Канализация - Sewage

Неочищенные сточные воды, поступающие на очистные сооружения в Сирии (обратите внимание, что при отборе проб сточных вод необходимо надевать защитные перчатки).

Сточные воды (или бытовые сточные воды , бытовые сточные воды , городские сточные воды ) - это тип сточных вод, которые производятся сообществом людей. Обычно его транспортируют по канализационной системе . Сточные воды состоят из сточных вод, сбрасываемых из жилых домов, а также из коммерческих, институциональных и общественных сооружений, существующих в данной местности. Подвиды сточных вод - это серая вода (из раковин, ванн, душевых, посудомоечных машин и стиральных машин) и черная вода (вода, используемая для смыва туалетов , в сочетании с человеческими отходами, которые она смывает). Сточные воды также содержат мыло и моющие средства. Пищевые отходы могут присутствовать при мытье посуды , а количество пищевых продуктов может увеличиваться при использовании установок для удаления мусора . В регионах, где вместо биде используют туалетную бумагу , эту бумагу также добавляют в сточные воды. Сточные воды содержат макрозагрязнители и микрозагрязнители, а также могут содержать некоторые бытовые твердые отходы и загрязняющие вещества из промышленных сточных вод .

Сточные воды обычно попадают из водопровода здания либо в канализацию , которая отводит их в другое место, либо в канализацию на территории . Сбор сточных вод нескольких хозяйств вместе обычно происходит либо в канализационных коллекторах, либо в комбинированных коллекторах . Первый предназначен для исключения потоков ливневых вод, тогда как второй предназначен также для отвода ливневых вод. Производство сточных вод обычно соответствует потреблению воды. Ряд факторов влияет на потребление воды и, следовательно, на расход сточных вод на человека. К ним относятся: наличие воды (противоположность нехватки воды ), варианты водоснабжения , климат (более теплый климат может привести к увеличению потребления воды), размер общины, экономический уровень общины, уровень индустриализации , измерение потребления домохозяйств, стоимость воды и водяное давление.

Основные параметры сточных вод, которые измеряются для оценки прочности или качества сточных вод, а также варианты очистки, включают: твердые частицы, индикаторы органических веществ, азота, фосфора и индикаторы фекального загрязнения. Их можно рассматривать как основные макрозагрязнители в сточных водах. Сточные воды содержат болезнетворные микроорганизмы, происходящие из фекалий . В сточных водах обнаруживаются следующие четыре типа патогенов: патогенные бактерии , вирусы , простейшие (в виде цист или ооцист) и гельминты (в виде яиц). Для количественной оценки органического вещества обычно используются косвенные методы: в основном биохимическая потребность в кислороде (БПК) и химическая потребность в кислороде (ХПК).

Обработка сточных вод включает сбор и транспортировку для сброса в окружающую среду после уровня очистки, который соответствует местным требованиям для сброса в водные объекты, в почву или для повторного использования. Варианты сброса включают разбавление (самоочищение водоемов, использование, если возможно, их ассимиляционной способности ), сбросы в море , сброс на землю и очистные фермы . Все варианты утилизации могут привести к загрязнению воды .

Терминология

Канализация и сточные воды

Сточные воды (или бытовые сточные воды) состоят из сточных вод, сбрасываемых из жилых домов, а также из коммерческих, институциональных и общественных объектов, существующих в данной местности. Сточные воды представляют собой смесь воды (из системы водоснабжения сообщества ), человеческих экскрементов ( фекалий и мочи ), использованной воды из ванных комнат , отходов приготовления пищи, сточных вод от прачечных и других отходов нормальной жизни.

Сточные воды муниципальных образований содержат сточные воды от коммерческой деятельности и учреждений, например сточные воды, сбрасываемые из ресторанов , прачечных , больниц , школ , тюрем , офисов , магазинов и предприятий, обслуживающих местные районы более крупных населенных пунктов.

Сточные воды можно разделить на «неочищенные сточные воды» (также называемые «неочищенными сточными водами») и «очищенные сточные воды» (также называемые « сточными водами » с очистных сооружений ).

Термин «сточные воды» в настоящее время часто используется как синоним «сточные воды» - подразумевая «городские сточные воды» - во многих учебниках, программных документах и ​​литературе. Если быть точным, сточные воды - это более широкий термин, потому что он относится к любой воде после того, как она использовалась во множестве применений. Таким образом, это может также относиться к « промышленным сточным водам », сельскохозяйственным сточным водам и другим потокам, которые не связаны с деятельностью домашнего хозяйства.

Черная вода

Черная вода в контексте санитарии означает сточные воды из туалетов, которые, вероятно, содержат патогены . Blackwater может содержать фекалии , мочу , воду и туалетную бумагу из туалетов со смывом . Blackwater отличается от серой воды , которая поступает из раковин, ванн, стиральных машин и других кухонных приборов, кроме туалетов. Серая вода возникает в результате мытья продуктов, одежды, посуды, а также при принятии душа или ванны.

Блэквотер и серые воды разделены на «экологические здания», такие как автономные здания . Рекреационные транспортные средства часто имеют отдельные резервуары для сбора серой воды из душа и раковины и черной воды из туалета.

Серая вода

Серая вода (или серая вода, sullage, также называемая серая вода в Соединенных Штатах) относится к бытовым сточным водам, образующимся в домашних хозяйствах или офисных зданиях из потоков без фекального загрязнения, т. Е. Всех потоков, кроме сточных вод из туалетов. Источники серой воды включают раковины , душевые , ванны , стиральные или посудомоечные машины. Поскольку серая вода содержит меньше патогенов, чем бытовые сточные воды, с ней, как правило, безопаснее обращаться, легче обрабатывать и повторно использовать на месте для смыва туалетов , ландшафтного орошения или орошения сельскохозяйственных культур и других непитьевых целей. В серой воде все еще могут содержаться патогены, полученные в результате стирки загрязненной одежды или мытья анальной области в душе или ванне.

Применение повторного использования серой воды в городских системах водоснабжения обеспечивает существенные преимущества как для подсистемы водоснабжения , поскольку снижает потребность в свежей чистой воде , так и для подсистем сточных вод за счет уменьшения количества сточных вод, требуемых для транспортировки и очистки. Очищенная серая вода имеет множество применений, например, для смыва туалета или орошения.
Насосная станция, поднимающая сточные воды на очистные сооружения в Бужумбуре , Бурунди
Серая вода (разновидность сточных вод) в отстойнике

Жидкие и твердые фракции

Сточные воды состоят в основном из воды и обычно содержат менее одной части твердого вещества на тысячу частей воды. Другими словами, можно сказать, что сточные воды на 99,9% состоят из чистой воды, а остальные 0,1% представляют собой твердые загрязнители, растворенные или взвешенные. Около одной трети этого твердого вещества взвешено за счет турбулентности , а остальное растворено или коллоидно . Для ситуации в Соединенных Штатах в 1950-х годах было подсчитано, что отходы, содержащиеся в бытовых сточных водах, примерно наполовину являются органическими, а наполовину неорганическими .

Взвешенные и растворенные твердые вещества включают органические и неорганические вещества, а также микроорганизмы. Состав сточных вод зависит от климата, социально-экономической ситуации и привычек населения. В регионах с низким уровнем водопотребления прочность сточных вод намного выше, чем в Соединенных Штатах, где уровень водопотребления на человека высок. Семейный доход и диета также играют роль: в случае Бразилии было обнаружено, что чем выше доход домохозяйства, тем выше нагрузка БПК на человека и тем ниже концентрация БПК.

Сточные воды содержат мочу и кал. Масса кала зависит от количества пищевых волокон. По оценкам, средний человек производит 128 граммов влажных фекалий в день, или средняя сухая масса 29 г на человека в день. То же исследование показало, что средняя скорость образования мочи составляет около 1,42 л на человека в день.

Общий вид

Общий вид сточных вод выглядит следующим образом: температура обычно немного выше, чем в питьевой воде, но более стабильна, чем температура окружающей среды. Цвет свежих сточных вод слегка серый, тогда как старые сточные воды (также называемые «септические сточные воды») темно-серые или черные. Запах свежей канализации является «жирной» и относительно неприятно, в то время как старые сточные воды имеет неприятный неприятный запах из - за сероводорода газа и другого разложения побочных продуктов. Сточные воды могут иметь высокую мутность из-за взвешенных твердых частиц.

Значение pH сточных вод обычно близко к нейтральному и может находиться в диапазоне 6,7–8,0.

Загрязняющие вещества

Органическая материя

Органические вещества в сточных водах можно классифицировать по форме и размеру: взвешенные (частицы) или растворенные (растворимые). Во-вторых, его можно классифицировать по биоразлагаемости : инертный или биоразлагаемый. Органические вещества в сточных водах состоят из белковых соединений (около 40%), углеводов (около 25-50%), масел и жиров (около 10%) и мочевины , поверхностно-активных веществ , фенолов , пестицидов и других веществ (меньшее количество). Для количественной оценки этого органического вещества обычно используются косвенные методы: в основном биохимическая потребность в кислороде (БПК) и химическая потребность в кислороде (ХПК).

Массовая нагрузка органического вещества рассчитывается как скорость потока сточных вод, умноженная на концентрацию органического вещества в сточных водах.

Типичные значения физико-химических характеристик неочищенных сточных вод представлены ниже.

Питательные вещества

Помимо органических веществ, сточные воды также содержат питательные вещества. Основные представляющие интерес питательные вещества - азот и фосфор . Если сточные воды сбрасываются без очистки, содержание в них азота и фосфора может привести к загрязнению озер и водохранилищ в результате процесса, называемого эвтрофикацией .

В неочищенных сточных водах азот существует в двух формах: органический азот или аммиак . Аммиак образуется из мочевины в моче . Мочевина быстро гидролизуется и поэтому обычно не содержится в неочищенных сточных водах.

Общий фосфор в основном присутствует в сточных водах в виде фосфатов. Они неорганические (полифосфаты и ортофосфаты), а их основным источником являются моющие средства и другие продукты бытовой химии. Другая форма - это органический фосфор, источником которого являются органические соединения, с которыми связан органический фосфор.

Патогены

Человеческие фекалии делают черную воду уникальной экологической угрозой из-за вероятности того, что в ней могут содержаться патогенные организмы, которые могут передавать болезни людям и животным. В сточных водах обнаруживаются следующие четыре типа возбудителей болезней:

Твердые отходы

Фильтрация сточных вод с помощью решетчатых решеток на очистных сооружениях для удаления более крупных предметов в Нортоне, Зимбабве
Проверка сточных вод на очистных сооружениях в Бужумбуре , Бурунди

Способность туалета со сливным бачком заставлять вещи «исчезать» вскоре осознается маленькими детьми, которые могут экспериментировать практически со всем, что они могут унести в унитаз. Взрослые могут захотеть выбросить туалетную бумагу , влажные салфетки , подгузники , гигиенические салфетки , тампоны , аппликаторы для тампонов, презервативы и лекарства с истекшим сроком годности , даже рискуя вызвать закупорку. Уединение туалета предлагает тайные средства удаления неловких улик путем смыва таких вещей, как принадлежности для наркотиков , наборы для тестов на беременность , комбинированные диспенсеры для пероральных противозачаточных таблеток и упаковки для этих устройств. Может возникнуть нежелание забирать такие предметы, как детские игрушки или зубные щетки, которые случайно упали в туалет, а предметы одежды могут быть найдены в сточных водах тюрем или других мест, где обитатели могут быть небрежны. Мусор с улиц может выноситься ливневыми стоками в коллекторы.

Микрозагрязнители

Сточные воды содержат стойкие фармацевтические загрязнители, стойкие к окружающей среде . Тригалометаны также могут присутствовать в результате прошлой дезинфекции . Сточные воды могут содержать микропластики, такие как полиэтиленовые и полипропиленовые шарики, или фрагменты полиэстера и полиамида от синтетических тканей для одежды и постельного белья, истертых в результате износа и стирки, или от пластиковой упаковки и бумажных изделий с пластиковым покрытием, разрушенных насосами лифтовой станции . Фармацевтические препараты , соединения, нарушающие работу эндокринной системы, и гормоны могут выводиться с мочой или калом, если не катаболизируются в организме человека.

Некоторые бытовые пользователи склонны заливать нежелательные жидкости, такие как отработанное масло для жарки , смазочные материалы , клеи , краски , растворители , моющие и дезинфицирующие средства, в свои канализационные соединения. Такое поведение может привести к проблемам в работе очистных сооружений и поэтому не рекомендуется.

Типичный состав сточных вод

Концентрации и нагрузки

Типичные значения физико-химических характеристик неочищенных сточных вод в развивающихся странах были опубликованы следующим образом: 180 г на человека в день для общего содержания твердых веществ (или 1100 мг / л, если выражено в виде концентрации), 50 г на человека в день для БПК ( 300 мг / л), 100 г на человека в день для ХПК (600 мг / л), 8 г на человека в день для общего азота (45 мг / л), 4,5 г на человека в день для аммиака-N (25 мг / Л) и 1,0 г / человека / сут для общего фосфора (7 мг / л). Типичные диапазоны для этих значений: 120-220 г / человека / день для общего содержания твердых веществ (или 700-1350 мг / л, если выражено в виде концентрации), 40-60 г / человека / день для БПК (250-400 мг / день). Л), 80-120 г / чел / сут для ХПК (450-800 мг / л), 6-10 г / чел / сут для общего азота (35-60 мг / л), 3,5-6 г / чел / сут для аммиака-N (20-35 мг / л) и 0,7-2,5 г / чел / сут для общего фосфора (4-15 мг / л).

Это сопоставимо со следующими значениями для домашних хозяйств в Соединенных Штатах, где оценки основаны на предположении, что 25% домов имеют кухонные измельчители и пищевые отходы (сточные воды таких домашних хозяйств содержат больше отходов): 95 г на человека в день для общее количество взвешенных твердых веществ (концентрация 503 мг / л), 85 г / человека / день для БПК (450 мг / л), 198 г / человека / день для ХПК (1050 мг / л), 13,3 г / человека / день для суммы органического азота и аммиачного азота (70,4 мг / л), 7,8 г на человека в день для аммиака-N (41,2 мг / л) и 3,28 г на человека в день для общего фосфора (17,3 мг / л). Приведенные здесь значения концентрации основаны на расходе 190 л на человека в день.

Источник в США, опубликованный в 1972 году, подсчитал, что суточный сухой вес твердых отходов на душу населения в сточных водах оценивается в 20,5 г (0,72 унции) в фекалиях, 43,3 г (1,53 унции) растворенных твердых веществ в моче, 20 г (0,71 унции). туалетной бумаги, 86,5 г (3,05 унции) твердых частиц серой воды, 30 г (1,1 унции) твердых пищевых веществ (если используются мусоропроводы ) и различное количество растворенных минералов в зависимости от солености местных источников воды, объема использования воды на душу населения и степень использования смягчителей воды .

Эквивалент населения

«Нагрузка органическим веществом на человека» используется в качестве параметра сравнения для выражения прочности промышленных сточных вод по сравнению со сточными водами. Эта концепция известна как эквивалент населения (PE). Базовое значение, используемое для расчета PE, может варьироваться от страны к стране. Во всем мире обычно используются следующие определения: 1 ПЭ соответствует 60 граммам БПК на человека в день, а также 200 литрам сточных вод в день.

Расходы

Объем бытовых сточных вод, производимых на человека (или « на душу населения », сокращенно «колпачок»), зависит от потребления воды в соответствующем населенном пункте. Ряд факторов влияет на потребление воды и, следовательно, на расход сточных вод на человека. К ним относятся: наличие воды (противоположность нехватки воды ), варианты водоснабжения , климат (более теплый климат может привести к увеличению потребления воды), размер общины, экономический уровень общины, уровень индустриализации , измерение потребления домохозяйств, стоимость воды и водяное давление.

Производство сточных вод обычно соответствует потреблению воды. Однако вода, используемая для орошения ландшафта, не будет попадать в канализационную систему, а грунтовые и ливневые воды могут попадать в канализацию помимо сточных вод. Обычно существует два максимальных расхода сточных вод, поступающих на очистные сооружения в день: один пик приходится на начало утра, а другой - на начало вечера.

Что касается потребления воды, расчетная цифра, которую можно рассматривать как «среднемировую», составляет 35-90 литров на человека в день (данные за 1992 год). В той же публикации указано, что потребление воды в Китае составляет 80 л на человека в день, в Африке - 15-35 л на человека в день, в странах Восточного Средиземноморья в Европе - 40-85 литров на человека в день, а в Латинской Америке и Карибском бассейне - 70-190. L на человека в день. Даже внутри страны могут быть большие различия от одного региона к другому из-за различных факторов, которые определяют потребление воды, как указано выше.

Для сравнения, типичные потоки сточных вод из городских жилых источников в Соединенных Штатах оцениваются следующим образом: 365 л / человека / день (для домохозяйств, состоящих из одного человека), 288 л / человека / день (домохозяйства из двух человек), 200 л / человека в день. (домохозяйства из четырех человек), 189 л / чел / день (домохозяйства из шести человек). Это означает, что общий диапазон для этого примера будет 189–365 л (42–80 галлонов США; 50–96 галлонов США).

аналитические методы

Общие показатели качества

Индикаторы качества сточных вод - это методики лабораторных испытаний для оценки пригодности сточных вод для удаления, очистки или повторного использования. Основные параметры сточных вод, которые измеряются для оценки прочности или качества сточных вод, а также варианты очистки, включают: твердые частицы, индикаторы органических веществ, азота, фосфора, индикаторы фекального загрязнения. Выбранные тесты зависят от предполагаемого использования или места разгрузки. Тесты могут измерять физические, химические и биологические характеристики сточных вод. Физические характеристики включают температуру и твердые тела. Химические характеристики включают значение pH, концентрацию растворенного кислорода , биохимическую потребность в кислороде (БПК) и химическую потребность в кислороде (ХПК), азот, фосфор, хлор. Биологические характеристики определяются с помощью биотестов и тестов на водную токсикологию .

Конкретные организмы и вещества

Сточные воды можно контролировать на предмет наличия как болезнетворных, так и доброкачественных организмов с помощью различных методов. Традиционные методы включают фильтрацию, окрашивание и исследование образцов под микроскопом. Гораздо более чувствительное и специфическое тестирование может быть выполнено с помощью секвенирования ДНК , например, при поиске редких организмов, попытках искоренения , тестировании специально на лекарственно-устойчивые штаммы или обнаружении новых видов. Секвенирование ДНК из образца окружающей среды известно как метагеномика .

Сточные воды также были проанализированы для определения относительных показателей употребления отпускаемых по рецепту и запрещенных наркотиков среди муниципального населения. Также можно сделать вывод об общей социально-экономической демографии.

Коллекция

Отсутствие технического обслуживания приводит к тому, что сточные воды переливаются из люка на улицу неформального поселения недалеко от Кейптауна , Южная Африка.

Сточные воды обычно собираются и транспортируются в самотечной канализации , либо в санитарной канализации, либо в комбинированной канализации . Последний также переносит городские стоки ( ливневые воды ), что означает, что сточные воды разбавляются во время дождей.

Канализации

Канализации подземный трубопровод или туннель система для транспортировки сточных вод из жилых домов и коммерческих зданий (но не ливневой ) до станции очистки сточных вод или утилизации. Санитарные коллекторы представляют собой разновидность самотечной канализации и являются частью общей системы, называемой «канализационной системой» или канализацией . Санитарные коллекторы, обслуживающие промышленные районы, также переносят промышленные сточные воды . В муниципалитетах, обслуживаемых канализацией, отдельные ливневые стоки могут передавать поверхностные стоки непосредственно в поверхностные воды. Преимущество санитарных канализационных систем в том, что они исключают комбинированные перетоки канализации . Санитарные коллекторы обычно намного меньше в диаметре, чем комбинированные коллекторы, которые также переносят городские стоки . Резервное копирование неочищенных сточных вод может произойти, если чрезмерный приток ливневых вод или проникновение грунтовых вод происходит из-за протекающих стыков, дефектных труб и т. Д. В стареющей инфраструктуре.

Комбинированная канализация

В сочетании канализации представляет собой тип самотечной канализации с системой труб, туннелей, насосных станций и т.д. для транспортировки сточных вод и городских стоков вместе на очистные установки или места утилизации. Это означает, что во время дождя сточные воды разбавляются, что приводит к увеличению расхода на участке очистки. Незагрязненная ливневая вода просто разбавляет сточные воды, но сточные воды могут растворить или приостановить практически все, с чем соприкасается на крышах, улицах и складах. Когда дожди проходят по крышам и земле, они могут собирать различные загрязнители, включая частицы почвы и другие отложения , тяжелые металлы, органические соединения , отходы животноводства, а также масла и жиры . Комбинированные канализационные трубы могут также получить сухой дренаж погоды от ландшафтного орошения , строительство обезвоживания и мытья зданий и тротуары .

Разведение в канализации

Проникновение грунтовых вод в канализацию

Инфильтрация - это попадание грунтовых вод в канализационные трубы через дефектные трубы, соединения, стыки или люки . Загрязненные или соленые грунтовые воды могут вносить в сточные воды дополнительные загрязнители. Количество такой инфильтрованной воды зависит от нескольких параметров, таких как длина водосборной сети, диаметры трубопроводов, площадь дренажа, тип почвы, глубина зеркала грунтовых вод, топография и количество подключений на единицу площади. Инфильтрация увеличивается из-за плохих строительных процедур и имеет тенденцию к увеличению с возрастом канализации. Степень инфильтрации зависит от глубины канализации по сравнению с местным уровнем грунтовых вод . Старые канализационные системы, нуждающиеся в ремонте, также могут выводить сточные воды в грунтовые воды из протекающих канализационных стыков и сервисных соединений. Это может привести к загрязнению грунтовых вод .

Ливневая вода

Комбинированные коллекторы предназначены для совместной транспортировки сточных вод и ливневых вод, поэтому сточные воды разбавляются во время дождя. Приток аналогичным образом разбавляет сточные воды водой, сбрасываемой из подвала и дренажных канав, сбросов охлаждающей воды и любых прямых соединений ливневых стоков с системой сбора канализации. «Прямой приток» может привести к пиковым расходам сточных вод, аналогичным комбинированным стокам во время влажных погодных явлений.

Промышленные сточные воды

Сточные воды из населенных пунктов с промышленными объектами могут включать некоторые промышленные сточные воды , образующиеся в результате промышленных процессов, таких как производство или производство товаров. Объемы промышленных сточных вод сильно различаются в зависимости от отрасли. Промышленные сточные воды могут содержать самые разные загрязняющие вещества в гораздо более высоких концентрациях, чем те, которые обычно содержатся в сточных водах. Загрязняющие вещества могут быть токсичными или не поддающимися биологическому разложению отходами, включая фармацевтические препараты , биоциды , тяжелые металлы , радионуклиды или термическое загрязнение .

Промышленность может очищать сточные воды и сбрасывать их в окружающую среду (или даже использовать очищенные сточные воды для конкретных целей) или, если они расположены в городской местности, они могут сбрасывать сточные воды в общественную канализационную систему. В последнем случае промышленные сточные воды могут проходить предварительную очистку на заводах для снижения нагрузки загрязняющих веществ. Концентрации некоторых загрязняющих веществ могут быть уменьшены путем разбавления, но массовые нагрузки загрязняющих веществ останутся прежними.

Утилизация и разбавление

Водосточные трубы в Кейп-Мэй, Нью-Джерси , США - трубы обнажились после того, как песок был удален сильным штормом

Ассимиляционная способность приема водоемов или земли

Когда сточные воды сбрасываются в водный объект , их относительное воздействие будет зависеть от ассимиляционной способности водного объекта. Водные объекты обладают способностью к самоочищению, поэтому концентрация загрязняющего вещества может уменьшаться по мере удаления от точки сброса. Кроме того, водные объекты обеспечивают разбавление сбрасываемых загрязняющих веществ, но не уменьшают их массу. В принципе, чем выше способность разбавления (соотношение объема или расхода принимающей воды и объема или потока сбрасываемых сточных вод), тем ниже будет концентрация загрязняющих веществ в принимающей воде и, вероятно, меньше будет отрицательное воздействие. Но если водоем уже прибывает в точку сброса очень загрязненным, разбавление будет иметь ограниченную ценность.

В некоторых случаях община может частично очищать сточные воды и по-прежнему рассчитывать на ассимиляционную способность водоема. Тем не менее, это необходимо очень тщательно проанализировать, принимая во внимание качество воды в принимающем корпусе до того, как она принимает сброс сточных вод, качество воды в результате после сброса, влияние с точки зрения предполагаемого использования воды после сброса. и юридические требования, применяемые в стране или регионе. В разных странах действуют разные правила, касающиеся требований к качеству сбрасываемых сточных вод и качества, которое должно поддерживаться в принимающем водном объекте.

Варианты сброса могут включать сброс в водные объекты (реки, озера, море) или на сушу. Они могут частично зависеть от ассимиляционной способности принимающей среды. Эта ассимиляционная способность может работать с разбавлением или самоочищением, что снижает концентрацию загрязняющих веществ. Однако необходимо провести специальные исследования для изучения воздействия выбросов на живые организмы и на предполагаемое использование принимающей среды. Комбинация обработки и утилизации должна учитывать соблюдение существующих местных правил, чтобы избежать проблем с нежелательным загрязнением.

Альтернативой сбросу в окружающую среду является продуктивное использование неочищенных сточных вод или очищенных сточных вод для сельскохозяйственных, городских или промышленных целей. В этом случае качество сточных вод также должно соответствовать требованиям для каждого конкретного использования.

Ассимиляционная способность зависит - среди нескольких факторов - от способности принимающей воды поддерживать концентрацию растворенного кислорода, необходимую для поддержки организмов, катаболизирующих органические отходы. Например, рыба может погибнуть, если уровень растворенного кислорода опустится ниже 5 мг / л.

Методы утилизации

Сточные воды могут сбрасываться в бассейн для испарения или инфильтрации , либо в ручей, озеро или океан.

Удаление сточных вод на землю можно рассматривать как одну из форм окончательной утилизации или обработки, или и то, и другое. Альтернативные варианты захоронения земель требуют учета наличия земли, качества грунтовых вод и возможного ухудшения состояния почвы.

Морской выход

Морской водоотвод (или океан водоотвод) представляет собой трубопровод или туннель , который разряжается муниципальными или промышленные сточные воды , ливневый , комбинированное переполнение канализационного (ОГО), охлаждающая вода или рассол стоки из опреснения воды растений на море. Обычно они сбрасываются под поверхность моря (подводный сток). В случае городских сточных вод сточные воды часто сбрасываются после того, как они не прошли первичную очистку или не прошли только первичную очистку , с целью использования ассимиляционной способности моря для дальнейшей очистки. Аварийные выходы из подводных лодок распространены по всему миру и, вероятно, исчисляются тысячами. Интенсивность света и соленость в естественной морской воде значительно дезинфицируют сточные воды, попадающие в систему выхода из океана. Только более 200 водосбросов были внесены в единую международную базу данных, которую ведет Институт гидромеханики Университета Карлсруэ для Международной ассоциации гидротехники и исследований (IAHR) / Комитета Международной водной ассоциации (IWA) по системам водостоков.

Глобальная ситуация

До 20 века в Европе сточные воды обычно сбрасывались в водоем, такой как река, озеро или океан. Обработки не проводилось, поэтому разложение отходов жизнедеятельности человека было оставлено на усмотрение экосистемы . Это может привести к удовлетворительным результатам, если ассимиляционная способность экосистемы будет достаточной, что в настоящее время нечасто происходит из-за увеличения плотности населения.

Сегодня ситуация в городских районах промышленно развитых стран обычно такова, что сточные воды направляют свое содержимое на очистные сооружения, а не непосредственно в водоем. Однако во многих развивающихся странах основная часть городских и промышленных сточных вод сбрасывается в реки и океан без какой-либо обработки либо после предварительной очистки или только после первичной очистки. Это может привести к загрязнению воды . Существует немного достоверных данных о доле очищаемых сточных вод, собираемых в канализационных коллекторах. По глобальной оценке ПРООН и ООН-Хабитат в 2010 году 90% всех образующихся сточных вод сбрасывается в окружающую среду без очистки. Более позднее исследование, проведенное в 2021 году, показало, что во всем мире обрабатывается около 52% сточных вод. Однако показатели очистки сточных вод сильно различаются в разных странах мира. Например, в то время как страны с высоким уровнем дохода очищают приблизительно 74% своих сточных вод, развивающиеся страны обрабатывают в среднем всего 4,2%.

Уход

Очистка сточных вод способствует снижению загрязнения окружающей среды. Решетчатые решетки могут удалять крупный твердый мусор из сточных вод, а первичная очистка может удалять плавающие и оседающие частицы . Оставшаяся жидкость обычно содержит менее половины исходного содержания твердых веществ и примерно две трети БПК в виде коллоидов и растворенных органических соединений. Вторичная очистка может снизить БПК органических отходов в неразбавленных сточных водах, но менее эффективна для разбавленных сточных вод. Дезинфекция воды может быть предпринята для уничтожения болезнетворных микроорганизмов до ее утилизации, и она становится все более эффективной после того, как будут выполнены дополнительные элементы вышеупомянутой последовательности обработки.

Мелиорация

Существует также возможность восстановления ресурсов, представляющая собой неиспользованный во всем мире потенциал для повышения устойчивости сельского хозяйства за счет использования питательных веществ, биомассы и воды, извлекаемых из сточных вод. Доступны технологии для восстановления углерода , азота , фосфора , воды и энергии . Преимущества быстрого масштабирования этой технологии включают смягчение последствий изменения климата , обращение вспять деградации земель , защиту водных ресурсов и улучшение здоровья населения и городов . Пополнение подземных вод используется для уменьшения проникновения соленой воды или пополнения водоносных горизонтов, используемых для орошения сельскохозяйственных угодий . Обработка обычно требуется для поддержания перколяционной способности инфильтрационных бассейнов , и может потребоваться более обширная обработка водоносных горизонтов, используемых в качестве источников питьевой воды .

Канализационная ферма

Хозяйства по очистке сточных вод используют сточные воды для орошения и удобрения сельскохозяйственных угодий. Такая практика распространена в теплом засушливом климате, где орошение имеет большое значение, а источники пресной воды ограничены . Взвешенные твердые вещества могут быть преобразованы в гумус микробами и бактериями, чтобы поставлять азот , фосфор и другие питательные вещества для растений для роста сельскохозяйственных культур. Многие промышленно развитые страны в настоящее время используют обычные очистные сооружения вместо ферм. Это уменьшает проблемы переносчиков инфекции и запаха ; но обработка сточных вод остается недорогим вариантом для некоторых развивающихся стран . Обработку сточных вод не следует путать с удалением сточных вод через инфильтрационные бассейны или подземные стоки .

Нормативные документы

Обработка сточных вод включает сбор и транспортировку для сброса в окружающую среду после уровня очистки, который соответствует местным требованиям для сброса в водные объекты, в почву или для повторного использования. В большинстве стран неконтролируемые сбросы сточных вод в окружающую среду запрещены законом, и необходимо соблюдать строгие требования к качеству воды. Требования в США см. В Законе о чистой воде .

Нормативные акты по очистке сточных вод часто являются частью более широкой политики страны в области санитарии . Они также могут включать удаление человеческих экскрементов (из неканализованных систем сбора ), твердых отходов и ливневых вод.

Смотрите также

использованная литература