Bestaande behandelingssystemen

Rioolbuis. Foto © Joe Miller
Het beheer van sanitair afval is een punt van zorg sinds de vroegste gevestigde beschavingen. Historisch gezien werden rioolwater en huishoudelijk afvalwater geloosd in de dichtstbijzijnde waterwegen, waarbij gebruik werd gemaakt van verdunning en oxidatie als behandeling. Dit idee van "zelfreiniging" was niet onjuist; veel verontreinigingen kunnen worden verwijderd door natuurlijke processen met voldoende blootstelling, tijd en verdunning. Door de bevolkingsgroei en de toenemende vervuiling in het rioolwater is deze benadering echter ontoereikend. De ontdekking van door rioolwater overgedragen ziekten resulteerde in de ontwikkeling van sanitaire voorzieningen met als doel rioolwater te scheiden van drinkwater om de gezondheid van mensen te beschermen. ref Sindsdien zijn er veel behandelingssystemen ontwikkeld om te voorkomen dat ongezuiverd rioolwater de oceanen binnendringt. Hieronder volgt een inleiding tot gangbare rioolwaterzuiveringssystemen die tegenwoordig worden gebruikt.

afvalwaterzuiveringsinstallatie

Afvalwaterzuiveringsinstallatie in Californië, VS. Foto © Michael Layefsky, Flickr

Centrale afvalwaterzuiveringsinstallaties (AWZI's) en rioleringen

Achtergrond

Dichtbevolkte gebieden en geïndustrialiseerde steden zijn voornamelijk afhankelijk van gecentraliseerde afvalwaterzuiveringsinstallaties (AWZI's) om rioolwater te ontvangen en te behandelen. Ingewikkelde netwerken van ondergrondse rioolbuizen brengen afvalwater van woningen en gebouwen naar de AWZI met behulp van zwaartekracht en pompen. Deze grote faciliteiten zijn duur om te bouwen, te gebruiken en te onderhouden. Technologieën en behandelingscapaciteiten van deze systemen worden zelden geüpgraded na initiële investeringen. Dit geldt ook voor rioolbuizen, die vaak onderhevig zijn aan lekkages en overlopen. Het aanleggen van rioolbuisinfrastructuur is duur, vooral buiten dichtbevolkte stedelijke gebieden. Er is ook een toenemend risico op storingen als gevolg van meer regen, stijgende grondwaterstanden en zeespiegel. Naast de initiële bouwkosten zijn upgrades van deze uitgebreide infrastructuur kostbaar en vallen ze doorgaans onder de verantwoordelijkheid van een gemeente of lokale overheid.

Antenne voor afvalwaterzuiveringsinstallatie

Afvalwaterzuiveringsinstallatie van bovenaf. Foto © Alex de Haas, Flickr

Grote steden genereren niet alleen grote hoeveelheden rioolwater, maar regenwater ook. In gebieden waar de absorptie en het behoud dat bodems, graslanden, bossen en andere natuurlijke kenmerken bieden, kan neerslag nergens heen, dus het stroomt over ondoordringbare oppervlakken, waarbij puin en verontreinigingen worden verzameld, wat resulteert in vervuild stedelijk afstromend water. Als reactie daarop hebben veel steden gecombineerde rioleringen aangelegd om regenwater op te vangen en naar dezelfde gecentraliseerde afvalwaterzuiveringsinstallaties te transporteren als rioolwater. Hoewel dit efficiënt lijkt, vergroot het de kwetsbaarheid van alle componenten van het systeem. Stormen en zware regenval overschrijden vaak de capaciteit van leidingen, opslagtanks en behandelingssystemen, wat leidt tot grote lozingen van ongezuiverd afvalwater, inclusief ongezuiverd rioolwater, in waterwegen. In de Verenigde Staten worden 40 miljoen mensen bediend door gecombineerde rioleringen, die jaarlijks meer dan 3 biljoen liter onbehandeld rioolwater en regenwater lozen in gecombineerde riooloverstort (CSO) -evenementen. ref

Bekijk de Wastewater 101 Webinar voor meer informatie over afvalwaterbeheer:

Behandeling

Zodra rioolwater op een AWZI terechtkomt, ondergaat het verschillende fasen van behandeling voordat het wordt geloosd.

  • Primairof fysische behandeling begint met zeven: rioolwater wordt door zeven gevoerd om grote vaste stoffen te verwijderen. Het effluent wordt vervolgens naar bezinktanks gebracht waar de zwaartekracht helpt om extra zwevende deeltjes te bezinken.
  • Secundairof biologische behandeling is bedoeld om organisch materiaal uit het rioolwater te verwijderen voordat het wordt gedesinfecteerd. Zuurstof en micro-organismen worden gebruikt om biochemische reacties die verontreinigingen afbreken te katalyseren en te bevorderen. Dit proces modelleert natuurlijke systemen en wordt efficiënter gemaakt door beluchting of blootstelling aan extra zuurstof. Zuurstof is nodig voor ontleding en beluchting helpt opgeloste gassen te verwijderen. Deze reacties zorgen er uiteindelijk voor dat de resterende deeltjes bezinken. Gangbare technieken voor biologische zuivering zijn onder meer druppelfilters en actief slib, die het oppervlak en de dichtheid van micro-organismen vergroten.
  • Tertiairof chemische behandeling wordt gebruikt om verdere bezinking en verwijdering van voedingsstoffen te bevorderen. Toegevoegde polymeren trekken verontreinigende stoffen aan om klonten te creëren, terwijl koolstof- of houtskoolfilters fysische adsorptie katalyseren om voedingsstoffen te verminderen.
  • Ten slotte wordt het afvalwater gedesinfecteerd om eventuele resterende ziekteverwekkers te neutraliseren. Hoewel chloor een van de meest voorkomende ontsmettingsmiddelen is, UV of ozon kan de voorkeur hebben om resterende chemische concentraties te minimaliseren. ref

De stroom effluent door een RWZI van inlaatleidingen naar afvoer. Bron: opent in een nieuw vensterMallik en Arefin 2018

Primaire en secundaire zuivering zijn vereist in de VS door de Clean Water Act (CWA) en het aantal faciliteiten met tertiaire zuivering neemt toe. ref Bovendien worden beperkingen op nutriëntenconcentraties in effluent geïmplementeerd op staats- en faciliteitsniveau om de nutriëntenbelasting en de resulterende eutrofiëring​ Behandelingscriteria zijn nuttig, maar niet voldoende om mariene ecosystemen tegen vervuiling te beschermen.

Gecentraliseerd systeemoverzicht

  • Gecentraliseerde systemen verhogen de efficiëntie van de behandeling, consolideren de onderhoudskosten en minimaliseren nonpoint bronverontreiniging
  • Tekortkomingen van gecentraliseerde systemen zijn onder meer aanzienlijke initiële investeringen, kostbaar en technisch onderhoud, capaciteitsbeperkingen, gevoeligheid voor lekken, kwetsbaarheid voor weersomstandigheden en onvoldoende verwijdering van voedingsstoffen

Gedecentraliseerde behandelingssystemen

Achtergrond

Onsite afvalwaterzuiveringssystemen (OWTS) zijn lokale, kleinschalige systemen voor het beheer van rioolwater waarbij gecentraliseerde systemen niet geschikt zijn of niet zijn aangelegd. Hydrologie, geologie en geografie (evenals financiën, politiek en regelgeving) kunnen bepalen of een riolering en gecentraliseerd systeem mogelijk zijn of dat onsite afvalwaterzuiveringssystemen (OWTS) geschikter zijn. Gebieden met verspreide woningen, ondiepe bodems, ondoordringbaar gesteente of kwetsbare grondwaterpeilen worden vaak bediend door OWTS. Deze systemen kunnen kostbaar zijn voor individuele huiseigenaren, maar op sommige plaatsen kunnen de installatie- en onderhoudskosten worden verlaagd door subsidies of lokale stimulansen.

Behandeling

De afvoer van rioolwater via een conventioneel septisch systeem ter plaatse. Bron: EPA Office of Water 2002

Onsite afvalwaterbehandelingssystemen (OWTS) verzamelen, behandelen en lozen afvalwatereffluent op de locatie waar het wordt gegenereerd. Er bestaan ​​veel soorten behandelingssystemen op locatie, maar de volgende drie soorten worden wereldwijd veel gebruikt:

  • Beerputten, die slechts één insluitings- en behandelingsstap hebben. Hier verzamelen gegraven of gebouwde putten afvalwater voor natuurlijke bezinking en behandeling. Beerputten blijken ineffectief te zijn, bieden onvoldoende behandeling en worden op veel plaatsen afgebouwd, vervangen en zelfs niet toegestaan.
  • Septische systemen bevatten meestal een opslagtank voor ongezuiverd afvalwater en een verspreidingsmethode om een ​​extra behandeling voor afvalwater te bieden wanneer het wordt geloosd. Naast het opvangen van rioolwater, bevorderen tanks bezinking en anaërobe behandeling. Een extra aërobe tankkamer wordt steeds gebruikelijker om biologische behandeling en verwijdering van voedingsstoffen te verbeteren, en sommige septische systemen hebben zelfs recirculatiepompen om het afvalwater tussen de aërobe en anaërobe omgevingen te verplaatsen. Verspreiding is van cruciaal belang voor het vertragen van de stroom afvalwater naar het milieu.
  • Laat velden leeglopen zijn een verspreidingstechniek die mogelijkheden biedt voor aanvullende behandeling van afvalwater door micro-organismen in de bodem, grind of andere materialen voordat ze in de grond of het oppervlaktewater worden geloosd. De onderstaande video van The Nature Conservancy Long Island geeft een meer gedetailleerde uitleg van septische en beerputsystemen.

Een andere OWTS-optie zijn op containers gebaseerde systemen, die op dezelfde manier rioolwater op de site verzamelen en opslaan, en vervolgens vereisen dat afval naar elders wordt getransporteerd voor behandeling. Deze systemen worden voornamelijk aangetroffen in gebieden met een beperkte infrastructuur en omvatten pitlatrines, die moeten worden geleegd zodra ze vol zijn, en emmertoiletten, die dagelijks worden geleegd. De verwerking van afval dat wordt ingezameld met opties op basis van containers varieert van de conventionele behandelingsprocessen die hierboven zijn beschreven tot nieuwe methoden voor het terugwinnen van hulpbronnen, tot helemaal geen behandeling. Succesvolle op containers gebaseerde opties worden in meer detail beschreven in Opkomende oplossingen.

Septische systemen en beerputten zijn niet ontworpen om voedingsstoffen aan te pakken en zijn onvoldoende om ze uit het afvalwater te verwijderen en kunnen gevaarlijk zijn voor het mariene milieu in kustgebieden. Hoewel er veel technologische vooruitgang is geboekt om de verwijdering van nutriënten in OWTS aan te pakken, is er wereldwijd een gebrek aan regulering van nutriënten in afvalwater. Veronachtzaamde lekken en defecten veroorzaken vervuiling door niet-puntbronnen die moeilijk op te sporen is en geen gevolgen heeft voor niet-naleving, waardoor er weinig gelegenheid is voor handhaving. Upgrades van OWTS-systemen met verbeterde nutriëntreductie zijn aantoonbaar meer kostenefficiëntie dan het bouwen van nieuwe grootschalige rioolwaterzuiveringsinstallaties.

Gedecentraliseerd systeemoverzicht

  • Gedecentraliseerde behandelingen zijn geïndividualiseerd, werken op kleinere schaal en dienen voor kleinere populaties
  • Tekortkomingen van gedecentraliseerde systemen zijn onder meer frequent wanbeheer of toezicht dat leidt tot niet-naleving, ontoereikende verwijdering van voedingsstoffen en opkomende verontreinigingen, en geen behandeling van regenwater

Ontlading

Afvoer uit een afvoerleiding. Foto © pixabay

Na behandeling vanuit gecentraliseerde of gedecentraliseerde systemen wordt het behandelde afvalwater rechtstreeks geloosd op nabijgelegen waterlichamen of in de grond. Uitlaatpijpen worden gebruikt om afvalwater rechtstreeks in rivieren en oceanen te lozen, terwijl drainage van velden, bodems, wetlands en vegetatie het afvalwater langzamer laat doorsijpelen naar het grondwater. Verontreiniging van oceanen veroorzaakt door effluent is afhankelijk van zowel het niveau van behandeling dat het ontvangt voorafgaand aan het lozen als de toegepaste lozingsstrategie. Geavanceerde technieken voor het verminderen van nutriënten en op de natuur gebaseerde oplossingen kunnen een aanvullende behandeling bereiken en de uitstroom van afvalwater vertragen. Aan de andere kant levert lozing van onvoldoende behandeld rioolwater grotere gevaren op voor de gezondheid van mens, organisme en ecosystemen. Terwijl grootschalige zuiveringsinstallaties in kustgebieden vaak gezuiverd of ongezuiverd afvalwater rechtstreeks in de oceaan lozen, treedt ook afvalwaterverontreiniging door kleinere insluitingssystemen op, door grondwaterlozing en uitspoeling, die vaak onopgemerkt blijft.

Overwegingen bij systeemselectie

Infrastructuur, hulpbronnen, geologie, populatiegrootte, culturele normen en politiek hebben allemaal invloed op de selectie van rioolwaterzuiveringssystemen. Een AWZI is bijvoorbeeld geschikt in gebieden met een hoge structurele en bevolkingsdichtheid, bestaande leidingnetwerken (of de middelen en geschikte geologie om ze met succes te installeren), en capaciteit voor zeer technisch onderhoud. Als alternatief zijn OWTS geschikter wanneer er geen riolering via pijpleidingen is en er meer afstand is tussen rioolbronnen (huizen, bedrijven, enz.). De bestaande rioleringsinfrastructuur is van invloed op de geschiktheid van het systeem, aangezien upgrades vaak eenvoudiger en kosteneffectiever te implementeren zijn dan de ontwikkeling van nieuwe infrastructuur. Zie deze casestudy van werk om de rioolwaterzuivering te centraliseren op het eiland Rotan, Honduras.

Beslissingsondersteunende instrumenten voor het selecteren van het beste systeem op basis van lokale contexten ontbreken, waardoor het moeilijk is om de behoeften aan afvalwaterverontreiniging en sanitaire voorzieningen adequaat te beheren. Overwegingen bij systeemselectie moeten de bestaande infrastructuur, gemeenschapsmiddelen, sociale en culturele verwachtingen, politieke steun of beperkingen, de lokale geologie en hydrologie en vele andere factoren omvatten. Bezoek de opent in een nieuw vensterToolbox Duurzame Sanitatie en Waterbeheer voor meer informatie over sanitaire systemen en technologieën.

pporno youjizz xmxx leraar xxx Sekse
Translate »