De ontwikkeling van innovatieve technologieën en verbeteringen aan conventionele systemen bieden verbeterde methoden voor de behandeling van afvalwater. Sommige van deze nieuwe beheerstrategieën zijn gericht op het verhogen van de efficiëntie van de zuivering, het verbeteren van de kwaliteit van het lozingswater of het genereren van winst uit een waardevolle hulpbron die wordt teruggewonnen uit afvalwater.

Septische systemen verbeteren

Het wijdverbreide gebruik van septische systemen heeft geleid tot de ontwikkeling van een verscheidenheid aan modificaties die inspelen op unieke behandelingsbehoeften. Deze extra zuiveringsstappen zorgen ervoor dat het afvalwater dat in het milieu terechtkomt schoner is. Omdat deze systemen meestal worden gecombineerd met putten als drinkwaterbron, verbetert dit ook de kwaliteit van het drinkwater.

Zie de casestudy van Long Island, New York beschrijft inspanningen om oude septische systemen te vervangen door stikstofreducerende systemen met ondiepe uitspoelingsvelden die kunnen voorkomen dat ongeveer 95% van de stikstof uit afvalwaterafvoer het stroomgebied binnendringt en waardoor grondwaterlagen kunnen worden aangevuld.

Herstel van bronnen

Hergebruik van hulpbronnen verwijst naar het opvangen en hergebruiken van water en vaste stoffen uit menselijk afval. Enkele strategieën voor resource recovery zijn:

• Terugwinning van zoet water voor irrigatie en ander niet-drinkbaar gebruik, waardoor er ook minder water nodig is voor toekomstige sanitaire voorzieningen en behandeling
• biosolids gebruikt om als meststof aan de bodem toe te voegen bij behandeling volgens de juiste normen (bijvoorbeeld Loop Biosolids Seattle, VS, dat microben en warmte gebruikt voor de spijsvertering om een ​​product te maken voor gebruik in tuinen en bossen)
• Microfiltratie, omgekeerde osmose, en UV (gebruikt door Het grondwateraanvullingssysteem van Orange County Water District, voor drinkwater in Los Angeles, VS)
• Biogasopwekking door anaerobe spijsvertering en methaanvangst - vaak gebruikt door grootschalige afvalwaterzuiveringsinstallaties (AWZI's) om hulpbronnen terug te winnen, biologische vaste stoffen te behandelen en de uitstoot van broeikasgassen te verminderen

Het terugwinnen van hulpbronnen wint aan populariteit als oplossing voor zowel kleine, gedecentraliseerde systemen als grote, gecentraliseerde zuiveringsinstallaties. Voordelen van resource recovery-strategieën zijn onder meer:

• Het verwijderen van voedingsstoffen en verontreinigingen die gevaarlijk zijn voor de gezondheid van mens en oceaan.
• Waardevolle grondstoffen terugwinnen uit afval.
• Kan worden geïmplementeerd als een sanitatiesysteem waar er nog geen was of een verouderd behandelingssysteem verbeteren/vervangen.

Hieronder worden twee operaties nader toegelicht, met voorbeelden van container-gebaseerde en gemeentelijke innovaties.

SOIL

In Haïti heeft de niet-gouvernementele organisatie BODEM (duurzaam organisch geïntegreerd levensonderhoud) past resource recovery-technologie toe om op containers gebaseerde sanitatie te bieden. Dit systeem biedt veilig toiletten aan mensen zonder toegang en biedt een oplossing voor vervuiling en erosie. Toiletten voeren urine af en isoleren vast afval voor wekelijkse inzameling.

Illustratie van het op SOIL-containers gebaseerde sanitatie- en resourceherstelproces. Bron: SOIL

SOIL verzamelt en transporteert afval naar een composteringsinstallatie waar het wordt behandeld volgens de normen die zijn vastgelegd door de Wereldgezondheidsorganisatie. De afgewerkte meststof wordt verkocht aan boeren om hun oogstopbrengsten te verhogen en erosie te verminderen.

Janicki Bio-energie

Idealiter creëert het terugwinnen van hulpbronnen waarde uit afval via een volledig gesloten systeem, zoals blijkt uit de Janicki Omni-processor. De Omni Processor neemt menselijk afval en afval op en zet dit om in elektriciteit en schoon drinkwater. Het werkt als een stoomkrachtcentrale, een verbrandingsoven en een waterfiltratiesysteem gecombineerd in één. Hoewel het nog steeds een prototype is in Dakar, Senegal, toont het systeem het potentieel aan om kosten te compenseren die verband houden met operaties (omdat het zijn eigen energie produceert om te draaien) en natuurlijke hulpbronnen (aangezien riolering en afval gratis zijn). Gezien de hoge initiële kosten om dit systeem te bouwen, is de Omni Processor een toekomstige vervanging voor grootschalige afvalwaterzuiveringsinstallaties die steden over de hele wereld bedienen.

Janicki Omni-processor. Bron: Janicki Bioenergy

Op de natuur gebaseerde oplossingen

Natuurlijke behandelingsprocessen gebruiken planten en microben om verontreinigende stoffen in verontreinigd water af te breken, te absorberen, op te sluiten en/of te oxygeneren terwijl het door de omgeving beweegt. Deze natuurlijke processen vangen en filteren effectief verontreinigd oppervlakte- en grondwater, inclusief vervuilde afvoer van regen, voordat het in de oceaan wordt geloosd.

Kansen voor en voordelen van op de natuur gebaseerde oplossingen. Bron: IUCN Water

Op natuur gebaseerde oplossingen omvatten aangelegde wetlands, bioswales, actieve koolafzettingen, nederzettingsvijvers, oeverbufferzones en meer. Critici van op de natuur gebaseerde oplossingen beweren dat ze mogelijk geen adequate behandeling en verwijdering van ziekteverwekkers bieden. Een effectieve strategie om de verwijdering van pathogenen te verbeteren, is echter om ervoor te zorgen dat het systeem een ​​langdurige interactie met zuurstof en microben biedt door de stroomsnelheden te vertragen en de op de natuur gebaseerde oplossingen te koppelen aan aanvullende behandelingsstappen vanuit een gecentraliseerd of gedecentraliseerd systeem. Deze strategieën hebben als bijkomend voordeel dat ze een habitat bieden om de biodiversiteit te ondersteunen, recreatie (inclusief visserij en toerisme) en esthetische voordelen ten opzichte van andere behandelingstechnologieën ondersteunen.

Bekijk deze twee voorbeelden om natuurlijke behandelingsprocessen nader te bekijken:

1. Er werd groene infrastructuur gebruikt om de lozing van septic tanks extra te behandelen, de verwijdering van verontreinigingen te verbeteren en de hoeveelheid afvalwater die binnenkomt aanzienlijk te verminderen Guánica-baai, Puerto Rico.
2. Biochar (houtskool geproduceerd uit organisch materiaal) en vetivergras werden gebruikt voor erosiebestrijding en voor het verwijderen van voedingsstoffen in Amerikaans Samoa.

Regelgeving instellen

Inconsistenties in de regelgeving, binnen en tussen gemeenschappen, steden, staten en landen, vormen een complexe uitdaging voor afvalwaterbeheer. Regelmatige monitoring en de vaststelling van lokale drempels voor door afvalwater verspreide verontreinigende stoffen moeten worden geïmplementeerd om vast te stellen wanneer verontreinigingen plaatsvinden. Met gedefinieerde drempels kunnen gemeenschappen beter bepalen wanneer specifieke maatregelen moeten worden genomen, zoals het sluiten van stranden voor recreatie of het geven van een advies over koken water. De meeste bestaande zuiveringsnormen en/of effluentvoorschriften zijn afkomstig uit gematigde streken, maar deze normen kunnen als model worden gebruikt om normen vast te stellen voor monitoring en interventies in tropische zones. Hoewel regelgeving buiten het werkterrein van mariene managers kan vallen, kunnen de instrumenten die als onderdeel van de regelgeving in andere landen zijn ontwikkeld, helpen bij de monitoringplannen en drempels om afvalwaterverontreiniging aan te pakken. Verken pagina's 22-28 van Een praktijkgids voor vervuiling van oceaanafvalwater om meer te weten te komen over bestaande kaders op regionaal en nationaal niveau, evenals over verschillende categorieën om te overwegen voor relevante regelgeving en codes.

Het Amerikaanse Environmental Protection Agency (EPA) heeft verschillende instrumenten geïmplementeerd om drempels voor verontreinigende stoffen voor waterlichamen en het waterleven vast te stellen. Een veelgebruikt drempelinstrument is een totale maximale dagelijkse belasting, of TMDL, die de hoeveelheid van een specifieke verontreiniging die in een waterlichaam mag terechtkomen, beperkt. Dit is vooral effectief voor afvalwaterverontreinigingen die zijn afgeleid van: non-point bronnen​ TMDL's hebben te maken met de hoeveelheid verontreinigingen die een waterlichaam binnendringen in plaats van met hun bron (nen). Een paar van de aanvullende EPA-tools gegevenslagen over voedingsstoffen opnemen (NPDAT), een modelleerprogramma voor waterkwaliteit (WASP), en een diagnostisch hulpmiddel voor biologische stoornissen (CADDIS).

Afvalwaterverenigingen

Regionale verenigingen zijn belangrijke partners om managers in contact te brengen met toezichthouders en nutsbedrijven. Organisaties zoals de Caribische Vereniging voor Water en Afvalwater Pacific Water en Afvalwater VerenigingEn Pacific Water & Wastes Association zijn waardevolle bronnen voor managers die willen navigeren door de wettelijke vereisten die op hen van toepassing zijn en die toegang willen hebben tot gegevens, tools en andere bronnen.

Systeem geschiktheid

De onderstaande grafiek geeft enkele overwegingen weer om systeembeslissingen te sturen op basis van afvalwater, regelgeving en de ontvangende omgeving. Instrumenten die rekening houden met sociale, gezondheids- en milieucriteria bij het bepalen van de meest geschikte sanitaire interventie, ontbreken momenteel. Naarmate toekomstige instrumenten worden ontwikkeld, is het belangrijk om inzicht te krijgen in de mate van behandeling en de meest effectieve technologieën voor het beschermen van de oceaan door mariene beoefenaars.

Het bovenstaande schema beschrijft de overwegingen die bij geïntegreerde besluitvormingshulpmiddelen voor systeemgeschiktheid kunnen worden betrokken bij het overwegen van gezondheid, ecosystemen, hulpbronnen, werkzaamheid, aanvaardbaarheid en duurzaamheid. Bron: aangepast van US EPA

Coastal Massachusetts wordt al decennia lang geconfronteerd met uitdagingen op het gebied van nutriëntenbelasting in verband met afvalwaterverontreiniging. Als reactie hierop heeft de Cape Cod Commission een interactieve website met sanitaire technologieën opgezet, Technologieën Matrix​ Deze tool beschrijft de kenmerken en tekortkomingen van verschillende technologieën die ze geschikt maken in verschillende contexten. Bijzondere nadruk op het verwijderen van voedingsstoffen, kustsanering, en herstel tonen de relevantie van deze site voor beoefenaars van de zee aan. Als u door deze technologieën klikt, krijgt u meer informatie over beschikbare oplossingen en die mogelijk het meest compatibel zijn voor een bepaalde omstandigheid.