Сантехника
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( март 2019 г. ) |
Санитарная инженерия , также известная как инженерия общественного здравоохранения или очистка сточных вод , представляет собой применение инженерных методов для улучшения санитарных условий человеческих сообществ, в первую очередь путем обеспечения удаления и утилизации отходов жизнедеятельности человека, а также в дополнение к снабжению безопасной питьевой водой . Традиционно являвшаяся отраслью гражданского строительства , а теперь являющаяся частью экологической инженерии , в середине 19 века эта дисциплина концентрировалась на уменьшении болезней, которые тогда считались вызванными миазмами . Это было достигнуто в основном за счет сбора и разделения сточных вод в Лондоне в частности и в Великобритании в целом. [1] Об этих и более поздних усовершенствованиях регулирования сообщалось в Соединенных Штатах еще в 1865 году. [2]
Он также обеспокоен факторами окружающей среды, которые не оказывают немедленного и четко понятного воздействия на здоровье населения. Области вне компетенции санитарной техники включают эстетические проблемы, такие как ландшафтный дизайн и охрана окружающей среды , поскольку это касается растений и животных .
Навыки в этой области обычно используются для достижения основной цели — профилактики заболеваний среди людей путем обеспечения снабжения здоровой питьевой водой , очистки сточных вод и вывоза мусора из населенных пунктов.
По сравнению, например, с электротехникой или машиностроением , которые занимаются в первую очередь закрытыми системами , сантехника представляет собой очень междисциплинарную область, которая может включать в себя такие элементы, как сантехника , противопожарная защита , гидравлика , безопасность жизнедеятельности, конструктивное моделирование, информационные технологии , проектирование. , микробиология , патология и многие подразделения экологических наук и экологических технологий . соображения, относящиеся к области социальных наук В некоторых случаях необходимо также учитывать и городского планирования.
Хотя санитарная инженерия может быть больше всего связана с проектированием канализации , очистных сооружений и очистных сооружений, переработки отходов центров , общественных свалок и других объектов, которые строятся, этот термин в равной степени применим к плану действий по устранению последствий загрязнения воды или почвы. загрязнение определенной территории.
История
[ редактировать ]Ирригационные системы были изобретены пять-семь тысяч лет назад как средство снабжения водой общества, основанного на сельском хозяйстве. Акведуки и ирригационные системы были одними из первых форм очистки сточных вод. По мере густоты населенных пунктов их стали использовать для отвода сточных вод из населенных пунктов. Римляне были одними из первых, кто продемонстрировал эффективность акведука. Темные века ознаменовали период, когда прогресс в управлении водными ресурсами остановился. [3]
По мере роста населения управление отходами жизнедеятельности человека становилось все более серьезной проблемой и угрозой общественному здравоохранению. сбрасывалось более 400 000 тонн сточных вод – около 150 миллионов тонн в год. К 1850-м годам в Лондоне в Темзу ежедневно [4] такие заболевания, как оспа , дифтерия , корь , скарлатина , тиф , холера и брюшной тиф . Через загрязненную воду распространялись [5] В 19 веке крупные города начали строить канализационные системы для удаления отходов жизнедеятельности человека из городов в реки.
Санитария в 1900-х годах
[ редактировать ]В 1900-х годах с активным илом . был изобретен процесс [6] Процесс с активным илом — это форма очистки воды, в которой используются бактерии для поглощения человеческих фекалий. Хлор используется позже в процессе, чтобы убить бактерии. В 1950-х годах в отчетах общественного здравоохранения содержались планы по обеспечению населения чистой водой с учетом потенциальных опасностей. Организация внимательно следила за загрязнением воды, а также за тем, как обрабатывалась питьевая вода. Они также отдали приоритет поиску эффективных, но не слишком дорогостоящих методов. [7] Стоимость канализации является основной проблемой для многих зарубежных (не США) стран. Средняя стоимость домашних систем водоснабжения и канализации начинается от 50 долларов в месяц, когда многие граждане не зарабатывают достаточно денег, чтобы тратить их на ненужные нужды. [8]
За прошедшие столетия многое изменилось в области водоотведения. Достижения в области микробиологии, химии и техники радикально изменили эту область. Сегодня инженеры по очистке сточных вод также работают над сбором чистой воды для питья, ее химической обработкой и использованием ультрафиолетового света для уничтожения микроорганизмов. Они также очищают воду, загрязненную сточными водами ( черными и серыми водами ), чтобы эту воду можно было сделать безопасной для использования, не подвергая опасности население и окружающую среду вокруг нее. Очистка сточных вод и рекультивация воды являются проблемными направлениями в этой области.
Вред Хуйзенги
[ редактировать ]До появления современных форм санитарии в районах и городах люди просто оставляли свой мусор на улице. В 1892 году возникла такая проблема, что человек по имени Харм Хуйзенга вызвался сам навести порядок. Голландец разъезжал по улицам в своей повозке, собирая мусор города Чикаго. Подобные попытки предпринимались в начале 1900-х годов, примерно до 1968 года. Внук Хуйзенги, Уэйн Хуйзенга, превратил идею своего деда в бизнес по управлению отходами. К семидесятым годам обращение с отходами в целом рассматривалось общественностью как необходимая практика. [9]
Санитария в США
[ редактировать ]Калифорния/округа
[ редактировать ]В начале 1940-х годов во многих округах штата были проблемы с утилизацией отходов, особенно в районе озера Тахо. Жители этих городов боялись, что плохие канализационные системы их города вызовут вспышки таких заболеваний, как полиомиелит , холера и гепатит , и это лишь некоторые из них. В частности, холера представляет собой самый большой риск для здоровья, связанный с утилизацией отходов. Болезнь вызывают бактерии, особенно когда человек употребляет пищу или воду, содержащую бактерии. В более бедных районах это весьма вероятно из-за перекрестного загрязнения сточных вод и питьевой воды.
Округа
[ редактировать ]- В округе Эльдорадо есть множество предприятий по сбору мусора, некоторые из которых являются частными компаниями. В жилых районах основным источником отходов является нефть. С тех пор в округе Эльдорадо было построено множество предприятий по переработке отходов, что снизило риск возникновения этих заболеваний. С пятидесятых годов округ использует контакты компаний, чтобы обеспечить недорогой и успешный метод поддержания чистоты в городах. Сегодня за округом закреплено 7 франшиз с различными зонами вывоза, например, El Dorado Disposal и American River Disposal. [10]
- Долина Сан-Хоакин очень ориентирована на переработку отходов. На веб-сайте управления отходами округа Сан-Хоакин представлено множество советов о том, как перерабатывать все предметы, пригодные для вторичной переработки, в надежде, что округ согласится на это. Один из советов — убедиться, что все предметы в мусорных баках пригодны для вторичной переработки, поскольку груз может вообще не подвергнуться переработке. Веб-сайт очень полезен для общественности, поскольку помогает в управлении отходами в жилых районах. [11]
Образование
[ редактировать ]Инженерное дело
[ редактировать ]Инженерия очистки сточных вод обычно не представляет собой отдельный курс обучения, а представляет собой специализацию таких степеней, как экологическая и санитарная инженерия, санитарная инженерия, гражданское строительство , экологическая инженерия , биохимическая инженерия или химическая инженерия . Формальное образование инженеров по очистке сточных вод начинается в средней школе, когда учащиеся посещают такие предметы, как химия, биология, физика и высшая математика, включая математический анализ. После окончания средней школы большинство вакансий требуют сертификации от государственного агентства. Те, кто хочет продвинуться в отрасли, должны получить степень в области санитарной техники, экологической и санитарной техники, гражданского строительства, машиностроения , экологической инженерии или инженерии объектов . Приобретение опыта посредством стажировок и работы во время учебы в колледже — распространенный путь к карьерному росту.
Обучение обращению с отходами требует курсовой работы по проектированию систем, принципам проектирования оборудования, химии воды и аналогичным курсовым работам. Другие курсы могут включать химию заводских процессов и различные курсы по эксплуатации предприятий.
Инженеры по очистке сточных вод могут продвигаться по карьерной лестнице благодаря дополнительному образованию и опыту. При наличии дополнительных знаний и опыта можно стать руководителем целого завода. Органом по аккредитации, удостоверяющим образование на получение степени и лицензии, является Совет по аккредитации техники и технологий (ABET). Со временем некоторые компании могут потребовать от инженера по очистке сточных вод продолжить свое образование, чтобы идти в ногу с любыми изменениями в технологиях.
Получение степени магистра приветствуется, поскольку многие компании указывают ее в качестве предпочтения при отборе. [12] [13]
По состоянию на 2013 год в этой области 76 процентов работающих имеют степень бакалавра, 17 процентов имеют степень магистра и три процента имеют степень доктора наук. [14] Средняя годовая зарплата составляет примерно 83 360 долларов. [15]
Операции завода
[ редактировать ]Первоначальное трудоустройство в сфере очистки сточных вод могут получить лица с высшим формальным образованием или без него. Например, Совет по контролю за водными ресурсами штата Калифорния (SWRCB) показывает, как отдельные лица могут получить сертификаты операторов по очистке сточных вод. [16] Совет использует пятиуровневую систему классификации для классификации водоочистных сооружений на категории IV в зависимости от обслуживаемого населения и сложности системы очистки. [ нужна ссылка ]
Требования к сертификации оператора для операторов очистки воды и операторов очистки сточных вод подробно описаны в законе штата. Для соответствия сертификационным требованиям операторы должны подать заявление в SWRCB, иметь необходимый опыт работы, соответствовать требованиям к образованию и сдать экзамен на основе знаний, навыков и умений, описанных в правилах. Операторы обязаны продлевать свои сертификаты каждые три года. Чтобы иметь право на продление, сертифицированные операторы должны пройти определенное количество часов непрерывного обучения после предыдущей выдачи сертификата. [17]
Описание вакансии и типовые задачи
[ редактировать ]Важные виды должностей, работающих в сфере санитарной техники, включают санитарных работников , сборщиков мусора и инженеров по очистке сточных вод. [ нужна ссылка ]
Инженеры по очистке сточных вод используют различные навыки и должны обладать знаниями в области машиностроения и экологической инженерии. Они обязаны выполнять задания и демонстрировать знания в области дизайна, математики, английского языка, строительства, физики, химии, биологии, менеджмента и кадров. Инженеры по очистке сточных вод должны обладать навыками решения сложных проблем, критического мышления, математики, активного слушания, суждения, понимания прочитанного, устной речи, письма, естественных наук и системного анализа. [14] Типичная рабочая деятельность включает решение проблем, общение с руководством и персоналом, сбор информации, анализ данных, оценку стандартов и их соблюдение, а также общение с другими людьми на местах. [ нужна ссылка ]
Инженеры по очистке сточных вод выполняют эту деятельность, объединяя свои знания и навыки для выполнения задач. Эти задачи заключаются в понимании программ автоматизированного проектирования и проведении исследований по строительству объектов, систем водоснабжения и водоотведения. Они могут разрабатывать системы для оборудования для сбора сточных вод, а также компоненты систем. Они могут выполнить анализ потока воды, а затем выбрать конструкции и оборудование на основе государственных и отраслевых стандартов. [18] Некоторые из них занимаются конкретной сферой деятельности, такой как сбор мусора или обслуживание сооружений по очистке сточных вод и систем ливневой канализации на территории. Другие охватывают более широкий спектр деятельности, которая может включать техническое обслуживание общественного водоснабжения , программу сбора мусора во дворах жилых домов, утилизацию опасных отходов , стратегии переработки и даже общественные программы, в которых отдельные лица или предприятия «принимают» территорию и либо поддерживают ее самостоятельно, либо пожертвуйте средства для этого. [ нужна ссылка ]
Инженеры по очистке сточных вод могут также составить карту топографических и географических особенностей Земли, чтобы определить наилучшие средства сбора, спроектировать трубопроводные и насосные системы сбора, а также спроектировать процессы очистки собранных сточных вод. [ нужна ссылка ]
Типичные работодатели
[ редактировать ]Инженеры по очистке сточных вод работают в частных компаниях, органах власти штата и местных органах власти, а также в специальных округах.
Современные вызовы
[ редактировать ]Дефицит воды
[ редактировать ]Управленцы водными ресурсами сталкиваются с новыми проблемами и необходимостью в новых технологиях, поскольку уровень воды снижается из-за все более частых и продолжительных засух. Такие технологии, как гидроакустическое картирование, используются в колодцах для определения объема воды, который они могут удерживать. Например, Геологическая служба США и штат Нью-Йорк работали вместе над картированием подземных водоносных горизонтов с 1980-х годов. [19] Сегодня у них есть подробные карты этих водоносных горизонтов, которые помогут в управлении водными ресурсами.
, могут потребоваться опреснительные установки В будущем в тех регионах, которые больше всего страдают от нехватки воды . Опреснение – это процесс очистки воды путем испарения. Вода испаряется и проходит через мембраны. Затем вода охлаждается и конденсируется, позволяя ей стекать либо обратно в основной водопровод, либо в море. [20]
Умная санитария
[ редактировать ]Умная санитария: достижения в области сенсорных технологий, анализа данных и автоматизации позволяют разрабатывать интеллектуальные санитарные системы, которые могут контролировать качество воды, обнаруживать утечки, оптимизировать процессы очистки и повышать общую эффективность. Сантехническим инженерам необходимо использовать эти технологии для повышения производительности и надежности санитарной инфраструктуры. [21]
Изменение климата
[ редактировать ]Очистка сточных вод во многом способствует глобальному потеплению. Одним из факторов, способствующих глобальному потеплению, являются очистные сооружения и выбросы ими парниковых газов . Некоторые из этих газов — углекислый газ, метан и закись азота . Эти газы возникают в результате разложения органического материала анаэробными бактериями. Эти бактерии очищают остатки отходов. Даже если в результате разложения анаэробных бактерий образуются эти газы, процент парниковых газов, выделяемых другим оборудованием, все равно превышает вклад анаэробных бактерий. Кроме того, потребление энергии этим оборудованием очень велико. Вот почему многие объекты подвергаются реконструкции, чтобы использовать более высокие уровни анаэробных бактерий по сравнению с другими типами оборудования. [22]
Воздействие изменения климата на санитарную технику варьируется в зависимости от региона и применяемых там санитарных решений. В Арктике таяние вечной мерзлоты нанесло ущерб трубам и другой инфраструктуре. [23] На северо-востоке США увеличение количества осадков привело к перегрузке стареющей инфраструктуры, не оборудованной для обработки огромного объема воды из-за сильных осадков. [24] На западе США продолжительная засуха привела к снижению доступности воды. Это побудило некоторые предприятия по очистке сточных вод расширить программы переработки и рекуперации воды . [25] Изменение климата также повлияло на водопроводные трубы. Физический стресс от условий, связанных с изменением климата, таких как сильные дожди или засуха, увеличивает скорость коррозии труб, увеличивая стоимость объекта. [26]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Санитарная реформа Лондона , Рабочая коллекция сэра Джозефа Базалгетта , Литературные исследования Великобритании и Содружества, Зеленая библиотека , Стэнфордский университет
- ^ ЕВРОПЕЙСКАЯ САНИТАРНАЯ РЕФОРМА; Британское санитарное законодательство , The New York Times , 31 июля 1865 г.
- ^ Стейнбек, С.Г. «Краткая история локальных сточных вод: от первых лет до наших дней» (PDF) . REHS Отделение охраны водных ресурсов на объекте . Секция гигиены окружающей среды, Отдел общественного здравоохранения, Департамент здравоохранения и социальных служб Северной Каролины . Проверено 9 апреля 2015 г.
- ^ «Викторианская канализационная система Лондона» . Вода Темзы . Укрощает воду . Проверено 4 апреля 2015 г.
- ^ Харди, Энн (1984). «Вода и поиски общественного здравоохранения в Лондоне в восемнадцатом и девятнадцатом веках» . Медицинская история . 28 (3): 250–82. дои : 10.1017/s0025727300035936 . ПМЦ 1139446 . ПМИД 6390024 .
- ^ Мацуо, Томонори; и др. «Гражданское строительство, том I» (PDF) . Инженерия управления сточными водами . Энциклопедия систем жизнеобеспечения . Проверено 3 апреля 2015 г.
- ^ Хэнсон, Гарри Г. (1956). «Сантехника» . Отчеты общественного здравоохранения . 71 (2): 187–190. дои : 10.2307/4589388 . ISSN 0094-6214 . JSTOR 4589388 . ПМИД 13289993 .
- ^ Рейсберман, Франк; Зване, Аликс Петерсон (2012). «ВОДА И САНИТАЛИЯ» . Копенгагенский центр консенсуса.
{{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется|journal=( помощь ) - ^ «Наша история» . www.wm.com . Проверено 6 декабря 2021 г.
- ^ «Сбор и утилизация твердых бытовых отходов» . www.edcgov.us . Проверено 6 декабря 2021 г.
- ^ «Управление отходами в долине Сан-Хоакин» . www.wm.com . Проверено 6 декабря 2021 г.
- ^ «Инженер-эколог» . Друзья по науке . Друзья науки, Inc. Проверено 21 марта 2015 г.
- ^ «Инженер-эколог: профиль карьеры» . Study.com . Study.com, Маунтин-Вью, Калифорния . Проверено 21 марта 2015 г.
- ^ Jump up to: а б «Краткий отчет по: 17-2081.01 – Инженеры водоснабжения и водоотведения» . О*нет онлайн . Министерство труда США . Проверено 23 марта 2015 г.
- ^ «Тенденции заработной платы и занятости» . Onetonline.org . Министерство труда США . Проверено 25 марта 2015 г.
- ^ Калифорнийское агентство по охране окружающей среды. «ТАБЛИЦА требований к сертификации операторов» (PDF) . Государственное управление по контролю за водными ресурсами . Штат Калифорния . Проверено 30 марта 2015 г.
- ^ «Классификация очистных сооружений, сертификация операторов и регистрация операторов по контракту» (PDF) . Государственное управление по контролю за водными ресурсами . Штат Калифорния . Проверено 20 апреля 2015 г.
- ^ Департамент кадров округа Фэрфакс. «Спецификация классификации менеджеров по эксплуатации станций очистки сточных вод» . Классификация округов Фэрфакс . Округ Фэрфакс, штат Вирджиния . Проверено 21 марта 2015 г.
- ^ «Картирование ресурсов подземных вод» . Департамент охраны ресурсов штата Нью-Йорк . Штат Нью-Йорк . Проверено 23 марта 2015 г.
- ^ Латтеманн, Сабина; и др. (2008). «Воздействие на окружающую среду и оценка воздействия опреснения морской воды» . Опреснение . 220 (1): 1–15. дои : 10.1016/j.desal.2007.03.009 . Проверено 20 апреля 2015 г.
- ^ «Проектирование сантехнических сооружений» . Санитарный . Проверено 27 апреля 2023 г.
- ^ Чакир, ФЮ (26 сентября 2005 г.). «Производство парниковых газов: сравнение аэробной и анаэробной технологии очистки сточных вод». Исследования воды . 39 (17): 4197–4203. дои : 10.1016/j.watres.2005.07.042 . ПМИД 16188289 .
- ^ Шрайбер, Мелодия (10 мая 2018 г.). «Жилищный кризис в Арктике, вызванный таянием вечной мерзлоты» . Bloomberg.com . Проверено 27 апреля 2020 г.
- ^ «Сильные ливни и разливы сточных вод» . medialibrary.climatecentral.org . Проверено 27 апреля 2020 г.
- ^ Дэниелс, Джефф (15 апреля 2015 г.). «Засуха в Калифорнии привлекает к «унитазу к крану» новый уровень внимания» . CNBC . Проверено 27 апреля 2020 г.
- ^ Джа, Раджан (30 августа 2016 г.). «Водопроводные трубы и инфраструктура могут сломаться из-за изменения климата» . ГринБиз . Проверено 27 апреля 2020 г.
