Tratarea apelor uzate - Sewage treatment
Tratarea apelor uzate | |
---|---|
Sinonim | Stație de epurare a apelor uzate (stație de epurare), stație de recuperare a apei |
Poziția în lanțul de salubritate | Tratament |
Nivelul aplicației | Oraș, cartier |
Nivel managerial | Public |
Intrări | Canalizarea , ar putea fi, de asemenea, doar apă neagră (deșeuri) , apă gri |
Ieșiri | Efluent , nămol de canalizare , eventual biogaz (pentru unele tipuri) |
Tipuri | Lista tehnologiilor de epurare a apelor uzate |
Ingrijorari privitoare la mediu | Poluarea apei , sănătatea mediului , sănătatea publică , probleme de eliminare nămolurile de epurare |
Tratarea apelor uzate menajere (sau tratarea apelor uzate menajere , tratarea apelor uzate municipale ) este un tip de epurare a apelor uzate care are ca scop eliminarea contaminanților din canalizare pentru a produce un efluent care este adecvat pentru deversarea în mediul înconjurător sau o aplicație de refolosire intenționată, prevenind astfel poluarea apei din materii prime deversări de canalizare. Canalizarea conține ape uzate de la gospodării și întreprinderi și, eventual, ape uzate industriale pretratate . Există un număr mare de procese de tratare a apelor uzate din care să alegeți. Acestea pot varia de la sisteme descentralizate (inclusiv sisteme de tratare la fața locului) la sisteme mari centralizate care implică o rețea de conducte și stații de pompare (numite canalizare ) care transportă canalizarea către o stație de epurare. Pentru orașele care au o canalizare combinată , canalizările vor transporta, de asemenea, scurgeri urbane ( ape pluviale) către stația de epurare. Tratamentul de canalizare implică adesea două etape principale, numite tratament primar și secundar , în timp ce tratamentul avansat încorporează, de asemenea, o etapă de tratament terțiar cu procese de lustruire și îndepărtarea nutrienților. Tratamentul secundar poate reduce materia organică (măsurată ca cerere biologică de oxigen ) din canalizare, utilizând procese biologice aerobe sau anaerobe
Un număr mare de tehnologii de tratare a apelor uzate au fost dezvoltate, folosind în principal procese de tratare biologică. Inginerii și factorii de decizie trebuie să ia în considerare criteriile tehnice și economice, precum și aspectele cantitative și calitative ale fiecărei alternative atunci când aleg o tehnologie adecvată. Adesea, principalele criterii de selecție sunt: calitatea dorită a efluenților, costurile preconizate de construcție și exploatare, disponibilitatea terenurilor, cerințele energetice și aspectele de durabilitate . În țările în curs de dezvoltare și în zonele rurale cu densitate scăzută a populației, canalizarea este adesea tratată prin diferite sisteme de salubrizare la fața locului și nu este transportată în canalizare. Aceste sisteme includ fosele septice conectate la câmpurile de drenaj , sistemele de canalizare la fața locului (OSS), sistemele de vermifiltru și multe altele. Pe de altă parte, stațiile avansate și relativ scumpe de tratare a apelor uzate din orașele care le pot permite pot include tratamentul terțiar cu dezinfectare și, eventual, chiar a patra etapă de tratament pentru îndepărtarea micropoluanților.
La nivel global, se estimează că 52% din canalizarea este tratată. Cu toate acestea, ratele de tratare a apelor uzate sunt foarte inegale pentru diferite țări din întreaga lume. De exemplu, în timp ce țările cu venituri mari tratează aproximativ 74% din canalizarea lor, țările în curs de dezvoltare tratează în medie doar 4,2%.
Tratarea apelor uzate face parte din domeniul salubrizării . Salubritatea include, de asemenea, gestionarea deșeurilor umane și a deșeurilor solide , precum și gestionarea apelor pluviale (drenaj). Termenul „stație de epurare” este adesea folosit interschimbabil cu termenul „stație de epurare”.
Terminologie
Termenul "stație de epurare" (STP) (sau "instalații de epurare a apelor uzate" în unele țări) este în prezent adesea înlocuit cu termenul stație de epurare a apelor uzate (stație de epurare). Strict vorbind, acesta din urmă este un termen mai larg care se poate referi și la apele uzate industriale.
Scopuri și prezentare generală
Scopul general al tratării apelor reziduale este de a produce un efluent care poate fi deversat în mediu provocând în același timp o poluare cât mai redusă a apei sau de a produce un efluent care poate fi reutilizat într-un mod util. Acest lucru se realizează prin îndepărtarea contaminanților din canalizare. Este o formă de gestionare a deșeurilor .
În ceea ce privește tratarea biologică a apelor uzate, obiectivele de tratare pot include diferite grade din următoarele: transformarea componentelor biodegradabile dizolvate și particulate (în special materie organică) în produse finale acceptabile, transformarea și îndepărtarea nutrienților (azot și fosfor), îndepărtarea sau inactivarea organismelor patogene și îndepărtați constituenții organici specifici (micropoluanți).
Unele tipuri de tratare a apelor reziduale produc nămoluri de epurare care pot fi tratate înainte de eliminarea sau reutilizarea în siguranță. În anumite circumstanțe, nămolul tratat poate fi denumit „ biosolid ” și poate fi folosit ca îngrășământ .
Caracteristici de canalizare
Canalizarea (sau canalizarea menajeră, apele uzate menajere, apele uzate municipale) este un tip de apă uzată care este produsă de o comunitate de oameni. De obicei, este transportat printr-un sistem de canalizare . Canalizarea este constituită din apele uzate evacuate din reședințe și din facilitățile comerciale, instituționale și publice care există în localitate. Subtipurile de canalizare sunt apa gri (de la chiuvete, căzi, dușuri, mașini de spălat vase și șaibe pentru haine) și apa neagră (apa folosită pentru spălarea toaletelor , combinată cu deșeurile umane pe care le spală). Canalizarea conține și săpunuri și detergenți. Deșeurile alimentare pot fi prezente de la spălarea vaselor , iar cantitățile de alimente pot fi crescute în cazul în care sunt utilizate unități de eliminare a gunoiului . În regiunile în care se folosește hârtie igienică mai degrabă decât bideuri , acea hârtie se adaugă și la canalizare. Canalizarea conține macro-poluanți și micro-poluanți și poate include, de asemenea, unele deșeuri solide municipale și poluanți din apele uzate industriale .
Canalizarea se deplasează de obicei din instalațiile sanitare ale unei clădiri fie într-o canalizare , care o va transporta în altă parte, fie într-o instalație de canalizare la fața locului . Colectarea de canalizare a mai multor gospodării , împreună , de obicei , are loc în fie canalizare menajeră sau canalizare combinate . Primul este conceput pentru a exclude fluxurile de apă de ploaie, în timp ce cel de-al doilea este conceput să preia și apele de ploaie. Producția de canalizare corespunde în general consumului de apă. O serie de factori influențează consumul de apă și, prin urmare, debitele de canalizare pe persoană. Acestea includ: disponibilitatea apei (opusul deficitului de apă ), opțiunile de alimentare cu apă , clima (climatul mai cald poate duce la un consum mai mare de apă), dimensiunea comunității, nivelul economic al comunității, nivelul de industrializare , măsurarea consumului gospodăriei, costul apei și presiune a apei.
Principalii parametri în canalizare care sunt măsurați pentru a evalua rezistența sau calitatea canalizării, precum și opțiunile de tratare includ: solide, indicatori de materie organică, azot, fosfor și indicatori de contaminare fecală. Aceștia pot fi considerați a fi principalii macro-poluanți din canalizare. Canalizarea conține agenți patogeni care provin din materii fecale . Următoarele patru tipuri de agenți patogeni se găsesc în canalizare: bacterii patogene , viruși , protozoare (sub formă de chisturi sau oochiste) și helminți (sub formă de ouă). Pentru a cuantifica materia organică, sunt utilizate în mod obișnuit metode indirecte: în principal cererea de oxigen biochimic (BOD) și cererea chimică de oxigen (COD).Colectie
Canalizarea (sau sistemul de canalizare) este infrastructura care transportă canalizarea sau scurgerile de suprafață ( ape pluviale , topite , pluviale ) folosind canalizare. Acesta cuprinde componente cum ar fi canalele de scurgere , gurile de vizitare , stațiile de pompare , revărsările de furtuni și camerele de filtrare a canalizării combinate sau a canalizării sanitare . Canalizarea se termină la intrarea într-o stație de epurare sau la punctul de deversare în mediu . Sistemul de conducte, camere, guri de vizitare etc., care transportă canalizarea sau apa de ploaie.
În multe orașe, canalizarea (sau apele uzate municipale) este transportată împreună cu apele pluviale, într-un sistem de canalizare combinat , la o stație de epurare. În unele zone urbane, canalizarea este transportată separat în canalele sanitare, iar scurgerile de pe străzi sunt transportate în canalele de ploaie . Accesul la aceste sisteme, în scopuri de întreținere, se face de obicei printr-o gură de vizitare . În perioadele cu precipitații ridicate, un sistem de canalizare poate experimenta un eveniment de revărsare a canalizării combinat sau un eveniment de revărsare a canalizării sanitare , care obligă canalizarea netratată să curgă direct către apele de recepție. Acest lucru poate reprezenta o amenințare gravă pentru sănătatea publică și mediul înconjurător.
Sistemul de canalizare se numește canalizare sau sistem de canalizare în engleza britanică și sistem de canalizare în engleza americană.Tipuri de procese de tratament
Canalizarea poate fi tratată aproape de locul unde este creată canalizarea, care poate fi numită un sistem „descentralizat” sau chiar un sistem „la fața locului” ( instalație de canalizare la fața locului , fose septice etc.). Alternativ, canalizarea poate fi colectată și transportată printr-o rețea de țevi și stații de pompare la o stație de epurare municipală. Acesta se numește un sistem „centralizat” (vezi și canalizare și conducte și infrastructură ).
Un număr mare de tehnologii de tratare a apelor uzate au fost dezvoltate, în principal folosind procese de epurare biologică (a se vedea lista tehnologiilor de epurare a apelor uzate ). În linii mari, acestea pot fi grupate în opțiuni de înaltă tehnologie (cost ridicat) versus opțiuni de tehnologie mică (cost scăzut), deși unele tehnologii ar putea intra în ambele categorii. Alte clasificări de grupare sunt sistemele „intensive” sau „mecanizate” (mai compacte și care folosesc frecvent opțiuni de înaltă tehnologie) versus sistemele „extinse” sau „naturale” sau „ bazate pe natură ” (de obicei folosind procese de tratament natural și ocupând suprafețe mai mari) sisteme . Această clasificare poate fi uneori prea simplificată, deoarece o instalație de tratare poate implica o combinație de procese, iar interpretarea conceptelor de înaltă tehnologie și tehnologie scăzută, intensivă și extinsă, mecanizată și procesele naturale pot varia de la un loc la altul.
Procese cu tehnologie redusă, extinse sau bazate pe natură
Exemple pentru sisteme de tratare a apelor uzate mai „scăzute”, „naturale”, adesea mai puțin costisitoare, sunt prezentate mai jos. De multe ori folosesc puțină energie sau deloc. Unele dintre aceste sisteme nu asigură un nivel ridicat de tratare sau tratează doar o parte din canalizare (de exemplu doar apa uzată a toaletei ) sau furnizează doar pretratare, cum ar fi fosele septice. Pe de altă parte, unele sisteme sunt capabile să ofere o performanță bună, satisfăcătoare pentru mai multe aplicații. Multe dintre aceste sisteme se bazează pe procese naturale de tratament, care necesită suprafețe mari, în timp ce altele sunt mai compacte. În majoritatea cazurilor, acestea sunt utilizate în zonele rurale sau în comunitățile mici și mijlocii. De exemplu, iazurile de stabilizare a deșeurilor sunt o opțiune de tratare a costurilor reduse, practic fără cerințe energetice, dar necesită mult teren. Datorită simplității lor tehnice, majoritatea economiilor (în comparație cu sistemele de înaltă tehnologie) sunt în ceea ce privește costurile de funcționare și întreținere.
- Tipuri de digestori anaerobi și digestie anaerobă , de exemplu:
- Zonă umedă construită (vezi și biofiltre )
- Sistem descentralizat de ape uzate
- Soluții bazate pe natură
- Instalație de canalizare la fața locului
- Filtru de nisip
- Vermifilter
-
Bazin de stabilizare a deșeurilor cu subtipuri:
- Iazuri facultative
- Iazul anaerob - sisteme de iazuri facultative
- Lagune aerate facultative
- Sisteme de iaz de sedimentare a lagunei aerate cu amestec complet
- Iazuri cu ritm ridicat
- Iazuri de maturare
Exemple pentru sisteme care pot asigura tratarea completă sau parțială numai a apelor uzate de toaletă:
- Toaletă de compostare (vezi și toalete uscate în general)
- Toaletă uscată cu deviere a urinei
- Toaletă Vermifilter
Procese de înaltă tehnologie, intensive sau mecanizate
Exemple pentru sisteme de tratare a apelor uzate mai avansate, intensive sau „mecanizate”, adesea relativ scumpe, sunt enumerate mai jos. Unele dintre ele sunt consumatoare de energie. Multe dintre ele oferă un nivel foarte ridicat de tratament. De exemplu, în linii mari, procesul de nămol activat obține o calitate ridicată a efluenților, dar este relativ costisitor și consumă multă energie.
- Sisteme de nămol activate
- Granulare aerobă
- Sistem de tratament aerob
- Îmbunătățirea eliminării biologice a fosforului
- Digestie extinsă pe patul de nămol granular
- Aerare extinsă
- Filtrare
- Bioreactor cu membrană
- Reactor biofilm cu pat mobil
- Osmoza inversa
- Contactor biologic rotativ
- Reactivarea în serie a lotului
- Filtru de scurgere
- Ultrafiltrare
- Dezinfectarea cu ultraviolete
Opțiuni de eliminare sau tratament
Există și alte opțiuni de proces care pot fi clasificate ca opțiuni de eliminare, deși pot fi înțelese și ca opțiuni de tratament de bază. Acestea includ: Aplicarea de nămol , irigații , groapă de înmuiere , câmp de levigare , iaz de pește , iaz de plante plutitoare, eliminarea apei / reîncărcarea apei subterane , eliminarea și depozitarea suprafeței.
Aplicarea canalizării pe teren poate fi considerată o formă de eliminare finală sau de tratare, sau ambele. Aceasta duce la reîncărcarea apei subterane și / sau la evapotranspirație. Aplicarea terenurilor include sisteme cu viteză lentă, infiltrare rapidă, infiltrare subterană, curgere pe uscat. Se face prin inundații, brazde, sprinkler și picurare. Este un sistem de tratare / eliminare care necesită o cantitate mare de teren de persoană.
Aspecte de proiectare
Selectarea procesului
Atunci când aleg un proces adecvat de tratare a apelor uzate, factorii de decizie trebuie să ia în considerare criteriile tehnice și economice, precum și aspectele cantitative și calitative ale fiecărei alternative. Prin urmare, fiecare analiză este specifică site-ului. Se poate utiliza o evaluare a ciclului de viață (ACV), iar criteriile sau ponderările pot fi atribuite diferitelor aspecte. Decizia finală poate avea un grad de subiectivitate. Există o serie de publicații pentru a ajuta la selectarea tehnologiei.
În țările industrializate , elementele critice în selectarea proceselor sunt, în ordinea descrescătoare a importanței: eficiență, fiabilitate, aspecte privind eliminarea nămolului și cerințe de teren. În țările în curs de dezvoltare , principalele elemente critice ar putea fi diferite și se vor roti mai mult în jurul costurilor de construcție, durabilității , simplității și costurilor operaționale.
Alegerea celui mai potrivit proces de tratament este complicată și necesită contribuții de specialitate, adesea sub formă de studii de fezabilitate . Acest lucru se datorează faptului că principalii factori importanți care trebuie luați în considerare la evaluarea și selectarea proceselor de tratare a apelor uzate sunt numeroși: aplicabilitatea procesului, debitul aplicabil, variația acceptabilă a debitului, caracteristici influente, compuși inhibitori sau refractari, aspecte climatice, cinetica procesului și hidraulica reactorului , performanță, tratament reziduuri, prelucrarea nămolului, constrângeri de mediu, cerințe privind produsele chimice, cerințe energetice, cerințe de alte resurse, cerințe de personal, cerințe de funcționare și întreținere, procese auxiliare, fiabilitate, complexitate, compatibilitate, disponibilitatea zonei.
În ceea ce privește impactul asupra mediului, următoarele aspecte sunt incluse în procesul de selecție: mirosuri, atracție vectorială , transportul nămolului, riscuri sanitare, contaminarea aerului , contaminarea solului și a subsolului, poluarea apelor de suprafață sau contaminarea apelor subterane , devalorizarea zonelor din apropiere, inconveniente pentru zonele din apropiere populației.
Controlul mirosurilor
Mirosurile emise prin tratarea apelor reziduale sunt de obicei o indicație a unei afecțiuni anaerobe sau „septice”. Etapele timpurii ale procesării vor avea tendința de a produce gaze cu miros urât, hidrogenul sulfurat fiind cel mai frecvent în generarea plângerilor. Instalațiile mari de proces din zonele urbane tratează adesea mirosurile cu reactoare de carbon, un mediu de contact cu bio-slime, doze mici de clor sau fluide circulante pentru a captura biologic și a metaboliza gazele nocive. Există și alte metode de control al mirosurilor, inclusiv adăugarea de săruri de fier, peroxid de hidrogen , azotat de calciu etc. pentru a gestiona nivelurile de hidrogen sulfurat .
Cerințe energetice
Cerințele de energie variază în funcție de tipul procesului de tratare, precum și de rezistența la canalizare. De exemplu, zonele umede construite și iazurile de stabilizare au cerințe energetice reduse, asociate în principal cu prezența ocazională a pompelor și a altor echipamente. Pe de altă parte, procesul de nămol activat include o etapă de aerare, care consumă foarte mult energie. Stațiile de tratare a apelor uzate care produc biogaz în procesul lor de tratare a nămolului de epurare cu digestie anaerobă pot produce suficientă energie pentru a satisface majoritatea necesităților de energie ale stației de epurare. Pentru instalațiile de tratare a nămolului activat din Statele Unite, aproximativ 30% din costurile anuale de exploatare sunt de obicei necesare pentru energie. Cea mai mare parte a acestei energii electrice este utilizată pentru aerare, sisteme de pompare și echipamente pentru deshidratarea și uscarea nămolului de canalizare . Stațiile avansate de tratare a apelor uzate, de exemplu pentru îndepărtarea nutrienților, necesită mai multă energie decât plantele care realizează doar tratamentul primar sau secundar.
Plantele rurale mici care utilizează filtre de scurgere pot funcționa fără necesități de energie netă, întregul proces fiind condus de fluxul gravitațional, incluzând distribuția debitului de basculare și eliminarea rezervoarelor de așezare la paturile de uscare. Acest lucru este de obicei practic numai pe terenul deluros și în zonele în care stația de epurare este relativ îndepărtată de adăpost din cauza dificultății de gestionare a mirosurilor.
Co-tratarea efluentului industrial
În țările dezvoltate cu înaltă reglementare, apele uzate industriale primesc de obicei cel puțin pretratarea, dacă nu tratarea completă a fabricilor în sine, pentru a reduce sarcina de poluanți, înainte de deversarea la canalizare. Pretratarea are următoarele obiective: eliminarea elementelor constitutive care pot prezenta riscuri pentru sistemul de canalizare și pentru lucrătorii săi; preveniți compușii toxici sau inhibitori ai microorganismelor în stadiul biologic din stația de epurare municipală; împiedică utilizarea benefică a nămolului de canalizare produs; sau care va fi în continuare prezent în efluentul final din stația de epurare. Unele ape uzate industriale pot conține poluanți care nu pot fi eliminați de stațiile de epurare. De asemenea, fluxul variabil de deșeuri industriale asociate ciclurilor de producție poate deranja dinamica populației unităților de tratare biologică.
Aspecte de proiectare a proceselor de tratament secundar
Zonele fără canalizare
Locuitorii urbani din multe părți ale lumii se bazează pe sisteme de salubrizare la fața locului, fără canalizare, cum ar fi fosele septice și latrinele , iar gestionarea nămolului fecal în aceste orașe este o provocare enormă.
Pentru tratarea apelor uzate, utilizarea foselor septice și a altor instalații de canalizare la fața locului ( OSSF ) este răspândită în unele zone rurale, de exemplu, deservind până la 20% din locuințele din SUA
Etape de proces disponibile
Tratarea apelor uzate implică adesea două etape principale, numite tratament primar și secundar, în timp ce tratamentul avansat încorporează și un stadiu de tratament terțiar cu procese de lustruire. Diferite tipuri de tratare a apelor reziduale pot utiliza unele sau toate etapele procesului enumerate mai jos.
Tratamentul preliminar
Tratamentul preliminar (numit uneori pretratare) îndepărtează materialele grosiere care pot fi colectate cu ușurință din canalizarea brută înainte ca acestea să deterioreze sau să înfunde pompele și liniile de canalizare ale clarificatoarelor de tratament primar .
Screening
Influentul din apa de canalizare trece printr-un ecran de bară pentru a îndepărta toate obiectele mari, precum conserve, cârpe, bețe, pachete de plastic etc. transportate în fluxul de canalizare. Acest lucru se realizează cel mai frecvent cu un ecran automat cu bare mecanizate la instalațiile moderne care deservesc populații mari, în timp ce la plantele mai mici sau mai puțin moderne se poate utiliza un ecran curățat manual. Acțiunea de greblare a unui ecran mecanic de bare este în mod obișnuit ritmată în funcție de acumularea pe ecranele barei și / sau debitul. Solidele sunt colectate și ulterior aruncate într-un depozit de deșeuri sau incinerate. Pentru optimizarea îndepărtării solidelor pot fi utilizate ecrane cu bare sau ecrane cu ochiuri de dimensiuni diferite. Dacă solidele brute nu sunt îndepărtate, acestea devin antrenate în țevi și părți în mișcare ale stației de tratare și pot provoca daune substanțiale și ineficiență în proces.
Îndepărtarea pietrei
Granul este format din nisip , pietriș , roci și alte materiale grele. Tratamentul preliminar poate include un canal sau o cameră de îndepărtare a nisipului sau a nisipului, unde viteza canalizării de intrare este redusă pentru a permite așezarea nisipului. Îndepărtarea granulelor este necesară pentru (1) reducerea formării depozitelor în rezervoarele primare de sedimentare, rezervoare de aerare, digestoare anaerobe, conducte, canale etc. și (3) protejează echipamentul mecanic în mișcare de abraziune și de însoțirea uzurii anormale. Îndepărtarea granulelor este esențială pentru echipamentele cu suprafețe metalice prelucrate strâns, cum ar fi comutatoare, ecrane fine, centrifuge, schimbătoare de căldură și pompe cu membrană de înaltă presiune.
Camerele de sâmburi se prezintă în trei tipuri: camere de sablare orizontale, camere de sablare aerate și camere de sablare cu vortex. Camerele de grind Vortex includ vortex indus mecanic, vortex indus hidraulic și separatoare de vortex cu mai multe tăvi. Având în vedere că în mod tradițional, sistemele de îndepărtare a granulelor au fost concepute pentru a îndepărta particulele anorganice curate care depășesc 0,210 milimetri (0,0083 in), cea mai mare parte a granulelor mai fine trec prin fluxurile de îndepărtare a granulelor în condiții normale. În perioadele cu debit mare, grâul depus este resuspendat și cantitatea de grâu care ajunge la stația de epurare crește substanțial. Prin urmare, este important ca sistemul de îndepărtare a granulelor să nu funcționeze eficient în condiții normale de curgere, ci și sub debituri de vârf susținute atunci când cel mai mare volum de granulație ajunge la instalație.
Egalizarea debitului
Bazinele de egalizare pot fi utilizate pentru a realiza egalizarea debitului, cu scopul de a reduce debitele maxime de vreme uscată sau debitele maxime de vreme umedă în cazul sistemelor de canalizare combinate . Beneficiile sunt îmbunătățirea performanței proceselor de tratare biologică, a clarificatorilor secundari și a oricărui echipament de filtrare a efluenților. Dezavantajele includ costurile de capital ale bazinelor și cerințele de spațiu. Bazinele pot oferi, de asemenea, un loc pentru reținerea, diluarea și distribuirea temporară a descărcărilor în serie de ape uzate toxice sau de înaltă rezistență care altfel ar putea inhiba tratamentul biologic secundar (cum ar fi apele uzate de la toalete portabile sau nămoluri fecale care sunt aduse la stația de epurare a apelor uzate în camioanele cu vid ). Bazinele de egalizare a debitului necesită control variabil al descărcării, de obicei includ prevederi pentru bypass și curățare și pot include, de asemenea, aeratoare și controlul mirosurilor. Egalizarea debitului nu este de obicei implementată în stațiile de tratare a apelor uzate la scară medie sau mare.
Îndepărtarea grăsimilor și a grăsimilor
La unele plante mai mari, grăsimea și grăsimile sunt îndepărtate trecând canalizarea printr-un mic rezervor în care skimmerii colectează grăsimea care pluteste la suprafață. Suflante de aer din baza rezervorului pot fi, de asemenea, utilizate pentru a ajuta la recuperarea grăsimii ca o spumă. Multe plante, cu toate acestea, folosesc clarificatoare primare cu skimmers mecanici de suprafață pentru îndepărtarea grăsimii și a grăsimilor.
Tratamentul primar
Tratamentul primar este „îndepărtarea unei porțiuni din solidele suspendate și a materiei organice din canalizare”. Acesta constă în a permite canalizării să treacă încet printr-un bazin în care solidele grele se pot așeza la fund în timp ce uleiul, grăsimile și solidele mai ușoare plutesc în suprafață și sunt degresate. Aceste baze sunt numite „rezervoare de sedimentare primare” sau „ clarificatoare primare ” și au de obicei un timp de retenție hidraulică (HRT) de 1,5 până la 2,5 ore. Materialele decantate și plutitoare sunt îndepărtate și lichidul rămas poate fi evacuat sau supus unui tratament secundar. Rezervoarele primare de decantare sunt de obicei echipate cu răzuitoare acționate mecanic care conduc în mod continuu nămolul colectat către o buncăr din baza rezervorului unde este pompat către instalațiile de tratare a nămolului.
Stațiile de tratare a apelor uzate care sunt conectate la un sistem de canalizare combinat au uneori un sistem de ocolire după unitatea de tratare primară. Aceasta înseamnă că în timpul unor precipitații foarte abundente, sistemele de tratare secundară și terțiară pot fi ocolite pentru a le proteja de supraîncărcarea hidraulică, iar amestecul de canalizare și apă pluvială primește doar tratament primar.
Se poate aștepta ca rezervoarele primare de sedimentare să elimine 50-70% din solidele suspendate și 25-40% din necesarul biologic de oxigen (DBO).
Tratament secundar
Principalele procese implicate în tratarea secundară a apelor uzate sunt concepute pentru a îndepărta cât mai mult material solid. Folosesc procese biologice pentru a digera și a elimina materialul solubil rămas, în special fracția organică. Acest lucru se poate face fie prin procese cu creștere suspendată, fie prin biofilm. Microorganismele care se hrănesc cu materia organică prezentă în canalizare cresc și se înmulțesc, constituind solidele biologice sau biomasa. Acestea cresc și se grupează sub formă de flocuri sau biofilme și, în unele procese specifice, sub formă de granule. În mai multe procese de tratament, flocul biologic sau biofilmul și solidele fine rămase pot fi apoi așezate sub formă de nămol, lăsând un lichid substanțial lipsit de solide și cu o concentrație foarte redusă de poluanți.
Tratamentul secundar poate reduce materia organică (măsurată ca cerere biologică de oxigen) din canalizare, utilizând procese aerobe sau anaerobe. Organismele implicate în aceste procese sunt sensibile la prezența materialelor toxice, deși nu se așteaptă ca acestea să fie prezente la concentrații ridicate în canalizarea tipică municipală.
Tratamentul terțiar
Tratarea avansată a apelor uzate implică, în general, trei etape principale, numite tratament primar, secundar și terțiar, dar poate include, de asemenea, etape intermediare și procese finale de lustruire. Scopul tratamentului terțiar (denumit și „tratament avansat”) este de a oferi o etapă finală de tratament pentru a îmbunătăți în continuare calitatea efluenților înainte ca acesta să fie deversat în corpul de apă destinat sau reutilizat. Mai multe procese de tratament terțiar pot fi utilizate la orice instalație de tratare. Dacă se practică dezinfectarea, acesta este întotdeauna procesul final. Se mai numește „lustruire a efluenților”. Tratamentul terțiar poate include îndepărtarea nutrienților biologici (alternativ, acesta poate fi clasificat ca tratament secundar), dezinfectarea și îndepărtarea micropoluanților, cum ar fi poluanții farmaceutici persistenți din mediu .
Tratamentul terțiar este uneori definit ca orice altceva decât tratamentul primar și secundar pentru a permite deversarea într-un ecosistem extrem de sensibil sau fragil , cum ar fi estuarele , râurile cu debit scăzut sau recifele de corali . Apa tratată este uneori dezinfectată chimic sau fizic (de exemplu, prin lagune și microfiltrare ) înainte de deversare într-un pârâu , râu , golf , lagună sau zonă umedă , sau poate fi utilizată pentru irigarea unui teren de golf, cale verde sau parc. Dacă este suficient de curat, poate fi folosit și pentru reîncărcarea apei subterane sau în scopuri agricole.
Filtrarea cu nisip îndepărtează o mare parte din reziduurile suspendate. Filtrarea asupra cărbunelui activ , numită și adsorbția carbonului, elimină toxinele reziduale . Microfiltrarea sau membranele sintetice sunt de asemenea utilizate, de exemplu în bioreactoarele cu membrană care îndepărtează și agenții patogeni.
Așezarea și îmbunătățirea biologică suplimentară a apelor uzate tratate pot fi realizate prin depozitarea în iazuri sau lagune artificiale mari. Aceste lagune sunt foarte aerobe, iar colonizarea prin macrofite native , în special stuf, este adesea încurajată.
Dezinfectare
Dezinfectarea canalizării tratate poate fi încercată să distrugă agenții patogeni (microorganisme cauzatoare de boli) înainte de eliminare și este din ce în ce mai eficientă după ce au fost finalizate mai multe elemente din secvența de tratament precedentă. Scopul dezinfecției în tratarea apelor reziduale este de a reduce substanțial numărul de agenți patogeni din apă care urmează să fie descărcați înapoi în mediu sau să fie reutilizați. Eficacitatea dezinfecției depinde de calitatea apei tratate (de exemplu turbiditate , pH etc.), de tipul de dezinfecție utilizat, de doza de dezinfectant (concentrație și timp) și de alte variabile de mediu. Apa cu turbiditate ridicată va fi tratată mai puțin cu succes, deoarece materia solidă poate proteja organismele, în special de lumina ultravioletă sau dacă timpul de contact este scăzut. În general, timpul scurt de contact, dozele mici și fluxurile mari militează împotriva dezinfectării eficiente. Metodele obișnuite de dezinfecție includ ozonul , clorul , lumina ultravioletă sau hipocloritul de sodiu . Monocloramina , care este utilizată pentru apa potabilă, nu este utilizată în tratarea apelor uzate din cauza persistenței sale.
Clorinarea rămâne cea mai comună formă de dezinfecție a apelor uzate tratate în multe țări, datorită costului redus și a istoriei sale de eficacitate pe termen lung. Un dezavantaj este că clorarea materialului organic rezidual poate genera compuși organici clorurați care pot fi cancerigeni sau dăunători mediului. Clorul sau cloraminele reziduale pot fi, de asemenea, capabile să clorineze materiale organice în mediul acvatic natural. Mai mult, deoarece clorul rezidual este toxic pentru speciile acvatice, efluentul tratat trebuie, de asemenea, să fie declorat chimic, adăugând complexitatea și costul tratamentului.
Lumina ultravioletă (UV) poate fi utilizată în loc de clor, iod sau alte substanțe chimice. Deoarece nu se utilizează substanțe chimice, apa tratată nu are niciun efect negativ asupra organismelor care o consumă ulterior, așa cum poate fi cazul altor metode. Radiațiile UV provoacă daune structurii genetice a bacteriilor, a virușilor și a altor agenți patogeni , făcându-le incapabile de reproducere. Dezavantajele cheie ale dezinfectării UV sunt necesitatea întreținerii și înlocuirii frecvente a lămpii și necesitatea unui efluent foarte tratat pentru a se asigura că microorganismele țintă nu sunt protejate de radiațiile UV (adică, orice solid prezent în efluentul tratat poate proteja microorganismele de lumina UV). În multe țări, lumina UV devine cel mai comun mijloc de dezinfecție din cauza îngrijorărilor cu privire la impactul clorului asupra clorării substanțelor organice reziduale din canalizarea tratată și asupra clorării substanțelor organice din apa de recepție.
Ozonul ( O 3 ) este generat prin trecerea oxigenului ( O 2 ) printr-un potențial de înaltă tensiune, rezultând un al treilea atom de oxigen care se atașează și formează O 3 . Ozonul este foarte instabil și reactiv și oxidează majoritatea materialelor organice cu care intră în contact, distrugând astfel numeroase microorganisme patogene. Ozonul este considerat mai sigur decât clorul deoarece, spre deosebire de clorul care trebuie depozitat la fața locului (foarte otrăvitor în cazul unei eliberări accidentale), ozonul este generat la fața locului, după cum este necesar din oxigenul din aerul înconjurător. Ozonarea produce, de asemenea, mai puține subproduse de dezinfecție decât clorarea. Un dezavantaj al dezinfectării ozonului este costul ridicat al echipamentelor de generare a ozonului și cerințele pentru operatorii speciali. Tratarea apelor uzate cu ozon necesită utilizarea unui generator de ozon , care decontaminează apa pe măsură ce bulele de ozon se filtrează prin rezervor.
Membranele pot fi și dezinfectante eficiente, deoarece acționează ca bariere, evitând trecerea microorganismelor. Ca rezultat, efluentul final poate fi lipsit de organisme patogene, în funcție de tipul de membrană utilizată. Acest principiu este aplicat în bioreactoarele cu membrană .
Îndepărtarea nutrienților biologici
Canalizarea poate conține niveluri ridicate de nutrienți azot și fosfor . Valorile tipice pentru încărcăturile de nutrienți pe persoană și concentrațiile de nutrienți în canalizarea brută din țările în curs de dezvoltare au fost publicate după cum urmează: 8 g / persoană / zi pentru azot total (45 mg / L), 4,5 g / persoană / zi pentru amoniac -N (25 mg / L) și 1,0 g / persoană / zi pentru fosfor total (7 mg / L). Intervalele tipice pentru aceste valori sunt: 6-10 g / persoană / zi pentru azot total (35-60 mg / L), 3,5-6 g / persoană / zi pentru amoniac-N (20-35 mg / L) și 0,7 -2,5 g / persoană / zi pentru fosfor total (4-15 mg / L).
Eliberarea excesivă în mediu poate duce la poluarea cu nutrienți , care se poate manifesta prin eutrofizare . Acest proces poate duce la înflorirea algelor , la o creștere rapidă și, mai târziu, la descompunerea populației de alge. Pe lângă provocarea dezoxigenării, unele specii de alge produc toxine care contaminează aprovizionarea cu apă potabilă .
Azotul amoniacal, sub formă de amoniac liber (NH 3 ), este toxic pentru pești. Azotul amoniacal, transformat în nitriți și ulterior în nitrați într-un corp de apă, în procesul de nitrificare, este asociat cu consumul de oxigen dizolvat. Nitriții și nitrații pot avea, de asemenea, o semnificație pentru sănătatea publică dacă concentrațiile sunt mari în apa potabilă , din cauza unei boli numite metahemoglobinemie .
Eliminarea fosforului este importantă deoarece fosforul este un nutrient limitativ pentru creșterea algelor în multe sisteme de apă dulce. Prin urmare, un exces de fosfor poate duce la eutrofizare. De asemenea, este deosebit de important pentru sistemele de reutilizare a apei în care concentrațiile ridicate de fosfor pot duce la murdărirea echipamentelor din aval, cum ar fi osmoza inversă .
O serie de procese de tratament sunt disponibile pentru a elimina azotul și fosforul. Îndepărtarea nutrienților biologici (BNR) este considerată de unii ca un tip de proces de tratament secundar, iar de alții ca un proces de tratament terțiar (sau „avansat”).
Eliminarea azotului
Azotul este îndepărtat prin oxidarea biologică a azotului din amoniac în azotat ( nitrificare ), urmată de denitrificare , reducerea azotatului în azot gazos. Azotul gazos este eliberat în atmosferă și astfel eliminat din apă.
Nitrificarea în sine este un proces aerob în doi pași, fiecare etapă facilitată de un tip diferit de bacterii. Oxidarea amoniacului (NH 4 + ) în nitriți (NO 2 - ) este cel mai adesea facilitată de bacterii precum Nitrosomonas spp. („nitrozo” referindu-se la formarea unei grupări nitro- funcționale). Oxidarea nitriților în nitrați (NO 3 - ), deși în mod tradițional se crede că este facilitată de Nitrobacter spp. (nitro care face referire la formarea unei grupări nitro funcționale ), este acum cunoscut a fi facilitat în mediu predominant de Nitrospira spp.
Denitrificarea necesită condiții anoxice pentru a încuraja comunitățile biologice adecvate să se formeze. „Condiții anoxice” se referă la o situație în care oxigenul este absent, dar este prezent nitrat. Denitrificarea este facilitată de o mare diversitate de bacterii. Procesul de nămol activat , filtrele de nisip , iazurile de stabilizare a deșeurilor , zonele umede construite și alte procese pot fi toate utilizate pentru a reduce azotul. Deoarece denitrificarea este reducerea azotatului la gaz dinitrogen (azot molecular), este necesar un donator de electroni . Aceasta poate fi, în funcție de apele uzate, materie organică (din canalizare), sulfură sau un donator adăugat, cum ar fi metanolul . Nămolul din rezervoarele anoxice (rezervoare de denitrificare) trebuie amestecat bine (amestec de lichior amestecat recirculat, nămol activat de retur și influență brută), de exemplu, folosind mixere submersibile pentru a realiza denitrificarea dorită.
De-a lungul timpului, diferite configurații de tratament pentru procesele de nămol activate au evoluat pentru a atinge niveluri ridicate de eliminare a azotului. O schemă inițială, Procesul Ludzack – Ettinger, a plasat o zonă de tratament anoxic înaintea rezervorului de aerare și a clarificatorului, folosind nămolul activat de retur (RAS) de la clarificator ca sursă de nitrat. Canalizarea (fie brută, fie ca efluent din clarificarea primară) servește ca sursă de electroni pentru bacteriile facultative de a metaboliza carbonul, folosind azotatul anorganic ca sursă de oxigen în loc de oxigen molecular dizolvat. Această schemă de denitrificare a fost limitată în mod natural la cantitatea de azotat solubil prezentă în RAS. Reducerea nitraților a fost limitată, deoarece rata RAS este limitată de performanța clarificatorului.
„Procesul Ludzak – Ettinger modificat” (MLE) este o îmbunătățire a conceptului original, deoarece reciclează lichiorul amestecat de la capătul de descărcare al rezervorului de aerare până la capul rezervorului anoxic pentru a furniza o sursă consistentă de azotat solubil pentru facultate. bacterii. În acest caz, canalizarea brută continuă să furnizeze sursa de electroni, iar amestecarea sub-suprafață menține bacteriile în contact atât cu sursa de electroni, cât și cu azotul solubil în absența oxigenului dizolvat.
Există alte configurații de proces, inclusiv rezervoare anoxice înainte și după rezervoare de aerare, cum ar fi variațiile procesului Bardenpho.
Eliminarea fosforului
Studiile privind canalizarea din Statele Unite la sfârșitul anilor 1960 au estimat contribuțiile medii pe cap de locuitor de 500 de grame (18 oz) în urină și fecale, 1.000 de grame (35 oz) în detergenți sintetici și cantități variabile mai mici utilizate ca substanțe chimice de coroziune și de control al scării în aprovizionarea cu apă . Controlul sursei prin formulări alternative de detergenți a redus ulterior cea mai mare contribuție, dar în mod natural conținutul de fosfor din urină și fecale a rămas neschimbat.
Fosforul poate fi îndepărtat biologic într-un proces numit îndepărtare biologică îmbunătățită a fosforului . În acest proces, bacteriile specifice, numite organisme care acumulează polifosfați (PAO), sunt îmbogățite selectiv și acumulează cantități mari de fosfor în celulele lor (până la 20 la sută din masa lor).
Eliminarea fosforului poate fi realizată și prin precipitații chimice , de obicei cu săruri de fier (de exemplu, clorură ferică ) sau aluminiu (de exemplu, alum ) sau var. Acest lucru poate duce la o producție mai mare de nămol, deoarece hidroxizii precipită și substanțele chimice adăugate pot fi costisitoare. Îndepărtarea chimică a fosforului necesită o amprentă semnificativ mai mică a echipamentului decât îndepărtarea biologică, este mai ușor de operat și este adesea mai fiabilă decât îndepărtarea biologică a fosforului. O altă metodă pentru îndepărtarea fosforului este utilizarea lateritei granulare sau zeolitului .
Unele sisteme folosesc atât îndepărtarea biologică a fosforului, cât și eliminarea chimică a fosforului. Eliminarea chimică a fosforului în aceste sisteme poate fi utilizată ca sistem de rezervă, pentru utilizare atunci când îndepărtarea biologică a fosforului nu îndepărtează suficient fosfor sau poate fi utilizată continuu. În ambele cazuri, utilizarea îndepărtării biologice și chimice a fosforului are avantajul de a nu crește producția de nămol la fel de mult ca îndepărtarea chimică a fosforului de la sine, cu dezavantajul costului inițial crescut asociat instalării a două sisteme diferite.
Odată îndepărtat, fosforul, sub forma unui nămol de canalizare bogat în fosfat , poate fi trimis la depozitele de deșeuri sau utilizat ca îngrășământ în amestec cu alte nămoluri de canalizare digerate. În ultimul caz, nămolul de epurare tratat este, de asemenea, uneori denumit biosolid.
A patra etapă de tratament
Micropoluanții, cum ar fi produsele farmaceutice, ingredientele produselor chimice de uz casnic, substanțele chimice utilizate în întreprinderi mici sau industrii, poluanții farmaceutici persistenți ai mediului (EPPP) sau pesticidele nu pot fi eliminați în procesele de tratare a apelor uzate frecvent utilizate (tratament primar, secundar și terțiar) și, prin urmare, poluarea apei. Deși concentrațiile acestor substanțe și produsele lor de descompunere sunt destul de scăzute, există încă șanse de a dăuna organismelor acvatice. Pentru produsele farmaceutice , următoarele substanțe au fost identificate ca „relevante toxicologic”: substanțe cu efecte perturbatoare endocrine , substanțe genotoxice și substanțe care sporesc dezvoltarea rezistențelor bacteriene . Acestea aparțin în principal grupului EPPP.
Tehnici de eliminare a micropoluanților printr-o a patra etapă de tratare în timpul epurării apelor reziduale sunt implementate în Germania, Elveția, Suedia și Olanda, iar testele sunt în curs de desfășurare în alte câteva țări. Astfel de etape de proces constau în principal din filtre cu cărbune activ care adsorb micropoluanții. Combinația de oxidare avansată cu ozon urmată de cărbune activ granular (GAC) a fost sugerată ca o combinație de tratament rentabilă pentru reziduurile farmaceutice. Pentru o reducere completă a microplastelor, a fost sugerată combinația de ultrafiltrare urmată de GAC. De asemenea, utilizarea enzimelor precum lacaza secretată de ciuperci este în curs de investigare. Celulele biocombustibile microbiene sunt investigate pentru proprietatea lor de a trata materia organică din canalizare.
Pentru a reduce produsele farmaceutice din corpurile de apă, măsurile de „control al sursei” sunt, de asemenea, în curs de investigare, cum ar fi inovațiile în dezvoltarea medicamentelor sau manipularea mai responsabilă a medicamentelor. În SUA, inițiativa națională Take Back Initiative este un program voluntar cu publicul larg, care încurajează oamenii să returneze medicamentele în exces sau expirate și să evite deversarea acestora în sistemul de canalizare.
Tratarea și eliminarea nămolului
Tratarea nămolului de canalizare descrie procesele utilizate pentru gestionarea și eliminarea nămolurilor de canalizare produse în timpul tratamentului de canalizare. Nămolul este în mare parte apă, cu anumite cantități de material solid îndepărtat din canalizarea lichidă. Nămolul primar include solide solubile îndepărtate în timpul tratamentului primar în clarificatoare primare . Nămolul secundar este nămolul separat în clarificatoare secundare care sunt utilizate în bioreactoare de tratament secundare sau procese care utilizează agenți de oxidare anorganici . În procesele intensive de tratare a apelor uzate, în mare parte aerobe (cum ar fi procesul de nămol activat ), nămolul este îndepărtat continuu sau frecvent din linia lichidă, pentru a menține procesele de tratare în echilibru: producția de nămol ar trebui să fie aproximativ egală cu îndepărtarea nămolului. Nămolul îndepărtat din linia de lichid merge la linia de tratare a nămolului. Pe de altă parte, în procesele de tratare extinse (naturale), precum iazurile și zonele umede construite , nămolul produs rămâne acumulat în unitățile de tratare și este îndepărtat numai după câțiva ani de funcționare.
Tratamentul cu nămol se concentrează pe reducerea greutății și volumului nămolului pentru a reduce costurile de transport și eliminare și pe reducerea riscurilor potențiale pentru sănătate ale opțiunilor de eliminare. Îndepărtarea apei este principalul mijloc de reducere a greutății și a volumului, în timp ce distrugerea agenților patogeni se realizează frecvent prin încălzire în timpul digestiei termofile, compostării sau incinerării . Alegerea unei metode de tratare a nămolului depinde de volumul de nămol generat și de compararea costurilor de tratament necesare pentru opțiunile de eliminare disponibile. Uscarea aerului și compostarea pot fi atractive pentru comunitățile rurale, în timp ce disponibilitatea limitată a terenului poate face digestia aerobă și deshidratarea mecanică preferabilă pentru orașe, iar economiile de scară pot încuraja alternative de recuperare a energiei în zonele metropolitane.Impacturile asupra mediului
Stațiile de tratare a apelor reziduale pot avea efecte semnificative asupra stării biotice a apelor primitoare și pot provoca o oarecare poluare a apei, mai ales dacă procesul de tratare utilizat este doar de bază. De exemplu, pentru stațiile de epurare fără eliminarea nutrienților, eutrofizarea corpurilor de apă primitoare poate fi o problemă.
Reutilizați
Irigare
Din ce în ce mai mult, oamenii folosesc canalizări tratate sau chiar netratate pentru irigare pentru a produce recolte. Orașele oferă piețe profitabile pentru produsele proaspete, deci sunt atractive pentru fermieri. Deoarece agricultura trebuie să concureze pentru resurse de apă din ce în ce mai rare cu utilizatorii industriali și municipali, deseori nu există o alternativă pentru fermieri decât să folosească apa poluată cu canalizare direct pentru a-și uda culturile. Pot exista pericole semnificative pentru sănătate legate de utilizarea apei încărcate cu agenți patogeni în acest mod. Organizația Mondială a Sănătății a elaborat linii directoare pentru utilizarea sigură a apelor uzate în 2006. Aceștia pledează pentru o abordare „cu bariere multiple” a utilizării apelor uzate, unde fermierii sunt încurajați să adopte diferite comportamente de reducere a riscurilor. Acestea includ încetarea irigării cu câteva zile înainte de recoltare pentru a permite agenților patogeni să moară în lumina soarelui, aplicarea cu atenție a apei, astfel încât să nu contamineze frunzele susceptibile de a fi consumate crude, curățarea legumelor cu dezinfectant sau lăsarea nămolului fecal utilizat în agricultură să se usuce înainte de a fi utilizat ca gunoi de grajd uman.
Apă recuperată
Situație globală
Înainte de secolul al XX-lea în Europa, canalizările de obicei deversate într-un corp de apă, cum ar fi un râu, un lac sau un ocean. Nu a existat niciun tratament, așa că defalcarea deșeurilor umane a fost lăsată pe seama ecosistemului . Acest lucru ar putea duce la rezultate satisfăcătoare dacă capacitatea asimilativă a ecosistemului este suficientă, ceea ce în zilele noastre nu este adesea cazul datorită creșterii densității populației.
Astăzi, situația din zonele urbane din țările industrializate este de obicei că canalele de canalizare își direcționează conținutul către o stație de epurare, mai degrabă decât direct către un corp de apă. Cu toate acestea, în multe țări în curs de dezvoltare , cea mai mare parte a apelor uzate municipale și industriale sunt deversate în râuri și ocean fără niciun tratament sau numai după tratamentul preliminar sau numai tratamentul primar. Acest lucru poate duce la poluarea apei . Există puține cifre fiabile cu privire la ponderea apelor uzate colectate în canalizare care sunt tratate în lume. O estimare globală a PNUD și ONU-Habitat în 2010 a fost că 90% din toate apele uzate generate sunt eliberate în mediu netratate. Un studiu mai recent din 2021 a estimat că la nivel global, aproximativ 52% din canalizare este tratată. Cu toate acestea, ratele de tratare a apelor uzate sunt foarte inegale pentru diferite țări din întreaga lume. De exemplu, în timp ce țările cu venituri mari tratează aproximativ 74% din canalizarea lor, țările în curs de dezvoltare tratează în medie doar 4,2%.
Programul comun de monitorizare (JMP) pentru alimentarea cu apă și canalizarea de către OMS și UNICEF raportează în 2021 că 82% dintre persoanele cu conexiuni de canalizare sunt conectate la stații de epurare care oferă cel puțin tratament secundar. Cu toate acestea, această valoare variază foarte mult între regiuni. De exemplu, în Europa, America de Nord, Africa de Nord și Asia de Vest, un total de 31 de țări au tratat universal (> 99%) apele uzate. Cu toate acestea, în Albania, Bermuda, Macedonia de Nord și Serbia „mai puțin de 50% din apele uzate canalizate au fost tratate secundar sau mai bine”, iar în Algeria, Liban și Libia valoarea a fost mai mică de 20% din apele uzate canalizate care erau tratate. Raportul a constatat, de asemenea, că "la nivel global, 594 de milioane de oameni au conexiuni de canalizare care nu primesc suficientă tratare. Multe mai multe sunt conectate la stații de tratare a apelor uzate care nu asigură un tratament eficient sau care respectă cerințele privind efluenții".
Obiective globale
Obiectivul de dezvoltare durabilă 6 are un obiectiv 6.3 care este formulat după cum urmează: „Până în 2030, îmbunătățiți calitatea apei prin reducerea poluării, eliminarea deversării și reducerea la minimum a emisiilor de substanțe chimice și materiale periculoase, reducerea la jumătate a proporției apelor uzate netratate și creșterea substanțială a reciclării și refolosirii sigure la nivel global . " Indicatorul corespunzător 6.3.1 este „proporția apelor uzate tratate în condiții de siguranță”.
Datele din 2020 au arătat că există încă prea multe ape uzate menajere necolectate: doar 66% din toate debitele menajere de apă uzată au fost colectate la instalațiile de epurare în 2020 (acest lucru este determinat din datele din 128 de țări). Pe baza datelor din 42 de țări din 2015, raportul a afirmat că „32 la sută din toate fluxurile de ape uzate generate din surse punctuale au primit cel puțin o anumită epurare”. Pentru canalizarea care a fost într-adevăr colectată la stațiile de epurare centralizate, aproximativ 79% au continuat să fie tratate în siguranță în 2020.
Istorie
Istoria epurării apelor reziduale a avut următoarele evoluții: A început cu aplicarea terenurilor ( ferme de epurare ) în anii 1840 în Anglia, urmată de tratarea chimică și sedimentarea apelor uzate în rezervoare, apoi tratamentul biologic la sfârșitul secolului al XIX-lea, ceea ce a dus la dezvoltarea procesul de nămol activat începând din 1912.
Abia la sfârșitul secolului al XIX-lea a devenit posibilă tratarea apelor uzate prin descompunerea biologică a componentelor organice prin utilizarea microorganismelor și îndepărtarea poluanților. Tratarea terenurilor devenea, de asemenea, din ce în ce mai puțin fezabilă, pe măsură ce orașele au crescut și volumul de canalizare produsă nu a mai putut fi absorbit de terenurile agricole de la periferie.
Edward Frankland a efectuat experimente la ferma de canalizare din Croydon , Anglia, în anii 1870 și a reușit să demonstreze că filtrarea apelor uzate prin pietriș poros a produs un efluent nitrificat (amoniacul a fost transformat în azotat) și că filtrul a rămas neclar pe perioade lungi de timp. Aceasta a stabilit posibilitatea revoluționară de atunci de tratare biologică a apelor uzate folosind un pat de contact pentru oxidarea deșeurilor. Acest concept a fost preluat de către chimistul șef al London Metropolitan Board of Works , William Libdin, în 1887:
- ... după toate probabilitățile, adevăratul mod de purificare a apelor uzate ... va fi mai întâi să separe nămolul, apoi să se transforme în efluent neutru ... să îl păstreze o perioadă suficientă, timp în care ar trebui să fie complet aerat și, în cele din urmă, descărcați-l în curent într-o stare purificată. Aceasta este într-adevăr ceea ce se urmărește și se realizează imperfect într-o fermă de canalizare.
Reguli
În majoritatea țărilor, colectarea și tratarea apelor uzate sunt supuse reglementărilor și standardelor locale și naționale .
După țară
Prezentare generală
Europa
Asia
India
Japonia
Africa
Libia
În Libia, tratarea apelor uzate municipale este gestionată de compania generală pentru apă și ape uzate din Libia, care intră în competența Ministerului Guvernului pentru Locuințe și Utilități. Există aproximativ 200 de stații de epurare în întreaga țară, dar puține centrale funcționează. De fapt, cele 36 de plante mai mari se află în marile orașe; cu toate acestea, doar nouă dintre acestea sunt operaționale, iar restul sunt în reparații.
Cele mai mari stații de tratare a apelor uzate din exploatare sunt situate în Sirte, Tripoli și Misurata, cu o capacitate de proiectare de 21.000, 110.000 și, respectiv, 24.000 m3 / zi. Mai mult, majoritatea instalațiilor de apă uzată rămase sunt centrale mici și mijlocii, cu o capacitate de proiectare de aproximativ 370 până la 6700 m3 / zi. Prin urmare, 145.800 m3 / zi sau 11 la sută din apele uzate sunt de fapt tratate, iar celelalte rămase sunt eliberate în ocean și lagune artificiale, deși nu sunt tratate. De fapt, stațiile de tratare a apelor uzate neoperatorii din Tripoli duc la o deversare de peste 1.275.000 de metri cubi de apă neprocesată în ocean în fiecare zi.America
Statele Unite
Vezi si
- Sistem descentralizat de ape uzate
- Lista celor mai mari stații de epurare a apelor uzate
- Lista aprovizionării cu apă și canalizare pe țări
- Recuperarea și reutilizarea nutrienților: producerea nutrienților agricoli din canalizare
- Organisme implicate în purificarea apei
- Inginerie Sanitară
- Eliminarea deșeurilor
Referințe
linkuri externe
- Federația pentru Mediul Apei - Asociație profesională axată pe epurarea apelor uzate municipale