ระบบบำบัดที่มีอยู่

การจัดการขยะที่ถูกสุขอนามัยเป็นเรื่องที่น่ากังวลตั้งแต่อารยธรรมแรกเริ่มที่ตั้งรกราก ในอดีตสิ่งปฏิกูลและของเสียจากครัวเรือนถูกปล่อยลงสู่ทางน้ำที่ใกล้ที่สุดโดยใช้ประโยชน์จากการเจือจางและออกซิเดชั่นเป็นการบำบัด แนวคิดเรื่อง“ การทำให้บริสุทธิ์ด้วยตนเอง” นี้ไม่ถูกต้อง สารปนเปื้อนจำนวนมากสามารถขจัดออกได้ด้วยกระบวนการทางธรรมชาติโดยมีการสัมผัสเวลาและการเจือจางที่เพียงพอ อย่างไรก็ตามการเติบโตของประชากรและการเพิ่มขึ้นของสารปนเปื้อนในสิ่งปฏิกูลทำให้แนวทางนี้ไม่เพียงพอ การค้นพบความเจ็บป่วยที่เกิดจากน้ำเสียทำให้เกิดการพัฒนาด้านสุขาภิบาลโดยมีเป้าหมายเพื่อแยกสิ่งปฏิกูลออกจากน้ำดื่มเพื่อปกป้องสุขภาพของประชาชน อ้าง ระบบบำบัดจำนวนมากได้รับการพัฒนาเพื่อช่วยหยุดสิ่งปฏิกูลดิบไม่ให้ไหลเข้าสู่มหาสมุทร ด้านล่างนี้เป็นการแนะนำระบบบำบัดน้ำเสียทั่วไปที่ใช้ในปัจจุบัน

โรงบำบัดน้ำเสียส่วนกลาง (WWTPs) และท่อระบายน้ำ

พื้นหลัง

พื้นที่ที่มีประชากรหนาแน่นและเมืองอุตสาหกรรมส่วนใหญ่อาศัยโรงบำบัดน้ำเสียส่วนกลาง (WWTPs) ในการรับและบำบัดสิ่งปฏิกูล เครือข่ายท่อน้ำเสียใต้ดินที่ซับซ้อนนำสิ่งปฏิกูลจากบ้านและอาคารไปยัง WWTP โดยใช้แรงโน้มถ่วงและปั๊ม สิ่งอำนวยความสะดวกขนาดใหญ่เหล่านี้มีราคาแพงในการสร้างเรียกใช้และบำรุงรักษา เทคโนโลยีและ ความสามารถในการรักษา ระบบเหล่านี้แทบจะไม่ได้รับการอัพเกรดหลังจากการลงทุนครั้งแรก นอกจากนี้ยังเป็นจริงสำหรับท่อน้ำทิ้งซึ่งอาจมีการรั่วไหลและน้ำล้นบ่อยครั้ง การสร้างโครงสร้างพื้นฐานท่อระบายน้ำมีราคาแพงโดยเฉพาะนอกเขตเมืองที่มีประชากรหนาแน่น นอกจากนี้ยังมีความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของความผิดปกติที่เกิดจากปริมาณน้ำฝนที่เพิ่มขึ้นปริมาณน้ำที่เพิ่มขึ้นและระดับน้ำทะเล นอกเหนือจากค่าก่อสร้างเบื้องต้นแล้วการอัพเกรดโครงสร้างพื้นฐานที่กว้างขวางนี้ยังมีค่าใช้จ่ายสูงและโดยปกติแล้วจะเป็นความรับผิดชอบของเทศบาลหรือรัฐบาลท้องถิ่น

โรงบำบัดน้ำเสียจากด้านบน. รูปภาพ© Alex de Haas, Flickr

เมืองใหญ่ไม่เพียงสร้างสิ่งปฏิกูลจำนวนมากเท่านั้น แต่ สตอร์มวอเตอร์ เช่นกัน. ในพื้นที่ที่ขาดแคลน การดูดซึม และการกักเก็บดินทุ่งหญ้าป่าไม้และลักษณะทางธรรมชาติอื่น ๆ การตกตะกอนไม่มีที่มาที่ไปดังนั้นมันจึงไหลไปบนพื้นผิวที่ไม่ซึมผ่านสะสมเศษซากและสิ่งปนเปื้อนส่งผลให้เกิดมลพิษในเมือง ในการตอบสนองเมืองหลายแห่งได้สร้างท่อระบายน้ำรวมเพื่อรวบรวมและขนส่งสตอร์มวอเตอร์ไปยังโรงบำบัดน้ำเสียส่วนกลางเดียวกับสิ่งปฏิกูล แม้ว่าสิ่งนี้จะมีประสิทธิภาพ แต่ก็เพิ่มช่องโหว่ให้กับส่วนประกอบทั้งหมดของระบบ พายุและฝนตกหนักมักจะเกินขีดความสามารถของท่อถังเก็บน้ำและระบบบำบัดซึ่งนำไปสู่การปล่อยน้ำเสียที่ไม่ผ่านการบำบัดจำนวนมากรวมทั้งสิ่งปฏิกูลดิบลงสู่ทางน้ำ ในสหรัฐอเมริกามีผู้คน 40 ล้านคนได้รับบริการจากท่อระบายน้ำรวมซึ่งปล่อยน้ำเสียที่ไม่ผ่านการบำบัดและน้ำท่วมจากสตอร์มวอเตอร์กว่า 3 ล้านล้านลิตรต่อปีในเหตุการณ์น้ำท่วมรวม (CSO) อ้าง

รับชมการสัมมนาออนไลน์ Wastewater 101 สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการจัดการสิ่งปฏิกูล:

การรักษา

เมื่อสิ่งปฏิกูลมาถึง WWTP จะต้องผ่านการบำบัดหลายขั้นตอนก่อนระบายออก

• ประถมหรือการบำบัดทางกายภาพเริ่มต้นด้วยการคัดกรอง: สิ่งปฏิกูลจะถูกส่งผ่านหน้าจอเพื่อกำจัดของแข็งขนาดใหญ่ จากนั้นน้ำทิ้งจะถูกนำไปยังถังตกตะกอนซึ่งแรงโน้มถ่วงช่วยในการชำระสารแขวนลอยเพิ่มเติม
• รองหรือทางชีวภาพการบำบัดมีจุดมุ่งหมายเพื่อกำจัดสารอินทรีย์ออกจากสิ่งปฏิกูลก่อนการฆ่าเชื้อโรค ออกซิเจนและจุลินทรีย์ถูกใช้เพื่อเร่งปฏิกิริยาและส่งเสริมปฏิกิริยาทางชีวเคมีที่สลายสิ่งปนเปื้อน กระบวนการนี้จำลองระบบธรรมชาติและทำให้มีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยการเติมอากาศหรือสัมผัสกับออกซิเจนเพิ่มเติม ออกซิเจนเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการย่อยสลายและการเติมอากาศจะช่วยกำจัดก๊าซที่ละลายน้ำได้ ในที่สุดปฏิกิริยาเหล่านี้จะกระตุ้นให้อนุภาคที่เหลือตกตะกอน เทคนิคทั่วไปสำหรับการบำบัดทางชีวภาพ ได้แก่ ตัวกรองแบบหยดและตะกอนที่กระตุ้นซึ่งจะเพิ่มพื้นที่ผิวที่มีให้กับจุลินทรีย์รวมถึงความหนาแน่น
• ระดับอุดมศึกษาหรือใช้สารเคมีบำบัดเพื่อส่งเสริมการตกตะกอนและการกำจัดสารอาหารเพิ่มเติม โพลีเมอร์ที่เพิ่มเข้ามาจะดึงดูดสารมลพิษเพื่อสร้างกลุ่มก้อนในขณะที่ตัวกรองคาร์บอนหรือถ่านจะกระตุ้นการดูดซับทางกายภาพเพื่อลดสารอาหาร
• สุดท้ายน้ำทิ้งจะถูกฆ่าเชื้อเพื่อต่อต้านเชื้อโรคที่เหลืออยู่ ในขณะที่คลอรีนเป็นหนึ่งในสารฆ่าเชื้อที่พบบ่อยที่สุด UV หรืออาจเลือกใช้โอโซนเพื่อลดความเข้มข้นของสารเคมีตกค้าง อ้าง

การบำบัดขั้นปฐมภูมิและทุติยภูมิเป็นสิ่งจำเป็นในสหรัฐอเมริกาโดยพระราชบัญญัติน้ำสะอาด (CWA) และจำนวนสิ่งอำนวยความสะดวกที่ผสมผสานการบำบัดระดับตติยภูมิเพิ่มขึ้น อ้าง นอกจากนี้ข้อ จำกัด เกี่ยวกับความเข้มข้นของสารอาหารในน้ำทิ้งถูกนำมาใช้ในระดับรัฐและสถานที่เพื่อจัดการกับปริมาณสารอาหารและผล eutrophication. เกณฑ์การบำบัดมีประโยชน์ แต่ไม่เพียงพอที่จะปกป้องระบบนิเวศทางทะเลจากมลภาวะ

ระบบบำบัดแบบกระจายอำนาจ

พื้นหลัง

ระบบบำบัดน้ำเสียในสถานที่ (OWTS) เป็นระบบขนาดเล็กสำหรับจัดการสิ่งปฏิกูลในกรณีที่ระบบรวมศูนย์ไม่เหมาะสมหรือไม่ได้ถูกสร้างขึ้น อุทกวิทยาธรณีวิทยาและภูมิศาสตร์ (เช่นเดียวกับการเงินการเมืองและกฎระเบียบ) สามารถกำหนดได้ว่าท่อระบายน้ำและระบบรวมศูนย์เป็นไปได้หรือไม่หรือระบบบำบัดน้ำเสียนอกสถานที่ (OWTS) เหมาะสมกว่า พื้นที่ที่มีที่อยู่อาศัยที่กระจัดกระจายดินตื้นพื้นหินที่ไม่ซึมผ่านได้หรือโต๊ะน้ำที่มีช่องโหว่มักให้บริการโดย OWTS ระบบเหล่านี้อาจมีค่าใช้จ่ายสูงสำหรับเจ้าของบ้านแต่ละคนอย่างไรก็ตามในบางแห่งค่าใช้จ่ายในการติดตั้งและบำรุงรักษาอาจลดลงได้ด้วยเงินอุดหนุนหรือแรงจูงใจในท้องถิ่น

การรักษา

ระบบบำบัดน้ำเสียในสถานที่ (OWTS) จะรวบรวมบำบัดและปล่อยน้ำเสียจากบริเวณที่สร้างขึ้น มีระบบบำบัดนอกสถานที่หลายประเภท แต่สามประเภทต่อไปนี้เป็นระบบที่ใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วโลก:

• เซสพูลซึ่งมีขั้นตอนการกักกันและการบำบัดเพียงขั้นตอนเดียว ที่นี่ขุดหรือสร้างบ่อเก็บน้ำทิ้งเพื่อการตกตะกอนและบำบัดตามธรรมชาติ แสดงให้เห็นว่า Cesspools ไม่ได้ผลให้การรักษาที่ไม่เพียงพอและกำลังถูกยกเลิกเปลี่ยนและแม้กระทั่งไม่ได้รับอนุญาตในหลาย ๆ ที่
• ระบบบำบัดน้ำเสีย โดยทั่วไปจะมีถังพักน้ำทิ้งดิบและวิธีการกระจายตัวเพื่อให้มีการบำบัดเพิ่มเติมสำหรับน้ำทิ้งเมื่อมีการระบายออก เช่นเดียวกับการกักสิ่งปฏิกูลถังยังส่งเสริมการตกตะกอนและ แบบไม่ใช้ออกซิเจน การรักษา. ส่วนเพิ่มเติม แอโรบิก ห้องถังกลายเป็นเรื่องปกติมากขึ้นในการปรับปรุงการบำบัดทางชีวภาพและการกำจัดสารอาหารและระบบบำบัดน้ำเสียบางระบบยังมีปั๊มหมุนเวียนเพื่อเคลื่อนย้ายน้ำทิ้งระหว่างสภาพแวดล้อมแบบแอโรบิคและแบบไม่ใช้ออกซิเจน การกระจายตัวมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการชะลอการไหลของน้ำทิ้งสู่สิ่งแวดล้อม
• ช่องระบายน้ำ เป็นเทคนิคการกระจายตัวที่ส่งเสริมโอกาสในการบำบัดเพิ่มเติมของน้ำทิ้งโดยจุลินทรีย์ในดินกรวดหรือวัสดุอื่น ๆ ก่อนปล่อยลงสู่พื้นดินหรือผิวน้ำ วิดีโอด้านล่างจาก The Nature Conservancy Long Island ให้คำอธิบายโดยละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับระบบบำบัดน้ำเสียและอ่างส้วม

อีกทางเลือกหนึ่งของ OWTS คือระบบที่ใช้ตู้คอนเทนเนอร์ซึ่งในทำนองเดียวกันจะรวบรวมและจัดเก็บสิ่งปฏิกูลในสถานที่จากนั้นจึงต้องขนส่งของเสียไปที่อื่นเพื่อบำบัด ระบบเหล่านี้ส่วนใหญ่พบในพื้นที่ที่มีโครงสร้างพื้นฐาน จำกัด และรวมถึงส้วมหลุมซึ่งจำเป็นต้องล้างออกเมื่อเต็มและถังส้วมซึ่งจะล้างทุกวัน การบำบัดของเสียที่รวบรวมจากตัวเลือกที่ใช้ภาชนะมีตั้งแต่กระบวนการบำบัดแบบเดิมที่ระบุไว้ข้างต้นไปจนถึงแนวทางการกู้คืนทรัพยากรแบบใหม่ไปจนถึงการไม่บำบัด ตัวเลือกที่ใช้คอนเทนเนอร์ที่ประสบความสำเร็จมีการอธิบายรายละเอียดเพิ่มเติมใน โซลูชั่นที่เกิดขึ้นใหม่.

ระบบบำบัดน้ำเสียและอ่างส้วมไม่ได้ออกแบบมาเพื่อจัดการกับสารอาหารและไม่เพียงพอในการกำจัดออกจากน้ำทิ้งและอาจเป็นอันตรายต่อสภาพแวดล้อมทางทะเลในพื้นที่ชายฝั่ง แม้ว่าจะมีความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีมากมายเพื่อจัดการกับการกำจัดสารอาหารใน OWTS แต่ก็ยังขาดกฎระเบียบเกี่ยวกับสารอาหารในน้ำเสียทั่วโลก การรั่วไหลและการทำงานผิดพลาดที่ถูกมองข้ามทำให้เกิดมลพิษที่ไม่ใช่แหล่งกำเนิดซึ่งตรวจจับได้ยากและขาดผลจากการไม่ปฏิบัติตามข้อกำหนดทำให้มีโอกาสในการบังคับใช้เพียงเล็กน้อย การอัพเกรดเป็นระบบ OWTS เพื่อรวมการลดสารอาหารขั้นสูงกำลังแสดงให้เห็น ประหยัดค่าใช้จ่ายมากขึ้น กว่าการสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกบำบัดน้ำเสียขนาดใหญ่แห่งใหม่

ปล่อย

หลังจากบำบัดจากระบบรวมศูนย์หรือระบบกระจายอำนาจแล้วน้ำทิ้งที่ผ่านการบำบัดแล้วจะถูกปล่อยโดยตรงไปยังแหล่งน้ำใกล้เคียงหรือลงสู่พื้นดิน ท่อระบายน้ำ ใช้ในการระบายน้ำทิ้งลงสู่แม่น้ำและมหาสมุทรโดยตรงในขณะที่การระบายน้ำทิ้งลงสู่พื้นดินพื้นที่ชุ่มน้ำและพืชพรรณจะทำให้น้ำทิ้งไหลลงสู่พื้นดินได้ช้า การปนเปื้อนสู่มหาสมุทรที่เกิดจากน้ำทิ้งขึ้นอยู่กับทั้งระดับการบำบัดที่ได้รับก่อนการระบายออกและกลยุทธ์การระบายที่ใช้ เทคนิคการลดธาตุอาหารขั้นสูงและวิธีแก้ปัญหาจากธรรมชาติสามารถบรรลุการบำบัดเพิ่มเติมและชะลอการไหลของน้ำทิ้ง ในทางกลับกันการปล่อยสิ่งปฏิกูลที่ผ่านการบำบัดอย่างไม่เหมาะสมจะเพิ่มอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์สิ่งมีชีวิตและระบบนิเวศ ในขณะที่โรงบำบัดขนาดใหญ่ในพื้นที่ชายฝั่งมักปล่อยน้ำทิ้งที่ผ่านการบำบัดแล้วหรือดิบลงสู่มหาสมุทรโดยตรง แต่มลพิษของสิ่งปฏิกูลจากระบบกักเก็บขนาดเล็กก็เกิดขึ้นเช่นกันโดยการปล่อยน้ำใต้ดินและการชะล้างโดยมักไม่มีใครสังเกตเห็น

ข้อควรพิจารณาในการเลือกระบบ

โครงสร้างพื้นฐานทรัพยากรธรณีวิทยาขนาดประชากรบรรทัดฐานทางวัฒนธรรมและการเมืองล้วนมีอิทธิพลต่อการเลือกระบบบำบัดน้ำเสีย ตัวอย่างเช่น WWTP เหมาะสำหรับพื้นที่ที่มีโครงสร้างและความหนาแน่นของประชากรสูงเครือข่ายท่อที่มีอยู่ (หรือทรัพยากรและธรณีวิทยาที่เหมาะสมที่จะติดตั้งได้สำเร็จ) และความสามารถในการบำรุงรักษาทางเทคนิคขั้นสูง หรืออีกวิธีหนึ่ง OWTS มีความเหมาะสมมากกว่าในกรณีที่ไม่มีท่อระบายน้ำทิ้งและมีระยะห่างระหว่างแหล่งน้ำเสีย (บ้านธุรกิจ ฯลฯ ) มากขึ้น โครงสร้างพื้นฐานระบบบำบัดน้ำเสียที่มีอยู่มีผลต่อความเหมาะสมของระบบเนื่องจากการอัพเกรดมักจะทำได้ง่ายและคุ้มค่ากว่าในการดำเนินการมากกว่าการพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานใหม่ ดูกรณีศึกษาของการทำงานเพื่อรวมศูนย์การบำบัดน้ำเสียบนเกาะ Rotan ประเทศฮอนดูรัส

ขาดเครื่องมือสนับสนุนการตัดสินใจในการเลือกระบบที่ดีที่สุดตามบริบทของท้องถิ่นทำให้ยากต่อการจัดการมลพิษสิ่งปฏิกูลและความต้องการด้านสุขอนามัยอย่างเพียงพอ ข้อพิจารณาในการเลือกระบบควรรวมถึงโครงสร้างพื้นฐานที่มีอยู่ทรัพยากรของชุมชนความคาดหวังทางสังคมและวัฒนธรรมการสนับสนุนหรือข้อ จำกัด ทางการเมืองธรณีวิทยาและอุทกวิทยาในพื้นที่และปัจจัยอื่น ๆ อีกมากมาย เยี่ยมชม เปิดขึ้นในหน้าต่างใหม่กล่องเครื่องมือสุขาภิบาลและการจัดการน้ำอย่างยั่งยืน เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับระบบสุขาภิบาลและเทคโนโลยี