.jpg/1280px-Constructed_wetland_(5268650754).jpg)
Децентрализованные системы очистки сточных вод (также называемые децентрализованными системами очистки сточных вод ) транспортируют, очищают и утилизируют или повторно используют сточные воды из небольших и малонаселенных сообществ, зданий и жилых домов в отдаленных районах, отдельных государственных или частных владений. [1] Поток сточных вод образуется, когда внутри зданий или вблизи них имеется соответствующее водоснабжение.
Децентрализованные системы очистки сточных вод очищают, повторно используют или утилизируют сточные воды в относительной близости от источника их образования. Их цель — защитить здоровье населения и окружающую среду , существенно снижая риски для здоровья и окружающей среды.
Их также называют «децентрализованными системами очистки сточных вод», поскольку основной технической проблемой является правильный выбор очистного сооружения и/или утилизационного сооружения. [2] [3] Обычно используемая аббревиатура для децентрализованной системы очистки сточных вод — DEWATS. [3]
Централизованные системы сточных вод наиболее широко применяются в хорошо развитой городской среде и являются старейшим подходом к решению проблем, связанных со сточными водами. [4] Они собирают сточные воды в больших и объемных трубопроводных сетях, также называемых канализацией , которые транспортируют их на большие расстояния к одной или нескольким очистным сооружениям. Ливневые воды могут собираться либо в общесплавной канализации , либо в отдельной ливневой канализации. Последняя состоит из двух отдельных систем трубопроводов, одной для сточных вод и одной для ливневых вод. Очищенные сточные воды утилизируются различными способами, чаще всего сбрасываются в естественные водоемы. Очищенные сточные воды также могут быть использованы в полезных целях, и в этом случае они называются регенерированной водой . [ необходима цитата ]
Основное различие между децентрализованными и централизованными системами заключается в структуре транспортировки. В децентрализованных системах обработка и утилизация или повторное использование сточных вод происходит близко к источнику их образования. Это приводит к небольшой сети транспортировки, в некоторых случаях ограниченной только одним трубопроводом. Размер сети позволяет применять различные методы транспортировки, в дополнение к хорошо известным гравитационным коллекторам, таким как напорные коллекторы и вакуумные коллекторы . Количество сточных вод невелико и характеризуется значительными колебаниями. [ необходима цитата ]
В местах с развитой инфраструктурой децентрализованные системы очистки сточных вод могут стать жизнеспособной альтернативой традиционной централизованной системе, особенно в случаях модернизации или переоснащения существующих систем. [5] Этого проще добиться с помощью децентрализованных систем, поскольку централизованные инфраструктуры имеют длительный срок службы и привязаны к своему местоположению и состоянию. [6] Возможны многие различные комбинации и вариации гибридных систем.
Децентрализованные приложения необходимы в случаях новых городских застроек, где строительство инфраструктуры не готово или будет осуществляться в будущем. Во многих регионах развитие инфраструктуры (дорог, водоснабжения и особенно систем сточных вод/дренажа) осуществляется через годы после застройки жилья. В таких случаях децентрализованные объекты сточных вод рассматриваются как временное решение, но они являются обязательными для предотвращения проблем со здоровьем населения и экологии. В этом контексте децентрализованные решения выгодны тем, что их можно применять локально по мере необходимости, при этом сохраняя потенциал для покрытия больших площадей при меньших затратах. [6]
Децентрализованные системы позволяют разделять потоки или источники, что позволяет разделять различные типы сточных вод в зависимости от их происхождения, например: черная вода , серая вода и моча . [5] Этот подход требует отдельных параллельных систем трубопроводов/водопроводов для транспортировки разделенных потоков, а цель состоит в том, чтобы применять разный уровень обработки и обращения с каждым потоком и повышать безопасность повторного использования и утилизации конечных продуктов. [7]
В конкретном случае развивающихся стран , где распространены населенные пункты с плохой инфраструктурой, децентрализованная очистка сточных вод широко пропагандировалась из-за возможности применения технологий с низкими требованиями к эксплуатации и обслуживанию. [8] Кроме того, децентрализованные подходы требуют меньших масштабов инвестиций по сравнению с централизованными решениями. [6]
.jpg/1280px-Torvetua_eco-village_(3254898889).jpg)
В зависимости от размера обслуживаемой территории можно выделить различные масштабы децентрализации: [ необходима ссылка ]
.jpg/1280px-Biogas_digester_at_Meru_prison_(3504698658).jpg)
Обычно они применяются на уровне участка и являются достаточными из-за очень низкого количества образующихся сточных вод. Однако они требуют подходящих почвенных условий, допускающих инфильтрацию избыточной воды, и низкого уровня грунтовых вод . Если они не применяются должным образом, они могут стать серьезным источником загрязнения грунтовых вод. [9]
Их применение требует значительной площади поверхности из-за медленного темпа применяемых биологических процессов. По той же причине они больше подходят для более теплого климата, поскольку скорость процесса очистки зависит от температуры. Эти технологии более устойчивы к колебаниям нагрузок и не требуют сложного обслуживания и эксплуатации. [10] Искусственные водно-болотные угодья больше подходят для применения на месте или на уровне района, в то время как стабилизационные пруды могут быть жизнеспособной альтернативой для децентрализованных систем на уровне небольших городов или сельских общин. [ необходима цитата ]
Существует большое разнообразие очистных сооружений сточных вод , где применяются различные процессы и технологии очистки. [11] Малогабаритные очистные сооружения в децентрализованных системах применяют те же технологии, что и средние или крупные установки. [12] Для локальных применений разрабатываются комплексные установки, которые компактны и имеют различные отсеки для различных процессов. Однако проектирование и эксплуатация небольших очистных сооружений, особенно на уровне района или на месте, представляют значительные проблемы для инженеров по очистке сточных вод, связанные с колебаниями потока, необходимостью компетентной и специализированной эксплуатации и обслуживания, требуемыми для работы с большим количеством небольших установок, и относительно высокой стоимостью на душу населения. [13]
Правила по загрязнению воды в форме законодательных документов, руководств или постановлений предписывают необходимый уровень очистки, чтобы очищенные сточные воды соответствовали требованиям безопасной утилизации или повторного использования. Сточные воды могут быть утилизированы путем сброса в естественный водоем или просачивания в почву. Кроме того, в правилах упоминаются требования к проектированию и эксплуатации систем сточных вод, а также штрафы и другие меры по их обеспечению. Централизованные системы проектируются, строятся и эксплуатируются в целях выполнения существующих правил. Их управление обычно осуществляется местными органами власти . В гибридных системах и небольших централизованных системах в городах или сельских общинах управление может осуществляться таким же образом. [12] [ необходима цитата ]
В случае децентрализации на уровне участка и кластеров зданий вся система сточных вод располагается в пределах частных владений. Расходы и ответственность за проектирование, строительство, эксплуатацию и обслуживание несет владелец. Во многих случаях специализированные компании могут выполнять процедуры эксплуатации и обслуживания. Местные органы власти выдают разрешения и могут оказывать поддержку эксплуатации и управлению в форме сбора отходов, выдачи сертификатов/лицензий на стандартизированное очистное оборудование или для выбранных квалифицированных частных компаний. С точки зрения регулирования контроль качества очищенных сточных вод для повторного использования, сброса или утилизации полностью лежит на местных или национальных органах власти. Это может быть проблемой, если необходимо контролировать и проверять большое количество систем. В интересах владельца эксплуатировать и обслуживать систему надлежащим образом, особенно в случае повторного использования очищенных сточных вод. Чаще всего эксплуатационные проблемы связаны с засорением очистных сооружений в результате нерегулярного удаления ила или гидравлической перегрузки из-за увеличения количества обслуживаемого населения или увеличения потребления воды. [9] [ необходима цитата ]
Системы сточных вод являются частью инфраструктуры городских или сельских общин и процесса городского планирования . Данные и информация по городскому планированию, такие как участки индивидуальных домов, дороги/улицы, ливневая канализация, водоснабжение и системы электроснабжения, имеют важное значение для проектирования и внедрения устойчивой системы сточных вод. В децентрализованных системах сточных вод, которые собирают и очищают только сточные воды, ливневые воды могут быть упущены из виду и вызвать проблемы с наводнениями. Если применяются запланированные децентрализованные решения, ливневая канализация должна выполняться вместе с дорожной системой. [ необходима цитата ]
В слаборазвитых населенных пунктах, где отсутствует инфраструктура, сложно обеспечить устойчивые меры санитарии; например, выгребные ямы/септические резервуары нуждаются в периодической очистке, обычно выполняемой вакуумными машинами, которым необходимо иметь доступ к туалету и для этой цели нужна базовая дорога. [14] Управление фекальным шламом касается организации и внедрения этой практики устойчивым образом, включая сбор, транспортировку, обработку и утилизацию/повторное использование фекального шлама из выгребных ям и септиков. [15]
В случаях новых городских/сельских разработок или модернизации существующих, целесообразно рассмотреть различные альтернативы относительно конструкции 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 , уровня грунтовых вод и климатических условий. Но при адекватном применении децентрализованные системы позволяют применять экологически чистые решения и повторно использовать очищенные сточные воды, включая восстановление ресурсов. Таким образом, предоставляются альтернативные водные ресурсы и защищается окружающая среда. Общественная осведомленность , восприятие и поддержка играют важную роль в процессе городского планирования для выбора адекватных систем сточных вод, которые соответствуют конкретному контексту. [16] [18]
Одним из примеров децентрализованной очистки является «технология DEWATS», которая была продвинута под этим названием немецкой НПО BORDA . [3] [8] Она применялась во многих странах Юго-Восточной Азии и в Южной Африке. [19] [20] Она применяет анаэробные процессы очистки, включая анаэробные реакторы с перегородками (ABR) и анаэробные фильтры , с последующей аэробной очисткой в прудах или в искусственных водно-болотных угодьях. Эта технология была исследована и испытана в Южной Африке, где было показано, что эффективность очистки оказалась ниже ожидаемой. [21]
Исследование децентрализованной системы сточных вод на уровне участка с повторным использованием очищенных сточных вод было проведено в Ботсванском технологическом центре 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 очищаются на установке, состоящей из: септика, за которым следует фильтр из посаженных камней, биофильтр и водно-болотное угодье с поверхностным стоком. Очищенные сточные воды повторно используются для орошения окружающих зеленых зон, но исследование зарегистрировало отток из водно-болотного угодья 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. [ необходима цитата ]
Основанная в 2013 году, перуанская НПО EcoSwell работает над проектами развития сельских районов, включая водоснабжение и санитарию в Перу ; они базируются в северо-западном районе Лобитос региона Талара, засушливом прибрежном районе, который сталкивается с дефицитом воды. [23] EcoSwell создает децентрализованные системы сточных вод с помощью местных жителей и стажеров, включая коммунальные биореакторы, сухие туалеты и проекты по повторному использованию серой воды. [24] Они также работают над восстановлением лесов и созданием водно-болотных угодий в качестве путей естественной очистки сточных вод и дезактивации патогенов. [24]
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )