Mifumo na Changamoto zilizopo za Usafishaji Maji taka

Kusimamia taka ya usafi imekuwa wasiwasi tangu ustaarabu wa mwanzo kabisa. Kihistoria, maji machafu yalitolewa kwenye njia za karibu za maji, ikitumia faida ya dilution na oxidation kama matibabu. Wazo hili la "kujitakasa" halikuwa sahihi; uchafuzi mwingi unaweza kuondolewa na michakato ya asili na mfiduo wa kutosha, wakati, na dilution. Walakini, kuongezeka kwa idadi ya watu, na kuongezeka kwa uchafu katika maji machafu, kumesababisha njia hii kutosheleza. Ugunduzi wa magonjwa yanayosababishwa na maji ulisababisha maendeleo ya usafi wa mazingira kwa lengo la kutenganisha maji machafu na maji ya kunywa ili kulinda afya ya binadamu. ref Mifumo mingi ya matibabu tangu hapo imetengenezwa ili kupunguza taka mbichi za binadamu kuingia baharini. Chini ni utangulizi wa mifumo ya kawaida ya matibabu ya maji machafu inayotumika leo.

Mawazo ya Uteuzi wa Mfumo

Leo, kuna njia mbalimbali za kusimamia maji machafu. Kuchagua njia ya kutibu maji machafu ni mahususi kwa eneo na muktadha. Sababu nyingi huamua ni aina gani ya mfumo unafaa zaidi: mfumo wa matibabu wa maji taka, kati au mfumo wa matibabu wa eneo (uliogatuliwa). Suluhisho bora kwa jumuiya moja huenda lisifanyie kazi nyingine. Mazingatio ya uteuzi wa mfumo yanapaswa kujumuisha: 

• Rasilimali Jamii
• Ukubwa wa Idadi ya Watu
• Kanuni za kijamii na kitamaduni na matarajio
• Msaada wa kisiasa au vikwazo vya udhibiti
• Jiolojia ya mitaa na hydrolojia
• Miundombinu iliyopo

Tazama masomo haya ya kazi ya kuweka kati matibabu ya maji machafu kwenye kisiwa cha Roatan, Honduras na Bonaire.

Zana za usaidizi wa uamuzi zinazohusika na vigezo vya kijamii, afya ya binadamu, na mazingira katika kuamua mfumo unaofaa zaidi kulingana na muktadha wa eneo kwa sasa hazipo. Kama zana zinavyotengenezwa, ni muhimu kujumuisha ufahamu wa watendaji wa baharini katika kiwango cha matibabu na teknolojia bora zaidi za kulinda bahari. Tembelea Usafi endelevu na Sanduku la Zana la Usimamizi wa Maji kujifunza zaidi kuhusu mifumo na teknolojia za usafi wa mazingira.

Mimea ya matibabu ya maji machafu ya kati (WWTPs) na Maji taka

Maeneo yenye watu wengi na miji yenye viwanda hasa hutegemea mitambo ya matibabu ya maji machafu ya kati (WWTPs) kupokea na kutibu maji taka. Mitandao tata ya mabomba ya maji taka ya chini ya ardhi huleta maji taka kutoka kwa nyumba na majengo kwa WWTP kwa kutumia mvuto na pampu. Mara baada ya maji taka kufika kwenye kiwanda cha kutibu maji machafu, hupitia hatua kadhaa za matibabu kabla ya kuruhusiwa. Aina za matibabu yaliyotumiwa na ubora wa maji yaliyotibiwa hutofautiana kulingana na eneo, hali ya maji, upatikanaji wa teknolojia ya matibabu, na mambo mengine. Walakini, hata pale ambapo matibabu yanahitajika, kushindwa ni kawaida na haipaswi kudhaniwa kuwa kanuni zinahakikisha matibabu ya kutosha. Katika viwango vya manispaa na vituo, mapungufu kwenye viwango vya virutubisho katika maji machafu hutekelezwa kawaida kushughulikia upakiaji wa virutubisho na utokaji wa matokeo. Wakati vigezo vya matibabu ni muhimu, hazitoshi kulinda mazingira ya baharini kutokana na uchafuzi wa mazingira bila utekelezaji mkubwa wa hatua za kupunguza virutubisho.

Mara baada ya maji taka kufika kwenye kiwanda cha kutibu maji machafu, hupitia hatua kadhaa za matibabu kabla ya kuruhusiwa. Aina za matibabu yaliyotumiwa na ubora wa maji yaliyotibiwa hutofautiana kulingana na eneo, hali ya maji, upatikanaji wa teknolojia ya matibabu, na mambo mengine. Walakini, hata pale ambapo matibabu yanahitajika, kushindwa ni kawaida na haipaswi kudhaniwa kuwa kanuni zinahakikisha matibabu ya kutosha. Katika viwango vya manispaa na vituo, mapungufu kwenye viwango vya virutubisho kwenye maji machafu hutekelezwa kawaida kushughulikia upakiaji wa virutubisho na matokeo Eutrophication. Wakati vigezo vya matibabu ni muhimu, hazitoshi kulinda mazingira ya baharini kutokana na uchafuzi wa mazingira bila utekelezaji mkubwa wa hatua za kupunguza virutubisho.

• Msingi, au ya mwili, matibabu huanza na uchunguzi: maji taka hupitishwa kupitia skrini ili kuondoa yabisi kubwa. Nguvu kisha huletwa kwa mizinga ya kutuliza ambapo mvuto husaidia kumaliza yabisi ya ziada iliyosimamishwa.
• Sekondari, au ya kibaolojia, matibabu inakusudia kuondoa vitu vya kikaboni kutoka kwa maji taka kabla ya disinfection. Oksijeni na vijidudu hutumiwa kuchochea na kukuza athari za biokemikali ambazo huvunja uchafu. Mchakato huu unaunda mifumo ya asili na hufanywa kuwa bora zaidi na aeration au yatokanayo na oksijeni ya ziada. Oksijeni ni muhimu kwa mtengano, na aeration husaidia kuondoa gesi zilizofutwa. Athari hizi mwishowe zinahimiza chembe zilizobaki kukaa nje. Mbinu za kawaida za matibabu ya kibaolojia ni pamoja na vichungi vyenye kutiririka na sludge iliyoamilishwa, ambayo huongeza eneo la uso linalopatikana kwa vijidudu, na pia wiani wao.
• Tertiary, au kemikali, matibabu hutumiwa kukuza kutulia zaidi na kuondoa virutubishi. Vipolima vilivyoongezwa huvutia vichafuzi kuunda vichaka wakati vichungi vya kaboni au makaa huchochea adsorption ya mwili ili kupunguza virutubisho.
• Mwishowe, maji machafu huambukizwa dawa ili kupunguza vimelea vyovyote vilivyobaki. Wakati klorini ni moja ya viuatilifu vya kawaida, UV au ozoni inaweza kupendelea kupunguza viwango vya mabaki ya kemikali. ref

Mtiririko wa maji machafu kupitia WWTP kutoka kwa mabomba ya ulaji hadi kutokwa. Chanzo: Mallik na Arefin 2018

Matibabu ya msingi na sekondari inahitajika katika nchi zingine na idadi ya vituo vinavyojumuisha matibabu ya vyuo vikuu vinaongezeka. ref Walakini, hata pale ambapo matibabu yanahitajika, kushindwa ni kawaida na haipaswi kudhaniwa kuwa sheria zilizopo zinaonyesha matibabu ya kutosha. Kwa kuongezea, mapungufu kwenye viwango vya virutubisho katika maji machafu yanatekelezwa katika viwango vya manispaa na vituo kushughulikia upakiaji wa virutubisho na matokeo. Vigezo vya matibabu ni muhimu, lakini haitoshi kulinda mazingira ya baharini kutokana na uchafuzi wa mazingira.

Mifumo ya Maji taka ya Pamoja

Katika miji mikubwa ya mijini, mandhari mengi hayana ngozi na uwezo wa kuhifadhi ambayo mchanga, nyasi, misitu, na huduma zingine za asili hutoa. Wakati mvua inanyesha, maji hutiririka juu ya nyuso zisizoweza kuingiliwa (yaani, lami), kukusanya uchafu na uchafu na kuwa mtiririko unaochafuliwa ambao hujulikana kama maji ya dhoruba. Ili kupunguza athari kwa miili ya maji, miji mingi imejenga mifereji ya maji machafu kukusanya na kusafirisha maji ya mvua kwenda kwenye kituo kimoja cha kutibu maji machafu kama maji taka. Hii inaruhusu mmea wa matibabu kuondoa mafuta, dawa za kuua wadudu, bakteria, mchanga, na vichafu vingine ambavyo maji ya dhoruba yana. Wakati mfumo wa pamoja wa maji taka unaonekana kuwa mzuri, dhoruba nzito, kuyeyuka kwa theluji kubwa, na wakati mwingine hata mvua ndogo inaweza kuzidi uwezo wa mabomba haya, vifaru vya kushikilia, na mifumo ya matibabu. Mfumo uliolemewa unamwaga maji machafu yasiyotibiwa, pamoja na maji taka, ndani ya njia za maji. Nchini Merika, watu milioni 40 huhudumiwa na mifereji ya maji taka iliyojumuishwa, ambayo hutoa zaidi ya lita trilioni 3 za maji taka yasiyotibiwa na maji ya mvua kila mwaka katika hafla za pamoja za kufurika kwa maji taka. ref

Tazama Maji taka 101 Webinar kwa habari zaidi juu ya usimamizi wa maji machafu:

Mifumo ya Matibabu iliyotengwa

Mifumo ya matibabu ya maji machafu iliyotengwa, au mifumo ya usafi isiyo na maji, ni mifumo midogo, ya wavuti ya kudhibiti taka ya binadamu.

Mtiririko wa maji machafu kupitia mfumo wa septic wa kawaida. Chanzo: Ofisi ya Maji ya EPA 2002

Mifumo ya matibabu ya maji machafu iliyokusanywa inakusanya, kutibu, na kutoa maji machafu kwenye tovuti ambayo inazalishwa. Aina nyingi za mifumo ya matibabu ya tovuti iko. Aina zifuatazo ni za kawaida ulimwenguni:

• Mabwawa kuwa na kontena moja na hatua ya matibabu. Mashimo yaliyochimbwa au yaliyojengwa hukusanya maji machafu kwa makazi ya asili. Mashimo yanaweza kutenganishwa au kutengwa na mchanga na maji ya chini na kizuizi cha jiwe au saruji. Cesspools hazitoi matibabu ya kutosha, na zinabadilishwa katika sehemu nyingi na mfumo bora zaidi wa matibabu.
• Mifumo ya kontena kukusanya na kuhifadhi maji machafu kwenye tovuti na kuhitaji taka kusafirishwa kwenda mahali pengine kwa matibabu. Mifumo hii hupatikana katika maeneo yenye miundombinu midogo na inajumuisha vyoo vya shimo, ambavyo vinahitaji kumwagika mara tu vinapojaa, na vyoo vya ndoo, ambavyo hutolewa kila siku. Matibabu ya taka iliyokusanywa kutoka kwa chaguzi zenye msingi wa kontena inaweza kutoka kwa michakato ya kawaida ya matibabu, mazoea mapya ya urejesho wa rasilimali, au hakuna matibabu kabisa.
• Futa mashamba kukuza fursa za matibabu ya ziada ya maji machafu na vijidudu kwenye mchanga, changarawe au vifaa vingine kabla ya kutolewa kwenye maji ya ardhini au ya juu.

Video hapa chini kutoka The Natural Conservancy Long Island inatoa ufafanuzi zaidi wa mifumo ya septic na cesspool.

Mifumo ya kawaida ya septic na cesspools hazijatengenezwa kuondoa virutubisho au vichafu vingine kutoka kwa maji machafu, ambayo yanaweza kusababisha vitisho hatari kwa mazingira ya baharini katika maeneo ya pwani. Teknolojia zimetengenezwa hivi karibuni kushughulikia uondoaji wa virutubishi katika mifumo ya ugatuzi, lakini suluhisho hizi mpya hazijatekelezwa sana kwa sababu ya ukosefu wa kanuni ya ulimwengu juu ya virutubisho katika maji machafu ya maji machafu. Kuboresha mifumo iliyotengwa ili kujumuisha upunguzaji wa virutubisho imeonyesha ufanisi mkubwa wa gharama kuliko kujenga vituo vipya vya matibabu ya maji machafu. Uvujaji uliopuuzwa na malfunctions katika mifumo hii husababisha uchafuzi wa chanzo isiyo ya kawaida, ambayo mara nyingi haigunduliki. Hata wakati vyanzo vya uchafuzi wa mazingira vimetafutwa, kuna athari chache kwa kutotii, ikiacha nafasi ndogo kwa utekelezaji.

Miundombinu mara nyingi huzuiliwa na tografia ya mkoa. Maeneo ya kuelea, maeneo ya mafuriko, mchanga usiopitiliza, na maeneo ya pwani yanaweza kufanya iwe ngumu kutekeleza mifumo mingi. Tazama kifani kutoka Ziwa la Tonle Sap, Kamboja na Ziwa Indawgyi, Myanmar kuelezea maendeleo na utekelezaji wa Handypods na Wetland Work.

Kuondoa

Kutokwa kutoka kwa bomba la kuanguka. Picha © pixabay

Baada ya matibabu kutoka kwa mifumo ya katikati au ya ugawanyaji, maji taka yaliyotibiwa hutolewa moja kwa moja kwa miili ya maji iliyo karibu au ardhini. Aina za matibabu zinazotumiwa kwa maji machafu na eneo la kutokwa huathiri kwa kiwango gani maji machafu yanayochafua bahari. Mabomba ya kuanguka kutiririsha maji machafu moja kwa moja kwenye mito na bahari. Futa mashamba, mchanga, ardhi oevu, na uoto polepole wa maji machafu ndani ya maji ya ardhini, ambayo husaidia kuondoa vichafuzi. Hii imesababisha maendeleo ya mbinu za juu za kupunguza virutubishi na suluhisho za asili ili kupunguza kasi ya mtiririko wa maji machafu. The kifani kutoka Santiago katika Jamhuri ya Dominika inaonyesha mafanikio makubwa katika kutumia maeneo oevu yaliyojengwa ili kupunguza vichafuzi vya kikaboni vilivyorushwa kwa maji.

Kutoa maji machafu yasiyotibiwa huongeza hatari za hatari kwa watu, wanyama, na mifumo ya ikolojia. Ni rahisi kuamua ikiwa mmea mkubwa wa matibabu wa pwani unatoa maji yaliyotibiwa au maji machafu moja kwa moja baharini. Ngumu zaidi kugundua ni leaching kutoka kwa mifumo ndogo ya kontena na kutokwa kwa maji chini ya ardhi. Tazama kifani kutoka Dar es Salaam, Tanzania, Afrika Mashariki kupambana na suala la vyoo vya shimo kutupwa kwenye mazingira.