stringtranslate.com

Управление фекальным шламом

Фекальный шлам откачивается из выгребной ямы в Дурбане, Южная Африка.

Управление фекальным шламом ( FSM ) (или управление фекальным шламом в британском английском) — это хранение, сбор, транспортировка, обработка и безопасное конечное использование или утилизация фекального шлама. [1] В совокупности сбор, транспортировка, обработка и конечное использование фекального шлама составляют «цепочку создания стоимости» или «цепочку услуг» управления фекальным шламом. Фекальный шлам определяется очень широко как то, что накапливается в локальных системах санитарии (например, выгребные ямы , септики и контейнерные решения) и, в частности, не транспортируется через канализацию . Он состоит из человеческих экскрементов , но также и всего остального, что может попасть в технологию локализации на месте, например, смывная вода, чистящие средства (например, туалетная бумага и материалы для анальной очистки ), средства менструальной гигиены , серая вода (т. е. вода для купания или кухни, включая жиры, масла и смазку) и твердые отходы . Фекальный шлам, который удаляется из септиков, называется септиком .

По оценкам, треть населения мира обслуживается местной санитарией, а в странах с низким уровнем дохода менее 10% городских территорий обслуживаются канализацией. [2] [3] В странах с низким уровнем дохода большая часть фекального шлама сбрасывается в городскую среду без очистки, что создает огромную нагрузку на здоровье населения и окружающую среду. Таким образом, FSM играет важную роль в безопасной санитарии и защите здоровья населения . Услуги FSM предоставляются рядом официальных и неофициальных поставщиков услуг частного сектора, местными органами власти, водными органами и коммунальными службами . Это также может привести к ненадежным услугам с относительно высокими затратами на уровне домохозяйств.

Хотя новые технологии теперь позволяют обрабатывать фекальный шлам на месте (см. Мобильные очистные установки ниже), большая часть фекального шлама собирается и либо выбрасывается в окружающую среду, либо обрабатывается за пределами места. Сбор фекального шлама может быть организован по расписанию или по вызову (также известный как услуги по требованию, по запросу или внеплановые услуги). Собранный фекальный шлам может быть вручную или механически опорожнен, а затем доставлен на очистные сооружения с помощью вакуумного грузовика , резервуара и насоса, установленного на грузовой платформе, небольшого резервуара, запряженного мотоциклом, или в контейнерах на ручной тележке. В настоящее время исследуется и пилотируется более широкое использование нескольких децентрализованных установок по обработке шлама в городах (чтобы избежать больших расстояний перевозки).

Фекальный шлам отличается от сточных вод и не может быть просто совместно обработан на очистных сооружениях. Небольшие добавки фекального шлама возможны, если растения недоиспользуются и способны выдержать дополнительную нагрузку, а также имеются возможности для разделения жидкостей и твердых веществ. [4] Могут использоваться различные механизированные и немеханизированные технологии обработки, включая отстойники , засаженные и незасаженные сушильные площадки и пруды для стабилизации отходов . Процесс обработки может производить конечные продукты восстановления ресурсов , такие как очищенные сточные воды , которые могут использоваться для орошения , совместного компостирования в качестве почвенного кондиционера , анаэробного сбраживания для производства биогаза , форм сухого топлива, таких как пеллеты или биоуголь , древесный уголь , биодизель , шлам и растения или производство белка в качестве корма для животных . [5] [6]

Определения

Управление фекальным шламом включает хранение, сбор, транспортировку, обработку и безопасное конечное использование или утилизацию фекального шлама. [1] : 3  В совокупности сбор, транспортировка, обработка и конечное использование или повторное использование экскрементов составляют «цепочку создания стоимости» управления фекальным шламом.

Фекальный шлам

Фекальный шлам определяется очень широко как то, что накапливается в местных санитарных технологиях и, в частности, не транспортируется через канализацию . Он состоит из человеческих экскрементов , а также всего остального, что может попасть в местные технологии сдерживания, например, смывная вода, чистящие средства и средства менструальной гигиены , серая вода (т. е. вода для купания или кухни, включая жиры, масла и смазку) и твердые отходы . Таким образом, фекальный шлам сильно варьируется, с очень широким диапазоном количеств (т. е. произведенных и накопленных объемов) и качеств (т. е. характеристик). [1] : 3  Фекальный шлам хранится на месте и периодически собирается и транспортируется на установку по обработке фекального шлама, после чего осуществляется безопасная утилизация или конечное использование. [1] При безопасном обращении фекальный шлам, который собирается из выгребных ям, также может называться «илом выгребных ям», тогда как фекальный шлам, собранный из септиков, также может называться «илом септика» или «септиком». [1] : 5 

Септаж

Осадок или «шлам септика» — это фекальный шлам, который накапливается и хранится в септике . Осадок, как правило, более разбавлен, так как септики обычно используются со смывными туалетами ( черная вода ) и может также включать серую воду . Септики также, как правило, имеют меньше твердых отходов, так как они принимают только то, что можно смыть в унитаз (например, туалетную бумагу ). При работе по назначению слой ила скапливается на дне резервуара, слой пены, содержащий жиры, масло и смазку, скапливается наверху, а сток или супернатант содержат меньше твердых частиц.

Периодически (с частотой, зависящей от емкости резервуара, эффективности системы и уровня использования, но обычно реже, чем ежегодно) септик удаляется из септиков специализированными транспортными средствами, известными как вакуумные грузовики . Они откачивают септик из резервуара и перевозят его на местную установку по очистке фекального ила. Его также могут использовать фермеры в качестве удобрения или хранить в больших хранилищах отходов септика для последующей обработки или использования на сельскохозяйственных культурах. [7]

Термин «септаж» используется в Соединенных Штатах по крайней мере с 1992 года. [8] Он также использовался в проектах Агентства США по международному развитию в Азии. [9] Другое определение септика: «Исторический термин для обозначения ила, удаляемого из септиков». [6]

В Индии в некоторых правительственных политических документах используется термин FSSM для «Управление фекальным шламом и септическими отходами». [10]

Цели и преимущества

Отсутствие управления фекальным шламом: сброс фекального шлама в окружающую среду в Буркина-Фасо
Пример отсутствия управления фекальным шламом: фекальный шлам, собранный из выгребных ям, сбрасывается в реку в трущобах Корогочо в Найроби, Кения.

Общая цель FSM — защита здоровья населения и окружающей среды. FSM является ключевым компонентом общегородской инклюзивной санитарии (CWIS), которая учитывает все типы санитарных технологий для обеспечения равноправной, безопасной и устойчивой санитарии для всех. [1] : 2  CWIS использует подход предоставления услуг по всей цепочке услуг, а не только предоставление инфраструктуры.

Правильное и безопасное управление фекальным шламом имеет следующие преимущества: [4]

Развитие событий в секторе

С момента более широкого признания важности санитарии, отмеченного объявлением ООН 2008 года «Годом санитарии», наблюдается устойчивый рост приверженности, внедрения, внедрения и генерации знаний в области неканализованной санитарии. [1] : 2  Включение всей цепочки услуг по управлению санитарией в Цели устойчивого развития (ЦУР) 6 , в отличие от простого предоставления доступа к туалетам, еще больше подтвердило важность ФШМ. ЦУР были запущены в 2015 году, а ЦУР 6 — «чистая вода и санитария для всех к 2030 году», запущенная в 2015 году, еще больше подтвердила ее важность. [1] : 2  Также увеличилось включение управления фекальным шламом в национальные нормативные акты и повестки дня агентств по развитию, увеличилось финансирование со стороны фондов и правительств, а также реализация инфраструктуры и предоставление услуг. [1] : 2 

Наблюдается быстрый рост числа научно обоснованных исследований и журнальных публикаций по этой теме (например, для Африки и Азии [11] [12] ). Технологические разработки стремительно развиваются по всей цепочке обслуживания. Некоторые из них могут изменить существующую цепочку обслуживания, например, контейнерная санитария, децентрализованные варианты и инновации, разработанные в рамках проекта « Reinvent the Toilet Challenge» Фонда Билла и Мелинды Гейтс , по крайней мере, с 2012 года. [13]

Учебные программы разрабатывались и внедряются и продолжают разрабатываться. Инициативы включают в себя Глобальную аспирантуру по санитарии и бесплатные онлайн-курсы, такие как серия Sandec MOOC [14] .

Вызовы

Во многих странах с низким и средним уровнем дохода фекальный шлам по-прежнему не обрабатывается должным образом. Это может быть связано с отсутствием уполномоченных учреждений и низкой осведомленностью о влиянии плохой санитарии; отсутствием технических знаний и опыта; невозможностью найти средства для покупки вакуумных грузовиков и обработки, а также отсутствием знаний, необходимых для инициирования и внедрения успешных программ FSM. Другим фактором является то, что транспортировка фекального шлама имеет реальные затраты для операторов вакуумных грузовиков, и, таким образом, существует стимул утилизировать неочищенные отходы в окружающую среду (в первую очередь в водные пути, но также и непосредственно на землю). Неправильное управление фекальным шламом может привести к плохой работе местных санитарных сооружений (OSSF), переполнению фекальным шламом защитных сооружений и небезопасному опорожнению и сбросу неочищенного фекального шлама в окружающую среду. [15]

Фекальный ил содержит патогенные микроорганизмы , может вызывать неприятный запах и вызывать загрязнение поверхностных и грунтовых вод .

Удаление шлама с использованием надлежащих средств индивидуальной защиты в Думагете, Филиппины

Компоненты

Управление фекальным шламом (FSM) требует безопасных и гигиеничных услуг по опорожнению септиков и выгребных ям , а также эффективной обработки твердых веществ и жидкостей и повторного использования обработанных продуктов, где это возможно. [4] Оно может включать ряд вариантов, включая обработку на месте и за его пределами, а также рассеивание или улавливание и дальнейшую переработку продуктов процесса обработки в такие продукты, как биогаз , компост и энергию.

По типу жилья

Города

Парк вакуумных грузовиков , используемых для услуг по удалению шлама компанией Manila Water в Маниле, Филиппины

FSM является важнейшей службой санитарии в городах и поселках во всех странах, где домохозяйства используют местные системы санитарии. [16] Общегородские программы FSM могут использовать несколько или одно очистное сооружение, использовать стационарные и мобильные перегрузочные станции и взаимодействовать с микро-, малыми и средними предприятиями, которые могут предоставлять некоторые или все услуги. [17] : 99  Программы могут быть поэтапными с течением времени для удовлетворения растущего спроса.

Пригородные районы

Пригородные районы часто менее густонаселены, чем городские центры. Поэтому у них больше места, и местные системы канализации могут быть эффективными для обработки твердых и жидких отходов. В большинстве таких пригородных районов менее вероятно, что они будут подключены к обычной централизованной системе канализации в краткосрочной или среднесрочной перспективе. Поэтому эти районы будут полагаться на сочетание местных систем и услуг канализации, децентрализованных систем управления сточными водами или на кондоминиумную или упрощенную канализацию, подключенную к децентрализованной или централизованной очистке. Во всех этих ситуациях FSM является необходимой услугой для поддержания надлежащего функционирования систем канализации.

Сельская местность

Пример плохой практики: рабочий удаляет фекальный шлам из ямы выгребной ямы, не надев никаких средств индивидуальной защиты (в деревне в Буркина-Фасо )

Сельские районы с низкой плотностью населения могут не нуждаться в формальных услугах FSM, если местная практика заключается в том, чтобы закрывать и перестраивать туалеты по мере их заполнения. Однако, если это невозможно, в сельских районах часто отсутствуют очистные сооружения на разумном расстоянии (скажем, в 30 минутах езды); к ним трудно добраться для автоцистерн, и часто существует ограниченный спрос на опорожнение, что делает транспортировку и очистку нерентабельными и недоступными для большинства людей. Поэтому можно рассмотреть такие варианты, как перемещение туалетов на месте, двойные (чередующиеся) выгребные ямы или туалеты Arborloo . Также можно рассмотреть и организовать совместное использование децентрализованных услуг FSM и обработки ила между близлежащими деревнями или прямое безопасное удаление и захоронение отходов.

Альтернативы системам производства фекального шлама

Большинство типов сухих туалетов (за исключением выгребных ям ) не производят фекальный шлам, а вместо этого производят сухие фекалии (в случае сухих туалетов с отводом мочи ) или компост (в случае компостирующих туалетов ). Например, в случае туалетов Arborloo из ямы ничего не извлекается, а вместо этого легкая надстройка надворной постройки перемещается в другую неглубокую яму, а поверх заполненной ямы высаживается дерево.

Аспекты управления

Выбор оператора услуг ФСМ

Услуги FSM обычно предоставляются официальными и неофициальными поставщиками услуг частного сектора, местными органами власти, водохозяйственными организациями и коммунальными службами . Водоканалы с высоким процентом подключения к воде (дома с подключением к водопроводу) являются логичными операторами программ FSM. Если вода продается клиентам по тарифу, может быть добавлен дополнительный тариф для покрытия услуг FSM. Для крупных городов наиболее подходящим оператором обычно является поставщик услуг водоснабжения и канализации. [ необходима цитата ]

Местные органы власти могут выбрать предоставление услуг, используя собственный персонал и ресурсы для сбора, транспортировки и обработки. Это часто случается в небольших городах или муниципалитетах, где у водопроводной компании может не быть широкого охвата. Во многих случаях сотрудничество между городским правительством и водопроводной компанией может быть стратегически выгодным. Город Думагете, Филиппины, является одним из примеров, где Водный округ (коммунальная компания) и местное правительство имеют совместную собственность и ответственность за программу FSM. [18] Организованные более масштабные программы FSM могут предоставлять услуги дешевле и более гигиенично, чем независимые частные операторы, работающие на разовой основе. Обеспечение доступности услуг является важным коммерческим аргументом при продвижении программы среди граждан и поощрении их к участию. [ необходима цитата ]

Местный частный сектор является важным игроком в предоставлении услуг FSM. В таких случаях подрядчики частного сектора могут работать напрямую с домохозяйствами (в соответствии с регулированием) или участвовать в торгах по контрактам на удаление шлама, заключенным городом. Частный сектор также может предоставлять услуги по эксплуатации и обслуживанию очистных сооружений, а также по переработке и продаже товаров, полученных в результате процесса очистки. Город Сан-Фернандо, Ла-Унион, Филиппины, является примером местного правительства, которое передало частному сектору программу строительства очистных сооружений и сбора отходов. [19]

Плановые программы удаления шлама

Плановая очистка от шлама — это запланированные усилия местного правительства или коммунального предприятия по обеспечению регулярной очистки септиков. В этом процессе каждая собственность охватывается по определенному маршруту, и жильцы заранее информируются о предстоящей очистке от шлама. [20] Фактическая очистка от шлама (или опорожнение септиков) может быть выполнена в рамках государственно-частного партнерства (ГЧП). [20]

В Юго-Восточной Азии (в 2016 году) растет интерес к программам планового опорожнения как к способу предоставления услуг. Исследование WSP рекомендовало, чтобы усилия по внедрению планового опорожнения были сосредоточены в первую очередь на областях, где спрос был наибольшим, а затем переходили к другим областям, где был продемонстрирован успех планового опорожнения. [11] Анализ записей о очистке ям и резервуаров для Палу в Индонезии показал, что существующий спрос на услуги по очистке различался между подрайонами, причем спрос был наибольшим в устоявшихся районах и наименьшим в городских окраинах. [ необходима ссылка ]

Плановые услуги по удалению шлама имеют множество преимуществ в индийском контексте: достигают норм за счет регулярного удаления шлама, снижают высокие цены на удаление шлама, устраняют необходимость в ручном труде, улучшают воздействие на окружающую среду и здоровье населения, связаны с местными налогами, а не с платой за пользование. [20] Плановое удаление шлама было инициировано в нескольких азиатских странах, включая Филиппины, Малайзию, Вьетнам, Индонезию и Индию. [20] Программа SNV (Организация развития Нидерландов) разработала плановые услуги по опорожнению в Индонезии, Непале и Бангладеш в рамках более широкой программы городской санитарии в 2014–2017 годах. [21]

Элементы успешных программ

Вакуумный грузовик ( вакуумная машина ) в действии в Непале

Услуги FSM могут предоставляться как основанная на спросе (часто называемая по запросу, по вызову, по требованию, ad-hoc или незапланированная) или запланированная (также известная как регулярная) дешламация, или комбинация обоих. В рамках любого из механизмов OSSF дешламация производится на периодической основе или по запросу домохозяйства или в связи с проверкой компетентным органом, указывающей на необходимость дешламации.

Анализ 20 примеров инновационных программ FSM, а также исследования и пропаганда успешных программ, проведенные Oxfam Philippines, показали, что общими элементами успешных программ FSM являются: [17] [11]

Работники санитарных служб

Работники санитарных служб — это люди, ответственные за очистку, обслуживание, эксплуатацию или опорожнение санитарно- технического оборудования на любом этапе санитарной цепочки. [22] : 2  Эти работники способствуют безопасному управлению фекальным шламом.

Работник санитарных служб (или санитарный работник) — это лицо, ответственное за очистку, обслуживание, эксплуатацию или опорожнение оборудования или технологий на любом этапе санитарной цепочки. [23] : 2  Это определение используется в более узком смысле в секторе WASH . В более широком смысле работники санитарных служб могут также заниматься уборкой улиц , парков , общественных мест , канализации , ливневых стоков.

канализации и общественные туалеты . [24] Другое определение: «В тот момент, когда отходы одного человека передаются на аутсорсинг другому, это становится работой по санитарии». [25] : 4  Некоторые организации используют этот термин специально для сбора твердых бытовых отходов , тогда как другие исключают из его определения работников, занимающихся управлением твердыми отходами (мусором, отходами).

Варианты транспорта

Инкассаторские машины и оборудование

«Гулпер» — устройство для ручной откачки фекального шлама из ям, используемое в Дурбане , Южная Африка.

Если фекальный шлам достаточно жидкий, его обычно собирают с помощью вакуумных насосов или центробежных насосов. На рынке также доступны различные ручные и моторизованные устройства, предназначенные для выкапывания густого и вязкого шлама и накопившегося мусора.

После многолетнего нахождения в септиках и выгребных ямах накопленный ил затвердевает и его очень трудно удалить. Все еще распространено, что рабочие залезают в ямы, чтобы очистить их от ила, хотя эта практика, как правило, небезопасна и нежелательна (в Индии эта практика называется « ручной уборкой »). Существует ряд недорогих насосных систем для гигиеничного удаления этого затвердевшего ила с поверхности земли, хотя многие из них все еще находятся на экспериментальной стадии (например, Excravator, Gulper, e-Vac). [26]

Фекальный шлам также может быть обработан внутри резервуара или ямы, используя "процесс стабилизации извести в яме", который обрабатывает отходы до их удаления из резервуара или ямы. После удаления они транспортируются на локальные или внешние очистные и перерабатывающие предприятия.

Некоторые современные перегрузочные станции и вакуумные грузовики могут до некоторой степени обезвоживать фекальный шлам, и эта вода может быть помещена в канализационные линии для обработки на очистных сооружениях сточных вод. [4] Это позволяет более эффективно обрабатывать больше шлама и может представлять собой один из лучших случаев совместной обработки фекального шлама на очистных сооружениях сточных вод. [ требуется ссылка ]

Пересадочные станции

Перегрузочные станции — это промежуточные пункты выгрузки, которые часто используются там, где очистные сооружения расположены слишком далеко от населенных пунктов, чтобы сделать прямую утилизацию осуществимой. В других местах транспортные проблемы или местные запреты на движение грузовиков в дневное время могут сделать перегрузочные станции осуществимыми. Кроме того, муниципалитеты, где к значительному проценту домов не может подъехать автоцистерна, должны использовать перегрузочные станции. Перегрузочные станции используются, если:

Мобильные пересадочные станции

Мобильные перегрузочные станции — это не что иное, как более крупные автоцистерны или прицепы, которые используются вместе с небольшими вакуумными грузовиками и мотоциклами или ручными тележками. Меньшие транспортные средства выгружают в большую цистерну, которая затем перевозит собранный шлам на очистные сооружения. Они хорошо работают в бизнес-моделях планового удаления шлама.

Стационарные пересадочные станции

Стационарные станции перекачки — это специализированные сооружения, установленные стратегически по всему муниципалитету, которые служат местами сдачи собранного фекального шлама. Они могут включать приемную станцию ​​с экранами, резервуар для хранения собранных отходов, контейнеры для хранения мусора и промывочные сооружения. Они могут быть более подходящими для программ FSM, использующих бизнес-модель «call-for-service».

В то время как стационарные перегрузочные станции представляют собой стационарные резервуары, мобильные перегрузочные станции представляют собой просто автоцистерны или прицепы, которые работают вместе с SVV и фактически выполняют более дальнюю транспортировку отходов из сообщества на очистные сооружения. Мобильные перегрузочные станции лучше всего подходят для запланированных программ по очистке, где нет ограничений на движение или запретов на грузовики, а также относительно большого количества домов, которые недоступны для более крупных транспортных средств.

Процессы обработки

Сушильная платформа для экстренной обработки фекального шлама от Oxfam на Филиппинах
Сушильная площадка для фекального шлама в Бангладеш

Характеристики фекального шлама

Характеристики фекального ила могут значительно различаться в зависимости от климата, типа туалета, диеты и других переменных. Фекальный ил можно сгруппировать по консистенции как «жидкий» (общее количество твердых веществ или TS <5%), «шлам» (TS 5–15%), «полутвердый» (TS 15–25%) и «твердый» (TS >25%). [1] : 3  Количество и качество фекального ила и сточных вод сильно различаются, при этом диапазон характеристик фекального ила на 1–2 порядка выше, чем у сточных вод. [1] : 4 

Результатом демографических, экологических и технических факторов, влияющих на характеристики фекального ила, является высокий уровень гетерогенности, что затрудняет его характеристику. [1] : 23 

При отсутствии фактических данных проектировщики часто используют значения по умолчанию, такие как 2000 мг/л для БПК и 5000 мг/л TSS, чтобы определить размер системы очистки. Однако это часто приводит к избыточному или недостаточному проектированию установок по очистке фекального шлама. Это происходит потому, что часто не существует «стандартного диапазона вариаций» для определенных свойств, и результаты одного исследования не обязательно могут быть использованы в качестве базы для сравнения с другим. [1] : 23 

Исследования показали, что корреляции с пространственно доступными данными могут помочь предсказать количество и качество фекального шлама. Соответствующие показатели для прогнозирования включают уровень дохода, пользователей, объем, частоту опорожнения и размер грузовика. Использование этих корреляций в характеристиках может обеспечить способ снижения аналитических затрат на анализ фекального шлама. [27]

Проведение исследования по характеристике отходов помогает понять местные условия и предоставляет данные, которые учитываются при определении размеров очистных сооружений. Это также может помочь оценить ценность продуктов, которые могут быть получены в результате процесса очистки.

Основные физико-химические параметры, обычно измеряемые для характеристики фекального ила, включают: [ требуется ссылка ] БПК , общее количество взвешенных твердых частиц , % твердых частиц, показатель песка, ХПК , аммоний , общий азот и общий фосфор, жиры, масла и смазки (FOG), индекс объема ила (SVI), pH, щелочность .

Относительно мало данных о содержании патогенов в фекальном шламе. В одном исследовании, проведенном в сельской местности Бангладеш, было обнаружено 41 яйцо гельминта на грамм фекального шлама из выгребных ям. [28]

На характеристики фекального шлама могут влиять: [4]

Традиционные процессы обработки

Фекальный шлам часто обрабатывается с помощью ряда этапов обработки, чтобы сначала отделить жидкости от твердых веществ, а затем обработать как жидкие, так и твердые потоки, извлекая при этом как можно больше энергии или пищевой ценности. [4] Обычные процессы на заводах по переработке фекального шлама включают:

Искусственные водно-болотные угодья привлекают внимание как недорогая технология очистки, которую можно построить во многих случаях с использованием местных материалов и рабочей силы. Для участков с достаточным количеством земли и готовым запасом гравия и песка эта технология предлагает низкую стоимость, масштабируемость и простоту эксплуатации. [29]

Сушильные кровати

Простые иловые сушильные площадки могут использоваться для обезвоживания и сушки, поскольку они являются дешевым и простым методом сушки фекального ила (они также широко используются для сушки канализационного ила ). Дренажная вода должна быть собрана; сушильные площадки иногда накрываются, но обычно остаются открытыми. Сушильные площадки обычно состоят из четырех слоев (сверху вниз): ил, песок, мелкий гравий, крупный гравий и дренажные трубы. [ требуется ссылка ]

Фекальные шламы ведут себя иначе во время процессов обезвоживания, чем шламы сточных вод . [30] Количество внеклеточных полимерных веществ (ВПС) может быть важным предиктором эффективности обезвоживания фекального шлама. [30] Фекальный шлам из общественных туалетов обезвоживался дольше, чем шлам из других источников, и имел мутную надосадочную жидкость после отстаивания. [30]

Травы с придаточными корнями также можно высаживать в сушильных ложах, что позволяет уменьшить запах, собирать в течение более длительных периодов, производить корма и больше разлагать конечные биотвердые вещества к моменту их извлечения. Корни вводят кислород и поддерживают проницаемость ила. Дождевые черви также могут играть важную роль в таких ложах.

Новые технологии

Новые технологии обработки фекального ила включают: [31]

Солнечные тепловые сушилки

Солнечные тепловые сушилки полагаются на сбор солнечной тепловой энергии для сушки и пастеризации фекального шлама. В этих системах шлам помещается внутрь корпуса из прозрачных или непрозрачных стен с вентиляционной системой для удаления влаги. Шлам может быть высушен горячим воздухом, нагретым солнечным тепловым коллектором (косвенная солнечная сушилка), прямым воздействием солнечного излучения (прямая солнечная сушилка) или обоими способами (смешанная солнечная сушилка). [32]

Лечение на месте с использованием мобильных лечебных установок (МТУ)

Институт гигиены и санитарии воды Индии разработал мобильную установку очистки на базе грузовика [33] , которая способна обрабатывать фекальный ил на месте. MTU были оценены в технической статье, автором которой является Аарон Форбис-Стокс. Система была оценена на предмет эксплуатационных и очистных характеристик при обработке септиков в полевых условиях на 108 участках в Тамил Наду, Индия. [34] Этот вариант предпочтительнее, поскольку он не требует транспортировки септиков и позволяет избежать распространенной практики незаконной утилизации неочищенных септиков в окружающую среду. На сегодняшний день построено шесть мобильных установок очистки септиков с использованием легкодоступных фильтров и мембран (сетчатая ткань, песок, гранулированный активированный уголь (GAC), микрофильтр, ультрафильтр) и установлены на кузове небольшого грузовика. Целевое применение — опорожнение септиков или резервуаров для сбора сточных вод и концентрация взвешенных твердых частиц при получении жидкости, которую можно безопасно сбрасывать. При поддержке гранта USAID Институт водоснабжения, санитарии и гигиены (WASH) работает над тем, чтобы масштабировать решение MTU как предпочтительный вариант по сравнению с традиционными вакуумными установками, которые сбрасывают отходы в окружающую среду.

Совместная очистка на очистных сооружениях сточных вод

Совместная обработка септиков на очистных сооружениях может рассматриваться в тех случаях, когда объем септиков, удаляемых с местных сооружений, невелик, как это будет в ситуациях, когда большинство домохозяйств имеют доступ к канализации . Однако высокая прочность септиков и фекального ила означает, что относительно небольшие объемы обоих могут оказывать большое влияние на органические, взвешенные твердые частицы и азотную нагрузку на очистные сооружения. Возможные последствия включают увеличение объема отбросов и песка, требующих удаления; повышенное выделение запаха на головных сооружениях; повышенные темпы накопления пены и ила; и повышенную органическую нагрузку, приводящую к перегрузке и сбою процесса, а также потенциальную возможность усиления запаха и пенообразования в аэротенках. Из-за своей частично переваренной природы септики и фекальный ил обычно разлагаются медленнее, чем городские сточные воды. Поэтому их присутствие, вероятно, окажет неблагоприятное воздействие на эффективность процессов очистки. Периодический характер загрузки фекального ила и септиков также может усугубить проблемы, указанные выше. [35]

Despite these possible drawbacks, wastewater treatment facilities with spare capacity are a potential resource to be investigated. Even where co-treatment is not an option, existing wastewater treatment plants may provide land in strategic locations, close to areas of demand for septage management services. Separate preliminary treatment and solids-liquid separation facilities should always be provided for septage/fecal sludge. Solids-liquid separation will reduce both the overall load and the proportion of digested material in the liquid fraction and will thus lessen the possibility that it will disrupt wastewater treatment processes. Separated solids can be treated along with the sludge produced in sedimentation tanks during the wastewater treatment process.[35]: 6 

Technology selection

Training of enumerators for a survey regarding fecal sludge management needs in Nepal

A formal process should be used for making an informed technology selection for the treatment of the fecal sludge.[4] It is usually a collaborative process conducted by stakeholders, consultants, the operator and the future owner of the facility. The process is based on a long term vision planning with stakeholders as part of citywide sanitation planning. The expected waste flows (volume), their strength, characteristics, and variability in each area need to be known. A formal and transparent process for developing appropriate plans and designs for wastewater and fecal sludge treatment plants will achieve local buy-in and ownership of technology decisions, which is critical for the long term success and sustainability of the program.[citation needed]

Reuse options

Sludge pellets after processing (including heating, drying and pelletizing) in a LaDePa process, eThekwini Municipality (South Africa)

Resource recovery from fecal sludge can take many forms, including as a fuel, soil amendment, building material, protein, animal fodder, and water for irrigation.[5] Some of the by-products from fecal sludge treatment processes have the potential to offset some of the costs of collection and treatment, thereby reducing tariffs for the households. However, value addition all the way to biogas, biodiesel and electricity is difficult to achieve in practice due to technological and operational challenges.[citation needed]

Composting

Composting is a process whereby organic matter is digested in the presence of oxygen with the byproduct of heat. For fecal sludge, the heat deactivates the pathogens while the digestion process breaks down the organic matter into a humus-like material that acts as a soils amendment, and nutrients that are broken down into a form that is more easily taken up by plants. Properly treated fecal sludge can be reused in agriculture.

Fecal sludge is rich in nitrogen. When fecal sludge is mixed with materials that are rich in carbon, such as shredded crop wastes, the composting process can be maximized. Proper mixture to achieve a ratio of 20 to 1 to 30 to 1 of carbon to nitrogen is best.

Solid fuel

Resource recovery as a solid fuel has been found to have high market potential in Sub-Saharan Africa.[5] The selection of the fuel type will depend on: (1) the intended use of the fuel (e.g. combustion technology, user/handling requirements, and amount required); and (2) the properties of the input fecal sludge (e.g. level of stabilization, sand content, and moisture content). Once suitable technology options are identified, they must subsequently be evaluated for best fit in the local context (e.g. local capacity for electricity, land, and technical (operation and maintenance) requirements).[5]: Figure 2 

Others

Biogas is a renewable energy that is a byproduct of the anaerobic digestion process.

Treated effluent can be used for agricultural or landscape irrigation.

Costs and fees

FSM is considered an entry point for sanitation improvement programs that are led by local governments. Such programs may include tariffs or user fees, promotions campaigns to raise the willingness to pay for the service, and local ordinances that define the rules and regulations governing FSM. In the Philippines, tariffs around US$1 per family per month are generally enough to achieve full cost recovery within a period of 3 to 7 years.[11] Promotional campaigns are used to raise the willingness to pay for services, and local procedures and ordinances provide additional incentives for compliance.

Synergies with other sectors

FSM is but one aspect of citywide sanitation that also includes:

There are important synergies between many of these services and FSM, and investigating co-management opportunities can yield benefits. MSW can often be co-managed with fecal waste, especially when thermal treatment technologies are used. Food waste from restaurants and markets can be co-composted with fecal waste to produce a high value soils amendment. Fats, Oil and Grease (FOG) from commercial grease traps can be added to biodigesters to increase methane production, or used in conjunction with fecal sludge as a feedstock for biodiesel production.[36] Water supply is also closely linked with FSM as it is often the water utility that will manage programs and their customers that will pay for services through tariffs.[citation needed]

Examples

Dumaguete, the Philippines

USAID has supported efforts to introduce scheduled desludging services in some countries in Southeast Asia. The first of these was in Dumaguete in the Philippines.[16] The program was run jointly by the city government and the Dumaguete City Water District, with the former operating the treatment plant and the Water District conducting the desludging.[37][38] The cost of the scheme was covered by adding a tariff of 2 pesos (about 5 US cents) to the water bill for each cubic meter of water consumed (about one US dollar per family per month). This approach was possible because around 95% of residents had a connection to the Water District reticulation system. Trucks were to move from neighborhood to neighborhood on a scheduled cycle, emptying pits on a regular 3–4 year cycle. This approach requires a database of all pits and septic tanks requiring desludging. However, Dumaguete has by 2018 reverted to an 'on-call' system, the cost of which is still covered by the surcharge on the water tariff. It seems that users prefer this small regular payment to having to make large payments when tanks require desludging.[citation needed]

See also

References

  1. ^ a b c d e f g h i j k l m Velkushanova, Konstantina; Strande, Linda; Ronteltap, Mariska; Koottatep, Thammarat; Brdjanovic, Damir; Buckley, Chris, eds. (2021). Methods for Faecal Sludge Analysis. IWA Publishing. doi:10.2166/9781780409122. ISBN 978-1780409122. Text was copied from this source, which is available under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
  2. ^ Cairncross, S.; Feachem, R. (2019). Environmental Health Engineering in the Tropics. Water, Sanitation and Disease Control. Routledge. p. 384. ISBN 978-1844071913.
  3. ^ Blackett, I.; Hawkins, P.; Heymans, C. (2014). "The Missing Link in Sanitation Service Delivery: a Review of Faecal Sludge Management in 12 Cities" (PDF). Water and Sanitation Program: Research Brief. World Bank: 8.
  4. ^ a b c d e f g Strande, L., Ronteltap, M., Brdjanovic, D. (eds.) (2014). Faecal Sludge Management (FSM) book – Systems Approach for Implementation and Operation IWA Publishing, UK. ISBN 978-1780404738.
  5. ^ a b c d e Andriessen, Nienke; Ward, Barbara J.; Strande, Linda (2019). "To char or not to char? Review of technologies to produce solid fuels for resource recovery from faecal sludge" (PDF). Journal of Water, Sanitation and Hygiene for Development. 9 (2): 210–224. doi:10.2166/washdev.2019.184. ISSN 2043-9083.
  6. ^ a b Tilley, E., Ulrich, L., Lüthi, C., Reymond, Ph. and Zurbrügg, C. (2014). Compendium of Sanitation Systems and Technologies (2nd Revised Edition). Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology (Eawag), Duebendorf, Switzerland
  7. ^ Burutolu, E.F. (2020). Guidance Manual for the Land Application of Septage Waste (PDF). Michigan Dept of Environment, Great Lakes and Energy. Archived from the original (PDF) on Oct 22, 2021.
  8. ^ USAID (1992), "Guide to Septage Treatment and Disposal", United States Environmental Protection Agency.
  9. ^ AECOM International Development, Inc. and the Department of Water and Sanitation in Developing Countries (Sandec) at the Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology (Eawag) (2010), "A Rapid Assessment of Septage Management in Asia - Policies and Practies [sic] in India, Indonesia, Malaysia, the Philippines, Sri Lanka, Thailand, and Vietnam".
  10. ^ National Institute of Urban Affairs and Urban Management Centre (2018), "Faecal Sludge and Septage Management: An Orientation Module".
  11. ^ a b c d Oxfam (2016), "Septage Management Leader's Guidebook – Philippines Edition".
  12. ^ WRC (2015). The Status of Faecal Sudge Management in Eight Southern and East African Countries. WRC Report No. KV 340/15, prepared for the Sanitation Research Fund for Africa (SRFA) Project of the Water Research Commission (WRC), Pretoria, South Africa, ISBN 978-1431206858
  13. ^ Chowdhry, S., Koné, D. (2012). Business Analysis of Fecal Sludge Management: Emptying and Transportation Services in Africa and Asia – Draft final report. Bill & Melinda Gates Foundation, Seattle, Wash.
  14. ^ "Sandec Eawag MOOC series".
  15. ^ WIN-SA (2011). What happens when the pit is full? – Developments in on-site faecal sludge management (FSM). Water Information Network South Africa
  16. ^ a b Peal, A., Evans, B., Blackett, I., Hawkins, P., Heymans, C. (2015). A Review of Fecal Sludge Management in 12 Cities Archived 2017-02-20 at the Wayback Machine – (Final Draft). World Bank – Water and Sanitation Program
  17. ^ a b Blackett, I.; Hawkins, P. (2017). FSM Innovation Case Studies - Case Studies on the Business, Policy and Technology of Faecal Sludge Management. Seattle, Wash.: Bill & Melinda Gates Foundation. pp. 4–14. ISBN 978-1513625133.
  18. ^ City Septage Management Program a Galing Pook, Youtube video (2013), City Planning and Devt. Office Dumaguete City, Philippines.
  19. ^ "USAID-Rotary San Fernando City Sewerage and Septage Management Project". USAID Philippine Sanitation Alliance. 21 October 2010. Archived from the original on 1 November 2016. Retrieved 8 August 2016.
  20. ^ a b c d Mehta, Meera; Mehta, Dinesh; Yadav, Upasana (2019). "Citywide Inclusive Sanitation Through Scheduled Desludging Services: Emerging Experience From India". Frontiers in Environmental Science. 7: 188. doi:10.3389/fenvs.2019.00188. ISSN 2296-665X.
  21. ^ ISF-UTS and SNV (2019). Scheduled emptying services as an entry point for change. The Hague: SNV
  22. ^ World Bank, ILO, WaterAid, and WHO (2019). Health, Safety and Dignity of Sanitation Workers: An Initial Assessment. World Bank, Washington, DC.
  23. ^ World Bank, ILO, WaterAid, and WHO (2019). Health, Safety and Dignity of Sanitation Workers: An Initial Assessment. World Bank, Washington, DC.
  24. ^ Akhilesh, Abhinav; Mehta, Meera; Juneja, Zara (10 April 2020). "How can we support sanitation workers during COVID-19?". India Development Review (IDR). Retrieved 23 April 2020.
  25. ^ PRIA (2019): Lived Realities of Women Sanitation Workers in India: Insights from a Participatory Research Conducted in Three Cities of India. Participatory Research in Asia, New Delhi, India
  26. ^ Still, David; Foxon, Kitty (2012). Tackling the challenges of full pit latrines : report to the Water Research Commission. Gezina [South Africa]: Water Research Commission. ISBN 9781431202935.
  27. ^ Strande, Linda; Schoebitz, Lars; Bischoff, Fabian; Ddiba, Daniel; Okello, Francis; Englund, Miriam; Ward, Barbara J.; Niwagaba, Charles B. (2018). "Methods to reliably estimate faecal sludge quantities and qualities for the design of treatment technologies and management solutions" (PDF). Journal of Environmental Management. 223: 898–907. doi:10.1016/j.jenvman.2018.06.100. PMID 30005415.
  28. ^ Balasubramanya, Soumya; Evans, Barbara; Ahmed, Rizwan; Habib, Ahasan; Asad, N. S. M.; Vuong, Luan; Rahman, Mominur; Hasan, Mahmudul; Dey, Digbijoy (2016-09-01). "Pump it up: making single-pit emptying safer in rural Bangladesh" (PDF). Journal of Water Sanitation and Hygiene for Development. 6 (3): 456–464. doi:10.2166/washdev.2016.049. ISSN 2043-9083.
  29. ^ Thammarat Koottatep, Chongrak Polprasert and Nguyen Thi Kim Oanh, Design considerations of constructed wetlands for septage treatment at the AIT pilot plant
  30. ^ a b c Ward, Barbara J.; Traber, Jacqueline; Gueye, Amadou; Diop, Bécaye; Morgenroth, Eberhard; Strande, Linda (2019). "Evaluation of conceptual model and predictors of faecal sludge dewatering performance in Senegal and Tanzania". Water Research. 167: 115101. doi:10.1016/j.watres.2019.115101. hdl:20.500.11850/367398. PMID 31563707.
  31. ^ Diener, Stefan; Semiyaga, Swaib; Niwagaba, Charles B.; Muspratt, Ashley Murray; Gning, Jean Birane; Mbéguéré, Mbaye; Ennin, Joseph Effah; Zurbrugg, Christian; Strande, Linda (July 2014). "A value proposition: Resource recovery from faecal sludge – Can it be the driver for improved sanitation?". Resources, Conservation and Recycling. 88: 32–38. doi:10.1016/j.resconrec.2014.04.005.
  32. ^ Septien, S., Mugauri, T., Singh, A., Inambao, F. (2019). Final report WRC Project K5/2582: Drying of Faecal Sludge using Solar Thermal Energy. Water Research Commission, South Africa
  33. ^ "Mobile Faecal Sludge Treatment unit". www.washinstitute.org. Retrieved 2024-01-17.
  34. ^ Forbis-Stokes, Aaron A.; Kalimuthu, Arumugam; Ravindran, Janani; Deshusses, Marc A. (2021-01-01). "Technical evaluation and optimization of a mobile septage treatment unit". Journal of Environmental Management. 277: 111361. doi:10.1016/j.jenvman.2020.111361. ISSN 0301-4797. PMC 7695683.
  35. ^ a b Tayler, Kevin (2018). Faecal Sludge and Septage Treatment. Practical Action Publishing. doi:10.3362/9781780449869. ISBN 978-1853399862.
  36. ^ David M. Robbins, Owen George, Rachel Burton (2011) Developing Programs to Manage Fats, Oil, and Grease (FOG) for Local Governments in India, VthWorld Aqua Congress – New Delhi, India, November 2011
  37. ^ ADB (2016). Financing Mechanisms for Wastewater and Sanitation. Asian Development Bank (ADB), Mandaluyong, Philippines. License: CC BY 3.0 IGO. ISBN 978-9292575854
  38. ^ Blackett, I. and Hawkins, P. (2017). FSM Innovation Case Studies – Case Studies on the Business, Policy and Technology of Faecal Sludge Management (second edition). Bill & Melinda Gates Foundation, Seattle, Wash. ISBN 978-1513625133

External links