Управление фекальным осадком

Фекальный осадок выкачивают из выгребной ямы в Дурбане, Южная Африка.

Управление фекальным осадком ( FSM ) (или управление фекальным осадком на британском английском языке) — это хранение, сбор, транспортировка, обработка и безопасное конечное использование или утилизация фекального осадка. Вместе сбор, транспортировка, обработка и конечное использование фекального осадка составляют «цепочку создания стоимости» или «цепочку обслуживания» управления фекальным осадком. Фекальный ил определяется в очень широком смысле как то, что накапливается в локальных санитарных системах (например, выгребных ямах , септиках и растворах в контейнерах ) и, в частности, не транспортируется через канализацию . Он состоит из человеческих экскрементов , а также всего остального, что может попасть в систему локализации на объекте, например, смывной воды, чистящих материалов (например, туалетной бумаги и материалов для чистки ануса ), средств менструальной гигиены , бытовых сточных вод (например, воды для купания или кухни, включая жиры, масла и жиры) и твердые отходы . Фекальный ил, удаляемый из септиков, называется септажем .

По оценкам, одна треть населения мира обслуживается локальной канализацией, а в странах с низкими доходами менее 10% городских территорий обслуживаются канализационными системами. В странах с низким уровнем дохода большая часть фекальных осадков сбрасывается неочищенными в городскую среду, что создает огромное бремя для здоровья населения и окружающей среды. Следовательно, ФШМ играет решающую роль в безопасном управлении санитарией и защите общественного здоровья . Услуги FSM предоставляются рядом официальных и неформальных поставщиков услуг частного сектора, местными органами власти, водными властями и коммунальными предприятиями . Это также может привести к ненадежным услугам с относительно высокими затратами на уровне домохозяйств.

Хотя новая технология теперь позволяет обрабатывать фекальный ил на месте (см. «Передвижные очистные установки» ниже), большая часть фекального осадка собирается и либо выбрасывается в окружающую среду, либо перерабатывается за пределами объекта. Сбор фекального осадка может быть организован по расписанию или по запросу (также известный как услуги по требованию, по запросу или внеплановые услуги). Собранный фекальный ил можно опорожнять вручную или механически, а затем транспортировать на очистные сооружения с помощью вакуумного грузовика , резервуара и насоса, установленного на бортовом грузовике, небольшого резервуара, буксируемого мотоциклом, или в контейнерах на ручной тележке. В настоящее время исследуется и опробуется более широкое использование нескольких децентрализованных очистных сооружений в городах (чтобы избежать дальних перевозок).

Фекальный ил отличается от сточных вод , и его нельзя просто очищать на очистных сооружениях. Небольшое добавление фекального осадка возможно, если растения недостаточно используются и способны выдержать дополнительную нагрузку, а также имеются устройства для разделения жидкостей и твердых веществ. Могут использоваться различные механизированные и немеханизированные технологии переработки, в том числе отстойники , сушильные площадки с растениями и без растений, а также пруды-стабилизаторы отходов . Процесс очистки может производить восстановления ресурсов конечные продукты , такие как очищенные сточные воды , которые можно использовать для орошения , совместного компостирования в качестве кондиционера почвы , анаэробного сбраживания для производства биогаза , форм топлива для сухого сгорания, таких как пеллеты или биоуголь , древесный уголь. , биодизель , шлам и производство растений или белка в качестве корма для животных .

Определения

Управление фекальным осадком подразумевает хранение, сбор, транспортировку, обработку и безопасное конечное использование или утилизацию фекального осадка. В совокупности сбор, транспортировка, обработка и конечное использование или повторное использование экскрементов составляют «цепочку создания стоимости» обращения с фекальными осадками.

Фекальный осадок

Фекальный ил определяется в очень широком смысле как то, что накапливается в локальных санитарных технологиях и, в частности, не транспортируется через канализацию . Он состоит из человеческих экскрементов , а также всего остального, что может попасть в систему локализации на месте, например, смывной воды, чистящих материалов и средств менструальной гигиены , бытовых сточных вод (например, воды для купания или кухни, включая жиры, масла и жиры) и твердых веществ . напрасно тратить . Следовательно, фекальный ил весьма изменчив, с очень широким диапазоном количеств (т.е. произведенных и накопленных объемов) и качеств (т.е. характеристик). Фекальный ил хранится на месте, периодически собирается и транспортируется на установку по переработке фекального осадка с последующей безопасной утилизацией или конечным использованием. При безопасном обращении фекальный ил, собираемый из выгребных ям, также может называться «осадком выгребной ямы», тогда как фекальный ил, собранный из септиков, также может называться «осадком септиков» или «септажем».

Септаж

Септаж или «шлам септика» представляет собой фекальный ил, который накапливается и хранится в септике . Канализационная система имеет тенденцию быть более разбавленной, поскольку септики обычно используются со смывными туалетами ( черная вода ) и могут также содержать серую воду . Септики также, как правило, содержат меньше твердых отходов, поскольку в них поступают только те вещи, которые можно смыть в унитаз (например, туалетная бумага ). При нормальной работе на дне резервуара скапливается слой ила, наверху скапливается слой накипи, содержащий жиры, масла и жиры, а сточные воды или надосадочная жидкость содержат меньше твердых частиц.

Септаж периодически удаляется (с частотой, зависящей от емкости резервуара, эффективности системы и уровня использования, но обычно реже, чем ежегодно) из септиков специальными транспортными средствами, известными как вакуумные грузовики . Они откачивают септ из резервуара и транспортируют его на местную станцию ​​по переработке фекального осадка. Фермеры также могут использовать его в качестве удобрения или хранить в больших канализационных хранилищах отходов для последующей обработки или использования на сельскохозяйственных культурах.

Термин «септаж» используется в Соединенных Штатах по крайней мере с 1992 года. Он также использовался в проектах Агентства США по международному развитию в Азии. Другое определение септажа: «Исторический термин, обозначающий осадок, удаленный из септиков».

В Индии в некоторых политических документах правительства используется термин FSSM, обозначающий «Управление фекальным осадком и канализационными септиками».

Цели и преимущества

Отсутствие управления фекальным осадком: сброс фекального осадка в окружающую среду в Буркина-Фасо

Пример отсутствия управления фекальным осадком: фекальный осадок, собранный из выгребных ям, сбрасывается в реку в трущобах Корогочо в Найроби, Кения.

Общей целью FSM является защита здоровья населения и окружающей среды. ФШМ является ключевым компонентом общегородской инклюзивной санитарии (CWIS), которая учитывает все виды санитарных технологий, чтобы обеспечить справедливую, безопасную и устойчивую санитарию для всех. CWIS использует подход к предоставлению услуг по всей цепочке услуг, а не только к предоставлению инфраструктуры.

Адекватное и безопасное обращение с фекальным осадком имеет следующие преимущества:

• Снизить вероятность контакта человека с фекальными патогенами за счет улучшения функционирования локальных санитарных систем;
• Свести к минимуму запахи и неприятные ощущения, а также неконтролируемый сброс органических веществ из переполненных резервуаров или ям;
• Сократить беспорядочное удаление собранного фекального осадка;
• Производство и реализация конечных продуктов процесса переработки осадка. Эти продукты могут включать оборотную воду для сельского хозяйства и промышленности, кондиционеры почвы из материалов компостирования или совместного компостирования, а также энергетические продукты, такие как биогаз, биодизель, угольные гранулы, промышленное порошкообразное топливо или электричество.
• Стимулировать экономическое развитие, создание рабочих мест и возможностей получения средств к существованию, одновременно решая проблемы социальной стигмы, а также здоровья и безопасности операторов, которые продолжают влиять на работников неформального сектора. Сюда также могут входить рабочие места для подрядчиков и монтажников оборудования; для работников санитарных служб , таких как персонал по сбору осадка, включая водителей и опорожнятелей; и для операторов систем очистки и повторного использования.

События в секторе

После более широкого признания важности санитарии, отмеченного объявлением ООН 2008 года «Годом санитарии», наблюдается устойчивый рост приверженности, внедрения, внедрения и накопления знаний в области неканализационной санитарии. Включение всей цепочки услуг по управлению санитарными услугами в Цель устойчивого развития (ЦУР) 6 , а не просто обеспечение доступа к туалетам, еще больше подтвердило признание важности ФШМ. ЦУР были запущены в 2015 году, а ЦУР 6 «Чистая вода и санитария для всех к 2030 году»), запущенная в 2015 году, еще раз подтвердила признание ее важности. Также наблюдается рост включения управления фекальными осадками в национальные правила и программы развития агентств, увеличение финансирования со стороны фондов и правительств, а также внедрение инфраструктуры и предоставление услуг.

Наблюдается быстрый рост научно обоснованных исследований и журнальных публикаций по этой теме (например, в Африке и Азии). ). Во всей цепочке обслуживания происходят быстро развивающиеся технологические разработки. Некоторые из них обладают потенциалом изменить существующую цепочку услуг, например, контейнерная канализация, децентрализованные варианты и инновации, разработанные Фондом Билла и Мелинды Гейтс «Переизобрести туалетный вызов» как минимум с 2012 года.

Учебные программы разрабатывались и продолжают разрабатываться и внедряться. Инициативы включают Высшую школу глобальной санитарии и бесплатные онлайн-курсы, такие как Sandec MOOC. ряд.

Проблемы

Во многих странах с низким и средним уровнем дохода фекальные осадки до сих пор не контролируются должным образом. Это может быть связано с отсутствием уполномоченных учреждений и низкой осведомленностью о последствиях плохих санитарных условий; недостаток технических знаний и опыта; неспособность найти средства для приобретения вакуумных грузовиков и лечения, а также отсутствие знаний, необходимых для инициирования и реализации успешных программ FSM. Другим фактором является то, что транспортировка фекального осадка сопряжена с реальными затратами для операторов вакуумных грузовиков, и, таким образом, существует стимул выбрасывать необработанные отходы в окружающую среду (в первую очередь в водные пути, но также и непосредственно на землю). Неспособность должным образом управлять фекальным осадком. может привести к плохой работе местных санитарно-технических сооружений (OSSF), переливанию фекального осадка из защитных оболочек, а также к небезопасному опорожнению и сбросу необработанного фекального осадка в среда.

Фекальный ил содержит болезнетворные микроорганизмы , может вызывать запахи и вызывать загрязнение поверхностных вод и подземных .

Удаление шлама с использованием соответствующих средств индивидуальной защиты в Думагете, Филиппины.

Компоненты

Управление фекальным осадком (FSM) требует безопасных и гигиенических услуг по опорожнению септиков и выгребных ям , а также эффективной очистки твердых веществ и жидкостей и повторного использования обработанных продуктов, где это возможно. Он может включать ряд вариантов, включая обработку на месте и за его пределами, а также рассеивание или улавливание и дальнейшую переработку продуктов процесса очистки в биогаз , компост и энергию.

По типу жилья

Города

Парк вакуумных грузовиков, используемых компанией Manila Water для удаления шлама в Маниле, Филиппины

FSM — это важнейшая служба санитарии в городах и поселках во всех странах, где домохозяйства используют локальные системы санитарии. Общегородские программы FSM могут использовать несколько или одно лечебное учреждение, использовать стационарные и мобильные перегрузочные станции и взаимодействовать с микро-, малыми и средними предприятиями, которые могут предоставлять некоторые или все услуги. Программы могут вводиться поэтапно с течением времени, чтобы удовлетворить растущий спрос.

Пригородные районы

Пригородные районы зачастую менее густонаселены, чем городские центры. Следовательно, они имеют больше места, а локальные санитарные системы могут быть эффективны для очистки твердых и жидких веществ. В большинстве таких пригородных районов маловероятно, что они будут подключены к традиционной централизованной системе канализации в краткосрочной или среднесрочной перспективе. Таким образом, в этих районах будет использоваться сочетание локальных санитарных систем и услуг, децентрализованных систем управления сточными водами или кондоминиальной или упрощенной канализации , связанной с децентрализованной или централизованной очисткой. Во всех этих ситуациях FSM является необходимой услугой для обеспечения правильного функционирования систем санитарии.

Сельская местность

Пример плохой практики: Рабочий удаляет фекальный осадок из ямы выгребной ямы без каких-либо средств индивидуальной защиты (в деревне в Буркина-Фасо )

Сельские районы с низкой плотностью населения могут не нуждаться в официальных услугах ФШМ, если местная практика предполагает закрытие и восстановление туалетов по мере их заполнения. Однако, если это невозможно, в сельских районах часто отсутствуют лечебные учреждения на разумном расстоянии (скажем, в 30 минутах езды); труднодоступны для цистерн и часто имеют ограниченную потребность в опорожнении, что делает транспортировку и обработку нерентабельными и недоступными для большинства людей. такие варианты, как перенос туалетов на территорию, установка двойной (чередующейся) выгребной ямы или туалета «Арборлоо» Поэтому можно рассмотреть . Также можно рассмотреть и организовать совместное использование децентрализованных услуг FSM и обработки осадка между близлежащими деревнями или прямое безопасное удаление отходов.

Альтернативы системам производства фекального осадка

Большинство типов сухих туалетов (за исключением выгребных ям ) не образуют фекальный ил, а вместо этого производят высушенные фекалии (в случае сухих туалетов с отводом мочи ) или компост (в случае компостных туалетов ). Например, в случае с туалетами Arborloo из ямы ничего не извлекают, а вместо этого легкую надстройку надворной постройки переносят в другую неглубокую яму, а поверх заполненной ямы сажают дерево.

Аспекты управления

Выбор оператора услуг ФСМ

Услуги ФШМ обычно предоставляются формальными и неформальными поставщиками услуг частного сектора, местными органами власти, водными властями и коммунальными предприятиями . Водоканалы с высоким процентом подключений к водопроводу (дома с водопроводом) являются логическими операторами программ FSM. Если вода продается потребителям по тарифу, может быть добавлен дополнительный тариф на услуги ФСМ. Для крупных городов наиболее подходящим оператором обычно является поставщик услуг водоснабжения и канализации.

Местные органы власти могут решить предоставлять услуги, используя собственный персонал и ресурсы для сбора, транспортировки и обработки. Это часто происходит в небольших городах или муниципалитетах, где предприятия водоснабжения не имеют широкого охвата. Во многих случаях сотрудничество между правительством города и водоканалом может быть стратегически выгодным. Город Думагете, Филиппины, является одним из примеров, когда водный округ (коммунальное предприятие) и местные органы власти совместно владеют и несут ответственность за программу FSM. Организованные более масштабные программы FSM могут предоставлять услуги дешевле и более гигиенично, чем независимые частные операторы, работающие на разовой основе. Обеспечение доступности услуг является важным аргументом при продвижении программы среди граждан и поощрении их участия.

Местный частный сектор является важным игроком в предоставлении услуг ФШМ. В таких случаях подрядчики из частного сектора могут работать непосредственно с домохозяйствами (в соответствии с законодательством) или участвовать в торгах по контрактам на очистку от шлама, заключенным городом. Частный сектор может также предоставлять услуги по эксплуатации и обслуживанию очистных сооружений, а также по переработке и продаже товаров, образующихся в процессе очистки. Сан-Фернандо-Сити, Ла-Юнион, Филиппины, является примером местного правительства, которое передало контракт на строительство очистных сооружений и программу сбора мусора частному сектору.

Плановые программы удаления шлама

Плановое удаление шлама — это запланированная мера местного правительства или коммунального предприятия по обеспечению регулярного удаления шлама из септиков. В этом процессе каждое имущество обслуживается по определенному маршруту, и жильцы объекта заранее информируются о том, что будет происходить удаление шлама. Фактическое удаление шлама (или опорожнение септиков) может осуществляться в рамках соглашения о государственно-частном партнерстве (ГЧП).

В Юго-Восточной Азии (в 2016 году) растет интерес к плановым программам удаления шлама как средству предоставления услуг. Исследование WSP рекомендовало, чтобы усилия по внедрению планового опорожнения были сосредоточены в первую очередь на тех областях, где спрос был наибольшим, а затем переходили к другим областям, когда в этих областях был продемонстрирован успех планового опорожнения. Анализ данных об удалении шлама из ям и резервуаров в Палу в Индонезии показал, что существующий спрос на услуги по удалению шлама варьируется в зависимости от подрайона, причем наибольший спрос наблюдается в хорошо зарекомендовавших себя районах и наименьший – в городских окраинах.

В условиях Индии услуги по плановому удалению шлама имеют множество преимуществ: достижение норм за счет регулярного удаления шлама, снижение высоких затрат на удаление шлама, устранение необходимости в ручном труде, улучшение воздействия на окружающую среду и здоровье населения, связь с местными налогами, а не с пользовательскими сборами. Плановое удаление шлама было начато в нескольких странах Азии, включая Филиппины, Малайзию, Вьетнам, Индонезию и Индию. В рамках программы SNV (Нидерландской организации развития) были разработаны услуги планового опорожнения в Индонезии, Непале и Бангладеш в рамках более широкой программы городской санитарии на 2014–2017 годы.

Элементы успешных программ

Грузовик для удаления шлама ( вакуумный грузовик ) в действии в Непале

Услуги FSM могут предоставляться как по требованию (часто называемое «по запросу», «по вызову», «по требованию», «специально» или «непланово»), так и по расписанию (также известное как «регулярное») удаление шлама, или в сочетании того и другого. В рамках любого механизма OSSF очищаются от шлама на периодической основе или по требованию домохозяйства или в результате проверки компетентного органа, указывающей на необходимость удаления шлама.

Анализ 20 тематических исследований инноваций ФШМ, а также исследований и пропаганды успешных программ, проведенных Oxfam Филиппины, показал, что общие элементы успешных программ ФШМ включают:

• Хорошо сформулированная и практичная политика, правила и регулирование: хотя они важны, они практически бесполезны и даже контрпродуктивны сами по себе и должны поддерживаться дополнительными факторами, такими как приведенные ниже;
• Местное руководство и учреждения с четкими полномочиями и ресурсами для управления услугами, даже если фактические услуги предоставляются частным сектором;
• Партнерство между заинтересованными сторонами способствует масштабному развитию услуг, укреплению доверия сообщества и достижению устойчивости;
• Постоянная программа взаимодействия с общественностью, маркетинга и повышения осведомленности так же важна для ФШМ, как и обработка ила, – но ее часто недооценивают, не выделяют в бюджете и иногда от нее отказываются после начального периода;
• Наращивание потенциала поставщиков услуг FSM помогает гарантировать, что они смогут эффективно удовлетворять все сегменты спроса и достигать долгосрочной жизнеспособности. Это может включать обучение как техническим вопросам, так и управлению бизнесом, а также содействие формированию капитала посредством грантов, лизинга оборудования, кредитных гарантий и других финансовых инструментов;
• Тарифы, ориентированные на интересы бедных слоев населения и отражающие эксплуатационные расходы на предоставление услуг;
• Технология, которая соответствует возможностям эксплуатации и обслуживания системы и реалиям цепочки создания стоимости.

Санитарные работники

Санитарные работники — это люди, ответственные за очистку, техническое обслуживание, эксплуатацию или опорожнение санитарно- технического оборудования на любом этапе санитарной цепи. Эти работники способствуют безопасному обращению с фекальными осадками.

Этот раздел представляет собой отрывок из книги «Санитарный работник» . [ редактировать ]

Санитарный работник (или санитарный работник) — это лицо, ответственное за очистку, техническое обслуживание, эксплуатацию или опорожнение оборудования или технологий на любом этапе санитарной цепи. Это определение используется в более узком смысле в секторе WASH . В более широком смысле, санитарные работники также могут участвовать в очистке улиц , парков , общественных мест , канализационных сетей , уборке ливневых вод.

канализация и общественные туалеты . Другое определение: «В тот момент, когда отходы одного человека передаются другому, они становятся санитарной работой». Некоторые организации используют этот термин специально для сборщиков твердых бытовых отходов , тогда как другие исключают из его определения работников, занимающихся обращением с твердыми отходами (мусором, отходами).

Варианты транспорта

Транспортные средства и оборудование для сбора мусора

Дополнительная информация: Ассенизатор.

«Gulper», устройство для ручной откачки фекального осадка из ям, используемое в Дурбане , Южная Африка.

Если фекальный ил достаточно жидкий, его обычно собирают с помощью вакуумных насосов или центробежных бустерных насосов. На рынке также доступны разнообразные ручные и моторизованные устройства, предназначенные для выкапывания густого и вязкого ила и скопившегося мусора.

После многолетнего пребывания в септиках и выгребных ямах накопившийся ил затвердевает, и его очень трудно удалить. Работники по-прежнему часто заходят в ямы, чтобы очистить их от ила, хотя эта практика, как правило, небезопасна и нежелательна (в Индии такая практика называется « ручной очисткой »). Существует ряд недорогих насосных систем для гигиенического удаления этого затвердевшего осадка с поверхности земли, хотя многие из них все еще находятся на экспериментальной стадии (например, Excravator, Gulper, e-Vac).

Фекальный ил также можно обрабатывать внутри резервуара или ямы с помощью «процесса стабилизации известью в яме», который обрабатывает отходы перед их удалением из резервуара или ямы. После удаления его транспортируют на объекты по очистке и переработке на месте или за его пределами.

Некоторые современные перегрузочные станции и вакуумные грузовики могут в некоторой степени обезвоживать фекальный ил, и эту воду можно направлять в канализационные трубопроводы для очистки на очистных сооружениях. Это позволяет более эффективно обрабатывать больше осадка и может представлять собой один из лучших случаев совместной очистки фекального осадка на очистных сооружениях.

Пересадочные станции

Перегрузочные станции представляют собой промежуточные пункты выгрузки, часто используемые в тех случаях, когда очистные сооружения расположены слишком далеко от населенных пунктов, чтобы обеспечить возможность прямой утилизации. В других местах проблемы с дорожным движением или местные запреты на использование грузовиков в светлое время суток могут сделать перегрузочные станции возможными. Кроме того, муниципалитеты, где к значительному проценту домов невозможно подъехать на автоцистерне, должны использовать перегрузочные станции. Перегрузочные станции используются, если:

• Более 5% домов недоступны для ассенизаторской машины;
• Очистные сооружения расположены слишком далеко от домов, чтобы их можно было перевезти за один рейс; это нецелесообразно;
• Грузовикам запрещено выезжать на улицы в дневное время; или
• Плотное движение транспорта в светлое время суток затрудняет движение вакуумных грузовиков.

Мобильные перегрузочные станции

Мобильные перегрузочные станции представляют собой не что иное, как более крупные автоцистерны или прицепы, которые используются вместе с небольшими вакуумными грузовиками, мотоциклами или ручными тележками. Меньшие транспортные средства сгружаются в большую цистерну, которая затем доставляет собранный ил на очистные сооружения. Они хорошо работают в бизнес-моделях планового удаления шлама.

Стационарные перегрузочные станции

Стационарные перегрузочные станции — это специальные сооружения, стратегически установленные по всему муниципалитету и служащие местами слива собранного фекального осадка. Они могут включать в себя приемную станцию ​​с решетками, резервуар для собранных отходов, контейнеры для хранения мусора и моечные установки. Они могут быть более подходящими для программ FSM, использующих бизнес-модель «обслуживай по вызову».

В то время как статические перегрузочные станции представляют собой стационарные резервуары, мобильные перегрузочные станции представляют собой просто автоцистерны или прицепы, которые работают вместе с SVV и фактически выполняют более длительную транспортировку отходов от населенного пункта до очистных сооружений. Мобильные перегрузочные станции лучше всего подходят для плановых программ удаления шлама, где нет ограничений движения или запретов на движение грузовиков, а также в относительно большом количестве домов, недоступных для более крупных транспортных средств.

Процессы лечения

Дополнительная информация: Очистка осадка сточных вод.

Сушилка для экстренной обработки фекальных осадков, организованная Oxfam на Филиппинах.

Сушилка для фекального осадка в Бангладеш

Характеристики фекального осадка

Характеристики фекального осадка могут сильно различаться в зависимости от климата, типа туалета, режима питания и других переменных. По консистенции фекальный осадок можно разделить на «жидкий» (общее количество сухих веществ или ОВ <5%), «жидкий» (TS 5–15%), «полутвердый» (TS 15–25%) и «твердый» (TS). ТС >25%). Количества и качества фекальных осадков и сточных вод сильно различаются, при этом диапазон характеристик фекальных осадков на 1–2 порядка выше, чем у сточных вод.

Результатом действия демографических, экологических и технических факторов, влияющих на характеристики фекального осадка, является высокий уровень гетерогенности, который усложняет определение характеристик.

При отсутствии фактических данных проектировщики часто используют значения по умолчанию, такие как 2000 мг/л для БПК и 5000 мг/л TSS, чтобы определить размер системы очистки. Однако это часто приводит к чрезмерному или недостаточному проектированию установок по переработке фекального осадка. Это связано с тем, что для определенных свойств часто не существует «стандартного диапазона вариаций», и результаты одного исследования не обязательно могут использоваться в качестве основы для сравнения с другими.

Исследования показали, что корреляция с пространственно доступными данными может помочь предсказать количество и качество фекального осадка. Соответствующие индикаторы для прогнозирования включают уровень дохода, пользователей, объем, частоту опорожнения и размер грузовика. Использование этих корреляций в характеристиках может дать возможность снизить аналитические затраты на анализ фекального осадка.

Проведение исследования характеристик отходов помогает понять местные условия и предоставляет данные, которые учитываются при выборе очистных сооружений. Это также может помочь оценить стоимость продуктов, которые могут быть получены в результате процесса очистки.

Основные физико-химические параметры, обычно измеряемые для характеристики фекального осадка, включают: БПК , общее количество взвешенных веществ , % твердых веществ, указание песка, ХПК , аммоний , общий азот и общий фосфор, жиры, масла и жиры (FOG), индекс объема осадка (SVI), pH, щелочность .

Относительно мало данных о содержании патогенов в фекальном осадке. Одно исследование, проведенное в сельской местности Бангладеш, выявило 41 яйцо гельминтов на грамм фекального осадка из выгребных ям.

На характеристики фекального осадка могут влиять:

• Методы, приемы и уровень квалификации персонала, проводящего удаление шлама;
• Эффективность различных типов оборудования, используемого при удалении шлама;
• Сезонность – наличие грунтовых или паводковых вод, которые могут проникнуть в резервуары и разбавить их содержимое;
• Последний раз из резервуара производилась очистка от ила (возраст фекального осадка).

Традиционные процессы лечения

Фекальный ил часто обрабатывается посредством серии этапов обработки, чтобы сначала отделить жидкости от твердых веществ, а затем обработать как жидкие, так и твердые фракции, извлекая при этом как можно больше энергии или питательной ценности. Обычные процессы на станциях очистки фекальных осадков включают:

• Прием фекального осадка – место, где грузовик соединяется с очистной станцией, и осадок выгружается.
• Предварительная обработка – удаление мусора, песка, песка и ТУГ (жиров, масел и жиров).
• Первичная очистка – простое разделение жидкости и твердых веществ физическими средствами (обезвоживание и сгущение), например, с помощью сушильных кроватей.
• Обработка жидкостей – например, с использованием построенных водно-болотных угодий , прудов для стабилизации отходов , анаэробных варочных котлов.
• Переработка твердых веществ – использование твердых веществ, образующихся в результате обработки фекального осадка, для полезного использования, где это возможно.

Построенные водно-болотные угодья привлекают внимание как недорогая технология очистки, которую во многих случаях можно построить с использованием местных материалов и рабочей силы. Для участков с достаточным количеством земли и готовым запасом гравия и песка эта технология предлагает низкую стоимость, масштабируемость и простоту эксплуатации.

Сушильные грядки

Для обезвоживания и сушки можно использовать простые площадки для сушки осадка, поскольку они являются дешевым и простым методом сушки фекального осадка (они также широко используются для сушки осадка сточных вод ). Дренажную воду необходимо собирать; сушильные кровати иногда накрывают, но обычно оставляют открытыми. Сушилки обычно состоят из четырех слоев (сверху вниз): ила, песка, мелкого гравия, крупного гравия и дренажных труб.

Фекальные осадки ведут себя в процессе обезвоживания иначе, чем осадки сточных вод . Количество внеклеточных полимерных веществ (EPS) может быть важным показателем эффективности обезвоживания фекального осадка. Обезвоживание фекального осадка из общественных туалетов занимает больше времени, чем осадка из других источников, и после осаждения его надосадочная жидкость становится мутной.

Травы с придаточными корнями также можно сажать на сушильных грядках, что позволяет уменьшить запах, собирать урожай в течение более длительных периодов времени, производить корм и лучше разлагать конечные биологические вещества к моменту их извлечения. Корни доставляют кислород и поддерживают проницаемость ила. Дождевые черви также могут играть важную роль в таких грядках.

Новые технологии

Новые технологии обработки фекального осадка включают:

• Технологии, позволяющие производить высушенное или карбонизированное твердое топливо из фекального осадка, включают: сушку, гранулирование , гидротермальную карбонизацию и медленный пиролиз .
• Термические процессы, которые могут обеспечить экономическую эффективность за счет устранения необходимости в отдельных процессах. Они преобразуют фекальный осадок вместе с определенными фракциями осадка сточных вод или твердыми бытовыми отходами для производства энергии или топлива с использованием определенных обработки осадка сточных вод . технологий
• Биодизельное топливо можно производить, используя в качестве сырья жиры, масла и жиры. исследования по использованию фекального осадка для производства биодизеля. Компания RTI International проводит
• Электричество можно производить с помощью тепловых процессов, при которых фекалии и твердые отходы сжигаются вместе для поддержания стабильного горения, а тепло используется для производства пара, который приводит в движение генераторы.

Солнечные термические сушилки

Солнечные термические сушилки полагаются на сбор солнечной тепловой энергии для сушки и пастеризации фекального осадка. В этих системах ил помещается внутри корпуса с прозрачными или непрозрачными стенками и системой вентиляции для отвода влаги. Осадок можно сушить горячим воздухом, нагретым солнечным тепловым коллектором (косвенная солнечная сушилка), прямым воздействием солнечной радиации (прямая солнечная сушилка) или обоими способами (смешанная солнечная сушилка).

Лечение на месте с использованием мобильных очистных установок (MTU)

Институт водной санитарии и гигиены Индии разработал мобильную очистную установку на базе грузовика. который способен обрабатывать фекальный осадок на месте. MTU были оценены в техническом документе, автором которого является Аарон Форбис-Стоукс. Система была оценена на предмет эксплуатационных и очистных характеристик при переработке сточных вод в полевых условиях на 108 объектах в Тамил Наду, Индия. Этот вариант предпочтителен, так как не требует транспортировки септажа и позволяет избежать распространенной практики незаконного сброса неочищенных септов в окружающую среду. На сегодняшний день построено шесть мобильных очистных установок с использованием легкодоступных фильтров и мембран (сетчатая ткань, песок, гранулированный активированный уголь (ГАУ), микрофильтр, ультрафильтр) и установлено на кузове небольшого грузовика. Целевое применение — опорожнение септиков или резервуаров для сбора сточных вод и концентрация взвешенных твердых частиц при получении жидкости, которую можно безопасно сливать. При поддержке гранта USAID Институт WASH работает над масштабированием решения MTU как предпочтительного варианта по сравнению с традиционными вакуумными грузовиками, которые сбрасывают отходы в окружающую среду.

Совместная очистка на очистных сооружениях

Совместную очистку сточных вод на очистных сооружениях можно рассматривать в тех случаях, когда объем сточных вод, удаляемых с объектов на объекте, невелик, как это происходит в ситуациях, когда большинство домохозяйств имеют доступ к канализации . Однако высокая прочность канализационного и фекального осадка означает, что относительно небольшие объемы того и другого могут оказать большое влияние на содержание органических веществ, взвешенных твердых веществ и азота на очистных сооружениях. Возможные последствия включают увеличение объема отсевов и песка, требующего удаления; повышенное выделение запаха на головных работах; повышенные скорости накопления накипи и ила; и повышенная органическая нагрузка, что приводит к перегрузке и сбою процесса, а также к потенциальному усилению запаха и пенообразования в аэротенках. Из-за своей частично переваренной природы канализационные и фекальные осадки обычно разлагаются медленнее, чем городские сточные воды. Поэтому их присутствие, вероятно, окажет негативное влияние на эффективность лечебных процессов. Периодический характер загрузки фекального осадка и сточных вод также может усугублять проблемы, указанные выше.

Несмотря на эти возможные недостатки, очистные сооружения со свободными мощностями являются потенциальным ресурсом, требующим изучения. Даже там, где совместная очистка невозможна, существующие очистные сооружения могут предоставить земельные участки в стратегически важных местах, рядом с областями спроса на услуги по очистке сточных вод. Для сточных вод/фекального осадка всегда должны быть предусмотрены отдельные установки для предварительной очистки и разделения твердой и жидкой фаз. Разделение твердых веществ и жидкости уменьшит как общую нагрузку, так и долю переваренного материала в жидкой фракции и, таким образом, уменьшит вероятность того, что это нарушит процессы очистки сточных вод. Отделенные твердые частицы можно обрабатывать вместе с осадком, образующимся в отстойниках в процессе очистки сточных вод.

Выбор технологии

Обучение счетчиков для проведения обследования потребностей в управлении фекальным осадком в Непале

Для обоснованного выбора технологии обработки фекального осадка следует использовать формальный процесс. Обычно это совместный процесс , проводимый заинтересованными сторонами, консультантами, оператором и будущим владельцем объекта . Этот процесс основан на долгосрочном планировании с участием заинтересованных сторон в рамках общегородского планирования санитарии. Необходимо знать ожидаемые потоки отходов (объем), их мощность, характеристики и изменчивость на каждом участке. Формальный и прозрачный процесс разработки соответствующих планов и проектов для установок по очистке сточных вод и фекального осадка обеспечит заинтересованность и право собственности на технологические решения на местном уровне, что имеет решающее значение для долгосрочного успеха и устойчивости программы.

Параметры повторного использования

Дополнительная информация: Повторное использование экскрементов.

Гранулы ила после обработки (включая нагрев, сушку и гранулирование) в процессе LaDePa, муниципалитет Этеквини (Южная Африка)

Восстановление ресурсов из фекального осадка может принимать различные формы, в том числе в качестве топлива, удобрения почвы, строительного материала, белка, корма для животных и воды для орошения. Некоторые из побочных продуктов процессов очистки фекального осадка могут компенсировать часть затрат на сбор и обработку, тем самым снижая тарифы для домохозяйств. Однако на практике трудно добиться увеличения добавленной стоимости, включая биогаз, биодизель и электричество, из-за технологических и эксплуатационных проблем.

Компостирование

Компостирование — это процесс, при котором органические вещества перевариваются в присутствии кислорода с побочным продуктом нагрева. В случае фекального осадка тепло дезактивирует болезнетворные микроорганизмы, в то время как в процессе пищеварения органическое вещество расщепляется на гумусоподобный материал, который действует как добавка к почве, а также питательные вещества, которые расщепляются в форму, более легко усваиваемую растениями. Правильно обработанный фекальный ил можно повторно использовать в сельском хозяйстве.

Фекальный ил богат азотом. Когда фекальный ил смешивается с материалами, богатыми углеродом, такими как измельченные отходы сельскохозяйственных культур, процесс компостирования можно максимизировать. Лучше всего использовать правильную смесь, обеспечивающую соотношение углерода и азота от 20:1 до 30:1.

Твердое топливо

Было обнаружено, что добыча ресурсов в виде твердого топлива имеет высокий рыночный потенциал в странах Африки к югу от Сахары . Выбор типа топлива будет зависеть от: (1) предполагаемого использования топлива (например, технологии сжигания, требований пользователя/обращения и требуемого количества); и (2) свойства входящего фекального осадка (например, уровень стабилизации, содержание песка и влажность). После того как подходящие технологические варианты определены, их необходимо впоследствии оценить на предмет наилучшего соответствия местному контексту (например, местные мощности по электричеству, земле и технические требования (эксплуатация и техническое обслуживание)).

Другие

Биогаз — это возобновляемая энергия, которая является побочным продуктом процесса анаэробного сбраживания .

Очищенные сточные воды можно использовать для сельскохозяйственного или ландшафтного орошения .

Расходы и сборы

ФШМ считается отправной точкой для программ улучшения санитарии , проводимых местными органами власти. Такие программы могут включать тарифы или сборы с пользователей, рекламные кампании, направленные на повышение готовности платить за услуги, а также местные постановления, определяющие правила и положения, регулирующие ФШМ. На Филиппинах тарифов около 1 доллара США на семью в месяц, как правило, достаточно для полного возмещения затрат в течение периода от 3 до 7 лет. Рекламные кампании используются для повышения готовности платить за услуги, а местные процедуры и постановления обеспечивают дополнительные стимулы для их соблюдения.

Синергия с другими секторами

ФШМ – это лишь один из аспектов общегородской санитарии, который также включает в себя:

• Управление твердыми бытовыми отходами ;
• Управление дренажем и серыми водами ;
• Сбор и очистка сточных вод, включая переливы сточных вод из систем на площадке, где почвенные системы рассеивания недостаточны для ассимилирования объема;
• Безопасность на воде; и
• Пищевая безопасность.

Между многими из этих служб и FSM существует важная синергия, и изучение возможностей совместного управления может принести пользу. Утилизацию ТБО часто можно осуществлять совместно с фекальными отходами, особенно при использовании технологий термической обработки. Пищевые отходы из ресторанов и рынков можно компостировать вместе с фекальными отходами, чтобы получить ценное удобрение для почвы. Жиры, масла и жиры (FOG) из коммерческих жироуловителей можно добавлять в биореакторы для увеличения производства метана или использовать вместе с фекальным осадком в качестве сырья для производства биодизеля. Водоснабжение также тесно связано с ФШМ, поскольку зачастую именно водоканал управляет программами, а их клиенты оплачивают услуги по тарифам.

Примеры

Думагете, Филиппины

USAID поддержал усилия по внедрению услуг по плановой очистке от шлама в некоторых странах Юго-Восточной Азии. Первое из них произошло в Думагете на Филиппинах. Программа осуществлялась совместно правительством города и водным округом города Думагете: первый управлял очистной станцией, а водный округ проводил очистку от шлама. Стоимость этой схемы была покрыта за счет добавления к счету за воду тарифа в размере 2 песо (около 5 центов США) за каждый кубометр потребленной воды (около одного доллара США на семью в месяц). Такой подход стал возможен, поскольку около 95% жителей были подключены к сетевой системе Water District. Грузовики должны были перемещаться из района в район по расписанию, опорожняя ямы с регулярным 3–4-летним циклом. Для этого подхода требуется база данных обо всех ямах и септиках, требующих удаления ила. Однако к 2018 году Думагете вернулся к системе «по вызову», стоимость которой по-прежнему покрывается за счет надбавки к тарифу на воду . Похоже, что пользователи предпочитают этот небольшой регулярный платеж необходимости вносить большие платежи, когда резервуары требуют удаления шлама.

См. также

• Биотвердые вещества – очищенные осадки сточных вод
• Экологическая санитария
• Nightsoil - исторический термин, обозначающий материал, похожий на фекальный осадок.
• Очистка осадка сточных вод
• WASH - водоснабжение, санитария, гигиена

Внешние ссылки

• Библиотека Альянса устойчивой санитарии (документы по ФШМ)
• Документы об управлении фекальным осадком в библиотеке Альянса устойчивой санитарии (SuSanA)
• Книга «Управление фекальным осадком» (FSM) – «Системный подход к внедрению и эксплуатации» EAWAG (2014 г.), на английском и нескольких других языках.