahap rawatan dan teknologi yang paling berkesan untuk melindungi lautan. Lawati Kotak Alat Pengurusan Kebersihan dan Air Lestari untuk mengetahui lebih lanjut mengenai sistem dan teknologi sanitasi.

Tumbuhan Rawatan Air Sisa Berpusat (WWTP) dan Pembetung

Kawasan berpenduduk padat dan kota perindustrian terutama bergantung pada loji rawatan air sisa terpusat (WWTP) untuk menerima dan merawat kumbahan. Jaringan paip pembetung bawah tanah yang rumit membawa kumbahan dari rumah dan bangunan ke WWTP menggunakan graviti dan pam. Setelah kumbahan tiba di kilang rawatan air sisa, ia menjalani beberapa peringkat rawatan sebelum dibuang. Jenis rawatan yang digunakan dan kualiti air yang dirawat berbeza-beza berdasarkan lokasi, keadaan air, ketersediaan teknologi rawatan, dan faktor lain. Namun, walaupun rawatan diperlukan, kegagalan adalah perkara biasa dan tidak boleh diandaikan bahawa peraturan menjamin perawatan yang mencukupi. Di tingkat kota dan fasilitas, batasan kepekatan nutrien dalam efluen biasanya dilaksanakan untuk mengatasi pemuatan nutrien dan eutrofikasi yang dihasilkan. Walaupun kriteria rawatan bermanfaat, kriteria ini tidak mencukupi untuk melindungi ekosistem laut dari pencemaran tanpa pelaksanaan langkah-langkah pengurangan nutrien secara meluas.

Setelah kumbahan tiba di kilang rawatan air sisa, ia menjalani beberapa peringkat rawatan sebelum dibuang. Jenis rawatan yang digunakan dan kualiti air yang dirawat berbeza-beza berdasarkan lokasi, keadaan air, ketersediaan teknologi rawatan, dan faktor lain. Namun, walaupun rawatan diperlukan, kegagalan adalah perkara biasa dan tidak boleh diandaikan bahawa peraturan menjamin perawatan yang mencukupi. Di tingkat perbandaran dan kemudahan, batasan kepekatan nutrien dalam efluen biasanya dilaksanakan untuk mengatasi pemuatan nutrien dan hasilnya Eutrophication. Walaupun kriteria rawatan bermanfaat, kriteria ini tidak cukup untuk melindungi ekosistem laut dari pencemaran tanpa pelaksanaan langkah-langkah pengurangan nutrien secara meluas.

• Utama, atau fizikal, rawatan dimulakan dengan penyaringan: kumbahan disalurkan melalui skrin untuk membuang pepejal yang besar. Efluen kemudian dibawa ke tangki pemendapan di mana graviti membantu menyelesaikan pepejal terampai tambahan.
• Menengah, atau biologi, rawatan bertujuan untuk membuang bahan organik dari kumbahan sebelum pembasmian kuman. Oksigen dan mikroorganisma digunakan untuk memangkin dan mempromosikan tindak balas biokimia yang memecah bahan cemar. Proses ini memodelkan sistem semula jadi dan dibuat lebih efisien dengan pengudaraan atau pendedahan kepada oksigen tambahan. Oksigen diperlukan untuk penguraian, dan pengudaraan membantu menghilangkan gas terlarut. Tindak balas ini akhirnya mendorong zarah yang tersisa untuk mengendap. Teknik yang biasa digunakan untuk rawatan biologi termasuk penapis yang menetes dan enapcemar aktif, yang meningkatkan luas permukaan yang tersedia untuk mikroorganisma, dan juga ketumpatannya.
• Tertiari, atau kimia, rawatan digunakan untuk mempromosikan pengendapan lebih lanjut dan penyingkiran nutrien. Polimer yang ditambahkan menarik bahan pencemar untuk menghasilkan gumpalan sementara penapis karbon atau arang memangkinkan penjerapan fizikal untuk mengurangkan nutrien.
• Akhirnya, efluen dibasmi kuman untuk meneutralkan patogen yang tinggal. Walaupun klorin adalah salah satu pembasmi kuman yang paling biasa, UV atau ozon mungkin lebih disukai untuk mengurangkan kepekatan kimia yang tinggal. ref

Aliran efluen melalui WWTP dari paip masuk ke pembuangan. Sumber: Mallik dan Arefin 2018

Rawatan primer dan sekunder diperlukan di beberapa negara dan jumlah kemudahan yang merangkumi rawatan tersier meningkat. ref Namun, walaupun rawatan diperlukan, kegagalan adalah perkara biasa dan tidak boleh diandaikan bahawa undang-undang yang ada menunjukkan rawatan yang mencukupi. Selain itu, batasan kepekatan nutrien dalam efluen sedang dilaksanakan di tingkat kota dan fasilitas untuk mengatasi pemuatan nutrien dan yang dihasilkan. Kriteria rawatan sangat membantu, tetapi tidak mencukupi untuk melindungi ekosistem laut dari pencemaran.

Sistem Pembetungan Gabungan

Di bandar-bandar besar, banyak pemandangan yang kurang penyerapan dan keupayaan penahanan yang ditawarkan tanah, padang rumput, hutan, dan ciri semula jadi lain. Ketika hujan, air mengalir di permukaan yang tidak kedap (misalnya, beraspal), mengumpulkan serpihan dan bahan cemar dan menjadi larian tercemar yang biasa disebut sebagai air ribut. Untuk mengurangkan kesan ke badan air, banyak bandar telah membina pembetung gabungan untuk mengumpulkan dan mengangkut air ribut ke loji rawatan air sisa terpusat yang sama dengan kumbahan. Ini membolehkan kilang rawatan membuang minyak, racun perosak, bakteria, sedimen, dan bahan cemar lain yang terdapat di dalam air ribut. Walaupun sistem pembetungan gabungan kelihatan cekap, ribut lebat, salji salji besar, dan kadang-kadang hujan lebat boleh melebihi kapasiti paip, tangki penahan, dan sistem rawatan ini. Sistem yang terlalu banyak membuang sejumlah besar air buangan yang tidak dirawat, termasuk kumbahan mentah, ke saluran air. Di Amerika Syarikat, 40 juta orang dilayan oleh pembetung gabungan, yang membuang lebih dari 3 trilion liter kumbahan yang tidak dirawat dan limpasan air ribut setiap tahun dalam peristiwa limpahan pembetungan. ref

Tonton Webinar Wastewater 101 untuk maklumat lebih lanjut mengenai pengurusan air sisa:

Sistem Rawatan Desentralisasi

Sistem rawatan air buangan yang terdesentralisasi, atau sistem sanitasi bukan pembetung, adalah sistem kecil di tempat untuk menguruskan sisa manusia.

Pengaliran air sisa melalui sistem septik konvensional di lokasi. Sumber: Pejabat Air EPA 2002

Sistem rawatan air buangan yang terdesentralisasi mengumpulkan, merawat, dan membuang air buangan di tempat di mana ia dihasilkan. Terdapat banyak jenis sistem rawatan di lokasi. Jenis berikut adalah yang paling biasa di seluruh dunia:

• Kolam Cesspool mempunyai satu langkah pembendungan dan rawatan. Lubang yang digali atau dibina mengumpulkan efluen untuk menetap semula jadi. Lubang mungkin tidak bergaris atau terpisah dari tanah dan air bawah tanah dengan batu atau konkrit. Cesspool tidak memberikan rawatan yang mencukupi, dan diganti di banyak tempat dengan sistem rawatan yang lebih berkesan.
• Sistem berasaskan kontena kumpulkan dan simpan air buangan di lokasi dan minta sampah dibawa ke tempat lain untuk rawatan. Sistem ini terutama terdapat di kawasan dengan infrastruktur yang terbatas dan termasuk jamban, yang perlu dikosongkan setelah penuh, dan tandas baldi, yang dikosongkan setiap hari. Rawatan sampah yang dikumpulkan dari pilihan berasaskan kontena boleh merangkumi proses rawatan konvensional, amalan pemulihan sumber baru, atau tanpa rawatan sama sekali.
• Ladang longkang mempromosikan peluang untuk rawatan tambahan efluen oleh mikroorganisma di tanah, kerikil atau bahan lain sebelum dibuang ke tanah atau perairan permukaan.

Video di bawah dari The Nature Conservancy Long Island memberikan penjelasan yang lebih terperinci mengenai sistem septik dan tangki air.

Sistem septik konvensional dan kolam air tidak dirancang untuk membuang nutrien atau bahan cemar lain dari efluen, yang dapat menimbulkan ancaman berbahaya bagi persekitaran laut di kawasan pesisir. Teknologi baru-baru ini dikembangkan untuk menangani penyingkiran nutrien dalam sistem desentralisasi, tetapi penyelesaian baru ini belum banyak dilaksanakan karena kurangnya peraturan global mengenai nutrien dalam limbah air limbah. Meningkatkan sistem desentralisasi untuk merangkumi pengurangan nutrien yang ditingkatkan telah menunjukkan kecekapan kos yang lebih tinggi daripada membina kemudahan rawatan air sisa berskala besar yang baru. Kebocoran dan kerosakan yang diabaikan dalam sistem ini mengakibatkan pencemaran sumber tanpa titik, yang sering kali tidak dapat dikesan. Walaupun sumber pencemaran dikesan, terdapat beberapa akibat untuk tidak mematuhi peraturan, sehingga tidak banyak peluang untuk dilaksanakan.

Infrastruktur sering dibatasi oleh topografi wilayah. Kawasan terapung, dataran banjir, tanah yang tidak kedap, dan zon pantai boleh menyukarkan pelaksanaan banyak sistem. Lihat kajian kes dari Tasik Tonle Sap, Kemboja dan Tasik Indawgyi, Myanmar menerangkan perkembangan dan pelaksanaan Handypods oleh Wetlands Work.

Pelepasan

Lepaskan dari paip keluar. Foto © pixabay

Selepas rawatan dari sistem terpusat atau desentralisasi, efluen yang dirawat dibuang terus ke badan air berdekatan atau ke dalam tanah. Jenis rawatan yang digunakan pada air buangan dan lokasi pembuangan mempengaruhi sejauh mana air buangan mencemarkan lautan. Paip keluar membuang buangan terus ke sungai dan lautan. Tiriskan ladang, tanah, tanah basah, dan tumbuh-tumbuhan perlahan penyerapan efluen ke air tanah, yang membantu menghilangkan pencemaran. Ini menyebabkan pengembangan teknik pengurangan nutrien canggih dan penyelesaian berasaskan alam semula jadi untuk memperlambat aliran efluen. The kajian kes dari Santiago di Republik Dominika menunjukkan kejayaan besar dalam menggunakan tanah lembap yang dibina untuk mengurangkan pencemaran organik yang dibuang ke aliran air.

Pelepasan air buangan yang tidak dirawat dengan baik akan meningkatkan risiko berbahaya bagi manusia, haiwan, dan ekosistem. Agak mudah untuk menentukan apakah loji rawatan berskala besar pesisir membuang limbah yang dirawat atau buangan mentah terus ke laut. Lebih sukar untuk dikesan adalah pencucian dari sistem pembendungan yang lebih kecil dan pembuangan air bawah tanah. Lihat kajian kes dari Dar es Salaam, Tanzania, Afrika Timur untuk memerangi masalah kandungan jamban pit yang dibuang ke persekitaran.