Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для более широкого освещения этой темы см. Очистка сточных вод .
Построено водно-болотное угодье для децентрализованной очистки сточных вод в школе в Лусаке , Замбия.

Децентрализованные системы очистки сточных вод (также называемые децентрализованными системами очистки сточных вод ) транспортируют, обрабатывают и удаляют или повторно используют сточные воды небольших и малонаселенных населенных пунктов, зданий и жилых домов в отдаленных районах, отдельных государственных или частных владений. [1] Поток сточных вод образуется при наличии соответствующего водоснабжения в зданиях или вблизи них.

Децентрализованные системы очистки сточных вод обрабатывают, повторно используют или удаляют сточные воды в относительно близкой близости от источника их образования. Их цель - защитить здоровье людей и окружающую среду за счет существенного снижения опасности для здоровья и окружающей среды.

Их также называют «децентрализованными системами очистки сточных вод», потому что основная техническая проблема - это адекватный выбор установки для очистки и / или удаления сточных вод. [2] [3] Обычно используется аббревиатура децентрализованной системы очистки сточных вод - DEWATS. [3]

Фон [ править ]

Сравнение с централизованными системами [ править ]

Централизованные системы очистки сточных вод являются наиболее широко применяемыми в хорошо развитой городской среде и старейшим подходом к решению проблем, связанных со сточными водами. [4]  Они собирают сточные воды в крупных и объемных сетях трубопроводов, также называемых канализацией , которые транспортируют их на большие расстояния к одной или нескольким очистным сооружениям. Ливневую воду можно собирать как в комбинированную канализацию, так и в отдельные ливневые стоки. Последний состоит из двух отдельных трубопроводных систем: для сточных вод и для ливневых вод. Очищенные сточные воды сбрасываются разными способами, чаще всего сбрасываются в естественные водоемы. Очищенные сточные воды также могут использоваться в полезных целях, и в этом случае они называютсярекуперированная вода .

Основное различие между децентрализованными и централизованными системами заключается в структуре транспортировки. В децентрализованных системах очистка и удаление или повторное использование сточных вод происходит близко к источнику образования. В результате получается небольшая транспортная сеть, в некоторых случаях ограниченная только одним трубопроводом. Размер сети позволяет использовать различные методы транспортировки в дополнение к хорошо известным самотечным коллекторам, таким как канализационные коллекторы под давлением и вакуумные коллекторы . Количество сточных вод невелико и характеризуется значительными колебаниями.

Приложения [ править ]

В местах с развитой инфраструктурой децентрализованные системы сточных вод могут быть жизнеспособной альтернативой традиционной централизованной системе, особенно в случаях модернизации или модернизации существующих систем. [5] Возможно множество различных комбинаций и вариаций гибридных систем. Развитие новых технологий лечения позволяет создавать децентрализованные решения, которые являются технически и эстетически обоснованными и приемлемыми.

Децентрализованные приложения необходимы в новых городских застройках, где строительство инфраструктуры не готово или будет выполнено в будущем. Во многих странах и регионах развитие инфраструктуры (дороги, водоснабжение и особенно канализационные / дренажные системы) осуществляется через годы после строительства жилья. В таких случаях децентрализованные очистные сооружения рассматриваются как временное решение, но они являются обязательными для предотвращения проблем со здоровьем населения и окружающей среды.

Децентрализованные системы позволяют разделение потоков или разделение источников, что позволяет разделить различные типы сточных вод в зависимости от их происхождения, такие как черная вода , серая вода и моча . [5] Этот подход требует отдельных параллельных трубопроводных / водопроводных систем для передачи сегрегированных потоков, и цель состоит в том, чтобы применить различный уровень обработки и обработки каждого потока и повысить безопасность повторного использования и утилизации конечных продуктов. [6]

В конкретном случае развивающихся стран , где часто встречаются населенные пункты с плохой инфраструктурой, широко продвигается децентрализованная очистка сточных вод из-за возможности применения технологий с низкими требованиями к эксплуатации и обслуживанию. [7] Кроме того, децентрализованные подходы требуют меньших инвестиций по сравнению с централизованными решениями.

Типы [ править ]

Децентрализованная система сточных вод в эко-деревне Торветуа в Норвегии . Сточные воды собираются вакуумной канализацией . Серая вода обрабатывается на месте.

В зависимости от размера обслуживаемой территории можно найти разные масштабы децентрализации:

  • Децентрализация на уровне пригорода или поселка-спутника в городской зоне - эти системы можно определить как небольшие централизованные системы в применении к небольшим городам или сельским общинам. Но если они применяются только к выбранным пригородам или районам в средних или крупных населенных пунктах, с существующей централизованной системой, всю систему можно определить как гибридную систему, в которой децентрализация применяется к частям всей осушенной территории. [5]
  • Децентрализация на уровне микрорайона - в эту категорию входят кластеры домов, закрытые сообщества, небольшие районы и районы, которые обслуживаются вакуумной канализацией.
  • Децентрализация на уровне «на месте» ( канализация на месте ) - в этих случаях вся система находится в пределах одного объекта и обслуживает одно или несколько зданий.

Варианты очистки сточных вод [ править ]

Биогазовый реактор для децентрализованной очистки сточных вод в тюрьме Меру, Кения

Сооружения для очистки / удаления, требующие инфильтрации сточных вод: обычно они применяются на уровне площадки и являются адекватными из-за очень низкого количества образующихся сточных вод. Однако для них требуются подходящие почвенные условия, позволяющие просачиваться излишков воды, и низкий уровень грунтовых вод . При неправильном применении они могут стать серьезным источником загрязнения грунтовых вод. [8]

  • Туалеты с выгребной ямой применяются, когда водоснабжение очень ограничено и поток сточных вод практически отсутствует. Они являются наиболее распространенным средством санитарии в слаборазвитых районах.
  • Септики - это наиболее распространенная технология очистки на месте, которая может успешно применяться при наличии достаточного водоснабжения и приемлемых условиях почвы / грунтовых вод. [2] [5]

Очистные сооружения, напоминающие естественные процессы очистки: для их применения требуется значительная площадь поверхности из-за медленного темпа применяемых биологических процессов. По той же причине они больше подходят для более теплого климата, потому что скорость процесса очистки зависит от температуры. Эти технологии более устойчивы к колебаниям нагрузок и не требуют сложного обслуживания и эксплуатации. [9] Построенные водно-болотные угодья больше подходят для применения на территории или на уровне микрорайонов, в то время как стабилизирующие пруды могут быть жизнеспособной альтернативой децентрализованным системам на уровне небольших городов или сельских сообществ.

Инженерные технологии очистки сточных вод: существует большое количество очистных сооружений, на которых применяются различные процессы и технологии очистки. [10] Малые очистные сооружения в децентрализованных системах используют те же технологии, что и средние или крупные предприятия. [11]Для применения на месте разработаны упаковочные установки, которые имеют компактные размеры и имеют разные отсеки для различных процессов. Тем не менее, проектирование и эксплуатация небольших очистных сооружений, особенно на уровне района или на территории, представляет собой серьезные проблемы для инженеров по очистке сточных вод, связанные с колебаниями потока, необходимостью компетентной и специализированной эксплуатации и технического обслуживания, необходимых для решения большого количества небольших растений, и относительно высокая стоимость на душу населения. [12]

Правила и управление [ править ]

Нормативные акты по загрязнению воды в виде законодательных документов, руководящих указаний или постановлений предписывают необходимый уровень очистки, чтобы очищенные сточные воды соответствовали требованиям для безопасного удаления или повторного использования. Сточные воды могут сбрасываться в естественный водоем или просачиваться в землю. Кроме того, в нормативных актах упоминаются требования, касающиеся проектирования и эксплуатации систем сточных вод, а также штрафы и другие меры по их обеспечению. Централизованные системы спроектированы, построены и эксплуатируются в соответствии с существующими правилами. Их управление обычно осуществляется местными властями.. В гибридных системах и небольших централизованных системах в городах или сельских общинах управление может осуществляться таким же образом. [11] [ необходима ссылка ]

В случае децентрализации на уровне объекта и кластеров зданий вся система сточных вод находится в частных помещениях. Расходы и ответственность за проектирование, строительство, эксплуатацию и техническое обслуживание несет владелец. Во многих случаях специализированные компании могут выполнять процедуры эксплуатации и обслуживания. Местные органы власти выдают разрешения и могут оказывать поддержку в эксплуатации и управлении в форме сбора отходов, выдачи сертификатов / лицензий на стандартизированное оборудование для обработки или для отдельных квалифицированных частных компаний. С точки зрения регулирования, контроль качества очищенных сточных вод для повторного использования, сброса или удаления полностью находится в сфере ответственности местных или государственных органов власти.Это может быть проблемой, если необходимо контролировать и проверять большое количество систем. В интересах владельца правильно эксплуатировать и обслуживать систему, особенно в случае повторного использования очищенных стоков. Чаще всего эксплуатационные проблемы связаны с засорением очистных сооружений в результате нерегулярного удаления ила или гидравлической перегрузки из-за увеличения количества обслуживаемого населения или повышенного расхода воды.[8] [ необходима ссылка ]

Проблемы городского планирования и инфраструктуры [ править ]

Системы сточных вод являются частью инфраструктуры городских или сельских общин и процесса городского планирования . Данные и информация о городском планировании, такие как участки под индивидуальные жилые дома, дороги / улицы, ливневая канализация, водоснабжение и электроснабжение, необходимы для проектирования и реализации устойчивой системы сточных вод. В децентрализованных системах сточных вод, которые собирают и обрабатывают только сточные воды, ливневые воды могут не учитываться и вызывать проблемы с затоплением. Если применяются плановые децентрализованные решения, отвод ливневых стоков должен выполняться вместе с системой дорог.

В слаборазвитых населенных пунктах, где нет инфраструктуры, трудно обеспечить устойчивые санитарные меры; например, уборные с выгребной ямой / септики нуждаются в периодической очистке, обычно выполняемой вакуумными грузовиками, которые должны подъезжать к уборной и для этой цели нужна основная дорога. [13] Управление фекальным илом связано с организацией и внедрением этой практики устойчивым образом, включая сбор, транспортировку, обработку и утилизацию / повторное использование фекального осадка из туалетов и септиков. [14]

В случае новых городских / сельских застроек или модернизации существующих, рекомендуется рассмотреть различные альтернативы в отношении конструкции системы сточных вод, включая децентрализованные решения. Устойчивый подход потребует оптимальных технических решений с точки зрения надежности и экономической эффективности. [15] [16] С этой точки зрения централизованные решения могут быть более подходящими во многих случаях, в зависимости от существующих размеров участков, топографии , геологии., уровень грунтовых вод и климатические условия. Но при правильном применении децентрализованные системы позволяют применять экологически безопасные решения и повторно использовать очищенные сточные воды, включая восстановление ресурсов. Таким образом, предоставляются альтернативные водные ресурсы и обеспечивается защита окружающей среды. осведомленность общественности , восприятие и поддержка играют важную роль в процессе городского планирования для выбора адекватных систем сточных вод, которые соответствуют конкретному контексту. [15] [17]

Примеры [ править ]

Одним из примеров децентрализованного лечения является «технология DEWATS», продвигаемая под этим названием немецкой неправительственной организацией BORDA . [3] [7] Он применялся во многих странах Юго-Восточной Азии и Южной Африки. [18] [19] Он применяет процессы анаэробной обработки, включая анаэробные реакторы с перегородками (ABR) и анаэробные фильтры , с последующей аэробной обработкой в ​​прудах или на построенных заболоченных территориях. Эта технология была исследована и протестирована в Южной Африке, где было показано, что эффективность лечения ниже ожидаемой. [20]

В Технологическом центре Ботсваны в Габороне, Ботсвана, было проведено тематическое исследование децентрализованной системы сточных вод на местном уровне с повторным использованием очищенных сточных вод. [21] Это пример децентрализованной системы сточных вод, которая обслуживает одно институциональное здание, расположенное в районе, обслуживаемом городской канализацией. Сточные воды из здания обрабатываются на установке, состоящей из: септика, за которым следует каменный фильтр, биофильтр.и заболоченное место с поверхностным потоком. Очищенные сточные воды повторно используются для орошения прилегающих зеленых насаждений, но исследование зарегистрировало отток с заболоченных земель только в периоды сильных дождей. Этот пример показывает необходимость тщательной оценки ожидаемого количества, качества и колебаний образующихся сточных вод при проектировании децентрализованных систем сточных вод.

См. Также [ править ]

  • История водоснабжения и водоотведения
  • Бытовая канализация
  • Санитария
  • Канализация
  • Очистки сточных вод

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Узнайте о малых системах сточных вод" . Агентство по охране окружающей среды США . Проверено 15 октября, 2020 .
  2. ^ a b «Децентрализованные системы сточных вод: программная стратегия, EPA, Вашингтон, округ Колумбия, США» (PDF) . Проверено 20 марта 2017 года .
  3. ^ a b c «DEWATS / Децентрализованная очистка сточных вод, BORDA, Юго-Восточная Азия» . Проверено 20 марта 2017 года .
  4. ^ Карман Д. (2007) «Cloaka Maxima» и монументальное манипулирование водой в архаичном Риме , Интернет-журнал  The Water of Rome, полученный 18 марта 2017 г.
  5. ^ a b c d 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., Линерт Дж., Издательство IWA , Лондон, Великобритания
  6. ^ ВОЗ (2006). Рекомендации ВОЗ по безопасному использованию сточных вод, экскрементов и сточных вод . Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ), Женева, Швейцария
  7. ^ а б Зассе, Л. (1998). Децентрализованная очистка сточных вод DEWATS в развивающихся странах . Бременская ассоциация зарубежных исследований и разработок (BORDA), Германия
  8. ^ a b Руководство по местным системам очистки сточных вод (2002), EPA 625 / R-00/008, Вашингтон, округ Колумбия, США
  9. ^ Scholzel & Bowel (1999) Проект малых очистных сооружений - отчет о критериях, руководящих принципах и технологиях проекта, SOPAC TR288, получен 18 марта 2017 г.
  10. ^ Техника сточных вод: очистка и повторное использование (4-е изд.). Metcalf & Eddy, Inc., Макгроу Хилл, США. 2003.   ISBN 0-07-112250-8 . 
  11. ^ a b Crites R., Tchobanoglous G. (1998) Малое и децентрализованное управление сточными водами, WCB / McGraw-Hill , ISBN 0-07-289087-8 
  12. ^ Boller. М. (1997) Малые очистные сооружения - проблема инженеров по очистке сточных вод, Наука о воде и технологиях, Том 35, выпуск 6, стр.1-12
  13. ^ Eggimann С., Truffer, Б., Maurer, М. (2016). «Экономия плотности при очистке сточных вод на месте». Исследования воды . 101 : 476–489. DOI : 10.1016 / j.watres.2016.06.011 . PMID 27295622 . CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  14. ^ WSTF (2015). Дизайн и технологии децентрализованных очистных сооружений - руководства и другие документы, разработанные в контексте Программы реформирования водного сектора GIZ. Целевой фонд водоснабжения (WSTF), Найроби, Кения
  15. ^ a b Андерссон, Ким; Дикин, Сара; Розмарин, Арно (8 декабря 2016 г.). «На пути к« устойчивой »санитарии: проблемы и возможности в городских районах» . Устойчивость . 8 (12): 1289. DOI : 10,3390 / su8121289 . ISSN 2071-1050 . 
  16. ^ Эггиманн, С. Оптимальная степень централизации инфраструктуры сточных вод. Докторская диссертация на основе модели геопространственного экономического анализа. ETH Zurich. , 30. Ноябрь 2016.
  17. ^ Сточные воды - неиспользованный ресурс , Доклад ООН о мировом развитии водных ресурсов 2017, ЮНЕСКО
  18. ^ ЭСКАТО, ООН-Хабитат, МТА (2015). Руководство по политике управления сточными водами с особым упором на децентрализованные системы очистки сточных вод . Экономическая и социальная комиссия Организации Объединенных Наций для Азии и Тихого океана (ЭСКАТО), Программа Организации Объединенных Наций по населенным пунктам (ООН-Хабитат) и Азиатский технологический институт (АИТ), Бангкок, Таиланд
  19. ^ WRC (2014). Процесс DEWATS для децентрализованной очистки сточных вод - Технические уроки муниципалитета Этеквини . Комиссия по исследованию водных ресурсов (WRC), Гезина З.А., Южная Африка
  20. ^ Рейно, Н. (2015). Эксплуатация децентрализованных систем очистки сточных вод (DEWATS) в тропических полевых условиях. Кандидатская диссертация, факультет наук об окружающей среде, Технический университет, Дрезден
  21. ^ Хранова Р. (2005) Практика повторного использования сточных вод в Ботсване - проблема для развития водного сектора, Материалы ежегодной конференции МБВ - 19–21 октября 2005 г., Габороне, Ботсвана. (Труды в формате CD)

Внешние ссылки [ править ]

  • Библиотека Альянса за устойчивую санитарию, содержащую дополнительную информацию
  • Канализация под давлением объясняет принцип работы коллектора под давлением.
  • Свод правил - управление сточными водами на месте, Публикация 891.4, июль 2016, Агентство по охране окружающей среды, Виктория, Ау , всеобъемлющий пример практики регулирования децентрализованных систем сточных вод.