Децентрализованная система сточных вод

Децентрализованные системы сточных вод (также называемые децентрализованными системами очистки сточных вод ) передают, обрабатывают и утилизируют или повторно используют сточные воды из сообществ малых и низкой плотности, зданий и жилищ в отдаленных районах, индивидуальных государственных или частных объектов. [ 1 ] Поток сточных вод генерируется, когда в зданиях доступно подходящее водоснабжение или близко к ним.
Децентрализованные системы сточных вод обрабатывают, повторно используют или утилизируют стоки в относительно близкой близости от его источника генерации. У них есть цель защитить общественное здравоохранение и природную среду, снижая существенно опасности для здоровья и окружающей среды.
Они также называются «децентрализованными системами очистки сточных вод», потому что основной технической проблемой является адекватный выбор объекта обработки и/или утилизации. [ 2 ] [ 3 ] Обычно используемая аббревиатура для децентрализованной системы очистки сточных вод - это деваты. [ 3 ]
Фон
[ редактировать ]Сравнение с централизованными системами
[ редактировать ]Централизованные системы сточных вод наиболее широко применяются в хорошо развитых городских средах и самого старого подхода к решению проблем, связанных с сточными водами. [ 4 ] Они собирают сточные воды в крупных и объемных трубопроводах, также называемых канализацией , которые переносят их на больших расстояниях на одну или несколько очистных сооружений. Ливневая вода может быть собрана в комбинированных канализациях или в отдельных ливневых стоках. Последний состоит из двух отдельных трубопроводных систем, одна для сточных вод и одна для ливневой воды. Обработанные стоки утилизируются по -разному, чаще всего сбрасываются в природные водоемы. Обработанные стоки также могут использоваться для полезных целей, и в этом случае он называется восстановленной водой . [ Цитация необходима ]
Основное различие между децентрализованными и централизованными системами заключается в структуре транспортировки. В децентрализованных системах лечение и утилизация или повторное использование сточных вод близки к источнику генерации. Это приводит к небольшой сети транспортировки, в некоторых случаях ограничивается только одним трубопроводом. Размер сети позволяет применять различные методы транспортировки, в дополнение к хорошо известной гравитационной канализации, таких как канализационные трубы под давлением и вакуумные канализации . Количество сточных вод низкое и характеризуется значительными колебаниями. [ Цитация необходима ]
Приложения
[ редактировать ]В местах с развитой инфраструктурой децентрализованные системы сточных вод могут быть жизнеспособной альтернативой обычной централизованной системы, особенно в случаях обновления или модернизации существующих систем. [ 5 ] Это может быть легче выполнить с помощью децентрализованных систем, поскольку централизованная инфраструктура имеет длительное время жизни и заперты в их местоположении и состоянии. [ 6 ] Возможно много различных комбинаций и вариаций гибридных систем.
Децентрализованные приложения являются необходимостью в случаях новых городских разработок, где строительство инфраструктуры не будет готово или будет выполнено в будущем. Во многих регионах развитие инфраструктуры (дороги, водоснабжение и особенно сточные/дренажные системы) выполняется через годы после развития жилья. В таких случаях децентрализованные средства сточных вод рассматриваются как временное решение, но они обязательны, чтобы предотвратить общественное здравоохранение и экологические проблемы. В этом контексте децентрализованные решения благоприятны для их способности применяться на местном уровне по мере необходимости, при этом сохраняя потенциал для покрытия больших площадей при более низких затратах. [ 6 ]
Децентрализованные системы допускают разделение потока или разделение источника, которые разделяют различные типы сточных вод, основываясь на их происхождении, таких как: черная вода , серая вода и моча . [ 5 ] Этот подход требует отдельных параллельных систем трубопровода/сантехники для передачи сегрегированных потоков, и цель состоит в том, чтобы применять различный уровень обработки и обработки каждого потока и улучшить безопасное повторное использование и утилизацию конечных продуктов. [ 7 ]
В конкретном случае развивающихся стран , где населенные пункты с плохой инфраструктурой являются общими, децентрализованная очистка сточных вод широко продвигается из -за возможности применения технологий с низкими требованиями к эксплуатации и техническому обслуживанию. [ 8 ] Кроме того, децентрализованные подходы требуют меньшего масштаба, по сравнению с централизованными решениями. [ 6 ]
Типы
[ редактировать ]
Основываясь на размере обслуживающей области, можно найти различные масштабы децентрализации: [ Цитация необходима ]
- Децентрализация на уровне пригорода или спутникового городка в городской области - эти системы могут быть определены как небольшие централизованные системы при применении в небольших городах или сельских общинах. Но если они применяются только к выбранным пригородам или районам в средних или крупных населенных пунктах, с существующей централизованной системой, вся система может быть определена как гибридная система, где децентрализация применяется к частям всей дренированной области. [ 5 ]
- Децентрализация на уровне соседства - эта категория включает в себя кластеры домов, закрытых сообществ, небольших районов и районов, которые обслуживаются вакуумными канализациями.
- Децентрализация на уровне «на месте» ( санитария на месте )-в этих случаях вся система находится в пределах одного свойства и обслуживает одно или несколько зданий.
Варианты очистки сточных вод
[ редактировать ]
Объекты лечения/утилизации, требующие проникновения в стоки
[ редактировать ]Обычно они применяются на уровне на месте и являются адекватными из-за очень низкого полученного количества сточных вод. Тем не менее, они требуют подходящих условий почвы, что позволяет проникнуть в избыточную воду и низкий уровень грунтовых вод . Если не применяться должным образом, они могут быть серьезным источником загрязнения грунтовых вод. [ 9 ]
- Ямы применяются, когда водоснабжение очень мало, а поток сточных вод вряд ли можно генерировать. Они являются наиболее распространенной техникой санитарии в недоразвитых районах.
- Септические резервуары являются наиболее распространенной используемой технологией обработки на месте, которая может быть успешно применена, если доступно достаточное количество водоснабжения, а условия грунтовых/подземных вод приемлемы. [ 2 ] [ 5 ]
Очистка, напоминающие натуральные процессы очистки
[ редактировать ]Их применение требует значительной площади поверхности из -за медленных темпов применяемых биологических процессов. По той же причине они более подходят для более теплого климата, потому что скорость процесса очистки зависит от температуры. Эти технологии более устойчивы к колебаниям нагрузки и не требуют сложного обслуживания и эксплуатации. [ 10 ] Построенные водно-болотные угодья более подходят для применений на месте или на уровне соседства, в то время как стабилизационные пруды могут быть жизнеспособной альтернативой для децентрализованных систем на уровне малых городов или сельских сообществ. [ Цитация необходима ]
Инженерные технологии очистки сточных вод
[ редактировать ]Существует большое разнообразие очистных сооружений , где применяются различные процессы обработки и технологии. [ 11 ] Небольшие средства обработки в децентрализованных системах применяют аналогичные технологии, как средние или крупные растения. [ 12 ] Для применения на месте разработаны заводы, которые являются компактными и имеют различные отсеки для различных процессов. Тем не менее, проектирование и эксплуатацию небольших очистных сооружений, особенно на уровне соседства или на месте, представляют серьезные проблемы для инженеров сточных вод, связанных с колебаниями потока, необходимостью компетентной и специализированной эксплуатации и технического обслуживания, необходимых для борьбы с большим количеством небольших. растения и относительно высокая стоимость на душу населения. [ 13 ]
Правила и управление
[ редактировать ]Правила загрязнения воды в виде законодательных документов, руководящих принципов или постановлений назначают необходимый уровень лечения, так что обработанные стоки соответствуют требованиям для безопасного утилизации или повторного использования. Стоки могут быть утилизированы путем разгрузки в естественный водный корпус или проникнуть в землю. Кроме того, в правилах упоминаются требования, касающиеся проектирования и эксплуатации систем сточных вод, а также штрафы и другие меры для их соблюдения. Централизованные системы разработаны, создаются и эксплуатируются для выполнения существующих правил. Их руководство обычно выполняется местными властями . В гибридных системах и небольших централизованных системах в городах или сельских общинах управление может быть выполнено таким же образом. [ 12 ] [ Цитация необходима ]
В случае децентрализации на уровне на месте и кластерах зданий вся система сточных вод расположена в частных помещениях. Затраты и ответственность за проектирование, строительство, эксплуатация и техническое обслуживание являются обязанностью владельца. Во многих случаях специализированные компании могут выполнять процедуры эксплуатации и технического обслуживания. Разрешение местных органов власти и может оказать поддержку эксплуатации и управлению в виде сбора отходов, выдачи сертификатов/лицензий на стандартизированное оборудование для лечения или для отдельных квалифицированных частных компаний. С регулирующей точки зрения контроль качества обработанных сточных вод для повторного использования, увольнения или утилизации является полностью ответственностью местных или национальных правительственных органов. Это может быть проблемой, если большое количество систем должно контролироваться и проверить. В интересах владельца работает и поддерживать систему должным образом, особенно в случае повторного использования обработанных сточных вод. Чаще всего операционные проблемы связаны с засолением лечебных учреждений в результате нерегулярного удаления осадка или гидравлической перегрузки из -за увеличения числа обслуживаемой популяции или увеличения потребления воды. [ 9 ] [ Цитация необходима ]
Проблемы с городским планированием и инфраструктурой
[ редактировать ]Системы сточных вод являются частью инфраструктуры городских или сельских сообществ и процесса городского планирования . Данные и информацию о городском планировании, такие как участки индивидуальных жилищ, дороги/улицы, дренаж ливневой воды, водоснабжение и системы электроэнергии, необходимы для проектирования и реализации устойчивой системы сточных вод. В децентрализованных системах сточных вод, которые собирают и обрабатывают только сточные воды, могут быть упущены ливневые воды и вызывают проблемы с наводнениями. Если запланированные децентрализованные растворы применяются, дренаж ливневой воды должен быть выполнен вместе с системой дорог. [ Цитация необходима ]
В недостаточно развитых населенных центрах, где не доступна инфраструктура, трудно обеспечить устойчивые меры санитарии; Например, уборки для ям/септики нуждаются в периодической очистке, обычно выполняемой вакуумными грузовиками, которые должны получить доступ к уборным и нуждаются в базовой дороге для этой цели. [ 14 ] Управление фекальным осадком имеет дело с организацией и внедрением этой практики устойчивым способом, включая сбор, транспорт, лечение и утилизацию/повторное использование фекального ила из ямы и септических резервуаров. [ 15 ]
В случаях новых городских/сельских разработок или модернизации существующих целесообразно учитывать различные альтернативы, касающиеся проектирования системы сточных вод, включая децентрализованные решения. Устойчивый подход потребует оптимальных технических решений с точки зрения надежности и экономической эффективности. [ 16 ] [ 17 ] С этой точки зрения, централизованные решения могут быть более подходящими во многих случаях, в зависимости от существующих размеров участков, топографии , геологии , столов подземных вод и климатических условий. Но при адекватном применении децентрализованные системы позволяют применять экологически чистые решения и повторное использование обработанных сточных вод, включая восстановление ресурсов. Таким образом, предоставляются альтернативные водные ресурсы, и окружающая среда защищена. Осведомленность общественности , восприятие и поддержка играют важную роль в процессе городского планирования для выбора адекватных систем сточных вод, которые соответствуют конкретному контексту. [ 16 ] [ 18 ]
Примеры
[ редактировать ]КРАЙ
[ редактировать ]Одним из примеров децентрализованного лечения является «технология DeWats», которая была продвинута под этим именем немецкой неправительственной организацией Борда . [ 3 ] [ 8 ] Он был применен во многих странах Юго -Восточной Азии и в Южной Африке. [ 19 ] [ 20 ] Он применяет анаэробные процессы обработки, в том числе анаэробные сбитые с толку реакторы (ABR) и анаэробные фильтры , за которыми следуют аэробная обработка в прудах или на построенных водно -болотных угодьях. Эта технология была исследована и проверена в Южной Африке, где было показано, что эффективность лечения была ниже, чем ожидалось. [ 21 ]
Ботсвана Технологический центр
[ редактировать ]Тематическое исследование децентрализованной системы сточных вод на уровне на месте с обработанным повторным использованием сточных вод было выполнено в технологическом центре Ботсваны в Габороне, Ботсвана. [ 22 ] Это пример децентрализованной системы сточных вод, которая обслуживает одно институциональное здание, расположенное в районе, обслуживаемом муниципальной канализацией. Сточные воды из здания обрабатываются на растении, состоящем из: септического резервуара, за которым следуют посаженные горные породы, биофильтр и водно-болотное угодье поверхностного потока. Обработанные стоки повторно используются для орошения окружающих зеленых зон, но исследование зарегистрировало отток из водно -болотных угодий только в периоды проливных дождей. Этот пример показывает необходимость тщательной оценки ожидаемого количества, качества и колебаний генерируемых сточных вод при разработке децентрализованных систем сточных вод. [ Цитация необходима ]
Экосвелл
[ редактировать ]Основанная в 2013 году, НПО Ecoswell работает над проектами по развитию сельских районов, включая водоснабжение и санитарию в Перу ; Они базируются в северо -западном районе ораторских районов в регионе Талара, засушливой прибрежной зоне, которая сталкивается с водным стрессом. [ 23 ] Ecoswell устанавливает децентрализованные системы сточных вод с помощью местных жителей и стажеров, включая общинные биодигестры, сухие туалеты и проекты повторного использования серо -воды. [ 24 ] Они также работают над лесовосстановлением и построили водно -болотные угодья в качестве направлений для естественного обработки отходов и деактивирования патогенов. [ 24 ]
Смотрите также
[ редактировать ]- История водоснабжения и санитарии
- На месте сточных вод
- Санитария
- Канализационная добыча
- Очистка сточных вод
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Узнайте о небольших системах сточных вод» . Агентство по охране окружающей среды США . 7 января 2015 года . Получено 15 октября 2020 года .
- ^ Jump up to: а беременный «Децентрализованные системы сточных вод: программная стратегия, EPA, Вашингтон, округ Колумбия, США» (PDF) . Получено 20 марта 2017 года .
- ^ Jump up to: а беременный в «Деватс/децентрализованная очистка сточных вод, Борда, Юго-Восточная Азия» . Получено 20 марта 2017 года .
- ^ Karman D. (2007) «Клоака-максимума» и монументальные манипуляции с водой в архаическом Риме , онлайн-журнал «Вода Рима», извлеченная 18 марта 2017 года.
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый Tchobanoglous G., Leverenz H. (2013). Обоснование децентрализации инфраструктуры сточных вод, в: Разделение источников и децентрализация для управления сточными водами , изд: Ларсен Т.А., Удерт К.М., Лиенерт Дж., Ива издательство , Лондон, Великобритания
- ^ Jump up to: а беременный в Биркенхольц, Тревор (2023-07-05). «География крупной воды инфраструктуры: современная идея и будущие исследовательские возможности» . География компас . 17 (8). doi : 10.1111/gec3.12718 . ISSN 1749-8198 .
- ^ Кто (2006). ВОЗ для безопасного использования сточных вод, экскрементов и серой воды . Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ), Женева, Швейцария
- ^ Jump up to: а беременный Сассе Л. (1998). Децентрализованная очистка сточных вод Dewats в развивающихся странах . Бременская ассоциация исследований и разработок Бремена (Борда), Германия
- ^ Jump up to: а беременный Руководство по системам очистки сточных вод на месте (2002), EPA 625/R-00/008, Вашингтон, округ Колумбия, США.
- ^ Scholzel & Wowel (1999 . )
- ^ Инжиниринг сточных вод: Обработка и повторное использование (4 -е изд.). Metcalf & Eddy, Inc., McGraw Hill, USA. 2003. ISBN 0-07-112250-8 .
- ^ Jump up to: а беременный Crites R., Tchobanoglous G. (1998) Небольшое и децентрализованное управление сточными водами, WCB/McGraw-Hill , ISBN 0-07-289087-8
- ^ Боллер. М. (1997) Небольшие заводы сточных вод- проблема для инженеров сточных вод, Water Science and Technology, Vol 35, выпуск 6, с.1-12
- ^ Eggimann S., Truffer, B., Maurer, M. (2016). «Экономия плотности для очистки сточных вод на месте» . Водные исследования . 101 : 476–489. doi : 10.1016/j.watres.2016.06.011 . PMID 27295622 .
{{cite journal}}
: Cs1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ WSTF (2015). Проектирование и технологии децентрализованных средств для лечения - Руководства и дополнительные документы, разработанные в контексте программы реформирования водного сектора Гиз. Целевой фонд водных услуг (WSTF), Найроби, Кения
- ^ Jump up to: а беременный Андерссон, Ким; Дикин, Сара; Rosemarin, Arno (2016-12-08). «На пути к« устойчивой »санитарии: проблемы и возможности в городских районах» . Устойчивость . 8 (12): 1289. doi : 10.3390/su8121289 . ISSN 2071-1050 .
- ^ Eggimann, S. Оптимальная степень централизации инфраструктур сточных вод. Модельный геопространственный экономический анализ докторской диссертации. Эт Цюрих. , 30. Ноябрь 2016 года.
- ^ Сточные воды - неиспользованный ресурс , отчет о разработке World Water World World, 2017, ЮНЕСКО
- ^ Escap, un-habitat, ait (2015). Политическое руководство по управлению сточными водами с особым акцентом на децентрализованные системы очистки сточных вод . Экономическая и социальная комиссия Организации Объединенных Наций по Азии и Тихоокеанскому региону (ESCAP), Программе поселений Организации Объединенных Наций по человеческим поселениям (ООН-Хабитат) и Азиатский технологический институт (AIT), Бангкок, Таиланд
- ^ WRC (2014). Деватс процесс для децентрализованной очистки сточных вод - технические уроки из муниципалитета Ethekwini . Комиссия по исследованию воды (WRC), Gezina ZA, Южная Африка
- ^ Reynaud, N. (2015). Эксплуатация децентрализованных систем очистки сточных вод (Dewats) в условиях тропических полевых условий. Докторская диссертация, факультет экологических наук, технический университет, Дрезден
- ^ Hranova R (2005) Практика повторного использования сточных вод в Ботсване - проблема для развития водного сектора, Материалы ежегодной конференции BIE - 19–21 октября 2005 г., Габороне, Ботсвана. (Труды в формате CD)
- ^ «Наша история» . Экосвелл . Получено 2024-04-22 .
- ^ Jump up to: а беременный «Вода и санитария» . Экосвелл . Получено 2024-04-22 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Библиотека устойчивого альянса санитарии, содержащей дополнительную информацию
- Канализация под давлением объясняет принцип канализации под давлением.
- Кодекс практики-Управление сточными водами на месте, Публикация 891.4, июль 2016 г., Агентство по защите окружающей среды, Виктория, AU ARACKIVE 2017-04-10 на The Wayback Machine , всеобъемлющий пример регулирующей практики децентрализованных систем сточных вод.