Сточные воды


Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено из бытовых сточных вод )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Неочищенные сточные воды, поступающие на очистные сооружения в Сирии (обратите внимание, что при отборе проб сточных вод следует надевать защитные перчатки).

Сточные воды (или бытовые нечистоты , бытовые сточные воды , коммунально -бытовые сточные воды ) — вид сточных вод , которые образуются сообществом людей. Обычно транспортируется через канализационную систему . [1] : 175  Сточные воды состоят из сточных вод, сбрасываемых жилыми домами, а также коммерческими, институциональными и общественными объектами, которые существуют в данной местности. [2] : 10  Подтипы сточных вод: сточные воды (из раковин, ванн, душевых, посудомоечных и стиральных машин) и сточные воды (вода, используемая для смыва туалетов в сочетании счеловеческие отходы , которые он смывает). Сточные воды также содержат мыло и моющие средства. Пищевые отходы могут присутствовать в результате мытья посуды , а количество продуктов питания может быть увеличено при использовании мусоропроводов . В регионах, где используется туалетная бумага , а не биде , эта бумага также добавляется в сточные воды. Сточные воды содержат макро- и микрозагрязнители, а также некоторые твердые бытовые отходы и загрязняющие вещества из промышленных сточных вод .

Сточные воды обычно попадают из водопровода здания либо в канализацию , которая отводит их в другое место, либо в канализационное сооружение на территории . Сбор сточных вод нескольких домовладений обычно происходит либо в канализационные , либо в совмещенные коллекторы . Первый предназначен для исключения ливневых стоков , тогда как второй также предназначен для приема ливневых стоков. Производство сточных вод обычно соответствует потреблению воды. Ряд факторов влияет на потребление воды и, следовательно, на расход сточных вод на человека. К ним относятся: доступность воды (противоположность дефициту воды ), варианты водоснабжения , климат(более теплый климат может привести к большему потреблению воды), размер общины, экономический уровень общины, уровень индустриализации , учет потребления домохозяйствами, стоимость воды и давление воды. [2] : 20 

Основные параметры сточных вод, которые измеряются для оценки концентрации или качества сточных вод, а также вариантов очистки, включают: твердые вещества, показатели органического вещества, азота, фосфора и показатели фекального загрязнения. [2] : 33  Их можно считать основными макрозагрязнителями в сточных водах. Сточные воды содержат болезнетворные микроорганизмы , происходящие из фекалий . В сточных водах обнаруживаются следующие четыре вида 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 по сбросу в водоемы, на почву или для повторного использования. [2] : 156  Варианты удаления включают разбавление (самоочищение водоемов, использование их ассимиляционной способности , если возможно), сбросы в море , сброс на землю и очистные сооружения . Все варианты утилизации могут привести к загрязнению воды .

Терминология

Сточные воды и сточные воды

Сточные воды (или бытовые сточные воды) состоят из сточных вод , сбрасываемых из жилых домов, а также из коммерческих, институциональных и общественных объектов, существующих в местности. [2] : 10  Сточные воды представляют собой смесь воды (из коммунального водоснабжения ), человеческих экскрементов ( фекалии и моча ), использованной воды из ванных комнат , отходов приготовления пищи, сточных вод от стирки и других отходов жизнедеятельности.

Сточные воды из муниципалитетов содержат сточные воды от коммерческой деятельности и учреждений, например, сточные воды, сбрасываемые из ресторанов , прачечных , больниц , школ , тюрем , офисов , магазинов и учреждений, обслуживающих территорию больших 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 синоним «сточные воды», подразумевая «муниципальные сточные воды», во многих учебниках, программных документах и ​​литературе. [2] [5] [6] Чтобы быть точным, сточные воды — это более широкий термин, поскольку он относится к любой воде после того, как она использовалась в различных целях. [5] : 1  Таким образом, это может также относиться к « промышленным сточным водам », сельскохозяйственным сточным водам и другим потокам, не связанным с хозяйственной деятельностью.

Черная вода

Черная вода в контексте санитарии означает сточные воды из туалетов, которые, вероятно, содержат патогены , которые могут распространяться фекально-оральным путем . Blackwater может содержать фекалии , мочу , воду и туалетную бумагу из туалетов со смывом . Черная вода отличается от грязной воды , которая поступает из раковин, ванн, стиральных машин и других кухонных приборов, кроме туалетов. Серая вода возникает в результате мытья продуктов питания, одежды, посуды, а также принятия душа или купания. [7]

Черная вода и серая вода разделены в «экологических зданиях», таких как автономные здания . Транспортные средства для отдыха часто имеют отдельные резервуары для грязной воды из душа и раковины, а также для черной воды из туалета.

Серая вода

Серая вода (или серая вода, шлак, также пишется как серая вода в Соединенных Штатах) относится к бытовым сточным водам , образующимся в домашних хозяйствах или офисных зданиях из ручьев без фекального загрязнения, т. е. из всех ручьев, кроме сточных вод из туалетов. Источниками серой воды являются раковины , душевые , ванны , стиральные и посудомоечные машины . Поскольку сточные воды содержат меньше патогенов , чем бытовые сточные воды, с ними, как правило, безопаснее обращаться, их легче очищать и повторно использовать на месте для смыва туалетов , орошения ландшафта или сельскохозяйственных культур ., и другие виды непитьевого использования. В серой воде все еще может содержаться некоторое количество болезнетворных микроорганизмов из-за стирки грязной одежды или очистки анальной области в душе или ванне.

Применение повторного использования бытовых сточных вод в городских системах водоснабжения дает существенные преимущества как для подсистемы водоснабжения за счет снижения потребности в свежей чистой воде , так и для подсистем сточных вод за счет уменьшения количества сточных вод, которые необходимо перекачивать и очищать. [8] Очищенные сточные воды имеют множество применений, например, для смыва туалетов или орошения. [9]
Насосная станция, перекачивающая сточные воды на очистные сооружения в Бужумбуре , Бурунди
Серая вода (компонент сточных вод) в отстойнике

Общий вид

Общий вид сточных вод выглядит следующим образом: [2] : 30  Температура немного выше, чем в питьевой воде, но более стабильна, чем температура окружающей среды. Цвет свежих сточных вод слегка серый, тогда как более старые сточные воды (также называемые «септическими сточными водами») темно-серые или черные. Запах свежих сточных вод «маслянистый» и относительно неприятный, тогда как более старые сточные воды имеют неприятный неприятный запах из-за газообразного сероводорода и других побочных продуктов разложения. [10] : 9–38  Сточные воды могут иметь высокую мутность из-за взвешенных твердых частиц.

Значение pH сточных вод обычно близко к нейтральному и может находиться в диапазоне 6,7–8,0. [2] : 57 

Загрязняющие вещества

Сточные воды состоят в основном из воды и обычно содержат менее одной части твердого вещества на тысячу частей воды. Другими словами, можно сказать, что сточные воды примерно на 99,9 % состоят из чистой воды, а оставшиеся 0,1 % составляют твердые вещества, которые могут быть в виде растворенных или взвешенных веществ . [2] : 28  Отношение «тысяча к одному» является оценкой порядка величины, а не точным процентом, потому что, помимо изменений, вызванных разбавлением, твердые вещества могут определяться по-разному в зависимости от механизма, используемого для отделения этих твердых веществ от жидкой фракции. . Шламы осаждаемых твердых частиц, удаляемые отстаиванием , или взвешенные частицы , удаляемые фильтрацией .может содержать значительное количество увлеченной воды, в то время как высушенный твердый материал, остающийся после испарения, удаляет большую часть этой воды, но включает растворенные минералы, не улавливаемые 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 находится во взвешенном состоянии за счет турбулентности , а остальная часть находится в растворенном или коллоидном состоянии . Для ситуации в Соединенных Штатах в 1950-х годах было подсчитано, что отходы, содержащиеся в бытовых сточных водах, примерно наполовину органические , а наполовину неорганические . [10] : 9–38 

Органическая материя

Органические вещества в сточных водах можно классифицировать по форме и размеру: взвешенные (в виде частиц) или растворенные (растворимые). Во-вторых, его можно классифицировать с точки зрения биоразлагаемости : либо инертный, либо биоразлагаемый. [2] : 35  Органические вещества сточных вод состоят из белковых соединений (около 40%), углеводов (около 25–50%), масел и жиров (около 10%) и мочевины , поверхностно- активных веществ , фенолов , пестицидов и других (меньшее количество ). [2] : 35 Для количественного определения содержания органического вещества обычно используются «косвенные методы», основанные на потреблении кислорода для окисления органического вещества: 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 станет пищей для микроорганизмов, популяция которых будет расти, и приведет к потреблению кислорода, что затем может повлиять водные живые организмы.

Массовая нагрузка органического содержимого рассчитывается как произведение расхода сточных вод на концентрацию органического вещества в сточных водах. [2] : 55 

Ниже приведены типичные значения физико-химических характеристик неочищенных сточных вод.

Питательные вещества

Помимо органического вещества, сточные воды также содержат питательные вещества. Основными питательными веществами, представляющими интерес, являются азот и фосфор . Если сточные воды сбрасываются без очистки, содержащиеся в них азот и фосфор могут привести к загрязнению озер и водохранилищ в результате 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 в основном присутствует в сточных водах в виде фосфатов . Они бывают либо неорганическими (полифосфаты и ортофосфаты), и их основным источником являются моющие средства и другие продукты бытовой химии. Другой формой является органический фосфор, источником которого являются органические соединения, с которыми связан органический фосфор. [2] : 45 

Патогены

Человеческие фекалии в сточных водах могут содержать патогены , способные передавать заболевания. [10] : 9–38  В сточных водах обнаруживаются следующие четыре типа патогенов: [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 ; а также
  • Гельминты и их яйца, в том числе Ascaris (аскариды), Ancylostoma (анкилостомы) и Trichuris (власоглавы)

В большинстве практических случаев патогенные организмы не исследуются непосредственно в лабораторных анализах. Более простой способ оценить наличие фекального загрязнения — определить наиболее вероятное количество фекальных колиформ (называемых термотолерантными колиформами), особенно Escherichia coli . Escherichia coli представляет собой кишечные бактерии, выделяемые всеми теплокровными животными, включая человека, поэтому отследить их присутствие в сточных водах несложно из-за их достаточно высоких концентраций (от 10 до 100 миллионов на 100 мл). [2] : 52 

Твердые отходы

Очистка сточных вод с помощью решетчатых экранов на очистных сооружениях для удаления более крупных объектов в Нортоне, Зимбабве .
Фильтрация сточных вод на очистных сооружениях в Бужумбуре , Бурунди .

Способность унитаза со смывом заставлять вещи «исчезать» вскоре признается маленькими детьми, которые могут экспериментировать практически со всем, что они могут принести в туалет. [13] У взрослых может возникнуть соблазн выбросить туалетную бумагу , влажные салфетки , подгузники , гигиенические салфетки , тампоны , аппликаторы тампонов, презервативы и лекарства с истекшим сроком годности , даже с риском закупорки. Уединение в туалете предлагает скрытое средство для удаления смущающих улик путем смывания таких вещей, как принадлежности для наркотиков , тесты на беременность , комбинированные оральные противозачаточные таблетки .диспенсеры и упаковка для этих устройств. Может быть нежелание собирать такие предметы, как детские игрушки или зубные щетки, которые случайно попадают в туалеты, а предметы одежды могут быть найдены в сточных водах из тюрем или других мест, где обитатели могут быть неосторожны. [14] Мусор и мусор с улиц могут выноситься ливневыми стоками в общесплавную канализацию.

Микрозагрязнители

Сточные воды содержат стойкие фармацевтические загрязнители окружающей среды . Тригалометаны также могут присутствовать в результате прошлой дезинфекции . Сточные воды могут содержать микропластики , такие как полиэтиленовые и полипропиленовые шарики, или полиэфирные и полиамидные фрагменты [15] из синтетических тканей для одежды и постельного белья, истертых в результате носки и стирки, или из пластиковой упаковки и изделий из бумаги с пластиковым покрытием , разрушенных насосами подъемных станций . Фармацевтические препараты , соединения, нарушающие работу эндокринной системы, и гормоны [16] [17] [18] могут выделяться с мочой или фекалиями, если некатаболизируется в организме человека.

Некоторые бытовые пользователи, как правило, сливают нежелательные жидкости, такие как отработанное кулинарное 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

Факторы, определяющие состав

Состав сточных вод зависит от климата, социально-экономической ситуации и привычек населения. [2] : 28  В регионах с низким потреблением воды концентрация сточных вод (или концентрация загрязняющих веществ) намного выше, чем в США, где потребление воды на человека высокое. [5] : 183  Доход домохозяйства и диета также играют роль: например, в случае Бразилии было обнаружено, что чем выше доход домохозяйства, тем выше нагрузка по БПК на человека и ниже концентрация БПК. [2] : 57 

Концентрации и нагрузки

Типичные значения физико-химических характеристик неочищенных сточных вод в развивающихся странах были опубликованы следующим образом: 180 г/чел./д для общего содержания твердых веществ (или 1100 мг/л при выражении в виде концентрации), 50 г/чел/д для БПК ( 300 мг/л), 100 г/чел/д для ХПК (600 мг/л), 8 г/чел/д для общего азота (45 мг/л), 4,5 г/чел/д для аммиака-N (25 мг /л) и 1,0 г/чел/день для общего фосфора (7 мг/л). [2] : 57  Типичные диапазоны этих значений: 120–220 г/человек/сутки для общего содержания сухих веществ (или 700–1350 мг/л при выражении в виде концентрации), 40–60 г/человек/сутки для БПК ( 250–400 мг/л), 80–120 г/чел/сут по ХПК (450–800 мг/л), 6–10 г/чел/сут по общему азоту (35–60 мг/л), 3,5–6 г/человек/день для аммиака-N (20–35 мг/л) и 0,7–2,5 г/чел/день для общего фосфора (4–15 мг/л).[2] : 57 

Было обнаружено, что для стран с высоким уровнем дохода «нагрузка органическим веществом 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 прочности промышленных сточных вод по сравнению с 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/чел./день для общая взвешенная частица (концентрация 503 мг/л), 85 г/чел/сут по БПК (450 мг/л), 198 г/чел/сут по ХПК (1050 мг/л), 13,3 г/чел/сут по сумме органического азота и аммиачного азота (70,4 мг/л), 7,8 г/чел/сутки аммиака-N (41,2 мг/л) и 3,28 г/чел/сутки 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 суточная сухая масса твердых отходов на душу населения в сточных водах составляет 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 сточных вод, 30 г (1,1 унции) пищевых твердых веществ (если используются мусоропроводы ) и различное количество растворенных минералов в зависимости от солености местных источников воды, объема потребления воды. на душу населения, а также степень использования умягчителей воды . [19] : 234 

Сточные воды содержат мочу и фекалии. Масса фекалий зависит от потребления пищевых волокон. В среднем человек производит 128 граммов влажных фекалий в день, или средняя сухая масса составляет 29 граммов на человека в день. [20] Медиана скорости образования мочи составляет около 1,42 л/человек/день, как было определено в глобальном обзоре литературы. [20]

Расходы

Объем бытовых сточных вод, образующихся в расчете на одного человека (или « на душу населения », сокращенно «колпачок»), зависит от водопотребления в соответствующем населенном пункте. [2] : 11  Ряд факторов влияет на потребление воды и, следовательно, на расход сточных вод на человека. К ним относятся: доступность воды (противоположность дефициту воды ), варианты водоснабжения , климат (более теплый климат может привести к большему потреблению воды), размер сообщества, экономический уровень сообщества, уровень индустриализации , учет потребления домохозяйствами, стоимость воды и водяное давление. [2] : 20 

Производство сточных вод обычно соответствует потреблению воды. Однако вода, используемая для орошения ландшафта, не попадет в канализационную систему, в то время как грунтовые и ливневые воды могут попасть в канализационную систему в дополнение к сточным водам. [2] : 22  Обычно на очистные сооружения приходятся два пиковых расхода сточных вод в день: один пик приходится на начало утра, а другой – на начало вечера. [2] : 24 

Что касается водопотребления, то расчетный показатель, который можно считать «среднемировым», составляет 35–90 л на человека в сутки (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 , в Латинской Америке и Карибский бассейн 70–190 л на человека в день. [5] : 163  Даже внутри страны могут быть большие различия от одного региона к другому из-за различных факторов, определяющих потребление воды, как указано выше.

Значение расхода 200 литров сточных вод 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/чел./день (для домохозяйства из одного человека), 288 л/чел./день (для домохозяйства из двух человек), 200 л/чел./день. (семья из четырех человек), 189 л/чел./день (семья из шести человек). [5] : 156  Это означает, что общий диапазон для этого примера будет 189–365 л (42–80 имп галлонов; 50–96 галлонов США).

аналитические методы

Общие показатели качества

Показатели качества сточных вод представляют собой методики лабораторных испытаний для оценки пригодности сточных вод для удаления, очистки или повторного использования. К основным параметрам сточных вод, которые измеряются для оценки концентрации или качества сточных вод, а также вариантов очистки, относятся: твердые вещества, показатели органического вещества, азота, фосфора, показатели фекального загрязнения. [21] : 33  Выбранные тесты различаются в зависимости от предполагаемого использования или места сброса. Тесты могут измерять физические, химические и биологические характеристики сточных вод. Физические характеристики включают температуру и твердые вещества. Химические характеристики включают значение pH, концентрацию растворенного кислорода ,биохимическая потребность в кислороде (БПК) и химическая потребность в кислороде (ХПК), азот, фосфор, хлор. Биологические характеристики определяются с помощью биопроб и водных токсикологических тестов.

Специфические организмы и вещества

Сточные воды можно контролировать как на болезнетворные, так и на доброкачественные организмы с помощью различных методов. Традиционные методы включают фильтрацию, окрашивание и исследование образцов под микроскопом. С помощью секвенирования ДНК можно проводить гораздо более чувствительные и специфические тесты , например, при поиске редких организмов, попытках искоренения , тестировании на устойчивые к лекарствам штаммы или обнаружении новых видов. [22] [23] [24] Секвенирование ДНК из образца окружающей среды известно как метагеномика .

Сточные воды также были проанализированы для определения относительных показателей употребления отпускаемых по рецепту и нелегальных наркотиков среди муниципального населения. [25] Можно также сделать вывод об общей социально-экономической демографии. [26]

Коллекция

Отсутствие технического обслуживания приводит к тому, что сточные воды переливаются из люка на улицу неофициального поселения недалеко от Кейптауна , Южная Африка.

Сточные воды обычно собираются и транспортируются в самотечной канализации , либо в санитарной канализации , либо в комбинированной канализации . Последний также передает городские стоки ( ливневые воды ), что означает, что сточные воды разбавляются во время дождей. [2] : 9 

Канализации

Санитарная канализация — это подземная трубная или туннельная система для транспортировки сточных вод из домов и коммерческих зданий (но не ливневых стоков ) на очистные сооружения или утилизацию. Санитарно-технические коллекторы представляют собой тип самотечной канализации и являются частью общей системы, называемой «канализация» или канализация . Санитарно-технические коллекторы, обслуживающие промышленные районы, также могут отводить промышленные сточные воды . В муниципальных образованиях, обслуживаемых санитарной канализацией, отдельные ливневые стоки могут отводить поверхностный сток непосредственно в поверхностные воды. Преимущество канализационных систем в том, что они позволяют избежать комбинированных канализационных переливов .. Санитарно-технические коллекторы обычно намного меньше в диаметре, чем комбинированные коллекторы , по которым также транспортируются городские стоки . Резервуары неочищенных сточных вод могут возникать, если происходит чрезмерный приток ливневых вод или инфильтрация грунтовых вод из-за негерметичных соединений, дефектных труб и т. Д. В стареющей инфраструктуре.

Комбинированная канализация

Комбинированная канализация - это тип самотечной канализации с системой труб, туннелей, насосных станций и т. Д. Для совместной транспортировки сточных вод и городских стоков на очистные сооружения или свалку. Это означает, что во время дождя сточные воды разбавляются, что приводит к более высокому расходу на участке очистки. Незагрязненные ливневые воды просто разбавляют сточные воды, но стоки могут растворять или приостанавливать практически все, с чем они соприкасаются на крышах, улицах и складах. [27] : 296  Когда осадки проходят по крышам и земле, они могут собирать различные загрязняющие вещества, включая частицы почвы и другие отложения , тяжелые металлы,органические соединения , отходы животноводства, масло и жир . В комбинированные коллекторы также могут поступать стоки в сухую погоду от ландшафтного орошения , осушения строительных конструкций и мытья зданий и тротуаров .

Разведение в канализации

Инфильтрация грунтовых вод в канализационную систему

Инфильтрация – это попадание подземных вод в канализационные трубы через дефектные трубы, соединения, соединения или смотровые колодцы . [2] : 26  [5] : 164  Загрязненные или засоленные подземные воды могут привнести в сточные воды дополнительные загрязняющие вещества. Количество такой инфильтрованной воды зависит от нескольких параметров, таких как длина коллекторной сети, диаметры трубопроводов, площадь дренажа, тип почвы, глубина грунтовых вод, рельеф и количество соединений на единицу площади. [2] : 26  Инфильтрация увеличивается из-за некачественных строительных процедур и имеет тенденцию к увеличению с возрастом коллектора. Количество инфильтрации варьируется в зависимости от глубины канализации по сравнению с местнымуровень грунтовых вод . [10] : 9–1, 9–9  Старые канализационные системы, нуждающиеся в реконструкции, также могут инфильтрировать сточные воды в грунтовые воды из протекающих канализационных соединений и сервисных соединений. [5] : 167  Это может привести к загрязнению подземных вод . [28]

Ливневая вода

Комбинированные коллекторы предназначены для совместной транспортировки сточных и ливневых вод, поэтому сточные воды разбавляются во время дождей. Приток аналогичным образом разбавляет сточные воды водой, сбрасываемой из стоков подвала и фундамента, стоков охлаждающей воды и любых прямых соединений ливневых стоков с системой санитарного сбора. [5] : 163  «Прямой приток» может привести к пиковым расходам сточных вод, подобным комбинированным коллекторам, во время дождливых погодных явлений. [5] : 165 

Промышленные сточные воды

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 очень разные загрязняющие вещества в гораздо более высоких концентрациях, чем те, которые обычно содержатся в сточных водах. [5] : 188  Загрязняющими веществами могут быть токсичные или не поддающиеся биологическому разложению отходы, включая фармацевтические препараты , [29] биоциды , тяжелые металлы , радионуклиды или тепловое загрязнение .

Промышленность может очищать свои сточные воды и сбрасывать их в окружающую среду (или даже использовать очищенные сточные воды для конкретных целей), или, если она расположена в городской местности, она может сбрасывать сточные воды в общественную канализационную систему. В последнем случае промышленные сточные воды могут подвергаться предварительной очистке на заводах для снижения нагрузки загрязняющими веществами . [2] : 27  Смешивание промышленных сточных вод со сточными водами не приводит к уменьшению массы подлежащих очистке загрязняющих веществ, но объем сточных вод снижает концентрацию загрязняющих веществ, уникальных для промышленных сточных вод, а объем промышленных сточных вод снижает концентрацию загрязняющих веществ, характерных для промышленных сточных вод. сточные воды.

Утилизация и разбавление

Водосточные трубы океана в Кейп-Мей, Нью-Джерси , США — трубы, обнажившиеся после того, как сильный шторм унес песок.

Ассимиляционная способность приема водоемов или земли

При сбросе сточных вод в водоем (реку, озера, море) или на сушу их относительное воздействие будет зависеть от ассимиляционной способности водоема или экосистемы . [2] : 78 Водные объекты обладают способностью к самоочищению, поэтому концентрация загрязнителя может снижаться по мере удаления от точки сброса. Кроме того, водоемы разбавляют концентрации сбрасываемых загрязняющих веществ, хотя и не уменьшают их массу. В принципе, чем выше разбавляющая способность (отношение объема или расхода принимающей воды к объему или расходу сбрасываемых сточных вод), тем ниже будет концентрация загрязняющих веществ в принимающей воде и, вероятно, тем меньше будет негативное воздействие. Но если водоем уже поступает к месту сброса сильно загрязненным, разбавление будет иметь ограниченное значение. [30]

В ряде случаев община может частично очищать свои сточные воды, но при этом рассчитывать на ассимиляционную способность водоема. Однако это требует очень тщательного анализа, принимая во внимание качество воды в принимающем объекте до сброса сточных вод, результирующее качество воды после сброса и влияние на предполагаемое использование воды после сброса. Кроме того, в каждой стране существуют определенные юридические требования. В разных странах действуют разные правила, касающиеся характеристик качества сбрасываемых сточных вод и качества, которое необходимо поддерживать в принимающем водоеме. [2] : 152  Комбинация обработки и утилизации должна соответствовать существующим местным правилам.

Ассимиляционная способность зависит, среди нескольких факторов, от способности принимающей воды поддерживать концентрации растворенного кислорода , необходимые для поддержания жизнедеятельности организмов, катаболизирующих органические отходы. [19] : 9, 673  Например, рыба может погибнуть, если уровень растворенного кислорода упадет ниже 5 мг/л. [31] : 573 

Нанесение сточных вод на землю может рассматриваться как форма окончательного удаления или обработки, или того и другого. [2] : 189  Альтернативные варианты отчуждения земли требуют учета доступности земли, качества грунтовых вод и возможного ухудшения состояния почвы. [32]

Другие методы утилизации

Сточные воды могут сбрасываться в бассейны испарения или инфильтрации .. [10] : 9–41  Пополнение подземных вод используется для уменьшения интрузии соленых вод или пополнения водоносных горизонтов , используемых для сельскохозяйственного орошения . Очистка обычно требуется для поддержания перколяционной способности инфильтрационных бассейнов, и может потребоваться более интенсивная очистка водоносных горизонтов, используемых в качестве источников питьевой воды . [19] : 700–703 

Морской сток

Морской водосток (или океанский водосток) — это трубопровод или туннель, по которому в море сбрасываются городские или промышленные сточные воды , ливневые стоки , комбинированные канализационные стоки (КСС), охлаждающая вода или стоки рассолов с опреснительных установок. Обычно они сбрасываются под поверхность моря (подводный сток). Что касается муниципальных сточных вод, сточные воды часто сбрасываются после того, как не прошли никакой очистки или прошли только первичную очистку , с намерением использовать ассимиляционную способность моря для дальнейшей очистки. Подводные водостокираспространены во всем мире и, вероятно, исчисляются тысячами. Интенсивность света и соленость природной морской воды значительно дезинфицируют сточные воды, поступающие в систему стока в океан. [33] Только более 200 водосбросов были перечислены в единой международной базе данных, которую ведет Институт гидромеханики Университета Карлсруэ для Международной ассоциации гидротехники и исследований (IAHR)/ Комитета Международной водной ассоциации (IWA) по морским водосточным системам. [34]

Глобальная ситуация

До 20 века в Европе канализация обычно сбрасывалась в водоем , такой как река, озеро или океан. Обработки не было, поэтому расщепление человеческих отходов было предоставлено экосистеме . Это могло бы привести к удовлетворительным результатам, если бы ассимиляционная способность экосистемы была достаточной, что в настоящее время не часто происходит 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 прямо в водоем. Однако во многих развивающихся странах основная масса коммунально-бытовых и промышленных сточных вод сбрасывается в реки и океан без какой-либо очистки или после предварительной или только первичной очистки. Это может привести к загрязнению воды . Существует мало достоверных данных о доле сточных вод, собираемых в канализационных коллекторах, которые проходят очистку в мире. По глобальной оценке ПРООН и ООН-Хабитат в 2010 году, 90% всех образующихся сточных вод выбрасываются 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 степень очистки сточных вод в разных странах мира весьма неодинакова. Например, в то время как в странах с высоким уровнем доходов очищается примерно 74% сточных вод, в развивающихся странах в среднем только 4,2%. [37]

Уход

Очистка сточных вод способствует снижению загрязнения окружающей среды. Сетчатые фильтры могут удалять из сточных вод крупный твердый мусор, [19] : 274–275  , а первичная очистка может удалять плавающие и осаждающиеся 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. [38] Вторичная очистка может снизить БПК органических отходов в неразбавленных сточных водах, [31] : 575  , но менее эффективна для разбавленных сточных вод. [39] Дезинфекция воды может быть предпринята для уничтожения патогенов перед ее удалением, и ее эффективность становится все более эффективной после того, как будет выполнено больше элементов описанной выше последовательности обработки. [19] : 359 

Повторное использование и восстановление

Альтернативой сбросу в окружающую среду является повторное использование сточных вод продуктивным образом (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, следуя «подходу с множественными барьерами» в соответствии с рекомендациями Всемирной организации здравоохранения . [40]

Существует также возможность восстановления ресурсов, что может сделать сельское хозяйство более устойчивым за счет использования углерода , азота , фосфора , воды и энергии , извлеченных из сточных вод. [41] [42]

Канализационная ферма

Канализационные фермы используют сточные воды для орошения и удобрения сельскохозяйственных земель. Эта практика распространена в теплом засушливом климате, где ценно орошение, а источников пресной воды мало . Взвешенные твердые частицы могут быть преобразованы микробами и бактериями в гумус , чтобы обеспечить растения азотом , фосфором и другими питательными веществами для роста сельскохозяйственных культур. Многие промышленно развитые страны в настоящее время используют обычные очистные сооружения вместо очистных сооружений. Они уменьшают проблемы с переносчиками инфекции и запахом ; но обработка сточных вод остается недорогим вариантом для некоторых развивающихся стран .. Очистку сточных вод не следует путать со сбросом сточных вод через инфильтрационные бассейны или подземные дренажи .

Нормативные документы

Управление сточными водами включает сбор и транспортировку для сброса в окружающую среду после уровня очистки , совместимого с местными требованиями по сбросу в водоемы, на почву или для повторного использования. [2] : 156  В большинстве стран неконтролируемый сброс сточных вод в окружающую среду не разрешен законом, и должны соблюдаться строгие требования к качеству воды. Требования в США см. в Законе о чистой воде .

Правила управления сточными водами часто являются частью более широкой санитарной политики страны. Сюда также может входить обращение с человеческими экскрементами (из не канализационных систем сбора ), твердыми отходами и ливневыми стоками.

Смотрите также

  • Управление фекальным осадком
  • История водоснабжения и водоотведения
  • Повторное использование человеческих экскрементов
  • Директива по очистке городских сточных вод
  • Эпидемиология сточных вод

использованная литература

  1. ^ Тилли, Э., Ульрих, Л., Люти, К., Реймонд, Ф., Зурбрюгг, К. (2014). Сборник санитарных систем и технологий (2-е исправленное изд.). Швейцарский федеральный институт водных наук и технологий (Eawag), Дюбендорф, Швейцария. ISBN 978-3-906484-57-0. Архивировано из оригинала 8 апреля 2016 года.{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  2. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z aa ab ac ad ae af ag ah ai ajak Von Sperling, M. (2015). «Характеристики сточных вод, очистка и удаление» . Водная разведка онлайн . 6 . дои : 10.2166/9781780402086 . ISBN 9781780402086. ISSN  1476-1777 .
  3. ^ Всемирная организация здравоохранения (2006 г.). Руководство по безопасному использованию сточных вод, экскрементов и серых вод . Всемирная организация здравоохранения. п. 31. ISBN 9241546859. OCLC  71253096 .
  4. ^ a b Андерссон, К., Розмарин, А., Ламизана, Б., Кварнстрём, Э., МакКонвилл, Дж., Сейду, Р., Дикин, С. и Триммер, К. (2016). Санитария, управление сточными водами и устойчивое развитие: от удаления отходов до восстановления ресурсов . Архивировано 1 июня 2017 г. в Wayback Machine . Найроби и Стокгольм: Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде и Стокгольмский институт окружающей среды. ISBN 978-92-807-3488-1 , с. 56 
  5. ^ a b c d e f g h i j k l Технология очистки сточных вод: 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 )
  6. ^ а б с Хенце, М .; ван Лосдрехт, MCM; Экама, Джорджия; Брджанович, Д. (2008). Биологическая очистка сточных вод: принципы, моделирование и проектирование . IWA Publishing (испанская и арабская версии доступны в Интернете бесплатно). дои : 10.2166/9781780401867 . ISBN 978-1-78040-186-7. {{cite book}}: Внешняя ссылка в |publisher=( помощь )
  7. ^ Тилли, Э .; Ульрих, Л.; Люти, К.; Реймонд, доктор философии; Цурбрюгг, К. (2014). Сборник санитарных систем и технологий (2-е исправленное изд.). Дюбендорф, Швейцария: Швейцарский федеральный институт водных наук и технологий (Eawag). п. 10. ISBN 978-3-906484-57-0.
  8. ^ Бехзадян, к; Капелан, З. (2015). «Преимущества комплексной и устойчивой оценки для стратегического планирования городских систем водоснабжения на основе метаболизма» (PDF) . Наука о полной окружающей среде . 527–528: 220–231. Бибкод : 2015ScTEn.527..220B . doi : 10.1016/j.scitotenv.2015.04.097 . hdl : 10871/17351 . PMID 25965035 .  
  9. ↑ 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.
  10. ^ a b c d e Уркхарт, Леонард Черч (1959). Справочник по гражданскому строительству (Четвертое изд.). Нью-Йорк : McGraw-Hill Book Company, Inc.
  11. ^ Нортон, Джон Ф .; Макси, Кеннет Ф .; Пирни, Малкольм (1947). Стандартные методы исследования воды и сточных вод (девятое изд.). Нью-Йорк: Американская ассоциация общественного здравоохранения . стр. 145–146.
  12. ^ Наддео, Винченцо; Лю, Хайчжоу (2020). «От редакции: новый коронавирус 2019 года (SARS-CoV-2): какова его судьба в городском водном цикле и как может отреагировать сообщество исследователей водных ресурсов?» . Наука об окружающей среде: водные исследования и технологии . 6 (5): 1213–1216. DOI : 10.1039/ D0EW90015J .
  13. ^ Коллинз, Мэг. «Печально известный туалетный замок» . Список Люси . Проверено 24 августа 2021 г.
  14. ^ Джемрок, Томас Э. «Дробилки и измельчители: развивающаяся технология» . Защита окружающей среды . Проверено 5 августа 2021 г.
  15. ^ Гатиду, Джорджия; Арванити, Ольга С .; Стасинакис, Афанасиос С. (2019). «Обзор возникновения и судьбы микропластика на очистных сооружениях» . Журнал опасных материалов . 367 : 504–512. doi : 10.1016/j.jhazmat.2018.12.081 . PMID 30620926 . S2CID 58567561 .  
  16. ^ Арванити, Ольга С .; Стасинакис, Афанасиос С. (2015). «Обзор возникновения, судьбы и удаления перфторированных соединений при очистке сточных вод» . Наука о полной окружающей среде . 524–525: 81–92. Бибкод : 2015ScTEn.524...81A . doi : 10.1016/j.scitotenv.2015.04.023 . PMID 25889547 . 
  17. ^ Блецу, 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 . PMID 23320453 .  
  18. ^ Гатиду, Джорджия; Киньюа, Джульетта; ван Нуйс, Александр Л.Н.; Грасия-Лор, Эмма; Кастильони, Сара; Ковачи, Адриан; Стасинакис, Афанасиос С. (2016). «Злоупотребление наркотиками и алкоголем среди различных групп населения греческого острова Лесбос на основе эпидемиологии сточных вод» . Наука о полной окружающей среде . 563–564: 633–640. Бибкод : 2016ScTEn.563..633G . doi : 10.1016/j.scitotenv.2016.04.130 . hdl : 10067/1345920151162165141 . PMID 27236142 . 
  19. ^ a b c d e f g h i Metcalf & Eddy, Inc. (1972). Инженерия сточных вод . Нью-Йорк: Макгроу-Хилл. ISBN 978-0-07-041675-8.
  20. ^ б Роуз, К .; Паркер, А .; Джефферсон, Б.; Картмелл, Э. (2015). «Характеристика фекалий и мочи: обзор литературы для информирования о передовых технологиях лечения» . Критические обзоры в области экологических наук и технологий . 45 (17): 1827–1879. дои : 10.1080/10643389.2014.1000761 . ISSN 1064-3389 . ПМЦ 4500995 . PMID 26246784 .   
  21. ^ Фон Сперлинг, М. (2015). «Характеристики сточных вод, очистка и удаление» . Водная разведка онлайн . 6 : 9781780402086. doi : 10.2166/9781780402086 . ISSN 1476-1777 . 
  22. Полиовирус, обнаруженный в образцах окружающей среды в Израиле . Архивировано 4 ноября 2013 г. в Wayback Machine .
  23. ^ Обзор устойчивых к лекарствам микробов: NDM-1 в сточных водах Нью-Дели, призывы ВОЗ к действию, недавние вспышки устойчивых к антибиотикам бактерий . Архивировано 5 ноября 2013 г. в Wayback Machine .
  24. Неочищенные сточные воды содержат разнообразные вирусные популяции . Архивировано 7 июня 2013 г. в Wayback Machine .
  25. ^ «Проверка воды»: Первая международная конференция по анализу сточных вод с наркотиками. Архивировано 9 февраля 2014 г. в Wayback Machine .
  26. Чой, Фил М. (7 октября 2019 г.). «Социальные, демографические и экономические корреляты потребления продуктов питания и химических веществ, измеренные с помощью эпидемиологии сточных вод» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 116 (43): 21864–21873. doi : 10.1073/pnas.1910242116 . ПМС 6815118 . PMID 31591193 .  
  27. ^ Хаммер, Марк Дж. (1975). Водоснабжение и водоотведение . Нью-Йорк: Джон Уайли и сын. ISBN 0-471-34726-4.
  28. ^ ООН-Вода (2015). «Управление сточными водами - Аналитическая записка ООН-водные ресурсы» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 30 ноября 2016 года . Проверено 22 марта 2017 г.
  29. ^ 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. doi : 10.1016/j.waters.2009.05.027 . PMID 19589554 . 
  30. ^ Шмидт, Майкл (2008). Стандарты и пороги для оценки воздействия . Берлин: Springer Verlag. ISBN 978-3-540-31141-6. OCLC  261324614 .
  31. ^ б Линзли , Рэй К .; Францини, Джозеф Б. (1972). Инженерия водных ресурсов (второе изд.). Нью-Йорк : McGraw-Hill Book Company, Inc.
  32. ^ Рич, Линвилл Джин (1980). Малообслуживаемые, механически простые системы очистки сточных вод . Нью-Йорк : McGraw-Hill Book Company, Inc., с. 187. ИСБН 0-07-052252-9.
  33. ^ Ян, Лей; Чанг, Вэнь-Ши; Ло Хуанг, Монг-На (15 февраля 2000 г.). «Естественное обеззараживание сточных вод морских водосбросов» . Исследования воды . 34 (3): 743–750. doi : 10.1016/S0043-1354(99)00209-2 . ISSN 0043-1354 . 
  34. ↑ База данных Outfalls , заархивированная 28 июня 2008 г. на Wayback Machine . Нажмите «Действия», затем «Репозиторий Outfalls», затем «база данных», затем «Вывод».
  35. ^ Фон Сперлинг, М. (2015). «Характеристики сточных вод, очистка и удаление» . Водная разведка онлайн . 6 : 9781780402086. doi : 10.2166/9781780402086 . ISSN 1476-1777 . 
  36. ^ Коркоран, Э., К. Неллеманн, Э. Бейкер, Р. Бос, Д. Осборн, Х. Савелли (редакторы) (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. {{cite book}}: |last1=имеет общее имя ( справка ) CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  37. ^ б Джонс , Эдвард Р .; ван Влит, Мишель Т.Х.; Кадир, Манзур; Биркенс, Марк Ф.П. (2021). «Оценки производства, сбора, очистки и повторного использования сточных вод на уровне страны и в координатной сетке» . Научные данные о Земле . 13 (2): 237–254. Бибкод : 2021ESSD...13..237J . doi : 10.5194/essd-13-237-2021 . ISSN 1866-3508 . 
  38. ^ Эббетт, Роберт В. (1956). Американская практика гражданского строительства . Том. II. Нью-Йорк: Джон Уайли и сыновья. стр. 19–28.
  39. ^ «Руководство для составителей разрешений Национальной системы ликвидации выбросов загрязняющих веществ (NPDES)» (PDF) . Агентство по охране окружающей среды США . п. 5-11 . Проверено 14 сентября 2021 г.
  40. ^ ВОЗ (2006). Руководство ВОЗ по безопасному использованию сточных вод, экскрементов и серых вод - Том IV: Использование экскрементов и серых вод в сельском хозяйстве . Архивировано 17 октября 2014 г. в Wayback Machine . Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ), Женева, Швейцария
  41. ^ Банварт, С .; Картер, Л.; Даниэлл, Т .; Юн-Гуань, З .; Го, Х .; Гость, Дж.; Кирк, С .; Чен, X .; Эванс, Б. (14 сентября 2021 г.). «Расширение экономики замкнутого цикла в сельском хозяйстве и санитарии: возможности и преимущества» . www.leeds.ac.uk . дои : 10.5518/100/71 . Проверено 16 сентября 2021 г.
  42. ^ Андерссон, К., Розмарин, А., Ламизана, Б., Кварнстрем, Э., МакКонвилл, Дж., Сейду, Р., Дикин, С. и Триммер, К. (2016). Санитария, управление сточными водами и устойчивое развитие: от удаления отходов до восстановления ресурсов . Найроби и Стокгольм: Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде и Стокгольмский институт окружающей среды. ISBN 978-92-807-3488-1 

внешние ссылки

  • Атлас санитарии и сточных вод Африки
Получено с https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Sewage&oldid=1088655701 .