ระบบบำบัดที่มีอยู่

การจัดการขยะสุขาภิบาลเป็นเรื่องที่น่ากังวลมาตั้งแต่อารยธรรมแรกสุดที่เข้ามาตั้งถิ่นฐาน ในอดีต น้ำเสียถูกปล่อยลงสู่แหล่งน้ำที่ใกล้ที่สุด โดยใช้ประโยชน์จากการเจือจางและออกซิเดชันในการบำบัด แนวคิดเรื่อง "การชำระล้างตนเอง" นี้ไม่ถูกต้อง สารปนเปื้อนจำนวนมากสามารถกำจัดออกได้โดยกระบวนการทางธรรมชาติโดยมีการเปิดรับแสง เวลา และการเจือจางที่เพียงพอ อย่างไรก็ตาม การเติบโตของจำนวนประชากร และมลพิษทางน้ำเสียที่เพิ่มขึ้น ทำให้แนวทางนี้ไม่เพียงพอ การค้นพบโรคที่เกิดจากน้ำส่งผลให้เกิดการพัฒนาระบบสุขาภิบาลโดยมีเป้าหมายเพื่อแยกน้ำเสียออกจากน้ำดื่มเพื่อปกป้องสุขภาพของมนุษย์ อ้าง ตั้งแต่นั้นมาระบบบำบัดหลายแห่งได้รับการพัฒนาเพื่อลดปริมาณของเสียดิบของมนุษย์ที่เข้าสู่มหาสมุทร ด้านล่างนี้เป็นข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับระบบบำบัดน้ำเสียทั่วไปที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน

ประเภทของระบบบำบัดน้ำเสีย

ระบบบำบัดแบบรวมศูนย์

พื้นที่ที่มีประชากรหนาแน่นและเมืองอุตสาหกรรมส่วนใหญ่อาศัยโรงบำบัดน้ำเสียแบบรวมศูนย์เพื่อรับและบำบัดน้ำเสีย เครือข่ายท่อระบายน้ำทิ้งใต้ดินที่ซับซ้อนจะนำสิ่งปฏิกูลจากบ้านและอาคารไปยังโรงบำบัดโดยใช้แรงโน้มถ่วงและปั๊ม เมื่อน้ำเสียมาถึงโรงบำบัดน้ำเสียแล้ว จะผ่านการบำบัดหลายขั้นตอนก่อนที่จะระบายออก:

• ประถมหรือทางกายภาพการบำบัดเริ่มต้นด้วยการคัดกรอง: สิ่งปฏิกูลจะถูกส่งผ่านหน้าจอเพื่อกำจัดของแข็งขนาดใหญ่ น้ำทิ้ง จากนั้นจะถูกนำไปที่ถังตกตะกอนซึ่งแรงโน้มถ่วงช่วยในการชำระสารแขวนลอยเพิ่มเติม
• รองหรือทางชีวภาพการบำบัดมีจุดมุ่งหมายเพื่อกำจัดสารอินทรีย์ออกจากสิ่งปฏิกูลก่อนการฆ่าเชื้อโรค ออกซิเจนและจุลินทรีย์ถูกใช้เพื่อเร่งปฏิกิริยาและส่งเสริมปฏิกิริยาทางชีวเคมีที่สลายสิ่งปนเปื้อน กระบวนการนี้จำลองระบบธรรมชาติและทำให้มีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยการเติมอากาศหรือสัมผัสกับออกซิเจนเพิ่มเติม ออกซิเจนเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการย่อยสลายและการเติมอากาศจะช่วยกำจัดก๊าซที่ละลายน้ำได้ ในที่สุดปฏิกิริยาเหล่านี้จะกระตุ้นให้อนุภาคที่เหลือตกตะกอน เทคนิคทั่วไปสำหรับการบำบัดทางชีวภาพ ได้แก่ ตัวกรองแบบหยดและตะกอนที่กระตุ้นซึ่งจะเพิ่มพื้นที่ผิวที่มีให้กับจุลินทรีย์รวมถึงความหนาแน่น
• ระดับอุดมศึกษาหรือใช้สารเคมีบำบัดเพื่อส่งเสริมการตกตะกอนและการกำจัดสารอาหารเพิ่มเติม โพลีเมอร์ที่เพิ่มเข้ามาจะดึงดูดสารมลพิษเพื่อสร้างกลุ่มก้อนในขณะที่ตัวกรองคาร์บอนหรือถ่านจะกระตุ้นการดูดซับทางกายภาพเพื่อลดสารอาหาร
• สุดท้ายน้ำทิ้งจะถูกฆ่าเชื้อเพื่อต่อต้านเชื้อโรคที่เหลืออยู่ ในขณะที่คลอรีนเป็นหนึ่งในสารฆ่าเชื้อที่พบบ่อยที่สุด UV หรืออาจเลือกใช้โอโซนเพื่อลดความเข้มข้นของสารเคมีตกค้าง อ้าง

การไหลของน้ำทิ้งผ่านโรงบำบัดน้ำเสียจากท่อไอดีสู่ทางออก แหล่งที่มา: Mallik และ Arefin 2018

ประเภทของการบำบัดที่ใช้และคุณภาพของน้ำที่ผ่านการบำบัดจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับสถานที่ สภาพน้ำ ความพร้อมของเทคโนโลยีการบำบัด เป้าหมายการลดมลพิษ และปัจจัยอื่น ๆ ในบางประเทศจำเป็นต้องมีการรักษาขั้นพื้นฐานและทุติยภูมิ และจำนวนสถานพยาบาลที่รวมการรักษาระดับตติยภูมิก็เพิ่มมากขึ้น อ้าง อย่างไรก็ตาม แม้ว่าจะต้องได้รับการรักษา ความล้มเหลวก็เป็นเรื่องปกติ และไม่ควรถือว่ากฎระเบียบรับประกันการรักษาที่เพียงพอ ในระดับเทศบาลและระดับสิ่งอำนวยความสะดวก มักจะมีข้อจำกัดเกี่ยวกับความเข้มข้นของสารอาหารในน้ำทิ้งเพื่อจัดการกับปริมาณสารอาหารและผลที่ตามมา eutrophication. แม้ว่าเกณฑ์การบำบัดจะมีประโยชน์ แต่ก็ไม่เพียงพอที่จะปกป้องระบบนิเวศทางทะเลจากมลภาวะหากปราศจากการใช้มาตรการลดสารอาหารอย่างแพร่หลาย

ระบบท่อระบายน้ำรวม

ในเมืองใหญ่ๆ ภูมิประเทศหลายแห่งขาด การดูดซึม และความสามารถในการคงสภาพของดิน ทุ่งหญ้า ป่าไม้ และลักษณะทางธรรมชาติอื่นๆ เมื่อฝนตก น้ำจะไหลผ่านพื้นผิวที่ไม่ผ่าน (เช่น ทางลาดยาง) รวบรวมเศษซากและสิ่งปนเปื้อน และกลายเป็นน้ำที่ไหลบ่าเป็นมลพิษที่เรียกกันทั่วไปว่า สตอร์มวอเตอร์. เพื่อลดผลกระทบต่อแหล่งน้ำ หลายเมืองได้สร้างระบบท่อน้ำทิ้งแบบรวมเพื่อรวบรวมและขนส่งน้ำฝนจากหลายสถานที่ไปยังโรงบำบัดน้ำเสียแบบรวมศูนย์เดียวกันกับน้ำเสีย ซึ่งช่วยให้โรงบำบัดสามารถกำจัดน้ำมัน ยาฆ่าแมลง แบคทีเรีย ตะกอน และสิ่งปนเปื้อนอื่นๆ ที่มีอยู่ในน้ำพายุได้ แม้ว่าระบบบำบัดน้ำเสียแบบรวมดูเหมือนจะมีประสิทธิภาพ แต่พายุหนัก หิมะละลายขนาดใหญ่ และบางครั้งแม้แต่ฝนปรอยๆ ก็อาจเกินความจุของท่อ ถังเก็บน้ำ และระบบบำบัดเหล่านี้ ระบบที่มีภาระหนักเกินไปจะปล่อยน้ำเสียที่ไม่ผ่านการบำบัดจำนวนมาก รวมถึงน้ำเสียดิบ ลงสู่ทางน้ำ ในสหรัฐอเมริกา ผู้คน 40 ล้านคนได้รับบริการจากท่อระบายน้ำทิ้งแบบรวม ซึ่งระบายสิ่งปฏิกูลที่ไม่ผ่านการบำบัดและน้ำที่ไหลบ่าจากพายุมากกว่า 3 ล้านล้านลิตรต่อปีในกรณีที่มีเหตุการณ์น้ำท่วมท่อระบายน้ำแบบรวม อ้าง

ดูกรณีศึกษาการทำงานเพื่อรวมศูนย์บำบัดน้ำเสียบนเกาะนี้ โรอาตันฮอนดูรัส.

ระบบบำบัดแบบกระจายอำนาจ

ระบบบำบัดน้ำเสียแบบกระจายศูนย์หรือระบบสุขาภิบาลที่ไม่ใช่ท่อระบายน้ำ เป็นระบบในสถานที่ขนาดเล็กสำหรับจัดการของเสียของมนุษย์

ระบบบำบัดน้ำเสียแบบธรรมดา ที่มา: สำนักงานปกป้องสิ่งแวดล้อม พ.ศ. 2018

ระบบบำบัดน้ำเสียแบบกระจายศูนย์จะรวบรวม บำบัด และปล่อยน้ำเสียออกจากบริเวณที่เกิดการผลิต มีระบบการรักษานอกสถานที่หลายประเภท ประเภทต่อไปนี้เป็นเรื่องธรรมดาที่สุดทั่วโลก:

• ระบบบำบัดน้ำเสีย โดยทั่วไปจะมีถังบำบัดน้ำเสียและช่องระบายน้ำ ถังเป็นภาชนะแบบฝังและกันน้ำได้ ซึ่งมักทำจากคอนกรีต ไฟเบอร์กลาส หรือโพลีเอทิลีน สารอินทรีย์จะถูกย่อยในถัง และกระบวนการจะแยกสารที่ลอยได้ (เช่น น้ำมันและจาระบี) และของแข็งออกจากน้ำเสีย น้ำทิ้งจะถูกปล่อยออกจากถังอย่างช้าๆ ไปยังชุดท่อที่มีรูพรุนซึ่งฝังอยู่ในทุ่งกรอง ห้องควบคุม หรือหน่วยพิเศษอื่นๆ
• ช่องระบายน้ำซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของระบบบำบัดน้ำเสีย ส่งเสริมโอกาสในการบำบัดน้ำเสียเพิ่มเติมโดยจุลินทรีย์ในดิน กรวด หรือวัสดุอื่น ๆ ก่อนที่จะปล่อยลงสู่พื้นดินหรือน้ำผิวดิน
• เซสพูล มีขั้นตอนการกักเก็บและการรักษาหนึ่งขั้นตอน หลุมที่ขุดหรือสร้างขึ้นจะรวบรวมน้ำทิ้งเพื่อการตกตะกอนตามธรรมชาติ หลุมอาจไม่บุหรือแยกออกจากดินและน้ำใต้ดินด้วยหินหรือคอนกรีต โถส้วมไม่ได้ให้การรักษาที่เพียงพอ และถูกแทนที่ด้วยระบบบำบัดที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นในสถานที่หลายแห่ง
• ระบบที่ใช้คอนเทนเนอร์ รวบรวมและจัดเก็บน้ำเสียในสถานที่และกำหนดให้ขนส่งของเสียที่อื่นเพื่อบำบัด ระบบเหล่านี้พบได้มากในพื้นที่ที่มีโครงสร้างพื้นฐานจำกัด และรวมถึงส้วมในหลุม ซึ่งจำเป็นต้องล้างเมื่อเต็มแล้ว และโถส้วมที่เททิ้งทุกวัน การบำบัดของเสียที่รวบรวมจากตัวเลือกแบบคอนเทนเนอร์อาจมีตั้งแต่กระบวนการบำบัดแบบเดิม แนวทางการกู้คืนทรัพยากรแบบใหม่ หรือไม่มีการบำบัดเลย

วิดีโอด้านล่างจาก The Nature Conservancy Long Island ให้คำอธิบายโดยละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับระบบบำบัดน้ำเสียและอ่างส้วม

ระบบบำบัดน้ำเสียและส้วมซึมแบบทั่วไปไม่ได้ออกแบบมาเพื่อกำจัดสารอาหารหรือสิ่งปนเปื้อนอื่นๆ ออกจากน้ำทิ้ง ซึ่งอาจก่อให้เกิดภัยคุกคามที่เป็นอันตรายต่อสภาพแวดล้อมทางทะเลในพื้นที่ชายฝั่งทะเล เมื่อเร็วๆ นี้เทคโนโลยีได้รับการพัฒนาเพื่อจัดการกับการกำจัดสารอาหารในระบบกระจายอำนาจ แต่โซลูชันใหม่เหล่านี้ยังไม่ได้รับการปฏิบัติอย่างกว้างขวาง เนื่องจากขาดกฎระเบียบทั่วโลกเกี่ยวกับสารอาหารในน้ำทิ้งจากน้ำเสีย การอัพเกรดระบบกระจายอำนาจให้มีการลดสารอาหารที่ได้รับการปรับปรุงนั้นมีค่าใช้จ่ายสูง แต่ได้แสดงให้เห็นประสิทธิภาพด้านต้นทุนที่สูงกว่าการสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกบำบัดน้ำเสียขนาดใหญ่แห่งใหม่ เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเทคโนโลยีใหม่เหล่านี้ใน โซลูชั่นการจัดการที่เกิดขึ้นใหม่ ส่วนของชุดเครื่องมือนี้ ข้อเสียอื่นๆ ของระบบกระจายอำนาจ ได้แก่ การรั่วไหลและการทำงานผิดปกติซึ่งอาจส่งผลให้เกิดมลพิษจากแหล่งกำเนิดที่ไม่ตรงจุดและมักจะตรวจไม่พบ และผลที่ตามมาเล็กน้อยจากการไม่ปฏิบัติตามข้อกำหนด แม้ว่าจะมีการติดตามแหล่งที่มาของมลภาวะ ซึ่งทำให้มีโอกาสน้อยมากในการบังคับใช้

ปล่อย

ระบายออกจากท่อน้ำทิ้ง รูปภาพ© pixabay

หลังจากการบำบัดจากระบบรวมศูนย์หรือกระจายอำนาจแล้ว น้ำเสียที่ผ่านการบำบัดแล้วจะถูกปล่อยลงสู่แหล่งน้ำใกล้เคียงโดยตรงหรือลงสู่พื้นดิน ประเภทของการบำบัดที่ใช้กับน้ำเสียและตำแหน่งของการระบายมีผลกระทบต่อระดับน้ำเสียที่ปล่อยมลพิษในมหาสมุทร ท่อระบายน้ำ ปล่อยน้ำทิ้งลงสู่แม่น้ำและมหาสมุทรโดยตรง อีกทางหนึ่ง ทุ่งระบายน้ำ ดิน พื้นที่ชุ่มน้ำ และพืชพรรณชะลอการซึมผ่านของน้ำทิ้งลงสู่น้ำใต้ดิน ซึ่งจะช่วยกำจัดมลพิษ สิ่งนี้ได้นำไปสู่การพัฒนาเทคนิคการลดสารอาหารขั้นสูงและวิธีแก้ปัญหาจากธรรมชาติเพื่อชะลอการไหลของน้ำทิ้ง ที่ กรณีศึกษาจาก Santiago ในสาธารณรัฐโดมินิกัน แสดงให้เห็นถึงความสำเร็จอย่างมากในการใช้พื้นที่ชุ่มน้ำที่สร้างขึ้นเพื่อลดมลพิษอินทรีย์ที่ระบายลงสู่ลุ่มน้ำ ดู โซลูชั่นการจัดการที่เกิดขึ้นใหม่ สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเทคนิคการลดสารอาหารที่เป็นนวัตกรรมและโซลูชั่นจากธรรมชาติ

การปล่อยน้ำเสียที่ได้รับการบำบัดไม่เพียงพอจะเพิ่มความเสี่ยงที่เป็นอันตรายต่อผู้คน สัตว์ และระบบนิเวศ ค่อนข้างง่ายที่จะระบุได้ว่าโรงบำบัดขนาดใหญ่บริเวณชายฝั่งกำลังปล่อยน้ำเสียที่ผ่านการบำบัดหรือน้ำทิ้งดิบลงสู่มหาสมุทรโดยตรงหรือไม่ การตรวจจับการชะล้างจากระบบกักเก็บขนาดเล็กและการปล่อยน้ำใต้ดินทำได้ยากกว่า ดู กรณีศึกษาจากดาร์ เอส ซาลาม แทนซาเนีย แอฟริกาตะวันออก ตัวอย่างวิธีการต่อสู้กับปัญหาปริมาณส้วมในหลุมที่ถูกทิ้งลงสู่สิ่งแวดล้อม

วิธีการเลือกระบบการจัดการน้ำเสีย

การจัดการน้ำเสียมีหลากหลายวิธี การเลือกวิธีการบำบัดน้ำเสียขึ้นอยู่กับสถานที่และบริบทโดยเฉพาะ มีหลายปัจจัยที่กำหนดว่าระบบประเภทใดเหมาะสมกว่า: ระบบบำบัดน้ำเสียแบบรวมศูนย์ หรือระบบบำบัดแบบกระจายอำนาจนอกสถานที่ ทางออกที่ดีที่สุดสำหรับชุมชนหนึ่งอาจไม่ได้ผลสำหรับอีกชุมชนหนึ่ง ข้อพิจารณาในการเลือกระบบบริหารจัดการน้ำเสียควรรวมถึง:

• ทรัพยากรชุมชน
• ขนาดประชากร
• บรรทัดฐานและความคาดหวังทางสังคมและวัฒนธรรม
• การสนับสนุนทางการเมืองหรือข้อจำกัดด้านกฎระเบียบ
• ธรณีวิทยาและอุทกวิทยาในท้องถิ่น
• เป้าหมายการลดมลพิษ
• โครงสร้างพื้นฐานที่มีอยู่

เมื่อพิจารณาระบบหรือเทคโนโลยีสุขาภิบาลที่เหมาะสมที่สุดสำหรับสถานที่และบริบทของคุณ ผู้จัดการทางทะเลสามารถปรึกษาเครื่องมือสนับสนุนการตัดสินใจที่คำนึงถึงเกณฑ์ทางสังคม สุขภาพของมนุษย์ และสิ่งแวดล้อม ตัวอย่างได้แก่ กล่องเครื่องมือสุขาภิบาลและการจัดการน้ำอย่างยั่งยืน ซึ่งช่วยเน้นตัวเลือกด้านสุขอนามัยที่แตกต่างกันตามอินพุตหรือเอาท์พุตที่เลือก อ้าง และ แผนภาพการไหลนี้ จาก WaterAid ซึ่งจัดทำแผนผังการไหลของสิ่งปฏิกูลจากแหล่งสู่ทะเล โดยเน้นบริเวณที่ฝ่ายจัดการทำงานได้ดี และพื้นที่ที่จำเป็นต้องมีการปรับปรุง