Penyelesaian Pengurusan yang Muncul
Pembangunan teknologi inovatif dan penambahbaikan kepada sistem konvensional menawarkan kaedah yang dipertingkatkan untuk merawat air sisa. Beberapa strategi pengurusan baharu ini bertujuan untuk meningkatkan kecekapan rawatan, meningkatkan kualiti air buangan, atau menjana keuntungan daripada sumber berharga yang diperoleh semula daripada air sisa.
Meningkatkan Kecekapan Sistem Septik
Penggunaan sistem septik yang meluas telah menghasilkan pembangunan pelbagai pengubahsuaian yang menangani keperluan rawatan yang unik. Langkah-langkah rawatan tambahan ini memastikan air sisa yang memasuki alam sekitar adalah lebih bersih. Oleh kerana sistem ini biasanya dipasangkan dengan telaga sebagai sumber air minuman, ini juga meningkatkan kualiti air minuman. Keperluan rawatan boleh termasuk meningkatkan kapasiti dan kecekapan sistem atau mengurangkan beban nutrien. Penambahbaikan sistem ini menjadi semakin biasa, malah diperlukan di beberapa tempat yang sangat terdedah kepada kesan air sisa.
Sistem septik kebuk adalah alternatif kepada reka bentuk septik kerikil/batu tradisional, yang lebih mudah untuk dibina, tetapi tidak begitu berkesan. Dalam sistem kebuk, medan longkang terdiri daripada satu siri ruang tertutup yang dikelilingi oleh tanah. Air buangan bergerak melalui tangki septik dan kemudian ke dalam bilik, di mana mikrob dalam tanah membantu menghilangkan patogen.
Sistem septik ruang. Sumber: EPA AS
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
Teknologi sistem septik baharu termasuk penapis pasir meningkatkan kapasiti penyingkiran nutrien daripada efluen sebelum dibuang. Penapis pasir, seperti yang ditunjukkan dalam rajah di bawah, adalah lebih mahal daripada sistem konvensional tetapi boleh membantu mengurangkan tahap nutrien dalam badan air berdekatan.
Sistem septik penapis pasir. 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.
Unit rawatan aerobik. Sumber: EPA AS
Melihat kajian kes dari Long Island, New York menerangkan usaha untuk menggantikan sistem septik lama dengan sistem pengurangan nitrogen dengan medan pencucian cetek yang dapat menghalang kira-kira 95% nitrogen dari efluen air sisa memasuki kawasan aliran air dan membolehkan akuarium air bawah tanah mengisi semula.
Sistem untuk Pemulihan Sumber
Pemulihan sumber merujuk kepada penangkapan dan penggunaan semula air dan pepejal daripada sisa manusia. Faedah strategi pemulihan sumber termasuk menyingkirkan nutrien dan bahan cemar yang berbahaya kepada kesihatan manusia dan lautan serta memulihkan sumber berharga daripada sisa. Ia juga boleh dilaksanakan sebagai sistem sanitasi yang tidak wujud atau menambah baik/menggantikan sistem rawatan yang sudah lapuk. Beberapa strategi untuk pemulihan sumber termasuk:
- Penambakan air tawar untuk pengairan dan kegunaan lain yang tidak boleh diminum, yang juga boleh mengurangkan air yang diperlukan untuk sanitasi dan rawatan masa hadapan.
- Biosolid ditambah ke dalam tanah sebagai baja apabila dirawat mengikut piawaian yang sesuai (contohnya, Gelung Biosolid Seattle, Amerika Syarikat yang menggunakan mikrob dan haba untuk penghadaman untuk mencipta produk untuk digunakan di taman dan hutan).
- Mikrofiltrasi, osmosis terbalik, and UV untuk mencipta air minuman yang boleh diminum (contohnya digunakan oleh Sistem pengisian air bawah tanah Daerah Daerah Air Orange untuk air minuman di Los Angeles, Amerika Syarikat).
- Penjanaan biogas melalui pencernaan anaerobik dan tangkapan metana—sering digunakan oleh loji rawatan air sisa berskala besar untuk memulihkan sumber, merawat biopepejal dan mengurangkan pelepasan gas rumah hijau.
Pemulihan sumber mendapat daya tarikan sebagai penyelesaian untuk kedua-dua sistem kecil, terpencar dan loji rawatan berpusat yang besar.
Tiga projek atau operasi dibentangkan dengan lebih terperinci di bawah, menawarkan contoh penyelesaian kecil berasaskan kontena dan inovasi besar berskala perbandaran.
Di Haiti, badan bukan kerajaan SOIL (Penghidupan Bersepadu Organik Lestari) sedang menggunakan teknologi pemulihan sumber untuk menyediakan sanitasi berasaskan kontena dan baja pertanian. Sistem ini dengan selamat menyediakan tandas berasaskan kontena kepada mereka yang tidak mempunyai akses dan menawarkan penyelesaian kepada pencemaran dan hakisan. TANAH mengumpul bekas setiap minggu untuk mengalihkan air kencing dan mengasingkan sisa pepejal daripada saluran air dan mencegah penyakit. TANAH kemudian mengangkut sisa ke kemudahan pengkomposan di mana ia dirawat mengikut piawaian yang ditetapkan oleh Pertubuhan Kesihatan Sedunia. Baja siap dijual kepada petani untuk meningkatkan hasil tanaman mereka dan mengurangkan hakisan.
Ilustrasi proses sanitasi dan pemulihan sumber berasaskan kontena. Sumber: Tanah
Infrastruktur sering dikekang oleh topografi rantau ini. Kawasan terapung, dataran banjir, tanah tidak telap, dan zon pantai boleh menyukarkan untuk melaksanakan banyak sistem. HandyPod ialah sistem kos rendah yang terdiri daripada tiga bekas bersambung yang secara beransur-ansur merawat air sisa dan membuangnya sama ada ke persekitaran akuatik atau darat. Lihat kajian kes dari Tasik Tonle Sap, Kemboja dan Tasik Indawgyi, Myanmar menerangkan pembangunan dan pelaksanaan Handypods oleh Wetlands Work.
Sistem HandyPod. Sumber: Wetlands Work
Sebaik-baiknya, pemulihan sumber mencipta nilai daripada sisa melalui sistem gelung tertutup sepenuhnya, seperti yang ditunjukkan oleh Sedron Technologies. Pemproses Janicki Omni. Pemproses Omni mengambil sisa manusia dan sampah dan mengubahnya menjadi kuasa elektrik dan air minuman bersih. Ia berfungsi seperti loji kuasa wap, insinerator, dan sistem penapisan air digabungkan menjadi satu. Walaupun masih merupakan prototaip di Dakar, Senegal, sistem ini menunjukkan potensi untuk mengimbangi kos yang berkaitan dengan operasi (kerana ia menghasilkan tenaga sendiri untuk dijalankan) dan input sumber semula jadi (kerana kumbahan dan sampah adalah percuma). Pada tahun pertamanya di Dakar, Pemproses Omni memproses kira-kira 700 tan enap cemar najis. Menyedari kos permulaan yang tinggi untuk membina sistem ini, Pemproses Omni merupakan pengganti prospektif untuk loji rawatan air sisa berskala besar yang berkhidmat di bandar di seluruh dunia pada masa hadapan.
Pemproses Janicki Omni. Sumber: Janicki Bioenergy
Inovasi Terkini
- Penapis pasir geotekstil bekerja dengan menggerakkan air terlebih dahulu melalui kain geotekstil dan bahan plastik dan kemudian melalui pasir untuk penapisan tambahan. Sistem ini menyediakan alternatif kepada sistem septik di tapak.
- Taman bioreacter menggunakan proses semula jadi (penafian bioreaktor) dalam tanah dan tumbuh-tumbuhan untuk membersihkan air yang datang daripada sistem septik. Taman-taman mengurangkan komponen utama air sisa: ammonia, nitrat, fosforus, dan bakteria melalui tiga lapisan tumbuhan. Lapisan atas memecahkan bahan pencemar dan organisma semula jadi, lapisan tengah menukar ammonia kepada nitrat, dan lapisan ketiga mengandungi serpihan kayu dan biochar untuk menukar nitrat kepada gas nitrogen yang tidak berbahaya. Taman bioreaktor telah digunakan dengan berkesan di Hawai‘i dan Palau, lihat Permatang ke Terumbu Karang untuk maklumat lanjut mengenai projek-projek ini.
- Penapis kaca gunakan kaca hancur, termasuk kaca kitar semula daripada botol bir dan wain, sebagai penapis molekul untuk merawat air sisa. Sistem penapisan kaca boleh digunakan dalam pelbagai aplikasi, termasuk untuk menapis air minuman dan merawat air industri. Teknologi ini telah mendapat tempat di Eropah, termasuk di kilang Dryden Aqua di Scotland.
- Vermikultur bergantung kepada penggunaan cacing untuk membuang bahan cemar daripada air sisa. Air yang terhasil boleh digunakan semula untuk pertanian dan tanah yang berharga juga dihasilkan. Sistem ini terdiri daripada lapisan dengan serutan kayu, cacing tanah, dan mikrob, lapisan kedua batu hancur, dan lapisan ketiga yang berfungsi sebagai lembangan saliran. Untuk maklumat lanjut tentang sistem ini baca kajian kes ini mengenai vermikultur di Hawai‘i.
Penyelesaian berasaskan alam semula jadi
Penyelesaian berasaskan alam semula jadi adalah tindakan untuk melindungi, mengurus secara mampan dan memulihkan ekosistem semula jadi dan diubah suai yang menangani cabaran masyarakat. Dalam konteks air sisa, Penyelesaian Berasaskan Alam Semula Jadi merujuk kepada penggunaan ekosistem dan perkhidmatan ekosistem yang dirancang dan disengajakan untuk meningkatkan kualiti atau kuantiti air, dan untuk meningkatkan daya tahan terhadap perubahan iklim. ref Untuk pencemaran air sisa, Penyelesaian Berasaskan Alam Semula Jadi menggunakan strategi seperti tumbuhan dan mikrob untuk memecahkan, menyerap, memerangkap dan/atau mengoksigenkan bahan pencemar dalam air yang tercemar semasa ia bergerak melalui alam sekitar. Proses semula jadi ini secara berkesan menangkap dan menapis permukaan dan air bawah tanah yang tercemar, termasuk larian tercemar daripada hujan, sebelum ia dilepaskan ke lautan.
Penyelesaian berasaskan alam semula jadi juga termasuk tanah lembap yang dibina, bioswales, deposit arang diaktifkan, kolam penempatan, zon penampan riparian dan banyak lagi. Strategi ini boleh meningkatkan penyingkiran patogen dengan menyediakan interaksi lanjutan dengan oksigen dan mikrob dengan memperlahankan kadar aliran dan menggabungkan Penyelesaian Berasaskan Alam Semulajadi dengan langkah rawatan tambahan daripada sistem terpusat atau terpencar. Mereka juga mempunyai faedah tambahan untuk menyediakan habitat untuk menyokong biodiversiti, menyokong rekreasi (termasuk memancing dan pelancongan), dan faedah estetik berbanding teknologi rawatan lain.
Terokai tiga contoh ini untuk melihat dengan lebih dekat Penyelesaian berasaskan Alam:
- In Teluk Guánica, Puerto Rico, infrastruktur hijau, termasuk taman hujan rumput vetiver, digunakan untuk menyediakan rawatan tambahan kepada pelepasan tangki septik, meningkatkan penyingkiran bahan cemar dan mengurangkan jumlah air sisa yang memasuki teluk dengan ketara.
- In Samoa Amerika, biochar (arang yang dihasilkan daripada bahan organik) dan rumput vetiver digunakan untuk mengawal hakisan dan membuang nutrien.
- Dalam Republik Dominican, tanah lembap yang dibina (badan air cetek atau batu kelikir atau lembangan diisi media kejuruteraan yang ditanam dengan tumbuhan yang disesuaikan untuk aliran air) telah digunakan untuk membantu menangani keperluan penting untuk menangkap dan merawat air sisa.
Mewujudkan dan Melaksanakan Peraturan Air Sisa
Undang-undang, peraturan dan kod boleh menjadi penyelesaian yang sangat berkesan untuk mengurangkan pencemaran air sisa, tetapi boleh mencabar untuk mencipta, meminda atau mempengaruhi. Contoh strategi air sisa berkaitan peraturan termasuk: ref
- Menetapkan piawaian pembuangan air sisa, yang merupakan salah satu pendekatan yang paling biasa untuk mengawal selia dan mengurangkan pencemaran air sisa tetapi boleh menjadi rumit dan menjana data yang diperlukan adalah satu usaha yang besar.
- menentukan sasaran tahap rawatan, di mana sasaran pengurangan pencemaran ditetapkan untuk setiap peringkat rawatan (utama, menengah, tertiari).
- Menetapkan a sasaran pengurangan beban pencemar, apabila dasar diwujudkan yang menyeru matlamat khusus untuk mengurangkan bahan pencemar dari semasa ke semasa (mis., mengurangkan sekurang-kurangnya 50% lebihan nutrien dan bahan kimia lain).
Peraturan dan dasar untuk mengurus air sisa akan berbeza-beza berdasarkan usaha tempatan, serantau dan nasional serta konteks sosial, alam sekitar dan politik. Teroka halaman 22-28 daripada Panduan Pengamal Pencemaran Air Sisa Lautan untuk mengetahui lebih lanjut tentang rangka kerja sedia ada di peringkat serantau dan negara, seperti Matlamat Pembangunan Mampan (SDG), serta tindakan berbeza untuk dipertimbangkan apabila cuba mencipta, meminda atau mempengaruhi undang-undang, peraturan atau kod air sisa. Contohnya termasuk: mempertimbangkan pencemaran berasaskan tanah dan undang-undang dan peraturan kualiti air, menulis perundangan negara untuk meningkatkan kualiti air, dan membangunkan inisiatif undi untuk membiayai infrastruktur pengurusan air sisa dan sisa. Juga, lihat Bahagian kerjasama kit alat ini untuk mendapatkan maklumat lanjut tentang penyelarasan merentas sektor dan pendekatan bersepadu terhadap pencemaran air sisa.