Сточные воды
| Часть серии о |
| Загрязнение |
|---|
 |
Сточные воды (или бытовые сточные воды , бытовые сточные воды , городские сточные воды ) — это вид сточных вод , образующихся в результате деятельности сообщества людей. Обычно он транспортируется через канализационную систему . [1] : 175 Сточные воды состоят из сточных вод, сбрасываемых из жилых домов, а также коммерческих, институциональных и общественных объектов, существующих в данной местности. [2] : 10 Подтипами сточных вод являются серые воды (из раковин, ванн, душевых кабин, посудомоечных машин и стиральных машин) и черные воды (вода, используемая для смыва в туалетах , в сочетании с человеческими отходами , которые она смывает). Сточные воды также содержат мыло и моющие средства. Пищевые отходы могут присутствовать в результате мытья посуды количество продуктов питания может увеличиваться мусороперерабатывающих установок , а при использовании . В регионах, где используется туалетная бумага вместо биде , эта бумага также добавляется в сточные воды. Сточные воды содержат макро- и микрозагрязнители, а также могут содержать некоторые твердые бытовые отходы и загрязняющие вещества из промышленных сточных вод .
здания Сточные воды обычно попадают из водопровода либо в канализацию , которая будет отводить их в другое место, либо в канализационное сооружение на территории объекта . Сбор сточных вод нескольких домохозяйств обычно осуществляется либо в санитарную канализацию , либо в комбинированную канализацию . Первый предназначен для исключения стока ливневых вод , тогда как второй предназначен также для приема ливневых вод. Производство сточных вод обычно соответствует потреблению воды. На потребление воды и, следовательно, на расход сточных вод на душу населения влияет ряд факторов. К ним относятся: наличие воды (противоположность нехватке воды ), водоснабжения варианты , климат (более теплый климат может привести к большему потреблению воды), размер сообщества, экономический уровень сообщества, уровень индустриализации , измерение потребления домохозяйств, стоимость воды и давление воды. [2] : 20
Основные параметры сточных вод, которые измеряются для оценки прочности или качества сточных вод, а также вариантов очистки, включают: твердые вещества, показатели органических веществ, азота, фосфора и показатели фекального загрязнения. [2] : 33 Их можно считать основными макрозагрязнителями сточных вод. Сточные воды содержат болезнетворные микроорганизмы , которые возникают из фекалий . В сточных водах обнаруживаются следующие четыре типа возбудителей: болезнетворные бактерии , вирусы , простейшие (в виде цист или ооцист) и гельминты (в виде яиц). [3] [4] Для количественного определения органического вещества обычно используются косвенные методы: в основном биохимическая потребность в кислороде (БПК) и химическая потребность в кислороде (ХПК). [2] : 36
Управление сточными водами включает сбор и транспортировку для сброса в окружающую среду после уровня очистки , совместимого с местными требованиями к сбросу в водоемы, на почву или для повторного использования. [2] : 156 Варианты утилизации включают разбавление (самоочищение водоемов, использование их ассимиляционной способности по возможности ), морские сбросы , захоронение и очистку сточных вод . Все варианты утилизации могут быть сопряжены с риском загрязнения воды .
Терминология [ править ]
Канализация и сточные воды [ править ]
Сточные воды (или бытовые сточные воды) состоят из сточных вод, сбрасываемых из жилых домов, а также коммерческих, институциональных и общественных объектов, существующих в данной местности. [2] : 10 Сточные воды представляют собой смесь воды (из коммунального водоснабжения ), человеческих экскрементов ( фекалий и мочи ), использованной воды из ванных комнат , отходов приготовления пищи, сточных вод прачечной и других отходов нормальной жизнедеятельности.
Муниципальные сточные воды содержат сточные воды коммерческой деятельности и учреждений, например, сточные воды, сбрасываемые из ресторанов , прачечных , больниц , школ , тюрем , офисов , магазинов и учреждений, обслуживающих территорию крупных населенных пунктов. [2] : 21
Сточные воды можно разделить на «неочищенные сточные воды» (также называемые «неочищенными сточными водами») и «очищенные сточные воды» (также называемые «сточными водами» очистных сооружений ) .
Термин «сточные воды» в настоящее время часто используется как взаимозаменяемый термин «сточные воды», подразумевая «муниципальные сточные воды», во многих учебниках, политических документах и литературе. [2] [5] [6] Если быть точным, сточные воды — это более широкий термин, поскольку он относится к любой воде после ее использования в различных целях. [5] : 1 Таким образом, это может также относиться к « промышленным сточным водам », сельскохозяйственным сточным водам и другим потокам, не связанным с бытовой деятельностью.
Блэкуотер [ править ]
Черная вода в контексте санитарии означает сточные воды из туалетов, которые, вероятно, содержат патогены , которые могут распространяться фекально-оральным путем . Черная вода может содержать фекалии , мочу , воду и туалетную бумагу из туалетов со смывом . Блэквотер отличается от серой воды , которая поступает из раковин, ванн, стиральных машин и другой бытовой техники, кроме туалетов. Серая вода возникает в результате мытья пищи, одежды, посуды, а также в результате принятия душа или ванны. [7]
Черная и серая вода хранятся отдельно в «экологических зданиях», таких как автономные здания . Транспортные средства для отдыха часто имеют отдельные резервуары для сбора сточных вод из душа и раковин, а также сточных вод из туалета.Грейуотер [ править ]
Серая вода (или серая вода, отстой, также называется в США «серая вода») относится к бытовым сточным водам , образующимся в домашних хозяйствах или офисных зданиях из ручьев без фекального загрязнения, т. е. всех потоков, за исключением сточных вод из туалетов. Источниками серой воды являются раковины , душевые кабины , ванны , стиральные и посудомоечные машины . Поскольку серая вода содержит меньше болезнетворных микроорганизмов, чем черная вода , с ней, как правило, безопаснее обращаться, ее легче обрабатывать и повторно использовать на месте для смыва туалетов ландшафта или посевов , орошения , а также для других непитьевых целей . Серая вода все еще может содержать некоторое количество патогенов, возникших в результате стирки грязной одежды или чистки анальной области в душе или ванне.
Применение повторного использования бытовых сточных вод в городских системах водоснабжения обеспечивает существенные преимущества как для подсистемы водоснабжения за счет снижения потребности в свежей чистой воде , так и для подсистем сточных вод за счет уменьшения количества транспортируемых и очищаемых сточных вод. [8] Очищенные серые воды имеют множество применений, например, для смыва туалетов или орошения. [9]
Общий вид [ править ]
Общий вид канализации следующий: [2] : 30 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 «септическими сточными водами») темно-серые или черные. Запах сероводорода свежих сточных вод «маслянистый» и относительно неприятный, тогда как старые сточные воды имеют неприятный неприятный запах из-за и других побочных продуктов разложения. [10] : 9–38 Сточные воды могут иметь высокую мутность из-за взвешенных твердых частиц.
сточных Значение pH вод обычно близко к нейтральному и может находиться в диапазоне 6,7–8,0. [2] : 57
Загрязнители [ править ]
Сточные воды состоят в основном из воды и обычно содержат менее одной части твердых веществ на тысячу частей воды. Другими словами, можно сказать, что сточные воды примерно на 99,9% состоят из чистой воды, а остальные 0,1% составляют твердые вещества, которые могут находиться в форме растворенных твердых веществ или взвешенных веществ . [2] : 28 Соотношение тысяча к одному представляет собой оценку порядка величины, а не точный процент, поскольку, помимо изменений, вызванных разбавлением, твердые вещества могут определяться по-разному в зависимости от механизма, используемого для отделения этих твердых веществ от жидкой фракции. Осадки осаждаемых твердых веществ, удаленные отстаиванием , или взвешенные твердые вещества, удаленные фильтрацией, могут содержать значительные количества увлеченной воды, в то время как высушенный твердый материал, остающийся после испарения, удаляет большую часть этой воды, но включает растворенные минералы, не уловленные фильтрацией или гравитационным разделением. [11] Взвешенные и растворенные твердые вещества включают органические и неорганические вещества, а также микроорганизмы. [2] : 28
Около одной трети этого твердого вещества взвешено в результате турбулентности , а остальная часть растворена или находится в коллоидном состоянии . Для ситуации в Соединенных Штатах в 1950-е годы было подсчитано, что отходы, содержащиеся в бытовых сточных водах, наполовину состоят из органических и наполовину из неорганических веществ . [10] : 9–38
Органическое вещество [ править ]
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. [2] : 35 Органическое вещество сточных вод состоит из белковых соединений (около 40 %), углеводов (около 25–50 %), масел и жиров (около 10 %), а также мочевины , ПАВ , фенолов , пестицидов и других (меньшее количество). [2] : 35 Для количественного определения содержания органических веществ обычно используются «косвенные методы», которые основаны на потреблении кислорода для окисления органических веществ: в основном биохимическая потребность в кислороде (БПК) и химическая потребность в кислороде (ХПК). [2] : 36 Эти косвенные методы связаны с основным воздействием сброса органического вещества в водоемы: органическое вещество будет пищей для микроорганизмов, популяция которых будет расти, и приведет к потреблению кислорода, что может затем повлиять на водные живые организмы.
Массовую нагрузку органических веществ рассчитывают как произведение расхода сточных вод на концентрацию органического вещества в сточных водах. [2] : 55
Типичные значения физико-химических характеристик неочищенных сточных вод приведены ниже.
Питательные вещества [ править ]
Помимо органических веществ, сточные воды также содержат питательные вещества. Основными питательными веществами, представляющими интерес, являются азот и фосфор . Если сточные воды сбрасываются неочищенными, содержание в них азота и фосфора может привести к загрязнению озер и водохранилищ посредством процесса, называемого эвтрофикацией . [2] : 77
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 обнаруживается в неочищенных сточных водах. [2] : 43
Общий фосфор присутствует в сточных водах в основном в виде фосфатов . Они бывают неорганическими (полифосфаты и ортофосфаты), а их основным источником являются моющие средства и другие продукты бытовой химии. Другая форма — органический фосфор, источником которого являются органические соединения, с которыми связан органический фосфор. [2] : 45
Патогены [ править ]
Человеческие фекалии в сточных водах могут содержать болезнетворные микроорганизмы, способные передавать заболевания. [10] : 9–38 В сточных водах обнаруживаются следующие четыре типа возбудителей: [3] [4]
- Бактерии , такие как Salmonella , Shigella , Campylobacter или Vibrio cholerae ;
- Вирусы, такие как гепатит А , ротавирус , коронавирус , [12] энтеровирусы ;
- Простейшие, такие как Entamoeba histolytica , Giardia lamblia , Cryptosporidium parvum ; и
- Гельминты и их яйца, включая аскариды (круглые черви), анкилостомы (анкилостомы) и трихурисы (власоглавы).
В большинстве практических случаев патогенные организмы не исследуются непосредственно в ходе лабораторных анализов. Более простой способ оценить наличие фекального загрязнения — оценить наиболее вероятное количество ( фекальных колиформ так называемых термотолерантных колиформ), особенно Escherichia coli . Escherichia coli — это кишечные бактерии, выделяемые всеми теплокровными животными, включая человека, поэтому отслеживать их присутствие в сточных водах легко из-за их достаточно высоких концентраций (около 10–100 миллионов на 100 мл). [2] : 52
Твердые отходы [ править ]
Способность унитаза со смывом заставлять вещи «исчезать» вскоре осознается маленькими детьми, которые могут экспериментировать практически со всем, что можно отнести в туалет. [13] У взрослых может возникнуть соблазн выбросить туалетную бумагу , влажные салфетки , подгузники , гигиенические прокладки , тампоны , аппликаторы для тампонов, презервативы и лекарства с истекшим сроком годности , даже рискуя вызвать закупорку. Уединенность туалета предлагает тайный способ удалить смущающие улики, смывая такие вещи, как принадлежности для приема наркотиков , наборы для тестов на беременность , дозаторы комбинированных пероральных контрацептивов и упаковку для этих устройств. Может возникнуть нежелание собирать такие предметы, как детские игрушки или зубные щетки, которые случайно упали в унитаз, а предметы одежды могут быть найдены в сточных водах тюрем или других мест, где обитатели могут проявлять неосторожность. [14] Мусор и мусор с улиц могут заноситься в общую канализацию ливневыми стоками.
Микрозагрязнители [ править ]
Сточные воды содержат стойкие фармацевтические загрязнители окружающей среды . Тригалометаны также могут присутствовать в результате прошлой дезинфекции . Сточные воды могут содержать микропластики , такие как гранулы полиэтилена и полипропилена, или фрагменты полиэстера и полиамида. [15] из синтетических тканей для одежды и постельного белья, истертых в результате ношения и стирки, или из пластиковой упаковки и бумажных изделий с пластиковым покрытием , разложившихся насосами подъемных станций . Фармацевтические препараты , соединения, нарушающие работу эндокринной системы, и гормоны. [16] [17] [18] может выводиться с мочой или калом, если не подвергается катаболизму в организме человека.
Некоторые бытовые пользователи склонны выливать нежелательные жидкости, например использованное растительное масло , [19] : 228 смазочные материалы , [19] : 228 клеи , краски , растворители , моющие средства , [19] : 228 и дезинфицирующие средства в канализационные соединения. Такое поведение может привести к проблемам в работе очистных сооружений и поэтому не рекомендуется.
Типичный состав сточных вод [ править ]
определяющие состав , Факторы
Состав сточных вод варьируется в зависимости от климата, социально-экономической ситуации и привычек населения. [2] : 28 В регионах, где потребление воды низкое, мощность сточных вод (или концентрация загрязняющих веществ) намного выше, чем в Соединенных Штатах, где потребление воды на душу населения велико. [5] : 183 Доход домохозяйства и рацион питания также играют роль: например, в случае Бразилии было обнаружено, что чем выше доход домохозяйства, тем выше нагрузка БПК на человека и тем ниже концентрация БПК. [2] : 57
Концентрации и нагрузки [ править ]
Типичные значения физико-химических характеристик неочищенных сточных вод в развивающихся странах были опубликованы следующим образом: 180 г/человек/день для общего содержания твердых веществ (или 1100 мг/л, если выражать концентрацию), 50 г/человек/день для БПК ( 300 мг/л), 100 г/человек/день для ХПК (600 мг/л), 8 г/человек/день для общего азота (45 мг/л), 4,5 г/человек/день для аммиака-N (25 мг /л) и 1,0 г/человека/сутки для общего фосфора (7 мг/л). [2] : 57 Типичные диапазоны этих значений составляют: 120–220 г/человека/сутки для общего содержания твердых веществ (или 700–1350 мг/л, если выражать их в концентрации), 40–60 г/чел/сутки для БПК (250–400 мг/л). 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/человека/сутки для общего фосфора (4–15 мг/л). [2] : 57
Было обнаружено, что для стран с высоким уровнем дохода «нагрузка органических веществ на человека» составляет примерно 60 граммов БПК на человека в день. [6] Это называется эквивалентом населения (PE) и также используется в качестве параметра сравнения для выражения силы промышленных сточных вод по сравнению со сточными водами.
Значения для домохозяйств в Соединенных Штатах были опубликованы следующим образом, при этом оценки основаны на предположении, что 25% домов имеют кухонные измельчители пищевых отходов (сточные воды таких домохозяйств содержат больше отходов): 95 г/человека/день для общее количество взвешенных веществ (концентрация 503 мг/л), 85 г/чел/сут для БПК (450 мг/л), 198 г/чел/сут для ХПК (1050 мг/л), 13,3 г/чел/сут для суммы органического азота и аммиачного азота (70,4 мг/л), 7,8 г/чел/день для аммиачного азота (41,2 мг/л) и 3,28 г/чел/день для общего фосфора (17,3 мг/л). Приведенные здесь значения концентрации основаны на расходе 190 л на человека в день. [5] : 183
Источник в США, опубликованный в 1972 году, подсчитал, что ежедневный 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 частиц пищи (если используются мусоропроводы ) и различное количество растворенных минералов в зависимости от солености местных источников воды и объема водопотребления. на душу населения и степень использования умягчителей воды . [19] : 234
Сточные воды содержат мочу и фекалии. Масса кала варьируется в зависимости от потребления пищевых волокон. Среднестатистический человек производит 128 граммов влажных фекалий в день, или средняя сухая масса 29 г на человека в день. [20] Согласно данным глобального обзора литературы, медианная скорость образования мочи составляет около 1,42 л/человека/день. [20]
Расходы [ править ]
Объем бытовых сточных вод, образующихся на душу населения (или « на душу населения », сокращенно «колпачок»), варьируется в зависимости от потребления воды в соответствующем населенном пункте. [2] : 11 На потребление воды и, следовательно, на расход сточных вод на душу населения влияет ряд факторов. К ним относятся: наличие воды (противоположность нехватке воды ), водоснабжения варианты , климат (более теплый климат может привести к большему потреблению воды), размер сообщества, экономический уровень сообщества, уровень индустриализации , измерение потребления домохозяйств, стоимость воды и давление воды. [2] : 20
Производство сточных вод обычно соответствует потреблению воды. Однако вода, используемая для орошения ландшафта, не попадет в канализационную систему, а грунтовые и ливневые воды . помимо сточных вод в канализационную систему могут попадать [2] : 22 Обычно в день на очистные сооружения приходят два пиковых расхода сточных вод: один пик приходится на начало утра, другой – на начало вечера. [2] : 24
Что касается потребления воды, то расчетный показатель, который можно рассматривать как «среднемировой», составляет 35–90 л на человека в день (данные 1992 г.). [5] : 163 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 Восточном Средиземноморье в Европе — 40–85 л на человека в день, а в Латинской Америке и странах Карибского бассейна — 70–190 л. л на человека в день. [5] : 163 Даже внутри страны могут быть большие различия в зависимости от региона из-за различных факторов, определяющих потребление воды, перечисленных выше.
Значение расхода сточных вод в 200 литров на человека в день часто используется в качестве оценки в странах с высоким уровнем дохода и используется, например, при проектировании очистных сооружений. [6]
Для сравнения, типичные расходы сточных вод из городских жилых источников в США оцениваются следующим образом: 365 л/человек/день (для домохозяйства из одного человека), 288 л/человек/день (домохозяйство из двух человек), 200 л/человек/день. (домохозяйства из четырех человек), 189 л/человека/день (домохозяйства из шести человек). [5] : 156 Это означает, что общий диапазон для этого примера будет составлять 189–365 л (42–80 имп галлонов; 50–96 галлонов США).
Аналитические методы [ править ]
Общие показатели качества [ править ]
Конкретные организмы и вещества [ править ]
Сточные воды можно контролировать на наличие как болезнетворных, так и доброкачественных организмов с помощью различных методов. Традиционные методы включают фильтрацию, окрашивание и исследование образцов под микроскопом. Гораздо более чувствительные и специфичные тесты могут быть выполнены с помощью секвенирования ДНК , например, при поиске редких организмов, попытках искоренения , специальном тестировании на устойчивые к лекарствам штаммы или открытии новых видов. [22] [23] [24] Секвенирование ДНК из образца окружающей среды известно как метагеномика .
Сточные воды также были проанализированы для определения относительных показателей использования рецептурных и запрещенных наркотиков среди муниципального населения. [25] Также можно сделать вывод об общей социально-экономической демографии. [26]
Коллекция [ править ]
Сточные воды обычно собираются и транспортируются самотечными коллекторами , либо в бытовой канализации , либо в комбинированной канализации . Последний также передает городские стоки ( ливневые воды ), что означает, что сточные воды разбавляются во время дождя. [2] : 9
Канализация [ править ]
Комбинированная канализация [ править ]
Разбавление в канализации [ править ]
Проникновение грунтовых вод в канализационную систему [ править ]
Инфильтрация – это попадание грунтовых вод в канализационные трубы через дефектные трубы, соединения, соединения или люки . [2] : 26 [5] : 164 Загрязненные или соленые грунтовые воды могут привносить в сточные воды дополнительные загрязняющие вещества. Количество такой просачивающейся воды зависит от нескольких параметров, таких как длина коллекторной сети, диаметры трубопроводов, площадь дренажа, тип почвы, глубина уровня грунтовых вод, топография и количество соединений на единицу площади. [2] : 26 Инфильтрация увеличивается из-за плохих строительных процедур и имеет тенденцию увеличиваться с возрастом канализации. Количество инфильтрации варьируется в зависимости от глубины канализации по сравнению с местным уровнем грунтовых вод . [10] : 9–1, 9–9 Старые канализационные системы, нуждающиеся в ремонте, также могут сбрасывать сточные воды в грунтовые воды из негерметичных канализационных соединений и сервисных соединений. [5] : 167 Это может привести к загрязнению грунтовых вод . [28]
Ливневая вода [ править ]
Комбинированная канализация предназначена для совместной транспортировки канализационных и ливневых вод. Это означает, что сточные воды разбавляются во время дождя. Существуют и другие типы притоков, которые также разбавляют сточные воды, например, «воды, сбрасываемые из дренажей подвалов и фундаментов, сбросы охлаждающей воды и любые прямые соединения ливневых стоков с системой сбора сточных вод». [5] : 163 «Прямые притоки» могут привести к пиковому расходу сточных вод, подобному комбинированной канализации во время дождливой погоды. [5] : 165
Промышленные воды сточные
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 типа промышленности. [2] : 27 Промышленные сточные воды могут содержать самые разные загрязнители в гораздо более высоких концентрациях, чем те, которые обычно содержатся в сточных водах. [5] : 188 Загрязняющими веществами могут быть токсичные или небиоразлагаемые отходы , включая фармацевтические препараты , [29] биоциды , тяжелые металлы , радионуклиды или тепловое загрязнение .
Промышленность может очищать сточные воды и сбрасывать их в окружающую среду (или даже использовать очищенные сточные воды для конкретных целей) или, если она расположена в городской зоне, она может сбрасывать сточные воды в общественную канализационную систему. В последнем случае промышленные сточные воды могут подвергаться предварительной очистке на заводах для снижения нагрузки загрязняющих веществ . [2] : 27 Смешивание промышленных сточных вод со сточными водами не приводит к уменьшению массы загрязняющих веществ, подлежащих очистке, но объем сточных вод снижает концентрацию загрязняющих веществ, уникальных для промышленных сточных вод, а объем промышленных сточных вод снижает концентрацию загрязняющих веществ, уникальных для сточных вод.
Утилизация и разбавление [ править ]
Ассимиляционная способность водоемов или земли [ править ]
Когда сточные воды сбрасываются в водный объект (реку, озера, море) или на сушу, их относительное воздействие будет зависеть от ассимиляционной способности водного объекта или экосистемы . [2] : 78 Водные объекты обладают способностью самоочищения, благодаря чему концентрация загрязняющего вещества может уменьшаться по мере удаления от места сброса. Кроме того, водные объекты обеспечивают разбавление концентраций сбрасываемых загрязняющих веществ, хотя и не уменьшают их массы. В принципе, чем выше способность к разбавлению (соотношение объема или расхода принимающей воды к объему или расходу сбрасываемых сточных вод), тем ниже будет концентрация загрязняющих веществ в приемной воде и, вероятно, тем ниже будут негативные воздействия. Но если к месту сброса водоем уже поступает очень загрязненным, разбавление будет иметь ограниченную ценность. [30]
В некоторых случаях сообщество может частично очищать свои сточные воды и при этом рассчитывать на ассимиляционную способность водного объекта. Однако это необходимо проанализировать очень тщательно, принимая во внимание качество воды в водоприемнике до того, как он получит сброс сточных вод, итоговое качество воды после сброса и влияние на предполагаемое использование воды после сброса. В каждой стране также существуют особые законодательные требования. В разных странах действуют разные правила относительно требований к качеству сбрасываемых сточных вод и качеству, которое необходимо поддерживать в принимающем водном объекте. [2] : 152 Сочетание обработки и утилизации должно соответствовать действующим местным нормам.
Ассимиляционная способность зависит – среди нескольких факторов – от способности принимающей воды поддерживать концентрации растворенного кислорода, необходимые для поддержания организмов, катаболизирующих органические отходы. [19] : 9, 673 Например, рыба может погибнуть, если уровень растворенного кислорода опустится ниже 5 мг/л. [31] : 573
Сброс сточных вод на землю можно рассматривать как форму окончательного удаления или очистки, или и того, и другого. [2] : 189 Альтернативы захоронению земель требуют учета наличия земли, качества грунтовых вод и возможного ухудшения состояния почвы. [32]
Другие методы утилизации [ править ]
Сточные воды могут сбрасываться в испарительный или инфильтрационный бассейн . [10] : 9–41 Пополнение подземных вод используется для уменьшения проникновения соленой воды или пополнения водоносных горизонтов, используемых для сельскохозяйственного орошения . Очистка обычно требуется для поддержания фильтрационной способности инфильтрационных бассейнов, а более обширная обработка может потребоваться для водоносных горизонтов, используемых в качестве источника питьевой воды . [19] : 700–703
Морской водосток
Глобальная ситуация [ править ]
До 20-го века в Европе канализационные трубы обычно сбрасывались в водоемы, например, в реки, озера или океаны. Очистки не было, поэтому разложение отходов жизнедеятельности человека было оставлено на усмотрение экосистемы . Это могло бы привести к удовлетворительным результатам, если бы ассимиляционная способность экосистемы была достаточной, что в настоящее время не часто случается из-за увеличения плотности населения. [35] : 78
Сегодня ситуация в городских районах промышленно развитых стран обычно такова, что канализационные трубы 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 очистки или только после предварительной очистки или первичной очистки. Это может привести к загрязнению воды . Существует мало надежных данных о доле сточных вод, собранных в канализационных системах и подлежащих очистке в мире. По глобальной оценке ПРООН и ООН-Хабитат в 2010 году 90% всех образующихся сточных вод выбрасывается в окружающую среду без очистки. [36] По оценкам более недавнего исследования, проведенного в 2021 году, во всем мире очищается около 52% сточных вод. [37] Однако уровень очистки сточных вод крайне неодинаков в разных странах мира. Например, в то время как страны с высоким уровнем дохода очищают примерно 74% своих сточных вод, развивающиеся страны очищают в среднем лишь 4,2%. [37] По состоянию на 2022 год без достаточной очистки более 80% всех сточных вод, образующихся в мире, попадет в окружающую среду. По данным UN Water, страны с высоким уровнем дохода очищают в среднем 70% сточных вод, которые они производят. [38] [39] [40] Только 8% сточных вод, образующихся в странах с низкими доходами, подвергаются какой-либо очистке. [38] [41] [42]Лечение [ править ]
Очистка сточных вод полезна для снижения загрязнения окружающей среды. Барные сетки позволяют удалять из сточных вод крупный твердый мусор, [19] : 274–275 а первичная очистка позволяет удалить плавающие и оседающие вещества . [19] : 446 Первично очищенные сточные воды обычно содержат менее половины исходного содержания твердых веществ и примерно две трети БПК в виде коллоидов и растворенных органических соединений. [43] Вторичная очистка может снизить БПК органических отходов в неразбавленных сточных водах. [31] : 575 но менее эффективен для разбавленных сточных вод. [44] Дезинфекция воды может быть предпринята для уничтожения болезнетворных микроорганизмов перед ее утилизацией, и ее эффективность становится все выше после завершения большего количества элементов вышеуказанной последовательности обработки. [19] : 359
Повторное использование и рекультивация [ править ]
Альтернативой сбросу в окружающую среду является повторное использование сточных вод продуктивным способом (для сельскохозяйственных, городских или промышленных целей) в соответствии с местными нормами и требованиями для каждого конкретного применения повторного использования. Риски для здоровья населения, связанные с повторным использованием сточных вод в сельском хозяйстве, можно свести к минимуму, если следовать «подходу с множеством барьеров» в соответствии с рекомендациями Всемирной организации здравоохранения . [45]
Существует также возможность восстановления ресурсов , что могло бы сделать сельское хозяйство более устойчивым за счет использования углерода , азота , фосфора , воды и энергии , извлеченных из сточных вод. [46] [4]
Канализационная ферма [ править ]
Регламент [ править ]
Управление сточными водами включает сбор и транспортировку для сброса в окружающую среду после уровня очистки , совместимого с местными требованиями к сбросу в водоемы, на почву или для повторного использования. [2] : 156 В большинстве стран неконтролируемые сбросы сточных вод в окружающую среду запрещены законом, и к качеству воды должны соблюдаться строгие требования. Требования в США см . в Законе о чистой воде .
Правила управления сточными водами часто являются частью более широкой в области санитарии политики страны . Сюда также может входить утилизация человеческих экскрементов (из неканализационных систем сбора ), твердых отходов и ливневых вод.
См. также [ править ]
- Управление фекальным осадком
- История водоснабжения и канализации
- Повторное использование человеческих экскрементов
- Директива по очистке городских сточных вод
- Эпидемиология сточных вод
Ссылки [ править ]
- ^ Тилли, Э.; Ульрих, Л.; Люти, К.; Реймонд, доктор философии; Зурбрюгг, К. (2014). Сборник санитарных систем и технологий (2-е исправленное издание). Швейцарский федеральный институт водных наук и технологий (Eawag), Дюбендорф, Швейцария. ISBN 978-3-906484-57-0 . Архивировано из оригинала 8 апреля 2016 года.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п д р с т в v В х и С аа аб и объявление но из в ах есть также и Фон Сперлинг, М. (2007). «Характеристика, очистка и утилизация сточных вод» . Водная разведка онлайн . 6 . дои : 10.2166/9781780402086 . ISBN 978-1-78040-208-6 . ISSN 1476-1777 .
Текст был скопирован из этого источника, который доступен по международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0. - ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Руководство по безопасному использованию сточных вод, экскрементов и серой воды . Всемирная организация здравоохранения. 2006. с. 31. ISBN 92-4-154685-9 . OCLC 71253096 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Андерссон, К.; Розмарин, А.; Ламизана, Б.; Кварнстрем, Э.; МакКонвилл, Дж.; Сейду, Р.; Дикин, С.; Триммер, К. (2016). Санитария, управление сточными водами и устойчивое развитие: от утилизации отходов до восстановления ресурсов . Найроби и Стокгольм: Программа ООН по окружающей среде и Стокгольмский институт окружающей среды. п. 56. ИСБН 978-92-807-3488-1 . Архивировано из оригинала 1 июня 2017 года . Проверено 2 января 2023 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л Сточные воды: очистка и повторное использование . Джордж Чобаноглус, Франклин Л. Бертон, Х. Дэвид Стенсел, Меткалф и Эдди (4-е изд.). Бостон: МакГроу-Хилл. 2003. ISBN 0-07-041878-0 . OCLC 48053912 .
{{cite book}}: CS1 maint: другие ( ссылка ) - ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с Хенце, М.; ван Лоосдрехт, MCM; Экама, Джорджия; Брджанович, Д. (2008). Биологическая очистка сточных вод: принципы, моделирование и проектирование . Издательство ИВА. дои : 10.2166/9781780401867 . ISBN 978-1-78040-186-7 . S2CID 108595515 . Испанская и арабская версии доступны бесплатно в Интернете.
- ^ Тилли, Э.; Ульрих, Л.; Люти, К.; Реймонд, доктор философии; Зурбрюгг, К. (2014). Сборник санитарных систем и технологий (2-е исправленное издание). Дюбендорф, Швейцария: Швейцарский федеральный институт водных наук и технологий (Eawag). п. 10. ISBN 978-3-906484-57-0 .
- ^ Бехзадян, к; Капелан, З. (2015). «Преимущества комплексной и устойчивой оценки для стратегического планирования городских водных систем на основе метаболизма» (PDF) . Наука об общей окружающей среде . 527–528: 220–231. Бибкод : 2015ScTEn.527..220B . doi : 10.1016/j.scitotenv.2015.04.097 . hdl : 10871/17351 . ПМИД 25965035 .
- ^ Даттл, Марша (январь 1990 г.). «Совет штата Нью-Мексико по серым водам» . Университет штата Нью-Мексико . Архивировано из оригинала 13 февраля 2010 года . Проверено 23 января 2010 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и Уркарт, Леонард Черч (1959). Справочник по гражданскому строительству (Четвертое изд.). Нью-Йорк : McGraw-Hill Book Company, Inc.
- ^ Нортон, Джон Ф.; Макси, Кеннет Ф.; Пирни, Малькольм (1947). Стандартные методы исследования воды и сточных вод (Девятое изд.). Нью-Йорк: Американская ассоциация общественного здравоохранения . стр. 145–146.
- ^ Наддео, Винченцо; Лю, Хайчжоу (2020). «Редакционный взгляд: новый коронавирус 2019 года (SARS-CoV-2): какова его судьба в городском водном цикле и как на это может отреагировать сообщество исследователей водных ресурсов?» . Наука об окружающей среде: водные исследования и технологии . 6 (5): 1213–1216. дои : 10.1039/D0EW90015J .
- ^ Коллинз, Мэг. «Печально известный туалетный замок» . Список Люси . Проверено 24 августа 2021 г.
- ^ Джамрок, Томас Э. «Дробилки и измельчители: развивающаяся технология» . Защита окружающей среды . Проверено 5 августа 2021 г.
- ^ Гатиду, Грузия; Арванити, Ольга С.; Стасинакис, Афанасиос С. (2019). «Обзор возникновения и судьбы микропластика на очистных сооружениях» . Журнал опасных материалов . 367 : 504–512. дои : 10.1016/j.jhazmat.2018.12.081 . ПМИД 30620926 . S2CID 58567561 .
- ^ Арванити, Ольга С.; Стасинакис, Афанасиос С. (2015). «Обзор возникновения, судьбы и удаления перфторированных соединений при очистке сточных вод» . Наука об общей окружающей среде . 524–525: 81–92. Бибкод : 2015ScTEn.524...81A . doi : 10.1016/j.scitotenv.2015.04.023 . ПМИД 25889547 .
- ^ Блетсу, Анна А.; Асимакопулос, Александрос Г.; Стасинакис, Афанасиос С.; Томаидис, Николаос С.; Каннан, Курунтачалам (19 февраля 2013 г.). «Массовая загрузка и судьба линейных и циклических силоксанов на очистных сооружениях в Греции» . Экологические науки и технологии . 47 (4): 1824–1832. Бибкод : 2013EnST...47.1824B . дои : 10.1021/es304369b . ISSN 0013-936X . ПМИД 23320453 . S2CID 39997737 .
- ^ Гатиду, Грузия; Киньюа, Джульетта; ван Нуйс, Александр Л.Н.; Грасия-Лор, Эмма; Кастильони, Сара; Ковачи, Адриан; Стасинакис, Афанасиос С. (2016). «Злоупотребление наркотиками и употребление алкоголя среди различных групп населения на греческом острове Лесбос через эпидемиологию, основанную на сточных водах» . Наука об общей окружающей среде . 563–564: 633–640. Бибкод : 2016ScTEn.563..633G . doi : 10.1016/j.scitotenv.2016.04.130 . hdl : 10067/1345920151162165141 . ПМИД 27236142 . S2CID 4073701 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и ж г час я Меткалф и Эдди, Inc. (1972). Канализационная инженерия . Нью-Йорк: МакГроу-Хилл. ISBN 978-0-07-041675-8 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Роуз, К.; Паркер, А.; Джефферсон, Б.; Картмелл, Э. (2015). «Характеристика кала и мочи: обзор литературы для информирования о передовых технологиях лечения» . Критические обзоры в области экологических наук и технологий . 45 (17): 1827–1879. Бибкод : 2015CREST..45.1827R . дои : 10.1080/10643389.2014.1000761 . ISSN 1064-3389 . ПМК 4500995 . ПМИД 26246784 .
- ^ Фон Сперлинг, М. (2007). «Характеристика, очистка и утилизация сточных вод» . Водная разведка онлайн . 6 : 9781780402086. дои : 10.2166/9781780402086 . ISSN 1476-1777 . Текст был скопирован из этого источника, который доступен по международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0.
- ^ Полиовирус обнаружен в образцах окружающей среды в Израиле. Архивировано 4 ноября 2013 г. в Wayback Machine.
- ^ Обзор ошибок, устойчивых к лекарствам: NDM-1 в сточных водах Нью-Дели, призывы ВОЗ к действию, недавние вспышки бактерий, устойчивых к антибиотикам. Архивировано 5 ноября 2013 г. в Wayback Machine.
- ^ Неочищенные сточные воды содержат разнообразные вирусные популяции. Архивировано 7 июня 2013 г. в Wayback Machine.
- ^ «Ведущие эксперты рассмотрят глобальные тенденции в обнаружении запрещенных наркотиков в сточных водах» . Европейский центр мониторинга наркотиков и наркозависимости. 2 мая 2013 г. Архивировано из оригинала 9 февраля 2014 г. . Проверено 2 января 2023 г.
- ^ Чой, Фил М. (7 октября 2019 г.). «Социальные, демографические и экономические корреляты потребления продуктов питания и химикатов, измеренные с помощью эпидемиологии сточных вод» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 116 (43): 21864–21873. Бибкод : 2019PNAS..11621864C . дои : 10.1073/pnas.1910242116 . ПМК 6815118 . ПМИД 31591193 .
- ^ Хаммер, Марк Дж. (1975). Технология воды и сточных вод . Нью-Йорк: Джон Уайли и сын. ISBN 0-471-34726-4 .
- ^ ООН-Вода (2015). «Управление сточными водами. Аналитическая справка ООН по водным ресурсам» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 30 ноября 2016 года . Проверено 22 марта 2017 г.
- ^ Наддео, В.; Мерич, С.; Кассинос, Д.; Бельджорно, В.; Гуида, М. (сентябрь 2009 г.). «Судьба фармацевтических препаратов в загрязненных городских сточных водах при ультразвуковом облучении». Исследования воды . 43 (16): 4019–4027. Бибкод : 2009WatRe..43.4019N . дои : 10.1016/j.watres.2009.05.027 . ПМИД 19589554 . S2CID 23561392 .
- ^ Шмидт, Майкл (2008). Стандарты и пороговые значения для оценки воздействия . Берлин: Springer Verlag. ISBN 978-3-540-31141-6 . OCLC 261324614 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Линзли, Рэй К.; Франзини, Джозеф Б. (1972). Водное хозяйство (Второе изд.). Нью-Йорк : McGraw-Hill Book Company, Inc.
- ^ Рич, Линвилл Джин (1980). Не требующие особого обслуживания, механически простые системы очистки сточных вод . Нью-Йорк : McGraw-Hill Book Company, Inc., с. 187. ИСБН 0-07-052252-9 .
- ^ Ян, Лей; Чанг, Вэнь-Ши; Ло Хуанг, Монг-На (15 февраля 2000 г.). «Естественная дезинфекция сточных вод морских водовыпусков» . Исследования воды . 34 (3): 743–750. Бибкод : 2000WatRe..34..743Y . дои : 10.1016/S0043-1354(99)00209-2 . ISSN 0043-1354 .
- ^ База данных Outfalls , заархивированная 28 июня 2008 г. на Wayback Machine. Нажмите «Действия», затем «Репозиторий Outfalls», затем «база данных», затем «Вывод».
- ^ Фон Сперлинг, М. (2007). «Характеристика, очистка и утилизация сточных вод» . Водная разведка онлайн . 6 . дои : 10.2166/9781780402086 . ISSN 1476-1777 . Текст был скопирован из этого источника, который доступен по международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0.
- ^ Коркоран Э., Неллеманн С., Бейкер Э., Бос Р., Осборн Д., Савелли М., ред. (2010). Больная вода? : центральная роль управления сточными водами в устойчивом развитии: оценка быстрого реагирования (PDF) . Арендал, Норвегия: ЮНЕП/ГРИД-Арендал. ISBN 978-82-7701-075-5 . Архивировано из оригинала (PDF) 18 декабря 2015 года . Проверено 26 декабря 2014 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Джонс, Эдвард Р.; ван Влит, Мишель Т.Х.; Кадир, Мансур; Биркенс, Марк Ф.П. (2021). «Оценки производства, сбора, очистки и повторного использования сточных вод на уровне страны и на основе сетки» . Данные науки о системе Земли . 13 (2): 237–254. Бибкод : 2021ESSD...13..237J . дои : 10.5194/essd-13-237-2021 . ISSN 1866-3508 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б «Восстановление ресурсов сточных вод может решить проблему отсутствия водной безопасности и сократить выбросы углекислого газа» . Европейский инвестиционный банк . Проверено 29 августа 2022 г.
- ^ ООН-Вода. «Качество и сточные воды» . ООН-Вода . Проверено 29 августа 2022 г.
- ^ «Вода и санитария» . Устойчивое развитие ООН . Проверено 29 августа 2022 г.
- ^ «Только 8 процентов сточных вод в странах с низкими доходами подвергаются очистке: ООН» . Проверено 29 августа 2022 г.
- ^ «50% глобальной очистки сточных вод все еще недостаточно» . www.aquatechtrade.com . Проверено 29 августа 2022 г.
- ^ Эббетт, Роберт В. (1956). Американская практика гражданского строительства . Том. II. Нью-Йорк: Джон Уайли и сыновья. стр. 19–28.
- ^ «Руководство для составителей разрешений Национальной системы ликвидации выбросов загрязняющих веществ (NPDES)» (PDF) . Агентство по охране окружающей среды США . стр. 5–11 . Проверено 14 сентября 2021 г.
- ^ Всемирная организация здравоохранения (14 февраля 2024 г.). Руководство ВОЗ по безопасному использованию сточных вод, экскрементов и серой воды (Том IV: Использование экскрементов и серой воды в сельском хозяйстве) . Женева: Всемирная организация здравоохранения. ISBN 978-92-4-154685-0 . Архивировано из оригинала 17 октября 2014 года . Проверено 2 января 2023 г.
- ^ Банварт, С.; Картер, Л.; Дэниел, Т.; Юн-Гуан, З.; Го, Х.; Гость, Дж.; Кирк, С.; Чен, X.; Эванс, Б. (14 сентября 2021 г.). «Расширение агросанитарной экономики замкнутого цикла: возможности и преимущества» . www.leeds.ac.uk . дои : 10.5518/100/71 . Проверено 16 сентября 2021 г.
Внешние ссылки [ править ]
