Inafasiriwa moja kwa moja kutoka kwa Wikipedia ya Kiingereza na Tafsiri ya Google

Matibabu ya maji taka

Mazao ya matibabu ya maji taka katika Massachusetts , Marekani

Matibabu ya maji taka ni mchakato wa kuondoa uchafu kutoka maji machafu , hasa kutokana na maji taka ya kaya. Inajumuisha michakato ya kimwili, kemikali, na kibaiolojia ili kuondoa uchafu huu na kuzalisha maji machafu yanayotokana na mazingira yaliyo salama (au kutibiwa kwa maji ). A-bidhaa ya matibabu ya maji taka ni kawaida taka au slurry ya nusu imara, inayoitwa sludge ya maji taka , ambayo inapaswa kutibiwa zaidi kabla ya kustahili kupitishwa au matumizi ya ardhi.

Matibabu ya maji taka yanaweza pia kutumiwa kama matibabu ya maji machafu , ingawa mwisho ni muda mrefu ambao unaweza pia kutumika kwa maji machafu tu ya viwanda. Kwa miji mingi, mfumo wa maji taka pia utakuwa na uwiano wa maji taka ya viwanda kwa mimea ya matibabu ya maji taka ambao kwa kawaida hupata ufanisi wa maandalizi katika viwanda vya wenyewe ili kupunguza mzigo unaosababishwa. Ikiwa mfumo wa maji taka ni mgawanyiko wa maji mchanganyiko basi pia utakuwa na maji ya mijini (maji ya dhoruba) kwenye mmea wa matibabu ya maji taka. Maji ya maji taka yanaweza kusafiri kwa mimea ya matibabu kupitia mabomba na katika mtiririko wa kusaidiwa na mvuto na pampu . Sehemu ya kwanza ya kufuta maji taka kwa kawaida hujumuisha skrini ya bar ili kuchuja vilivyo na vitu vingi ambavyo vinakusanywa kwenye dumpsters na kupatikana katika kufungia ardhi. Mafuta na mafuta pia huondolewa kabla ya matibabu ya msingi ya maji taka.

Yaliyomo

Terminology

Neno "mimea ya matibabu ya maji taka" (au "kazi za matibabu ya maji taka" katika baadhi ya nchi) ni leo leo mara nyingi hubadilishwa na neno "kupanda kwa maji taka ". [1]

Maji taka yanaweza kutibiwa karibu na mahali ambapo maji taka yameundwa, ambayo inaweza kuitwa "mfumo wa urithi" au hata mfumo wa "kwenye tovuti" (katika mizinga ya septic , biofilters au mifumo ya matibabu ya aerobic ). Vinginevyo, maji taka yanaweza kukusanywa na kusafirishwa na mtandao wa mabomba na vituo vya pampu kwenye mmea wa matibabu ya manispaa. Hii inaitwa mfumo "wa kati" (tazama pia maji taka na mabomba na miundombinu ).

Mwanzo wa maji taka

Maji taka yanatokana na vituo vya makazi, taasisi, biashara na viwanda. Inajumuisha nyumbani taka kioevu kutoka vyoo , bafu , kuoga , jikoni , na sinks ya kuondoa maji katika mifereji ya maji machafu . Katika maeneo mengi, maji taka pia yanajumuisha taka ya kioevu kutoka kwa viwanda na biashara. Kugawanyika na kukimbia taka ya kaya ndani ya maji ya maji na maji nyeusi ni kuwa kawaida zaidi katika ulimwengu ulioendelezwa, na maji yaliyotumiwa ya maji yaliyoruhusiwa kutumika kwa ajili ya kumwagilia mimea au kuchapishwa kwa ajili ya kusafirisha vyoo.

Maji taka kuchanganya na maji ya mvua

Maji taka yanaweza kujumuisha maji ya mvua au mijini . Mifumo ya uchapaji inayoweza kushughulikia maji ya dhoruba inajulikana kama mifumo ya maji taka ya pamoja . Mpangilio huu ulikuwa wa kawaida wakati mifumo ya maji taka ya mijini ilipangwa kwanza, mwishoni mwa karne ya 19 na mapema ya karne ya 20. [2] : 119 Mizigo ya maji machafu ya pamoja inahitaji vituo vya matibabu vingi na vya gharama kubwa zaidi kuliko maji machafu ya usafi . Vipimo vingi vya mbio za dhoruba vinaweza kuzidisha mfumo wa matibabu ya maji taka, kusababisha kuacha au kufurika. Mifereji ya maji machafu ni ya kawaida sana kuliko maji taka ya pamoja, na haijatengenezwa kusafirisha maji ya dhoruba. Matumizi ya maji taka ghafi yanaweza kutokea ikiwa infiltration / inflow nyingi (dilution kwa maji ya dhoruba na / au chini ya ardhi) inaruhusiwa kwenye mfumo wa usafi wa maji taka. Jumuiya zilizo na miji ya katikati ya karne ya 20 au baadaye zimejenga mifumo tofauti ya maji taka (maji taka ya maji safi) na maji ya dhoruba, kwa sababu mvua husababisha mtiririko wa kutofautiana, kupunguza ufanisi wa kupanda matibabu ya maji taka. [3]

Kama mvua husafiri juu ya paa na ardhi, inaweza kuchukua uchafu mbalimbali ikiwa ni pamoja udongo chembe na mengine masimbi , metali nzito , misombo ya kikaboni , taka za wanyama, na mafuta na grisi . Baadhi ya mamlaka zinahitaji maji ya dhoruba ili kupata kiwango cha matibabu kabla ya kutolewa moja kwa moja ndani ya maji. Mifano ya michakato ya matibabu inayotumiwa kwa maji ya dhoruba ni pamoja na mabonde ya uhifadhi , maeneo ya mvua , vifuniko vya kuzikwa na aina mbalimbali za filters za vyombo vya habari , na vijengezi vya vortex (ili kuondoa solids coarse). [4]

Viwanda effluent

Katika nchi zinazoendelezwa sana, viwanda vyenye maji ya kawaida hupokea angalau maandamano ikiwa sio matibabu kamili katika viwanda vya wenyewe ili kupunguza mzigo unaosababishwa, kabla ya kutokwa kwa maji taka. Utaratibu huu huitwa matibabu ya maji machafu ya maji au utunzaji wa maji. Hali hiyo haifai kwa nchi nyingi zinazoendelea ambapo maji taka ya viwanda yanaweza kuingia katika maji taka ikiwa iko, au hata mwili wa maji ya kupokea, bila ya kuambukizwa.

Maji ya maji machafu yanaweza kuwa na uchafuzi ambao hauwezi kuondolewa na matibabu ya kawaida ya maji taka. Pia, mtiririko wa kutofautiana wa taka za viwanda zinazohusishwa na mizunguko ya uzalishaji inaweza kuharibu mienendo ya idadi ya watu ya vitengo vya matibabu, kama vile mchakato wa sludge ulioamilishwa .

Tatua hatua

maelezo ya jumla

Ukusanyaji wa maji taka na matibabu ni kawaida chini ya kanuni za mitaa, serikali na shirikisho.

Kuchukua maji ya taka kwa lengo la kuzalisha majivu ambayo yatatenda kama madhara madogo iwezekanavyo wakati wa kuruhusiwa kwenye mazingira ya jirani, na hivyo kuzuia uchafuzi wa mazingira ikilinganishwa na kutolewa kwa maji machafu yasiyojibiwa na mazingira. [5]

Matibabu ya maji taka yanahusisha hatua tatu, inayoitwa matibabu ya msingi, ya sekondari na ya juu.

  • Matibabu ya msingi ni kwa muda wa kushikilia maji taka ndani ya bonde la maji ambako maji yenye nguvu yanaweza kukaa chini wakati mafuta, mafuta na nyasi nyepesi hupanda juu. Vifaa vya makazi na vilivyozunguka vinaondolewa na kioevu kilichobaki kinaweza kutolewa au kinakabiliwa na matibabu ya pili. Baadhi ya mimea ya matibabu ya maji taka ambayo ni kushikamana na mifumo ya maji taka ya pamoja ina upangilio wa upungufu baada ya kitengo cha matibabu cha msingi. Hii ina maana kwamba wakati wa matukio makubwa ya mvua, mifumo ya matibabu ya sekondari na ya juu inaweza kupunguzwa ili kuwalinda kutokana na upunguzaji wa majimaji, na mchanganyiko wa maji taka na maji ya mvua hupata matibabu ya msingi.
  • Matibabu ya sekondari huondoa suala la kufutwa na kusimamishwa kibaiolojia. Matibabu ya kawaida hufanyika kwa viumbe vyenye asili , vyenye maji vyenye maji. Matibabu ya sekondari inaweza kuhitaji mchakato wa kujitenga ili kuondoa viumbe vidogo kutoka maji yaliyotumika kabla ya kutolewa au matibabu ya juu.
  • Matibabu ya juu wakati mwingine hufafanuliwa kuwa kitu chochote zaidi kuliko matibabu ya msingi na ya sekondari ili kuruhusu ejection kwenye mazingira ya nyeti au yenye tete (majini, mito ya chini, miamba ya matumbawe, ...). Maji yaliyotumiwa wakati mwingine hutenganishwa na kemikali au kimwili (kwa mfano, kwa lagoons na microfiltration ) kabla ya kutokwa katika mto , mto , bay , lago au wetland , au inaweza kutumika kwa ajili ya umwagiliaji wa golf, njia ya kijani au hifadhi. Ikiwa ni safi kwa kutosha, inaweza pia kutumika kwa ajili ya recharge ya maji ya chini au malengo ya kilimo.
Mchoro wa mtiririko wa mchakato rahisi wa mimea ya kawaida ya matibabu
Mchoro wa mtiririko wa mchakato wa mimea ya kawaida ya matibabu kupitia mtiririko wa vijiji uliojengwa maeneo ya mvua (SFCW)

Pretreatment

Matayarisho ya awali kuondosha vifaa vyote ambayo inaweza kwa urahisi zilizokusanywa kutoka maji taka mbichi kabla kuharibu au kuziba pampu na mistari maji taka za matibabu ya msingi clarifiers . Vitu vingi vinavyoondolewa wakati wa maandamano yanajumuisha takataka, miguu ya miguu, majani, matawi, na vitu vingine vingi.

Mvuto katika maji ya maji taka hupita kupitia skrini ya bar ili kuondoa vitu vyote vikubwa kama makopo, vijiti, vijiti, pakiti za plastiki nk zinazotekelezwa katika mtoko wa maji taka. [6] Hii hufanyika mara kwa mara na skrini ya kioo iliyopangwa kwa njia ya mitambo ya mimea ya kisasa inayohudumia idadi kubwa, wakati katika mimea ndogo au chini ya kisasa, skrini iliyosafishwa kwa kibinadamu inaweza kutumika. Kazi ya kukata ya skrini ya bar ya mitambo ni kawaida iliyopangwa kulingana na mkusanyiko kwenye skrini za bar na / au kiwango cha mtiririko. Vipande vilikusanywa na baadaye hupotezwa katika kufuta, au kuharibiwa. Viwambo vya bar au skrini za mesh za ukubwa tofauti zinaweza kutumika ili kuboresha kuondolewa kwa solidi. Ikiwa besi kali haziondolewa, huingizwa kwenye mabomba na kusonga sehemu za mmea wa matibabu, na inaweza kusababisha uharibifu mkubwa na ufanisi katika mchakato huo. [7] : 9

Utoaji wa Grit

Utunzaji wa kifedha unaweza kuhusisha kituo cha mchanga au grit, ambapo kasi ya maji taka inayoingia hurekebishwa ili kuruhusu makazi ya mchanga, grit, mawe, na kioo kilichovunjika. Chembe hizi huondolewa kwa sababu zinaweza kuharibu pampu na vifaa vingine. Kwa mifumo ndogo ya maji taka ya maji taka, vyumba vya grit huenda hazihitajika, lakini kuondolewa kwa grit ni muhimu kwa mimea kubwa. [7] Vyumba vya grit vinakuja katika aina 3: vyumba vyenye usawa, vyumba vya grit vilivyo na vyumba vortex. Mchakato huu huitwa sedimentation.

Mtiririko equalization

Clarifiers na matibabu sekondari matibabu ni ufanisi zaidi chini ya hali ya mtiririko sare. Mabonde ya usawazishaji yanaweza kutumiwa kwa uhifadhi wa muda wa milima ya mtiririko wa diurali au mvua. Mabonde hutoa nafasi ya kushikilia maji taka ya muda mfupi wakati wa matengenezo ya mimea na njia za kuondokana na kusambaza ugavi wa kundi wa taka au sumu yenye nguvu ambayo inaweza kuzuia matibabu ya sekondari ya kibiolojia (ikiwa ni pamoja na taka ya choo, chombo cha gari na mabomba ya maji taka) . Mabonde ya usawa wa mtiririko yanahitaji udhibiti wa kutekelezwa kwa kutofautiana, kwa kawaida ni pamoja na masharti ya kupitisha na kusafisha, na pia yanaweza kuingiza aerators. Kusafisha kunaweza kuwa rahisi ikiwa bonde liko chini ya uchunguzi na kuondolewa kwa grit. [8]

Mafuta na grisi kuondolewa

Katika baadhi ya mimea kubwa, mafuta na mafuta huondolewa kwa kupitisha maji taka kwa njia ya tank ndogo ambako wachunguzi hukusanya mafuta yanayozunguka juu ya uso. Vipu vya hewa katika msingi wa tank pia vinaweza kutumika kusaidia kurejesha mafuta kama baridi. Mimea mingi, hata hivyo, hutumia clarifiers ya msingi na wachunguzi wa uso wa mitambo kwa ajili ya kuondolewa mafuta na mafuta.

Msingi wa Matibabu

Mizinga ya matibabu ya msingi huko Oregon, USA.

Katika hatua ya msingi ya mchanga , maji taka hutembea kupitia mizinga mikubwa, ambayo hujulikana kama "mabwawa ya kabla ya kukamilisha", "mizinga ya msingi ya kupungua" au " clarifiers ya msingi". [9] Mizinga hutumiwa kukaa sludge wakati mafuta na mafuta hupanda juu na hupigwa mbali. Mizinga ya kuimarisha kwa kawaida ni pamoja na vifaa vya scrapers ambazo zinaendeshwa kwa njia ya uendeshaji ambazo zinaendelea kuendesha sludge zilizokusanywa kuelekea holi kwenye msingi wa tank ambapo hupandwa kwa vifaa vya matibabu ya sludge. [7] : 9-11 Gesi na mafuta kutoka kwenye nyenzo zinazozunguka wakati mwingine zinaweza kupatikana kwa saponification (kufanya sabuni).

Tiba ya Sekondari

Matibabu ya sekondari yamepangwa kuharibu kiini kiini cha maji taka ambazo zinatokana na taka za binadamu, taka ya chakula, sabuni na sabuni. Wengi wa mimea ya manispaa hutumia pombe za maji taka za makazi kwa kutumia michakato ya kibiolojia ya aerobic. Ili kuwa na ufanisi, biota inahitaji wote oksijeni na chakula kuishi. Bakteria na protozoa hutumia uchafuzi wa kikaboni unaosababishwa na kioevu (kwa mfano sukari , mafuta, molekuli za kikaboni za kaboni , kadhalika) na kumfunga sehemu ndogo ndogo za mumunyifu kwenye floc .

Mifumo ya matibabu ya sekondari huwekwa kama filamu ya fasta au mifumo ya ukuaji wa kusimamishwa.

  • Filamu zisizohamishika au mifumo ya ukuaji wa masharti ni pamoja na filters zilizopangwa , maeneo ya misitu , mabwawa ya bio, na washirika wanaozunguka kibaiolojia , ambapo mimea inakua juu ya vyombo vya habari na maji taka hupita juu ya uso wake. [7] : 11-13 Kanuni ya fasta-filamu imeendelezwa zaidi katika Reactors ya Moving Bed Biofilm (MBBR) [10] na michakato ya Integrated Fixed-Film Activated Sludge (IFAS). [11] Mfumo wa MBBR unahitaji mguu mdogo kuliko mifumo ya ukuaji wa kusimamishwa. [12]
  • Mifumo ya ukuaji wa kusitishwa inajumuisha sludge iliyoamilishwa , ambapo biomass huchanganywa na maji taka na inaweza kuendeshwa katika nafasi ndogo kuliko vichujio vilivyotembea vinavyotumia kiasi sawa cha maji. Hata hivyo, mifumo ya fasta-filamu ina uwezo zaidi wa kukabiliana na mabadiliko makubwa katika kiasi cha nyenzo za kibiolojia na inaweza kutoa viwango vya juu vya kuondolewa kwa vifaa vya kikaboni na solidi zilizosimamishwa kuliko mifumo ya ukuaji wa kusimamishwa. [7] : 11-13
Wafafanuzi wa Sekondari katika mmea wa matibabu ya vijijini.

Mbinu nyingine za matibabu ya sekondari ni pamoja na ufafanuzi wa sekondari ili kutatua na kutenganisha floc ya kibaiolojia au nyenzo za chujio zilizopandwa katika bioreactor ya matibabu ya sekondari.

Matibabu ya juu

Madhumuni ya matibabu ya juu ni kutoa hatua ya mwisho ya matibabu ili kuboresha ubora wa maji kabla ya kutolewa kwenye mazingira ya kupokea (bahari, mto, ziwa, ardhi ya mvua, ardhi, nk). Utaratibu wa matibabu ya juu zaidi unaweza kutumika katika mmea wowote wa matibabu. Ikiwa kupunguzwa kwa maradhi ni mazoezi, daima ni mchakato wa mwisho. Pia huitwa "uchafuzi wa uchafu."

Uchapishaji

Ufujaji wa mchanga huondoa mengi ya jambo la kusitishwa lililosimamishwa. [7] : 22-23 Uchafuzi juu ya mkaa , pia unaitwa carbon adsorption, huondoa sumu iliyobaki. [7] : 19

Nyangwa au mabwawa

Mazao ya matibabu ya maji taka na taka katika Hawarett, Washington , Marekani.

Lagoons au mabwawa hutoa makazi na uboreshaji zaidi wa kibaiolojia kupitia kuhifadhi katika mabwawa makubwa au mabichi. Maziwa haya ni aerobic sana na ukoloni na macrophytes asili, hasa mabango, mara nyingi hutia moyo. Small filter-kulisha mgongo kama vile Daphnia na aina ya Rotifera kusaidia sana katika matibabu kwa kuondoa chembe faini.

Biolojia madini kuondolewa

Utoaji wa virutubisho wa kibaiolojia (BNR) unaonekana na wengine kama aina ya mchakato wa matibabu ya sekondari, [1] na wengine kama mchakato wa matibabu ya juu (au "advanced").

Maji ya maji taka yanaweza kuwa na viwango vya juu vya virutubisho vya nitrojeni na fosforasi . Kuondolewa kwa mazingira kwa kiasi kikubwa kunaweza kusababisha mchanganyiko wa virutubisho, unaoitwa eutrophication , ambayo inaweza pia kuhimiza kuongezeka kwa magugu, mwamba , na cyanobacteria (bluu-kijani mwani). Hii inaweza kusababisha bloom ya algal , ukuaji wa haraka kwa idadi ya wakazi. Nambari za mwani haziwezekani na hatimaye wengi wao hufa. Uharibifu wa mwani na bakteria hutumia oksijeni nyingi ndani ya maji ambayo wanyama wengi au wanyama wote wanakufa, ambayo hujenga suala la kikaboni zaidi kwa bakteria kuharibika. Mbali na kusababisha uharibifu wa sumu, aina fulani za algal zinazalisha sumu ambazo zinajisikia vifaa vya maji ya kunywa . Michakato tofauti ya matibabu inahitajika kuondoa nitrojeni na fosforasi.

Kuondolewa kwa nitrojeni

Nitrojeni huondolewa kupitia oksijeni ya kibiolojia ya nitrojeni kutoka kwa amonia hadi nitrati ( nitrification ), ikifuatiwa na kushuhudia , kupunguza nitrate kwa gesi ya nitrojeni. Gesi ya nitrojeni hutolewa kwenye anga na hivyo imeondolewa kwenye maji.

Nitrification yenyewe ni hatua mbili za aerobic mchakato, hatua kila kuwezeshwa na aina tofauti ya bakteria. Oxydation ya amonia (NH 3 ) kwa nitrite (NO 2 - ) mara nyingi huwezeshwa na Nitrosomonas spp. ("nitroso" akimaanisha kuundwa kwa kikundi cha kazi cha nitroso ). Oxydation ya nitititi kwa nitrate (NO 3 - ), ingawa jadi inaaminika kuwezeshwa na Nitrobacter spp. (nitro akimaanisha kuundwa kwa kikundi cha nitro ), sasa inajulikana kuwezeshwa katika mazingira karibu na Nitrospira spp tu.

Denitrification inahitaji hali zenye sumu ili kuhamasisha jumuiya zinazofaa za kibaolojia kuunda. Inasaidiwa na aina mbalimbali za bakteria. Vipu vya mchanga, uvujaji na vitanda vya mabiti vinaweza kutumika kupunguza nitrojeni, lakini mchakato wa sludge ulioamilishwa (ikiwa imeundwa vizuri) unaweza kufanya kazi kwa urahisi zaidi. [7] : 17-18 Kutoka dhibitisho ni kupunguza nitrate kwa gesi ya nitrojeni (nitrojeni), mtoaji wa elektroni inahitajika. Hii inaweza kuwa, kwa kutegemea maji ya taka, suala la kikaboni (kutoka kinyesi), sulfidi , au mtoaji mwingine kama methanol . Sludge katika mizinga ya sumu (mizinga ya denitrification) lazima ichanganyike vizuri (mchanganyiko wa maji ya mchanganyiko iliyochanganywa, kurudi sludge [RAS], na ushawishi mkali) kwa mfano kwa kutumia mixers zinazosababishwa ili kufikia dhibitisho.

Wakati mwingine kubadilika kwa amonia ya sumu kwa nitrate peke yake inajulikana kama matibabu ya juu.

Baada ya muda, utaratibu tofauti wa tiba umebadilishwa kama dhibitisho imekuwa zaidi ya kisasa. Mpango wa awali, Mchakato wa Luzack-Ettinger, uliweka eneo la matibabu ya anoxi kabla ya tank na ufafanuzi wa aeration, kwa kutumia sludge iliyorejeshwa (RAS) kutoka kwa ufafanuzi kama chanzo cha nitrate. Machafu ya maji machafu yanayoathiriwa (ama ghafi au kama majivu kutoka kwa ufafanuzi wa msingi) hutumika kama chanzo cha electron kwa bakteria ya kiutendaji ili kupitisha metaboli kaboni, kwa kutumia nitrati zisizo za asili kama chanzo cha oksijeni badala ya oksijeni ya molekuli iliyoharibika. Mpangilio huu wa dhamana ulikuwa mdogo kwa kiwango cha nitrati zilizopo katika RAS. Upungufu wa asidi ulikuwa mdogo kwa sababu kiwango cha RAS kimepungua na utendaji wa ufafanuzi.

"Mchakato wa Ludzak-Ettinger" (MLE) umebadilishwa ni kuboresha dhana ya awali, kwa kuwa hujenga maji ya mchanganyiko kutoka mwisho wa kutokwa kwa tank kwa kichwa cha tank ya mafuta ili kutoa chanzo thabiti cha nitrate ya mumunyifu kwa chombo bakteria. Katika hali hii, maji machafu ghafi yanaendelea kutoa chanzo cha electron, na kuchanganya chini ya uso ina mabakia katika kuwasiliana na chanzo cha elektroni na nitrate ya mumunyifu kwa kutokuwepo kwa oksijeni iliyoharibika.

Mimea mingi ya matibabu ya maji taka hutumia pampu za centrifugal kuhamisha pombe iliyochanganywa na nitrified kutoka eneo la aeration hadi eneo linalojitokeza kwa dalilifu. Mara hizi pampu hujulikana kama pampu za ndani za Mchanganyiko wa Maziwa ya Mchanganyiko (IMLR). IMLR inaweza kuwa na 200% hadi 400% kiwango cha mtiririko wa maji machafu ya maji machafu (Q.) Hii inaongezea Sludge ya Kurejesha (RAS) iliyotokana na ufafanuzi wa sekondari, ambayo inaweza kuwa Q. 100% (Kwa hiyo, uwezo wa majimaji ya mizinga katika mfumo kama huo unapaswa kushughulikia angalau 400% ya mtiririko wa wastani wa kila mwaka (AADF.) Wakati mwingine, maji machafu ya uchafu au ghafi yanapaswa kuwa kaboni-kuongezewa na kuongeza ya methanol, acetate, au taka rahisi ya chakula (molasses, whey, kupanda wanga) ili kuboresha ufanisi wa matibabu. nyongeza carbon hizi zinapaswa ilichangia katika kubuni upakiaji matibabu kituo ya viumbe hai. [13]

Marekebisho zaidi ya MLE yangekuja: michakato ya Bardenpho na Biodenipho ni pamoja na michakato ya ziada yenye sumu na oxidative ili kuongeza zaidi uongofu wa ion nitrati kwa gesi ya nitrojeni ya molekuli. Matumizi ya tank anaerobic zifuatazo mchakato wa awali wa mafuta hutoa kwa ajili ya upatikanaji wa kifahari ya fosforasi na bakteria, kwa hivyo kupunguza biolojia ya io orthophosphate katika maji yaliyotumiwa. Hata maboresho mapya, kama vile Mchakato wa Anammox , kuzuia uundaji wa nitrate kwenye nitrification ya nitrite, kusukuma suluji iliyojaa mchanganyiko wa nitrijeni kwa matibabu ambapo nitrite hubadilishwa kwa gesi ya nitrojeni ya molekuli, kuokoa nishati, alkalinity, na sekondari ya sourcing kaboni . Anammox ™ (Anaerobic AMMonia OXidation) inafanya kazi kwa muda wa kufungwa kwa hifadhi na kuhifadhi mabakia ya kutayarisha kupitia matumizi ya substrate yaliyoongezwa na maji ya mchanganyiko na kuendelea kurekebishwa kutoka hapo kabla ya ufafanuzi wa sekondari. Miradi mingine ya wamiliki hutumiwa, ikiwa ni pamoja na DEMON ™, Sharon-ANAMMOX ™, ANITA-Mox ™, na DeAmmon ™. [14] Mabaki ya bakkaia ya Brocadia yanaweza kuondoa amonia kutoka kwa maji taka [15] kupitia oxidation ya anaerobic ya amonia hadi hydrazine , aina ya mafuta ya roketi. [16] [17]

Kuondoa phosphorus

Kila mtu mzima wa watu wazima kati ya 200 na 1000 gramu ya fosforasi kila mwaka. Mafunzo ya maji taka nchini Marekani mwishoni mwa miaka ya 1960 inakadiriwa kuwa na mchango wa kila gramu 500 za mkojo na kinyesi, gramu 1000 katika sabuni za synthetic, na kiasi kidogo cha kutosha kinachotumiwa kama kutu na kemikali za udhibiti wa maji. [18] Udhibiti wa chanzo kupitia uundaji mbadala wa sabuni umepungua mchango mkubwa zaidi, lakini maudhui ya mkojo na kinyesi hayatabaki. Kuondolewa kwa phosphorus ni muhimu kama ni virutubisho vikwazo kwa ukuaji wa mwani katika mifumo mingi ya maji safi. (Kwa maelezo ya madhara mabaya ya wasiwasi, tazama kuondolewa kwa Nutrient ). Pia ni muhimu kwa mifumo ya matumizi ya maji ambapo viwango vya juu vya fosforasi vinaweza kusababisha uchafuzi wa vifaa vya chini kama vile reverse osmosis .

Phosphorus inaweza kuondolewa kwa biologically katika mchakato unaotokana na uondoaji wa fosforasi iliyoboreshwa . Katika mchakato huu, bakteria maalum, inayoitwa viumbe vya polyphosphate-accumulating (PAOs), hutajiriwa na kujilimbikiza kiasi kikubwa cha fosforasi ndani ya seli zao (hadi asilimia 20 ya wingi wao). Wakati biomass iliyoboreshwa katika bakteria hizi imetenganishwa kutoka kwa maji yaliyotambuliwa , hizi biosolids zina thamani ya mbolea .

Kuondolewa kwa phosphorus pia kunaweza kupatikana kwa ukali wa kemikali, kwa kawaida na chumvi za chuma (kwa mfano kloridi ya ferric ), alumini (mfano alum ), au chokaa. [7] : 18 Hii inaweza kusababisha uzalishaji wa sludge nyingi kama hydroxides precipitate na kemikali aliongeza inaweza kuwa ghali. Kemikali ya fosforasi kuondolewa inahitaji vifaa vidogo vidogo kuliko kuondolewa kwa kibiolojia, ni rahisi kufanya kazi na mara nyingi ni ya kuaminika kuliko kuondolewa kwa fosforasi ya kibiolojia. [ citation inahitajika ] Njia nyingine ya kuondoa phosphorus ni kutumia laterite punjepunje.

Mara baada ya kuondolewa, phosphorus, kwa njia ya sludge ya maji taka ya phosphate, inaweza kutupwa kwenye taka au kutumika kama mbolea. Katika kesi ya mwisho, sludge ya maji taka ya matibabu pia inajulikana kama biosolids.

Kuondoa Disinfection

Madhumuni ya kuzuia maji machafu katika matibabu ya maji taka ni kupunguza idadi ndogo ya microorganisms ndani ya maji ili kurudi kwenye mazingira kwa ajili ya matumizi ya kunywa, kuogelea, umwagiliaji, nk. Ufanisi wa kupuuza maji inategemea ubora wa maji yanayotibiwa (kwa mfano, cloudiness, pH, nk), aina ya kupunguzwa kwa disinfection, kipimo cha disinfectant (mkusanyiko na muda), na vigezo vingine vya mazingira. Maji ya mawingu yatatendewa chini kwa mafanikio, kwani suala imara linaweza kuwalinda viumbe, hasa kutoka kwa mwanga wa ultraviolet au wakati wa mawasiliano ni mdogo. Kwa ujumla, nyakati za muda mfupi za mawasiliano, dozi za chini na mtiririko wa juu hupigana kabisa dhidi ya kupunguzwa kwa kutosha. Njia za kawaida za kuzuia disinfection ni ozoni , klorini , mwanga wa ultraviolet, au hypochlorite ya sodiamu. [7] : 16 Chloramini , ambayo hutumiwa kwa maji ya kunywa, haitumiwi katika kutibu maji ya taka kwa sababu ya kuendelea. Baada ya hatua nyingi za kuzuia disinfection, maji yanayotibiwa yamepangwa kutolewa kwenye mzunguko wa maji kupitia njia ya karibu ya maji au kilimo. Baadaye, maji yanaweza kuhamishwa kwenye hifadhi kwa matumizi ya kila siku ya kibinadamu.

Klorini bado ni aina ya kawaida ya kutoweka kwa maji ya taka katika Amerika ya Kaskazini kutokana na gharama zake za chini na historia ya muda mrefu ya ufanisi. Sababu moja ni kwamba klorini ya nyenzo za kikaboni za mabaki zinaweza kuzalisha misombo ya klorini-kikaboni ambayo inaweza kuwa na kansa au kuharibu mazingira. Kawaida klorini au kloramini pia inaweza kuwa na uwezo wa kuponda vifaa vya kikaboni katika mazingira ya asili ya majini. Zaidi ya hayo, kwa sababu kloridi iliyobaki ni sumu kwa aina za majini, majivu ya matibabu yanapaswa pia kuwa chemchlorini, na kuongeza ugumu na gharama za matibabu.

Mwanga wa Ultraviolet (UV) unaweza kutumika badala ya klorini, iodini, au kemikali nyingine. Kwa sababu hakuna kemikali zinazotumiwa, maji ya kutibiwa hayana athari mbaya kwa viumbe vinavyotumia baadaye, kama ilivyoweza kwa njia nyingine. Mionzi ya UV husababisha uharibifu wa muundo wa maumbile wa bakteria, virusi , na vimelea vingine, na hivyo kuwafanya hawawezi kuzaa. Hasara za msingi za kuzuia vidonda vya UV ni haja ya matengenezo ya taa ya mara kwa mara na uingizwaji na haja ya ufanisi mkubwa wa kutibiwa ili kuhakikisha kwamba wadudu wadogo hawalindwa kutoka kwa mionzi ya UV (yaani, solids yoyote zilizopo katika maji ya matibabu yanaweza kulinda microorganisms kutoka mwanga wa UV). Umoja wa Uingereza, mwanga wa UV unakuwa njia ya kawaida ya kuzuia disinfection kwa sababu ya wasiwasi juu ya athari za klorini katika kuchunguza viumbe vya mabaki katika maji machafu na katika vituo vya kupokonya maji katika maji ya kupokea. Baadhi ya mifumo ya matibabu ya maji taka nchini Canada na Marekani pia hutumia mwanga wa UV kwa ajili ya maji ya kutosha ya maji. [19] [20]

Ozone ( O 3 ) huzalishwa kwa kupitisha oksijeni ( O 2 ) kupitia uwezo wa nguvu ya juu kusababisha atomi ya tatu ya oksijeni kuwa imeunganishwa na kutengeneza O 3 . Ozone ni imara sana na hufanya kazi na huongeza oxidizes zaidi ya vifaa vya kikaboni inakuja kuwasiliana na, na hivyo kuharibu microorganisms wengi pathogenic. Ozone inachukuliwa kuwa salama zaidi kuliko klorini kwa sababu, tofauti na klorini ambayo inastahili kuhifadhiwa kwenye tovuti (yenye sumu sana wakati wa kutolewa kwa ajali), ozoni huzalishwa kwenye tovuti inavyotakiwa. Ozonation pia huzalisha vidogo vingi vya maambukizi ya kinga kuliko klorini. Hasara ya kutoweka kwa disinfection ya ozoni ni gharama kubwa ya vifaa vya kizazi cha ozoni na mahitaji ya waendeshaji maalum.

Hatua ya nne ya matibabu

Micropollutants kama vile madawa, viungo vya kemikali za nyumbani, kemikali zinazotumiwa katika biashara ndogo ndogo au viwanda, uchafuzi wa dawa unaoendelea wa mazingira (EPPP) au dawa za wadudu haziwezi kuondolewa katika mchakato wa kawaida wa matibabu (matibabu ya msingi, ya sekondari na ya juu) na hivyo kusababisha uchafuzi wa maji . [21] Ingawa viwango vya vitu hivyo na bidhaa zao za kuharibika ni chini kabisa, bado kuna nafasi ya kuharibu viumbe vya majini. Kwa madawa , vitu vifuatavyo vimejulikana kama "toxicologically husika": vitu vinavyoathirika na endocrine , vitu vya genotoxic na vitu vinavyoimarisha maendeleo ya ugonjwa wa bakteria . [22] Wao hasa ni wa kundi la uchafuzi wa dawa unaoendelea wa mazingira . Mbinu za kuondoa micropollutants kupitia hatua ya tiba ya nne wakati wa matibabu ya maji taka zinajaribiwa nchini Ujerumani, Uswisi [ inahitajika ] na Uholanzi. [23] Hata hivyo, kwa vile mbinu hizo bado ni za gharama kubwa, bado hazijatumiwa mara kwa mara. Hatua hizi za utaratibu hujumuisha hasa filters za kaboni ambazo hupunguza micropollutants. Ozone pia inaweza kutumika kama njia ya oxidative. [24] Pia matumizi ya enzymes kama lacase enzyme ni chini ya uchunguzi. [25] Dhana mpya ambayo inaweza kutoa matibabu ya ufanisi wa micropollutants inaweza kuwa matumizi ya fungi laccase kufungwa katika mimea ya matibabu ya maji machafu ili kuharibu micropollutants na wakati huo huo kutoa vidonda vya seli katika seli ya microbial biofuel. [26] Siri za biofuli za microbial huchunguzwa kwa mali zao kutibu suala la kikaboni katika maji machafu. [27]

Kupunguza madawa katika miili ya maji, pia "hatua za kudhibiti" ni chini ya uchunguzi, kama vile ubunifu katika maendeleo ya madawa ya kulevya au utunzaji zaidi wa madawa ya kulevya. [22] [28]

Udhibiti wa harufu

Madhara yaliyotokana na matibabu ya maji taka ni kawaida ya hali ya anaerobic au "septic". [29] Hatua za mwanzo za usindikaji zitaweza kuzalisha gesi zenye harufu mbaya, na sulfidi hidrojeni kuwa ya kawaida katika kuzalisha malalamiko. Mipango ya mchakato mkubwa katika maeneo ya miji mara nyingi hutumia harufu na viunzi vya kaboni, vyombo vya habari vinavyowasiliana na bio-slimes, dozi ndogo za klorini , au kuenea kwa maji kwa ajili ya kukamata biolojia na metabolize gesi zenye sumu. [30] Kuna njia zingine za udhibiti wa harufu, ikiwa ni pamoja na kuongeza ya chumvi za chuma, peroxide ya hidrojeni , nitrati ya kalsiamu , nk kusimamia viwango vya sulfidi hidrojeni .

Pumps za wiani za juu sana zinafaa kwa kupunguza harufu kwa kupeleka sludge kwa njia ya pipework iliyofungwa.

Mahitaji ya nishati

Kwa mimea ya kawaida ya matibabu ya maji taka, karibu asilimia 30 ya gharama za uendeshaji kila mwaka huhitajika kwa nishati. [1] : 1703 Mahitaji ya nishati yanatofautiana na aina ya mchakato wa matibabu pamoja na mzigo wa maji machafu. Kwa mfano, mabwawa yaliyojengwa yana mahitaji ya chini ya nishati kuliko mimea ya sludge , kama nishati ndogo inahitajika kwa hatua ya aeration. [31] Mimea ya matibabu ya maji taka ambayo huzalisha bioga katika mchakato wa matibabu ya maji taka ya maji na digestion ya anaerobic inaweza kutoa nguvu za kutosha ili kukidhi mahitaji mengi ya nishati ya mmea wa matibabu ya maji taka. [1] : 1505

Katika michakato ya kawaida ya matibabu ya sekondari, umeme wengi hutumiwa kwa aeration, mifumo ya kusukumia na vifaa vya kukimbia maji na kukausha kwa sludge ya maji taka . Mimea ya matibabu ya maji machafu ya juu, kwa mfano kwa ajili ya kuondolewa kwa virutubisho, inahitaji nishati zaidi kuliko mimea inayoweza tu kufikia matibabu ya msingi au ya sekondari. [1] : 1704

Sludge matibabu na ovyo

Sludges kusanyiko katika mchakato wa matibabu ya maji machafu lazima kutibiwa na kuondolewa kwa salama na ufanisi namna. Madhumuni ya digestion ni kupunguza kiasi cha suala la kikaboni na idadi ya microorganisms kusababisha ugonjwa wa sasa katika solids. Chaguzi za kawaida za matibabu ni pamoja na digestion ya anaerobic , digestion ya aerobic , na mbolea . Upungufu pia hutumiwa, ingawa ni shahada ndogo sana. [7] : 19-21

Sludge matibabu inategemea kiasi cha soli yanayotokana na hali nyingine za tovuti. Utunzaji wa mbolea mara nyingi hutumiwa kwa mimea ndogo kwa digestion ya aerobic kwa shughuli za ukubwa wa kati, na digestion ya anaerobic kwa shughuli kubwa.

Sludge wakati mwingine hupita kupitia kile kinachoitwa pre-thickener ambayo husafisha sludge. Aina ya kabla ya kuchuja hujumuisha wafugaji wa sludge centrifugal [32] mzunguko wa duru ya sludge thickeners na mabomba ya chupa ya chupa. [33] Sludge iliyokatwa na maji ya mchanga yanaweza kuharibiwa au kusafirishwa mbali kwa ajili ya kuachwa katika taka au matumizi kama marekebisho ya udongo wa kilimo.

Masuala ya mazingira

Utoaji wa mimea ya matibabu ya maji taka ya Karlsruhe inapita katika Albania .

Mipango mingi katika mmea wa matibabu ya maji machafu imeundwa kutekeleza michakato ya matibabu ya asili ambayo hutokea katika mazingira, ikiwa mazingira ni mwili wa maji ya asili au ardhi. Ikiwa hazikuzidishwa, bakteria katika mazingira hutumia uchafu wa kikaboni, ingawa hii itapunguza kiwango cha oksijeni ndani ya maji na inaweza kubadili kwa kiasi kikubwa mazingira ya jumla ya maji ya kupokea. Idadi ya bakteria ya asili hulisha uchafu wa kikaboni, na idadi ya microorganisms zinazosababishwa na ugonjwa hupunguzwa na mazingira ya mazingira ya asili kama vile maandalizi ya joto au yatokanayo na mionzi ya ultraviolet . Kwa hiyo, katika hali ambapo mazingira ya kupokea hutoa kiwango cha juu cha dilution, kiwango cha juu cha matibabu ya maji machafu haipaswi kuhitajika. Hata hivyo, ushahidi wa hivi karibuni umeonyesha kuwa kiwango cha chini sana cha uchafuzi katika maji machafu, ikiwa ni pamoja na homoni (kutoka kwa ufugaji wa mifugo na mabaki kutoka mbinu za uzazi wa mpango wa binadamu) na vifaa vya kuzalisha kama vile phthalates ambazo zinaiga homoni katika vitendo vyao, zinaweza kuwa na athari zisizotarajiwa biota ya asili na uwezekano wa wanadamu ikiwa maji hutumiwa tena kwa ajili ya maji ya kunywa. [34] [35] [36] Nchini Marekani na EU , udhibiti usio na udhibiti wa maji taka kwa mazingira hauruhusiwi chini ya sheria, na mahitaji ya ubora wa maji yanafaa kuwasilishwa, kama maji safi ya kunywa ni muhimu. (Kwa mahitaji nchini Marekani, angalia Sheria ya Maji safi . ) Tishio kubwa katika miongo ijayo itakuwa kuongeza ongezeko la udhibiti wa maji machafu ndani ya nchi zinazoendelea kwa kasi.

Athari ya biolojia

Mimea ya matibabu ya maji taka inaweza kuwa na athari nyingi juu ya viwango vya virutubisho katika maji ambayo maji taka yanayotibiwa yanaingia. Vidonge hivi vinaweza kuwa na athari kubwa juu ya maisha ya kibaiolojia katika maji katika kuwasiliana na majivu. Mabwawa ya utulivu (au mabwawa ya matibabu ya maji taka) yanaweza kujumuisha yoyote yafuatayo:

  • Mabwawa ya udongo, ambayo ni miili ya aerobic ya maji kwa kawaida mita 1-2 kwa kina ambayo hupata majivu kutoka kwa mizinga ya vumbi au aina nyingine za matibabu ya msingi.
  • Inaongozwa na mwandishi
  • Mabwawa ya polishing yanafanana na mabwawa ya vioksidishaji lakini hupata majivu kutoka kwenye bwawa la oksidi au kutoka kwenye mimea yenye matibabu ya kupanuliwa.
  • Inaongozwa na zooplankton
  • Vipande vya uendeshaji , lagoons ghafi za maji taka, au lagoons za maji taka ni mabwawa ambapo maji taka yanaongezwa bila matibabu ya msingi isipokuwa uchunguzi mzuri. Mabwawa haya hutoa matibabu ya ufanisi wakati uso unabaki aerobic; ingawa hali anaerobic inaweza kukua karibu na safu ya sludge makazi chini ya bwawa. [2] : 552-554
  • Lagoons ya Anaerobic ni mabwawa mengi yaliyobeba.
  • Inaongozwa na bakteria
  • Sludge lagoons ni mabwawa ya aerobic, kawaida ya mita 2 hadi 5 kwa kina, ambayo hupata sludge ya msingi ya anaerobically iliyopangwa, au iliyowekwa kwenye sludge ya sekondari chini ya maji.
  • Tabaka za juu zinaongozwa na mwandishi [37]

Kupunguza phosphorus ni matokeo ya kutosha kutokana na matibabu ya maji taka na matokeo katika plankton iliyoongozwa na flagellate, hasa katika majira ya joto na kuanguka. [38]

Utafiti wa phytoplankton uligundua viwango vya juu vya virutubisho vilivyounganishwa na maji taka ya maji taka. Mkusanyiko mkubwa wa virutubisho husababisha viwango vya juu vya chlorophyll , ambayo ni wakala wa uzalishaji wa msingi katika mazingira ya baharini. Uzalishaji wa msingi wa msingi unamaanisha idadi kubwa ya wanyama wa phytoplankton na uwezekano mkubwa zaidi wa wakazi wa zooplankton, kwa sababu zooplankton kulisha phytoplankton. Hata hivyo, uchafu iliyotolewa katika mifumo ya baharini pia husababisha hali mbaya ya idadi ya watu. [39]

Mwelekeo wa planktonic wa watu wa juu karibu na uingizaji wa maji taka ya kutibiwa hutofautiana na mwenendo wa bakteria . Katika utafiti wa Aeromonas spp. kwa kuongezeka umbali kutoka kwa chanzo cha maji machafu, mabadiliko makubwa katika mizunguko ya msimu ilipatikana zaidi kutoka kwa majivu. Mwelekeo huu ni wenye nguvu sana kwamba eneo lisilokuwa limejifunza kweli lilikuwa na uingizaji wa Aeromonas spp. mzunguko kwa kulinganisha na ile ya coliforms ya nyama . Kwa kuwa kuna mfano kuu katika mizunguko ambayo ilitokea wakati huo huo katika vituo vyote vinavyoonyesha mambo ya msimu (joto, mionzi ya jua, phytoplankton) udhibiti wa idadi ya bakteria. Aina kubwa ya maji ya maji hubadilika kutoka Aeromonas caviae wakati wa majira ya baridi ya Sobria ya Aeromonas wakati wa chemchemi na kuanguka wakati aina kubwa ya kuingia ni Aeromonas caviae , ambayo ni mara kwa mara wakati wa misimu. [40]

Tumia tena

Pamoja na teknolojia inayofaa, inawezekana kutumia tena maji taka ya maji ya kunywa, ingawa hii ni kawaida tu kufanyika katika maeneo yenye vifaa vidogo vya maji, kama vile Windhoek na Singapore . [41]

Katika nchi kavu , maji machafu yanayotumika mara nyingi hutumiwa katika kilimo . Kwa mfano katika Israeli, asilimia 50 ya matumizi ya maji ya kilimo (matumizi ya jumla ilikuwa mita za ujazo bilioni 1 mwaka 2008) hutolewa kupitia maji ya maji taka ya maji. Mipango ya siku zijazo inahitaji wito wa matumizi ya maji ya maji taka yaliyotumika pamoja na mimea zaidi ya desalination kama sehemu ya maji na usafi wa mazingira katika Israeli . [42]

Kujengwa maeneo ya mvua yaliyohifadhiwa na maji machafu hutoa matibabu na mazingira ya mimea na mimea. Mfano mwingine wa kutumia tena pamoja na matibabu ya maji taka ni Mashariki ya Kolkata Mashariki nchini India. Misitu hii hutumiwa kutibu maji taka ya Kolkata , na virutubisho vilivyo katika mashamba ya kilimo na samaki.

Nchi zinazoendelea

Takwimu zache za kuaminika zipo kwenye sehemu ya maji machafu yaliyokusanywa katika mabomba ya maji yaliyopatiwa duniani. Makadirio ya kimataifa ya UNDP na UN-Habitat ni kwamba 90% ya maji yote ya maji taka yanayotokana hutolewa katika mazingira yasiyofanywa. [43] Katika nchi nyingi zinazoendelea, wingi wa maji machafu ya ndani na viwanda hutolewa bila matibabu au baada ya matibabu ya msingi tu.

Katika Amerika ya Kusini kuhusu asilimia 15 ya maji machafu yaliyokusanywa hupita kupitia mimea ya matibabu (na viwango tofauti vya matibabu halisi). Katika Venezuela , chini ya nchi wastani nchini Amerika ya Kusini kuhusiana na matibabu ya maji machafu, asilimia 97 ya maji taka ya nchi hutolewa ghafi kwenye mazingira. [44] Katika Iran , nchi yenye mashariki ya Mashariki ya Kati , idadi kubwa ya wakazi wa Tehran ina maji taka yaliyotumiwa kabisa katika maji ya chini ya mji. [45] Hata hivyo, ujenzi wa sehemu kubwa za mifumo ya maji taka, ukusanyaji na matibabu, huko Tehran inakaribia kukamilika, na chini ya maendeleo, kwa kukamilika kikamilifu mwishoni mwa mwaka 2012. Katika Isfahan, mji mkuu wa tatu wa Iran, matibabu ya maji taka ilianza zaidi ya miaka 100 iliyopita.

Tu miji michache katika Afrika chini ya Sahara na mfereji wa maji machafu yenye makao usafi wa mazingira ya mifumo, achilia mbali matibabu ya maji machafu mimea, isipokuwa kuwa Afrika Kusini na - hadi mwishoni mwa 1990s- Zimbabwe. [46] Badala yake, wakazi wengi wa mijini katika Afrika Kusini mwa Jangwa la Sahara wanategemea mifumo ya usafi wa mazingira bila ya maji taka, kama vile mizinga ya septic na makabati ya shimo , na usimamizi wa sludge wa kijiji katika miji hii ni changamoto kubwa. [47]

Historia

Hofu Kubwa ya 1858 ilichezea utafiti juu ya tatizo la matibabu ya maji taka. Katika caricature hii katika The Times , Michael Faraday anamripoti Baba Thames kwenye hali ya mto.

Mifumo ya msingi ya maji taka ilitumiwa kutengwa kwa taka huko Mesopotamia ya zamani, ambapo shimo la wima lilichukua uharibifu kwenye cesspools. Mifumo hiyo hiyo ilikuwepo katika ustaarabu wa Visiwa vya Indus katika Uhindi wa kisasa na katika Krete ya Kale na Ugiriki . Katika Zama za Kati mifumo ya maji taka yaliyojengwa na Warumi ikawa na matumizi ya taka na taka zilikusanywa kwenye cesspools ambazo zimeondolewa mara kwa mara na wafanyakazi wanaojulikana kama 'rakers' ambao mara nyingi wangeiuza kama mbolea kwa wakulima nje ya mji.

Mifumo ya maji taka ya kisasa yalijengwa kwanza katikati ya karne ya kumi na tisa kama mmenyuko wa kuongezeka kwa hali za usafi zinazoletwa na viwanda vikubwa na miji . Kwa sababu ya maji yaliyotokana, kuzuka kwa kipindupindu hutokea mwaka wa 1832, 1849 na 1855 huko London , na kuua makumi ya maelfu ya watu. Hii, pamoja na Kuvunja Kubwa ya 1858, wakati harufu ya taka isiyofanywa na binadamu katika Mto Thames ikawa na nguvu zaidi, na ripoti ya marekebisho ya usafi wa mazingira ya Kamishna wa Royal Edwin Chadwick , [48] imesababisha Tume ya Metropolitan ya Washonaji kuteua Mheshimiwa Joseph Bazalgette kujenga mfumo mkubwa wa maji taka chini ya ardhi kwa ajili ya kuondoa salama. Kinyume na mapendekezo ya Chadwick, mfumo wa Bazalgette, na wengine baadaye walijenga Bara la Ulaya , hawakupiga maji taka kwenye ardhi ya kilimo kwa ajili ya matumizi kama mbolea; ilikuwa tu iliyopigwa kwa njia ya maji ya asili kutoka vituo vya idadi ya watu, na kurudi nyuma kwenye mazingira.

Majaribio mapema

Moja ya majaribio ya kwanza ya kuondoa maji taka kwa matumizi kama mbolea katika shamba ilifanywa na mmiliki wa pamba mmiliki James Smith katika miaka ya 1840. Alijaribu mfumo wa usambazaji wa piped awali uliopendekezwa na James Vetch [49] aliyekusanya maji taka kutoka kiwanda chake na kuiingiza katika mashamba ya nje, na ufanisi wake ulifuatiwa kwa shauku na Edwin Chadwick na kuungwa mkono na kemia wa kiumbe hai Justus von Liebig .

Wazo hilo lilikubaliwa rasmi na Tume ya Afya ya Miji , na mipango mbalimbali (inayojulikana kama mashamba ya maji taka) yalijaribiwa na manispaa tofauti katika kipindi cha miaka 50 ijayo. Mara ya kwanza, besi kali zilipelekwa kwenye mifereji upande wa shamba na zimefunikwa wakati kamili, lakini hivi karibuni mizinga ya chini ya gorofa iliajiriwa kama mabaki ya maji taka; patent ya awali ilitolewa na William Higgs mwaka wa 1846 kwa "mizinga au mabwawa ambayo yaliyomo ya maji taka na maji taka kutoka miji, miji na vijiji lazima zikusanyike na masuala ya mifugo au mboga ndani yake yaliyomo, imara na kavu ... " [50] Uboreshwaji wa tengenezo la mizinga ni pamoja na kuanzishwa kwa tank ya mtiririko wa usawa katika miaka ya 1850 na tangi ya mtiririko wa radial mwaka wa 1905. Mizinga hiyo ilitakiwa kufanywa mara kwa mara, mpaka kuanzishwa kwa dereva moja kwa moja -sludgers mapema miaka ya 1900. [51]

Mtangulizi wa tank ya kisasa ya septic ilikuwa cesspool ambapo maji yalifunikwa ili kuzuia uchafu na taka imara ilikuwa polepole kwa sababu ya hatua ya anaerobic; ilitengenezwa na LH Mouras nchini Ufaransa katika miaka ya 1860. Donald Cameron, kama Mchunguzi wa Jiji kwa Exeter aliyepewa hati miliki katika 1895, ambayo aliita 'tangi ya seti'; septic yenye maana ya 'bakteria'. Hizi bado zinatumiwa duniani kote, hususan katika maeneo ya vijijini ambazo haziunganishwa na mifumo mikubwa ya maji taka. [52]

Tiba ya tiba

Sir Edward Frankland , mtaalamu maarufu wa dawa, ambaye alionyesha uwezekano wa kutibu maji taka katika miaka ya 1870.

Haikuwa mpaka mwishoni mwa karne ya 19 kwamba ikawa inawezekana kutibu maji taka kwa kuvunja kemikali kwa njia ya matumizi ya microorganisms na kuondoa uchafuzi. Matibabu ya ardhi ilikuwa pia kuwa haiwezekani, kwa kuwa miji ilikua na kiasi cha maji taka kilichozalishwa haikuweza kufyonzwa na mashamba ya nje.

Sir Edward Frankland alifanya majaribio kwenye Mashambani ya Maji taka huko Croydon , England, wakati wa miaka ya 1870 na alionyesha kuwa uchafuzi wa maji taka kwa njia ya gravel ya malisho ilizalisha maji ya nitrified (ammonia ilibadilishwa kuwa nitrate) na kwamba chujio kikaendelea kufungwa kwa muda mrefu ya wakati. [53] Hii imara uwezekano wa mapinduzi ya kibaiolojia ya maji taka kwa kutumia kitanda cha mawasiliano ili kuchanganya taka. Dhana hii ilichukuliwa na mtaalamu mkuu wa Bodi ya Metropolitan London ya Ujenzi , William Libdin, mwaka 1887:

... katika uwezekano wote njia ya kweli ya kusafisha maji taka ... itakuwa ya kwanza kutenganisha sludge, na kisha kugeuka katika majibu ya neutral ... kuidumisha kwa muda wa kutosha, wakati ambao ni lazima kikamilifu aerated, na hatimaye kutekeleza ndani ya mkondo katika hali iliyosafishwa. Hii ni kweli ambayo inalenga na kukamilika kikamilifu kwenye shamba la maji taka. [54]

Kutoka 1885 hadi 1891 filters waliofanya kazi juu ya kanuni hii yalijengwa kote Uingereza na wazo hilo pia lilichukuliwa huko Marekani katika Kituo cha Majaribio ya Lawrence huko Massachusetts , ambapo kazi ya Frankland ilithibitishwa. Mnamo mwaka wa 1890, LES ziliendeleza ' chujio kilichochochea ' ambacho kiliwapa utendaji mwaminifu zaidi. [55]

Vitanda vya mawasiliano vilianzishwa huko Salford , Lancashire na kwa wanasayansi wanaofanya kazi kwa Halmashauri ya Jiji la London mapema miaka ya 1890. Kwa mujibu wa Christopher Hamlin, hii ilikuwa ni sehemu ya mapinduzi ya dhana ambayo yalibadilika falsafa iliyoona "utakaso wa maji taka kama kuzuia kuharibika kwa moja ambayo ilijaribu kuwezesha mchakato wa kibiolojia unaoharibu maji taka kwa kawaida." [56]

Vitanda vya mawasiliano vilikuwa na vitu vyenye kuingiza, kama vile mawe au slate, ambayo iliongeza eneo la uso lililopatikana kwa kukua microbial kuvunja maji taka. Maji taka yalifanyika kwenye tangi mpaka ikaharibiwa kikamilifu na kisha ikachujwa chini. Njia hii haraka ikaenea, hasa nchini Uingereza, ambapo ilitumiwa huko Leicester , Sheffield , Manchester na Leeds . Kitanda cha bakteria kimetengenezwa wakati huo huo na Joseph Corbett kama Mhandisi wa Borough huko Salford na majaribio ya mwaka 1905 ilionyesha kwamba njia yake ilikuwa bora kwa kiasi kikubwa cha maji taka ambacho kinaweza kutakaswa kwa muda mrefu zaidi kuliko kitanda cha mawasiliano. [57]

Tume ya Royal juu ya Utoaji wa Maji taka ilichapisha ripoti yake ya nane mwaka 1912 iliyoweka kile kilichokuwa kiwango cha kimataifa cha kutokwa kwa maji taka ndani ya mito; '20: 30 standard ', ambayo iliruhusu 20 mg mahitaji ya oksijeni ya Biochemical na 30 mg imara suspended kwa lita. [58]

Angalia pia

  • Orodha ya teknolojia ya matibabu ya maji machafu
  • Viumbe vinavyohusika katika usafi wa maji
  • Usafi
  • Ovyo taka
  • Uchafuzi wa maji

Marejeleo

  1. ^ a b c d e Tchobanoglous, George; Burton, Franklin L.; Stensel, H. David; Metcalf & Eddy, Inc. (2003). Wastewater Engineering: Treatment and Reuse (4th ed.). McGraw-Hill. ISBN 0-07-112250-8 .
  2. ^ a b Metcalf & Eddy, Inc. (1972). Wastewater Engineering . New York: McGraw-Hill. ISBN 0-07-041675-3 .
  3. ^ Burrian, Steven J., et al. (1999). "The Historical Development of Wet-Weather Flow Management." US Environmental Protection Agency (EPA). National Risk Management Research Laboratory, Cincinnati, OH. Document No. EPA/600/JA-99/275.
  4. ^ Burton, Jr., G. Allen; Pitt, Robert E. (2001). "Chapter 2. Receiving Water Uses, Impairments, and Sources of Stormwater Pollutants". Stormwater Effects Handbook: A Toolbox for Watershed Managers, Scientists, and Engineers . New York: CRC/Lewis Publishers. ISBN 0-87371-924-7 .
  5. ^ Khopkar, S. M. (2004). Environmental Pollution Monitoring And Control . New Delhi: New Age International. p. 299. ISBN 81-224-1507-5 .
  6. ^ Water and Environmental Health at London and Loughborough (1999). "Waste water Treatment Options." Technical brief no. 64. London School of Hygiene & Tropical Medicine and Loughborough University.
  7. ^ a b c d e f g h i j k EPA. Washington, DC (2004). "Primer for Municipal Waste water Treatment Systems." Document no. EPA 832-R-04-001.
  8. ^ "Chapter 3. Flow Equalization". Process Design Manual for Upgrading Existing Wastewater Treatment Plants (Report). EPA. October 1971.
  9. ^ Huber Company, Berching, Germany (2012). "Sedimentation Tanks."
  10. ^ Barwal, Anjali; Chaudhary, Rubina (2014). "To study the performance of biocarriers in moving bed biofilm reactor (MBBR) technology and kinetics of biofilm for retrofitting the existing aerobic treatment systems: a review" . Reviews in Environmental Science and Bio/Technology . Springer. 13 (3): 285–299. doi : 10.1007/s11157-014-9333-7 .
  11. ^ Randall, Clifford W.; Sen, Dipankar (1996). "Full-scale evaluation of an integrated fixed-film activated sludge (IFAS) process for enhanced nitrogen removal" . Water Science and Technology . Elsevier. 33 (12): 155–162. doi : 10.1016/0273-1223(96)00469-6 .
  12. ^ "IFAS/MBBR Sustainable Wastewater Treatment Solutions" (PDF) . Black & Veatch, Inc. 2009. Archived from the original (PDF) on 2010-12-14. Brochure.
  13. ^ http://www.wefnet.org/mopnew/Operation_of_Municipal_Wastewater_Treatment_Plants/Chapter%2022%20Revised_6th%20Edition.pdf
  14. ^ "Chapter 3. Biological Treatment Processes". Emerging Technologies for Wastewater Treatment and In-Plant Wet Weather Management (Report). EPA. March 2013. EPA 832-R-12-011.
  15. ^ B. Kartal, G.J. Kuenen and M.C.M van Loosdrecht , Sewage Treatment with Anammox, Science, 2010, vol 328 p 702-3
  16. ^ "Bacteria Eat Human Sewage, Produce Rocket Fuel" .
  17. ^ Harhangi, H. R.; Le Roy, M; Van Alen, T; Hu, B. L.; Groen, J; Kartal, B; Tringe, S. G.; Quan, Z. X.; Jetten, M. S.; Op Den Camp, H. J. (2012). "Hydrazine synthase, a unique phylomarker with which to study the presence and biodiversity of anammox bacteria" . Appl. Environ. Microbiol . 78 (3): 752–8. doi : 10.1128/AEM.07113-11 . PMC 3264106 Freely accessible . PMID 22138989 .
  18. ^ Process Design Manual for Phosphorus Removal (Report). EPA. 1976. pp. 2–1. EPA 625/1-76-001a.
  19. ^ Das, Tapas K. (August 2001). "Ultraviolet disinfection application to a wastewater treatment plant". Clean Technologies and Environmental Policy . Springer Berlin/Heidelberg. 3 (2): 69–80. doi : 10.1007/S100980100108 .
  20. ^ Florida Department of Environmental Protection. Tallahassee, FL. "Ultraviolet Disinfection for Domestic Waste water." 2010-03-17.
  21. ^ UBA (Umweltbundesamt) (2014): Maßnahmen zur Verminderung des Eintrages von Mikroschadstoffen in die Gewässer . Texte 85/2014
  22. ^ a b Walz, A., Götz, K. (2014): Arzneimittelwirkstoffe im Wasserkreislauf . ISOE-Materialien zur Sozialen Ökologie Nr. 36 (in German)
  23. ^ Hernández Leal, L. (2010). Removal of micropollutants from grey water – Combining biological and physical/chemical processes . PhD thesis, Wageningen University
  24. ^ Ternes, T. (2009): Challenges for the future: emerging micropollutants in urban water cycle . BFG, Koblenz, Germany (presentation for a seminar at UNESCO-IHE, Delft)
  25. ^ Margot, J.; et al. (2013). "Bacterial versus fungal laccase: potential for micropollutant degradation". AMB Express . 3 : 63. doi : 10.1186/2191-0855-3-63 .
  26. ^ Crude mushroom solution to degrade micropollutants and increase the performance of biofuel cells
  27. ^ Logan, B.; Regan, J. (2006). "Microbial Fuel Cells—Challenges and Applications". Environmental Science & Technology . 40 (17): 5172–5180. doi : 10.1021/es0627592 .
  28. ^ Lienert, J.; Bürki, T.; Escher, B.I. (2007). "Reducing micropollutants with source control: Substance flow analysis of 212 pharmaceuticals in faeces and urine" . Water Science & Technology . 56 (5): 87–96. doi : 10.2166/wst.2007.560 .
  29. ^ Harshman, Vaughan; Barnette, Tony (2000-12-28). "Wastewater Odor Control: An Evaluation of Technologies" . Water Engineering & Management . ISSN 0273-2238 .
  30. ^ Walker, James D. and Welles Products Corporation (1976). "Tower for removing odors from gases." U.S. Patent No. 4421534.
  31. ^ Hoffmann, H., Platzer, C., von Münch, E., Winker, M. (2011). Technology review of constructed wetlands – Subsurface flow constructed wetlands for greywater and domestic wastewater treatment . Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH, Eschborn, Germany, p. 11
  32. ^ "Centrifuge Thickening and Dewatering" . EPA . Retrieved 16 October 2017 .
  33. ^ "Belt Filter Press" . EA . Retrieved 16 October 2017 .
  34. ^ "Environment Agency (archive) – Persistent, bioaccumulative and toxic PBT substances" . Archived from the original on August 4, 2006 . Retrieved 2012-11-14 . . environment-agency.gov.uk. Retrieved on 2012-12-19.
  35. ^ Natural Environmental Research Council – River sewage pollution found to be disrupting fish hormones . Planetearth.nerc.ac.uk. Retrieved on 2012-12-19.
  36. ^ "Endocrine Disruption Found in Fish Exposed to Municipal Wastewater" . Archived from the original on October 15, 2011 . Retrieved 2012-11-14 . . USGS
  37. ^ Haughey, A. (1968). "The Planktonic Algae of Auckland Sewage Treatment Ponds". New Zealand Journal of Marine and Freshwater Research . 2 (4): 721–766. doi : 10.1080/00288330.1968.9515271 .
  38. ^ Edmondson, W.T. (1972). "Nutrients and Phytoplankton in Lake Washington." in Nutrients and Eutrophication: The Limiting Nutrient Controversy. American Society of Limnology and Oceanography, Special Symposia. Vol. 1.
  39. ^ Caperon, J.; Cattell, S. A. & Krasnick, G. (1971). "Phytoplankton Kinetics in a Subtropical Estuary: Eutrophication" (PDF) . Limnology and Oceanography . 16 (4): 599–607. doi : 10.4319/lo.1971.16.4.0599 .
  40. ^ Monfort, P; Baleux, B (1990). "Dynamics of Aeromonas hydrophila, Aeromonas sobria, and Aeromonas caviae in a sewage treatment pond" . Applied and Environmental Microbiology . 56 (7): 1999–2006. PMC 184551 Freely accessible . PMID 2389929 .
  41. ^ PUB (Singapore National Water Agency)(2011). "NEWater: History." Archived 2013-06-10 at the Wayback Machine .
  42. ^ Martin, Andrew (2008-08-10). "Farming in Israel, without a drop to spare" . New York Times .
  43. ^ Corcoran, E., C. Nellemann, E. Baker, R. Bos, D. Osborn, H. Savelli (eds) (2010). Sick water? : the central role of wastewater management in sustainable development : a rapid response assessment (PDF) . Arendal, Norway: UNEP/GRID-Arendal. ISBN 978-82-7701-075-5 .
  44. ^ Caribbean Environment Programme (1998). Appropriate Technology for Sewage Pollution Control in the Wider Caribbean Region (PDF) . Kingston, Jamaica: United Nations Environment Programme . Retrieved 2009-10-12 . Technical Report No. 40.
  45. ^ Massoud Tajrishy and Ahmad Abrishamchi (2005). "Integrated Approach to Water and Wastewater Management for Tehran, Iran." Water Conservation, Reuse, and Recycling: Proceedings of the Iranian-American Workshop. Washington, D.C.: National Academies Press.
  46. ^ Zimbabwe: Water and Sanitation Crisis, Human Rights Watch, https://www.hrw.org/news/2013/11/19/zimbabwe-water-and-sanitation-crisis
  47. ^ 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, USA
  48. ^ Ashton, John; Ubido, Janet (1991). "The Healthy City and the Ecological Idea" (PDF) . Journal of the Society for the Social History of Medicine . 4 (1): 173–181. doi : 10.1093/shm/4.1.173 . Archived from the original (PDF) on 24 December 2013 . Retrieved 8 July 2013 .
  49. ^ Lewis Dunbar B. Gordon (1851). A short description of the plans of Captain James Vetch for the sewerage of the metropolis .
  50. ^ H. H. Stanbridge (1976). History of Sewage Treatment in Britain . Institute of Water Pollution Control.
  51. ^ P. F. Cooper. "Historical aspects of wastewater treatment" (PDF) . Retrieved 2013-12-21 .
  52. ^ Martin V. Melosi (2010). The Sanitary City: Environmental Services in Urban America from Colonial Times to the Present . University of Pittsburgh Press. p. 110. ISBN 9780822973379 .
  53. ^ Colin A. Russell (2003). Edward Frankland: Chemistry, Controversy and Conspiracy in Victorian England . Cambridge University Press. pp. 372–380. ISBN 9780521545815 .
  54. ^ Sharma, Sanjay Kumar; Sanghi, Rashmi (2012). Advances in Water Treatment and Pollution Prevention . Springer. ISBN 9789400742048 . Retrieved 2013-02-07 .
  55. ^ "Epidemics, demonstration effects, and municipal investment in sanitation capital" (PDF) . Archived from the original (PDF) on 2006-09-04.
  56. ^ "Edwin Chadwick and the Engineers, 1842–1854: Systems and Antisystems in the Pipe-and-Brick Sewers War Technology and Culture" (PDF) . 1992.
  57. ^ Tilley, David F. (2011). Aerobic Wastewater Treatment Processes: History and Development . IWA Publishing. ISBN 9781843395423 . Retrieved 2013-02-07 .
  58. ^ Final report of the commissioners appointed to inquire and report what methods of treating and disposing of sewage (1912). us.archive.org

Viungo vya nje