現有處理系統

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自最早定居的文明以來,管理衛生廢物一直是一個令人關注的問題。 從歷史上看,廢水是利用稀釋和氧化處理方法排入最近的水道的。 這種“自我淨化”的想法是不正確的。 許多污染物可以通過足夠的暴露,時間和稀釋的自然過程去除。 但是,人口的增長以及廢水中污染物的增加,使得這種方法不夠完善。 水源性疾病的發現導致了衛生設施的發展,其目標是將廢水與飲用水分開,以保護人類健康。 文獻 自那時以來,已經開發了許多處理系統,以減少人類原始廢物進入海洋的過程。 以下是當今使用的常見廢水處理系統的介紹。

系統選擇注意事項

今天,有多種方法來管理廢水。 選擇一種廢水處理方法是高度特定於地點和環境的。 許多因素決定了哪種類型的系統更合適:下水道集中處理系統或現場(分散式)處理系統。 一個社區的最佳解決方案可能不適用於另一個社區。 系統選擇的考慮因素應包括: 參見這些在島嶼上集中處理廢水的工作案例研究 洪都拉斯羅丹 及 博內爾.

  • 社區資源
  • 人口規模
  • 社會和文化規範和期望
  • 政治支持或監管限制
  • 當地地質和水文
  • 現有基礎設施

目前缺乏考慮社會、人類健康和環境標準以根據當地情況確定最合適系統的決策支持工具。 隨著工具的開發,重要的是將海洋從業者對處理程度和保護海洋的最有效技術的見解納入其中。 參觀 可持續衛生和水管理工具箱 了解有關衛生系統和技術的更多信息。

集中式污水處理廠(WWTP)和下水道

人口稠密地區和工業化城市主要依靠集中式污水處理廠 (WWTP) 接收和處理污水。 複雜的地下污水管道網絡利用重力和泵將來自家庭和建築物的污水輸送到污水處理廠。 一旦污水到達污水處理廠,它在排放之前要經過幾個階段的處理。 使用的處理類型和處理過的水的質量因地點、水條件、處理技術的可用性和其他因素而異。 然而,即使在需要處理的地方,失敗也很常見,不應假設法規保證了適當的處理。 在市政和設施層面,通常對污水中的養分濃度進行限制,以解決養分負荷和由此導致的富營養化問題。 雖然處理標準很有幫助,但如果不廣泛實施減少養分的措施,它們還不足以保護海洋生態系統免受污染。

一旦污水到達污水處理廠,它在排放之前要經過幾個階段的處理。 使用的處理類型和處理過的水的質量因地點、水條件、處理技術的可用性和其他因素而異。 然而,即使在需要處理的地方,失敗也很常見,不應假設法規保證了適當的處理。 在市政和設施層面,通常對污水中的養分濃度進行限制,以解決養分負荷和由此產生的問題。 水體富營養化. 雖然處理標準很有幫助,但如果不廣泛實施減少養分的措施,它們還不足以保護海洋生態系統免受污染。

  • 或物理處理始於篩分:污水通過篩分以除去大的固體。 流出的 然後將其送入沉澱池,在重力作用下沉澱出更多的懸浮固體。
  • 次要或生物處理旨在在消毒之前從污水中去除有機物。 氧氣和微生物被用來催化和促進分解污染物的生化反應。 該過程模擬了自然系統,並通過曝氣或暴露於額外的氧氣而變得更加高效。 分解所必需的氧氣,通氣有助於消除溶解的氣體。 這些反應最終促使剩餘的顆粒沉降。 生物處理的常用技術包括滴濾器和活性污泥,它們增加了微生物可利用的表面積及其密度。
  • 第三或化學處理可用於促進進一步沉降和營養去除。 添加的聚合物吸引污染物以形成團塊,而碳或木炭過濾器則催化物理吸附以減少養分。
  • 最後,對廢水進行消毒以中和任何殘留的病原體。 氯是最常見的消毒劑之一, UV 為了使殘留化學濃度最小化,可優選使用臭氧或臭氧。 文獻

污水通過污水處理廠從進水管流到排水管。 來源: 在新窗口中打開Mallik和Arefin 2018

在某些國家/地區,需要初級和二級治療,而採用三級治療的設施數量也在增加。 文獻 然而,即使在需要治療的地方,失敗也很常見,不應假設現行法律表明適當的治療。 此外,市政和設施層面正在實施對污水中營養物濃度的限制,以解決營養物負荷和由此產生的問題。 處理標準是有幫助的,但不足以保護海洋生態系統免受污染。

聯合下水道系統

在大城市中,許多景觀缺乏 吸收 土壤、草原、森林和其他自然特徵提供的保持能力。 下雨時,水流過不透水的(即鋪砌的)表面,收集碎片和污染物並成為污染的徑流,通常稱為 雨水. 為了盡量減少對水體的影響,許多城市建造了合流下水道,將雨水收集和輸送到與污水相同的集中式污水處理廠。 這允許處理廠去除雨水中含有的油、殺蟲劑、細菌、沉積物和其他污染物。 雖然聯合下水道系統看起來很有效,但大風暴、大融雪,有時甚至小雨都可能超過這些管道、儲水箱和處理系統的容量。 負擔過重的系統將大量未經處理的廢水(包括未經處理的污水)排放到水道中。 在美國,合流下水道為 40 萬人提供服務,合流下水道溢流事件每年排放超過 3 萬億升未經處理的污水和雨水徑流。 文獻

觀看廢水101網絡研討會以獲取有關廢水管理的更多信息:

集中式系統概述

  • 集中式系統提高了治療效率,鞏固了維護成本,並最大限度地減少了 面源污染
  • 集中式系統的缺點包括大量的初始投資,昂貴的技術維護,能力限制,易受洩漏,易受天氣影響以及養分去除不足

分散處理系統

分散式廢水處理系統或無下水道衛生系統是用於管理人類廢物的小型現場系統。

廢水流經常規的現場化糞池系統。 資料來源:2002年EPA水務處

分散式廢水處理系統在產生廢水的地點收集、處理和排放廢水。 存在多種類型的現場處理系統。 以下類型是全球最常見的:

  • 水池 有一個遏制和治療步驟。 挖掘或建造的坑收集污水以進行自然沉降。 坑可能沒有襯里或用石頭或混凝土屏障與土壤和地下水隔開。 污水池不能提供足夠的處理,並且正在許多地方被更有效的處理系統所取代。
  • 基於容器的系統 在現場收集和儲存廢水,並要求將廢物運往別處進行處理。 這些系統主要存在於基礎設施有限的地區,包括坑式廁所(一旦裝滿就需要清空)和桶式廁所(每天清空)。 從基於容器的選項收集的廢物的處理範圍可以從傳統的處理過程、新的資源回收實踐或根本不處理。
  • 排水田 促進在排放到地下水或地表水之前,利用土壤、礫石或其他材料中的微生物對污水進行額外處理的機會。

長島自然保護區下面的視頻提供了化糞池和污水池系統的更詳細說明。

傳統的化糞池系統和污水池並非旨在從污水中去除營養物質或其他污染物,這些污染物可能對沿海地區的海洋環境構成危險威脅。 最近開發了一些技術來解決分散系統中的養分去除問題,但由於全球缺乏對廢水中養分的監管,這些新的解決方案並未得到廣泛實施。 升級分散系統以包括加強營養物減少已證明比建造新的大型廢水處理設施具有更高的成本效率。 這些系統中被忽視的洩漏和故障會導致非點源污染,而這些污染通常未被發現。 即使污染源被追查,違規的後果也很少,幾乎沒有執法機會。

基礎設施往往受到該地區地形的限制。 漂浮區、洪氾區、不透水土壤和沿海地區會使許多系統難以實施。 見 柬埔寨洞里薩湖(Tonle Sap Lake)和緬甸因達吉湖(Indawgyi)的案例研究 描述“濕地工作手冊”的開發和實施。

分散系統概述

  • 分散式治療是個體化的,規模較小且服務於一定範圍的人口密度
  • 分散系統的缺點包括經常的管理不善或疏忽導致不合規,營養去除不充分和新出現的污染物以及不對雨水進行處理

從排污管排放。 照片·Pixabay上的免費照片

經集中或分散系統處理後,處理後的污水直接排放到附近的水體或地下。 適用於廢水的處理類型和排放位置會影響廢水對海洋的污染程度。 排污管 將污水直接排放到河流和海洋中。 排水田、土壤、濕地和植被減緩了污水滲入地下水的速度,這有助於去除污染物。 這導致了先進的養分減少技術和基於自然的解決方案的發展,以減緩污水的流動。 這 多米尼加共和國聖地亞哥的案例研究 展示了在利用人工濕地減少排放到流域的有機污染物方面的巨大成功。

排放未經充分處理的廢水會增加對人類、動物和生態系統的危險風險。 確定沿海大型處理廠是否將處理過的或未經處理的污水直接排放到海洋中相對容易。 更難檢測的是從較小的密封系統和地下水排放中浸出。 見 來自東非坦桑尼亞達累斯薩拉姆的案例研究 解決坑廁內容物被傾倒到環境中的問題。

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