Управление фекальным осадком - Fecal sludge management

Фекальный осадок из выгребная яма откачивается для опорожнения ямы (Дурбан, ЮАР)

Управление фекальным осадком (FSM) (или же удаление фекального осадка в британском английском) - это сбор, транспортировка и обработка фекального осадка из выгребные ямы, септики, или другой местная санитария системы. Фекальный ил представляет собой смесь человеческие экскременты, вода и твердые отходы (например. туалетная бумага или другой анальное очищение материалы, менструальная гигиена материалы), которые утилизируются в ямах, резервуарах или хранилищах систем канализации. Фекальный ил, удаляемый из септиков, называется сепаратор.

FSM необходим в густонаселенных районах, где часть населения не подключена к канализационная сеть, и закрытие и восстановление уборных с выгребной ямой невозможно. Так обстоит дело в большинстве городских районов в развивающиеся страны, но такие услуги используются и в развитых странах, где нет канализационных систем. Услуги FSM обычно предоставляются официальными и неформальными поставщиками услуг частного сектора, местными органами власти, водохозяйственными службами и коммунальные службы. Однако во многих развивающихся странах службы FSM часто недоступны или, если они доступны, часто являются неформальными, нерегулируемыми, антисанитарными и небезопасными. Это может привести к Поверхность воды и загрязнение подземных вод, распространение патогены в окружающую среду и неблагоприятные здравоохранение ударов. Это также может привести к ненадежным услугам с относительно высокими затратами для нуждающихся в них домохозяйств.

Услуги по сбору фекального осадка могут быть доступны по расписанию или по запросу (также известное как услуги по запросу, по запросу или внеплановые услуги). Собранный фекальный ил можно транспортировать на очистные сооружения с помощью вакуумный грузовик; цистерна и насос, смонтированные на бортовой тележке; небольшой танк, запряженный мотоциклом; или в контейнерах на ручной тележке. Мобильные или постоянные перегрузочные станции могут использоваться для повышения эффективности транспортировки фекального осадка за счет перемещения отходов в более крупные танкеры для перевозки на обработку. Более широкое использование нескольких децентрализованных очистных сооружений отстоя в городах (во избежание дальних перевозок) в настоящее время исследуется и апробируется.

Собранный фекальный осадок предпочтительно перерабатывать на специальных установках для обработки фекального ила, а не совместно с сточные воды в муниципальных очистка сточных вод установки, если эти установки не способны выдерживать дополнительную нагрузку, и имеются средства для разделения жидкостей и твердых веществ.[1] Могут использоваться различные механизированные и немеханизированные технологии обработки, включая построенные водно-болотные угодья, анаэробное пищеварение, и пруды стабилизации отходов. В процессе обработки можно получить полезные продукты, например, обработанные сточные воды что можно использовать для орошение. Другая возможность - использовать обработанный фекальный осадок после компостирование как почвенный кондиционер или для производства биогаз, уголь, биодизель, порошковое промышленное топливо и производить электричество. Исторически термин ночная почва использовался для фекального ила.[2] Восстановление ресурсов из фекального ила также может использоваться для строительных материалов, белка, кормов для животных и воды для полива.[3]

Терминология

Пример управления фекальным осадком в «цепочке создания стоимости санитарии», которая включает сбор, транспортировку, обработку и повторное использование.[4]
Доля населения, обслуживаемого различными типами систем канализации. Желтые кружки показывают потребности FSM.[5]
Вакуумный автомобиль для перевозки сточных вод, Хайленд, Мичиган

Обработка фекального осадка (FSM) требует безопасности и гигиены. септик и выгребная яма услуги по опорожнению, наряду с эффективной обработкой твердых и жидких веществ и повторным использованием обработанных продуктов, где это возможно.[6] Он может включать ряд вариантов, включая обработку на месте и за его пределами, а также рассредоточение или захват и дальнейшую переработку продуктов процесса обработки в такие, как биогаз, компост и энергия.

FSM используется как синоним термина «управление септацией», но это не одно и то же. Септика - это особый тип фекального осадка: это частично переваренные твердые фекальные вещества, которые накапливаются в септических резервуарах. Фекальный ил из туалетов с выгребной ямой может иметь более низкое содержание воды по сравнению с отстойниками и может содержать больше твердых отходов.

В уборных с выгребной ямой образуется фекальный осадок, который иногда классифицируется как сухие туалеты, хотя мокрые ямы также обычны, особенно в Азии. Однако другие типы сухих туалетов - те, которые спроектированы таким образом, чтобы их легко опорожнять без добавления воды - не образуют фекальный осадок, а вместо этого образуют высушенные кал (в случае сухие туалеты с отводом мочи ) или же компост (в случае компостирующие туалеты ), Например. В случае Arborloo туалеты, из ямы никогда ничего не извлекают, а вместо этого легкий флигель / надстройку перемещают в другую неглубокую яму, а поверх засыпанной ямы высаживают дерево.

В совокупности сбор, транспортировка, лечение и повторное использование экскрементов составляют «цепочку создания стоимости» управления фекальным осадком.

В некоторых документах государственной политики Индии термин FSSM используется для обозначения «удаления фекального осадка и стоков».[7]

Септ

Дальнейшая информация: Септик

Септик или «осадок септических резервуаров» - это частично очищенный ил, который накапливается и хранится в септик или похожие бытовая канализация. Сепаратор - это побочный продукт предварительной очистки бытовых сточных вод (сточные воды ) в септике. После нескольких лет накопления нечистот обычно откачивают из септика с помощью вакуумный грузовик. Септики получают черная вода из сливные туалеты, а также серая вода. Это означает, что сепаратор содержит только те твердые отходы, которые можно смыть, например туалетная бумага. Сепаратор может также включать «пену», то есть материал, который плавает сверху и содержит жиры, масла и смазки, а также любые плавающие твердые отходы.

Термин «сепаратор» используется в США по крайней мере с 1992 года.[8] Он также использовался в проектах Агентство США по международному развитию в Азии.[9] Другое определение септика: «Исторический термин для определения ила, удаляемого из септиков».[2]

Сточные отходы периодически удаляются (с частотой, зависящей от емкости резервуара, эффективности системы и уровня использования, но обычно реже, чем ежегодно) из септиков с помощью специализированных транспортных средств, известных как вакуумные грузовики. Они откачивают осадок из бака и транспортируют его в местный очистные канализационные сооружения. Он также может использоваться фермерами для удобрений или храниться в крупных хранилищах для сточных вод для последующей обработки или использования на сельскохозяйственных культурах.[нужна цитата ]

Фон

Отсутствие управления фекальным илом: сброс фекального шлама в окружающую среду в Буркина-Фасо
Пример недостаточной обработки фекального осадка: фекальный ил, собранный из выгребных ям, сбрасывается в реку в трущобах Корогочо в Найроби, Кения

Во всем мире растет интерес и осведомленность о вопросах FSM, особенно в Африке и Азии.[10][11] Об этом свидетельствуют некоторые крупномасштабные научно-исследовательские и опытно-конструкторские проекты, проводимые в области FSM. Такие исследования проводятся и финансируются несколькими организациями, в том числе Фонд Билла и Мелинды Гейтс.[12]

Во многих развивающихся странах с фекальным илом не обращаются должным образом. Это может быть связано с отсутствием уполномоченных учреждений и низкой осведомленностью о последствиях плохой санитарии; отсутствие технических знаний и опыта; невозможность найти средства для покупки вакуумных машин и очистки, а также отсутствие знаний, необходимых для запуска и реализации успешных программ FSM. Это может привести к плохой работе местных санитарных сооружений (OSSF), переполнению септических ям и туалетов, небезопасному опорожнению туалетов с выгребными ямами и сбросу необработанного патогенного фекального ила в окружающую среду.[13]

Цели

Удаление шлама с использованием средства индивидуальной защиты в Думагете, Филиппины

Цель 6 из Цели устойчивого развития для (водоснабжения и) санитарии помог повысить осведомленность о рисках плохого управления санитарией по всей цепочке санитарии. Это послужило стимулом для многих стран, городов и организаций к расширению спектра доступных улучшенных санитарных услуг. Среди них есть программы FSM, предназначенные для:[нужна цитата ]

  • Улучшить функционирование местных систем санитарии и снизить вероятность контакта человека с фекальными патогенами;
  • Свести к минимуму запахи и неприятные ощущения, а также неконтролируемый сброс органических веществ из переполненных резервуаров или ям;
  • Поддерживать модернизацию местных программ улучшения санитарии;
  • Защита здоровья населения от неизбирательной утилизации накопленного фекального осадка;
  • Получение сельскохозяйственных продуктов, включая кондиционер почвы, из материалов для компостирования или совместного компостирования и энергетических продуктов, таких как биогаз, древесный уголь, промышленное порошковое топливо и т. Д.
  • Стимулируйте экономическое развитие, создание рабочих мест и возможности получения средств к существованию, одновременно решая проблемы социальной стигмы, а также здоровья и безопасности операторов, которые продолжают влиять на неформальных работников.

Программы FSM могут быть драйверами санитария улучшение разными способами. Они могут способствовать модернизации OSSF, которая сокращает (или увеличивает) частоту удаления шлама и, следовательно, эксплуатационные и экологические затраты. Они также могут быть движущими силами экономического развития в цепочке создания стоимости в области санитарии. Это может включать предоставление материалов и деталей для новых туалетов и септиков.

Сюда также могут входить рабочие места для подрядчиков и установщиков оборудования; для личного сбора осадка, включая водителей и опорожнителей; и для операторов систем обработки и повторного использования.

Это также может включать производство и продажу конечных продуктов процесса обработки осадка.

Эти продукты могут включать оборотную воду для сельского хозяйства и промышленности, почвенные кондиционеры, биогаз, биодизель или электричество.

В настоящее время в Азии и Африке действует большое количество пилотных, демонстрационных и полномасштабных программ FSM, однако на сегодняшний день лишь немногие из них продемонстрировали устойчивое влияние на цепочку создания стоимости.[нужна цитата ]

Элементы успешных программ

Машина для удаления шлама (вакуумный грузовик ) в действии в Непале

Услуги FSM могут предоставляться как по запросу (часто называемые по запросу, по вызову, по требованию, специальным или незапланированным) или по расписанию (также известное как регулярное) удаление шлама, или как комбинация обоих. В соответствии с любым механизмом, OSSF удаляются на периодической основе, или по запросу домохозяйства, или в связи с проверкой компетентным органом, указывающей на необходимость удаления ила.

Анализ 20 примеров инноваций FSM, а также исследование и защита успешных программ, проведенных Oxfam Филиппины продемонстрировали, что общие элементы успешных программ FSM включают:[14][10]

  • Хорошо сформулированная и практическая политика, правила и регулирование: хотя они и важны, они практически бесполезны, даже контрпродуктивны сами по себе и должны подкрепляться дополнительными факторами, такими как указанные ниже;
  • Местное руководство и учреждения с четко определенными полномочиями и ресурсами для управления услугами, даже если фактические услуги предоставляются частным сектором;
  • Партнерство между заинтересованными сторонами способствует масштабному развитию услуг, укреплению доверия в обществе и достижению устойчивости;
  • Устойчивая программа вовлечения сообщества, маркетинга и повышения осведомленности так же важна для FSM, как и обработка осадка, но часто недооценивается, не выделяется в бюджет и иногда от нее отказываются после начального периода;
  • Повышение потенциала поставщиков услуг FSM помогает гарантировать, что они смогут эффективно удовлетворять все сегменты спроса и достичь долгосрочной жизнеспособности. Это может включать обучение как техническим вопросам, так и управлению бизнесом, а также содействие накоплению капитала посредством грантов, лизинга оборудования, гарантий по кредитам и других финансовых инструментов;
  • Тарифы, ориентированные на бедных и отражающие операционные расходы на предоставление услуги;
  • Технология, соответствующая способности работать и поддерживать систему и реалиям цепочки создания стоимости.

Характеристики фекального ила

Фекальный ил (ФС) - это человеческие отходы, Сточные Воды, мусор и мусор, который скапливается в выгребные ямы и септики или другие системы санитарии.[15] Фекальный осадок - это неприятный материал, содержащий патогены, может вызывать запахи и вызывать загрязнение воды, а также загрязнение подземных вод. Характеристики фекального осадка могут широко варьироваться в зависимости от климата, типа туалета, диеты и других переменных. Проведение исследования характеристик отходов для понимания местных условий позволяет получить данные, которые влияют на размер очистных сооружений, а также позволяет оценить ценность продуктов, которые могут быть получены в процессе обработки.

Основные физико-химические параметры, обычно измеряемые для характеристики фекального осадка, включают:[нужна цитата ] BOD, общее количество взвешенных твердых частиц,% сухих веществ, указание на песок, COD, аммоний, общий азот и общий фосфор, жиры, масла и жиры (FOG), Индекс объема осадка (SVI), pH, щелочность.

Разработчики систем часто используют значения по умолчанию, такие как 2 000 мг / л для БПК и 5 000 мг / л TSS (что может быть в среднем по стране), чтобы определить размер системы очистки. Если таких данных нет или если местные условия не отражены должным образом в предполагаемых значениях, может быть проведено исследование характеристик отходов.[нужна цитата ]

Относительно мало данных существует по возбудитель содержание в фекальном иле. Одно исследование, проведенное в сельских районах Бангладеш, выявило 41 яйца гельминтов на грамм фекального ила из выгребных ям.[16]

На характеристики фекального осадка могут влиять:[6]

  • Методы, приемы и уровень квалификации персонала, проводящего очистку от шлама;
  • Эффективность различных типов оборудования, используемого для удаления шлама;
  • Сезонность - наличие грунтовых или паводковых вод, которые могут проникнуть в резервуары и разбавить их содержимое;
  • Последний раз танк очищали от шлама (возраст фекального ила).

Необходимы дополнительные исследования по проведению исследований характеристик отходов в развивающихся странах. По развитым странам доступно больше данных.[17]

Текущая практика

Санитарные работники

Санитарные работники люди, ответственные за чистку, обслуживание, эксплуатацию или опорожнение санитария технологии на любом этапе санитария цепь.[18]:2 Эти рабочие вносят вклад в безопасное удаление фекального осадка.

Города

Флот вакуумные грузовики используется для удаления шлама компанией Manila Water в Маниле, Филиппины

FSM - это важная санитарная служба в городах и поселках во всех странах, где домохозяйства используют локальные системы канализации.[19] Общегородские программы FSM могут использовать несколько или одно лечебное учреждение, использовать стационарные и мобильные передаточные станции и взаимодействовать с микро-, малыми и средними предприятиями, которые могут предоставлять некоторые или все услуги.[14]:99 Программы могут вводиться поэтапно с течением времени для удовлетворения растущего спроса.

Пригородные городские районы

Пери городской районы часто менее густонаселены, чем городские центры. Следовательно, у них больше места, и системы очистки на месте могут быть эффективными для обработки твердых и жидких веществ. В большинстве таких пригородных территорий маловероятно, что они будут подключены к обычной централизованной канализационной системе в краткосрочной или среднесрочной перспективе. Следовательно, эти области будут полагаться на сочетание местных систем и услуг санитарии, децентрализованных систем управления сточными водами, либо на основе кондоминиумов или упрощенная канализация подключены к децентрализованному или централизованному лечению. Во всех этих ситуациях FSM является необходимой службой для поддержания надлежащего функционирования систем канализации.

Сельские районы

Пример плохой практики: рабочий вынимает фекальный осадок из ямы выгребная яма без каких-либо средства индивидуальной защиты (в деревне в Буркина-Фасо ).

Сельские районы с низкой плотностью населения могут не нуждаться в официальных услугах FSM, если местная практика предусматривает прикрытие и восстановление уборных, когда они заполняются. Однако, если это невозможно, в сельской местности часто отсутствуют очистные сооружения в пределах разумного (например, 30 минут езды) расстояния; для цистерн труднодоступны и часто имеют ограниченный спрос на опорожнение, что делает транспортировку и очистку неэкономичными и недоступными для большинства людей. Поэтому такие варианты, как перемещение туалетов на месте, двойная (чередующаяся) яма или Arborloo туалеты можно было бы рассмотреть. Также можно рассмотреть и организовать совместное использование децентрализованных услуг FSM и обработки осадка между близлежащими деревнями или захоронение отходов с безопасным удалением.

Соображения по дизайну

Выбор оператора сервисов FSM

Услуги FSM обычно предоставляются официальными и неформальными поставщиками услуг из частного сектора, местными органами власти, водными властями и коммунальные услуги. Водоканалы с высоким процентом подключения к водопроводу (дома с подключением к водопроводу) являются логическими операторами программ FSM. Если вода продается потребителям по тарифу, может быть добавлен дополнительный тариф для покрытия услуг FSM. В крупных городах наиболее подходящим оператором обычно является поставщик услуг водоснабжения и канализации.[нужна цитата ]

Местные органы власти могут выбрать оказание услуг, используя свой собственный персонал и ресурсы для сбора, транспортировки и обработки. Это часто имеет место в небольших городах или муниципалитетах, где водоснабжение может не иметь широкого охвата. Во многих случаях сотрудничество между правительством города и водоканалом может быть стратегически выгодным. Город Думагете на Филиппинах является одним из примеров, где район водоснабжения (коммунальное предприятие) и местное правительство совместно владеют и несут ответственность за программу FSM.[20] Организованные крупномасштабные программы FSM могут предоставить услуги дешевле и гигиеничнее, чем независимые частные операторы, работающие на для этого случая основание. Обеспечение доступности услуг является важным аргументом в пользу продвижения программы среди граждан и поощрения их к участию.[нужна цитата ]

Местный частный сектор является важным игроком в предоставлении услуг FSM. В таких случаях подрядчики из частного сектора могут работать напрямую с домохозяйствами (в рамках регулирования) или участвовать в торгах по контрактам на снятие шлама, выданным городом. Частный сектор также может предоставлять услуги по эксплуатации и техническому обслуживанию очистных сооружений, а также по переработке и продаже товаров, полученных в результате процесса очистки. Город Сан-Фернандо, Ла-Унион, Филиппины, является примером местного правительства, которое заключило контракт на строительство очистных сооружений и программу сбора отходов с частным сектором.[21]

Синергия с другими программами

ФШМ - лишь один из аспектов общегородской санитарии, который также включает:

  • Твердые бытовые отходы управление;
  • Дренаж и серая вода управление;
  • Сбор и очистка сточных вод, включая перелив сточных вод из локальных систем, где системы рассеивания на почве недостаточны для ассимиляции объема;
  • Безопасность на воде; и
  • Безопасности пищевых продуктов.

Между многими из этих сервисов и FSM существует важная синергия, и изучение возможностей совместного управления может принести пользу. ТБО часто можно обрабатывать совместно с фекальными отходами, особенно при использовании технологий термической обработки. Пищевые отходы из ресторанов и рынков могут быть смешаны с фекальными отходами для получения высокоценных почв. Жиры, масла и жиры (FOG) из коммерческих жироуловителей могут быть добавлены в биосборники для увеличения производства метана или использованы вместе с фекальным отстоем в качестве сырья для производства биодизельного топлива.[22] Водоснабжение также тесно связана с FSM, поскольку часто именно водоканал управляет программами, а их клиенты будут оплачивать услуги по тарифам.[нужна цитата ]

Запланированные программы удаления шлама

Плановое удаление шлама - это запланированные усилия местных властей или коммунального предприятия по обеспечению регулярного удаления шлама из септиков. В этом процессе каждая собственность покрывается определенным маршрутом, и арендаторы заранее информируются о проведении очистки от шлама.[23] Фактическое удаление шлама (или опорожнение септиков) может быть выполнено в рамках государственно-частного партнерства (ГЧП).[23]

В Юго-Восточной Азии (в 2016 году) растет интерес к программам плановой очистки от шлама как средству предоставления услуг. В исследовании WSP было рекомендовано, чтобы усилия по внедрению планового опорожнения в первую очередь были сосредоточены на областях, где спрос был наибольшим, а затем переходить к другим областям, когда в этих областях был продемонстрирован успех планового опорожнения.[10] Анализ данных по очистке карьеров и резервуаров для Палу в Индонезии показал, что существующий спрос на услуги по очистке от шлама варьируется в зависимости от района, причем наибольший спрос наблюдается в хорошо зарекомендовавших себя районах, а наименьший - в городских окраинах.[нужна цитата ]

В индийском контексте услуги по плановому удалению шлама имеют множество преимуществ: соответствие нормам за счет регулярного удаления шлама, снижение высоких цен на удаление шлама, устранение необходимости в ручном труде, улучшение воздействия на окружающую среду и здоровье населения, увязка с местными налогами, а не с взиманием платы с пользователей.[23] Запланированная очистка от шлама была начата в нескольких азиатских странах, включая Филиппины, Малайзию, Вьетнам, Индонезию и Индию.[23] Программа SNV (Нидерландская организация развития) разработала службы планового опорожнения в Индонезии, Непале и Бангладеш в рамках более широкой программы городской санитарии на 2014-2017 годы.[24]

Совместная очистка на очистных сооружениях

Совместная обработка септа при станции очистки сточных вод может быть рассмотрено там, где объем сточных вод, удаляемых из производственных помещений, невелик, как это будет в ситуациях, когда большинство домохозяйств имеют доступ к канализация. Однако высокая прочность сепараторов и фекального осадка означает, что относительно небольшие объемы и того и другого могут иметь большое влияние на содержание органических веществ, взвешенных твердых частиц и азота в очистных сооружениях. Возможные последствия включают увеличение объема отсева и песка, требующего удаления; усиление запаха от головных работ; повышенная скорость накопления пены и шлама; и повышенное содержание органических веществ, ведущее к перегрузке и сбоям процесса, а также к возможности усиления запаха и пенообразования в аэротенках. Из-за того, что они частично перевариваются, сточные воды и фекальный осадок обычно разлагаются медленнее, чем городские сточные воды. Следовательно, их присутствие может отрицательно сказаться на эффективности лечебных процессов. Неустойчивый характер накопления фекального ила и отстойников также может усугубить проблемы, указанные выше.[25]

Несмотря на эти возможные недостатки, очистные сооружения сточных вод с резервной мощностью являются потенциальным ресурсом, который необходимо исследовать. Даже там, где совместная очистка невозможна, существующие очистные сооружения могут предоставить землю в стратегически важных местах, недалеко от районов, требующих услуг по очистке стоков. Для сепаратора / фекального осадка всегда должны быть предусмотрены отдельные установки для предварительной обработки и отделения твердых частиц от жидкости. Разделение твердых веществ и жидкости снизит как общую нагрузку, так и долю переваренного материала в жидкой фракции и, таким образом, снизит вероятность того, что это нарушит процессы очистки сточных вод. Отделенные твердые частицы можно обрабатывать вместе с осадком, образующимся в отстойниках в процессе очистки сточных вод.[25]:6

Технологические компоненты и инфраструктура

Сборные автомобили и оборудование

Дальнейшая информация: Вакуумный грузовик
«Гулпер», устройство для ручной откачки фекального ила из ям, используемое в eThekwini (Дурбан ), Южная Африка.

Если фекальный осадок достаточно жидкий, его обычно собирают с помощью вакуумных насосов или бустерных насосов центробежного типа. На рынке также доступны различные ручные и моторизованные устройства, предназначенные для выемки густого и вязкого ила и скопившегося мусора.

После многих лет нахождения в септических ямах и уборных с выгребными ямами накопленный ил затвердевает, и его очень трудно удалить. По-прежнему часто рабочие заходят в карьеры, чтобы очистить их от ила, хотя такая практика в целом небезопасна и нежелательна (в Индии такая практика называется "ручная уборка Существует ряд недорогих насосных систем для гигиенического удаления этого затвердевшего ила с поверхности земли, хотя многие из них все еще находятся на экспериментальной стадии (например, Excravator, Gulper, e-Vac).[26]

Фекальный осадок также можно обрабатывать внутри резервуара или ямы с помощью «процесса стабилизации извести в яме», который обрабатывает отходы перед их удалением из резервуара или ямы. Впервые эта методология была предложена iDE Cambodia в 2010 году.[27] После удаления он транспортируется на производственные или перерабатывающие предприятия на объекте или за его пределами.

Некоторые современные перегрузочные станции и вакуумные грузовики могут до некоторой степени обезвоживать фекальный ил, и эта вода может быть помещена в канализационные линии для очистки на очистных сооружениях.[6] Это позволяет более эффективно обрабатывать большее количество осадка и может представлять собой один из лучших случаев совместной обработки фекального осадка на очистных сооружениях.[нужна цитата ]

Станции пересадки

Пункты перевалки - это промежуточные пункты высадки, которые часто используются там, где очистные сооружения расположены слишком далеко от населенных пунктов, чтобы сделать возможным прямое удаление отходов. В других местах проблемы с дорожным движением или местные запреты на использование грузовиков в светлое время суток могут сделать возможными станции пересадки. Кроме того, в муниципалитетах, где к значительной части домов невозможно добраться на автоцистернах, следует использовать перегрузочные станции. Станции передачи используются, если:

  • Более 5% домов недоступны для вакуумного грузовика;
  • Очистные сооружения расположены слишком далеко от домов, чтобы их можно было перевезти за один рейс, что практически невозможно;
  • Грузовики не допускаются на улицу в течение дня; или же
  • В светлое время суток интенсивное движение мешает движению вакуумных грузовиков.

Мобильные перегрузочные станции

Мобильные перегрузочные станции - это не что иное, как большие автоцистерны или прицепы, которые используются вместе с небольшими вакуумными грузовиками, мотоциклами или ручными тележками. Автомобили меньшего размера выгружаются в цистерну большего размера, которая затем переносит собранный ил на очистные сооружения. Они хорошо работают в бизнес-моделях планового удаления шлама.

Стационарные перегрузочные станции

Стационарные перегрузочные станции - это специализированные сооружения, стратегически установленные по всему муниципалитету и служащие в качестве точек приема собранных фекальных осадков. Они могут включать в себя приемную станцию ​​с экранами, резервуар для собранных отходов, контейнеры для хранения мусора и средства для мытья. Они могут быть более подходящими для программ конечных автоматов, использующих бизнес-модель «вызов для обслуживания».

В то время как статические перегрузочные станции представляют собой стационарные резервуары, мобильные перегрузочные станции - это просто автоцистерны или прицепы, которые работают вместе с SVV и фактически осуществляют более длительную транспортировку отходов от населенного пункта на очистные сооружения. Мобильные перегрузочные станции лучше всего подходят для плановых программ очистки от шлама, когда нет ограничений движения или запрета на движение грузовиков, а также относительно большое количество домов, недоступных для более крупных транспортных средств.

Процессы лечения

Сушилка для экстренной обработки фекального осадка Oxfam на Филиппинах
Сушилка для фекального осадка в Бангладеш

Фекальный осадок часто обрабатывается серией этапов обработки, чтобы сначала отделить жидкости от твердых веществ, а затем обработать как жидкие, так и твердые составы, восстанавливая как можно больше энергии или питательной ценности.[6] Общие процессы на заводах по очистке фекального осадка включают:

  • Прием фекального осадка - там, где грузовик соприкасается с очистными сооружениями, и осадок выгружается.
  • Предварительная обработка - от мусора, песка, песка и ТУМОВ (жиров, масел и жиров);
  • Первичная обработка - простое разделение физическими средствами или разделение с помощью микробиологического расщепления;
  • Обработка жидкостей - например, с помощью построенные водно-болотные угодья, пруды стабилизации отходов, анаэробные варочные котлы; и
  • Обработка твердых частиц - использование твердых частиц, полученных в результате обработки фекального осадка, для полезного использования там, где это возможно.

Построенные водно-болотные угодья привлекают внимание как недорогая технология очистки, которая во многих случаях может быть построена с использованием местных материалов и рабочей силы. Для участков с достаточным количеством земли и готовыми запасами гравия и песка эта технология предлагает низкую стоимость, масштабируемость и простоту эксплуатации.[28]

Выбор технологии

Обучение счетчиков для обследования потребностей в управлении фекальным осадком в Непале

Для обоснованного выбора технологии обработки фекального осадка следует использовать формальный процесс.[6] Это обычно а совместный процесс, проводимый заинтересованными сторонами, консультантами, оператором и будущим владельцем объекта. Процесс основан на долгосрочном планировании видения с заинтересованными сторонами в рамках общегородского планирования санитарии. Необходимо знать ожидаемые потоки (объем) отходов, их мощность, характеристики и изменчивость в каждой области. Формальный и прозрачный процесс разработки соответствующих планов и проектов для очистных сооружений сточных вод и фекального осадка позволит добиться участия местных жителей в принятии технологических решений и владения ими, что имеет решающее значение для долгосрочного успеха и устойчивости программы.[нужна цитата ]

Сушилки

Для обезвоживания и сушки можно использовать простые сушилки ила, поскольку они являются дешевым и простым методом сушки фекального осадка (они также широко используются для сушки осадок сточных вод ). Дренажная вода должна быть собрана; сушильные кровати иногда закрываются, но обычно остаются открытыми.

Сушилки обычно состоят из четырех слоев, состоящих из гравия и песка. Первый и второй слои состоят из крупного гравия толщиной от 15 до 20 сантиметров, за которым следует мелкий гравий толщиной 10 сантиметров. Третий слой - это песок, который может иметь толщину от 10 до 15 сантиметров и действует как фильтр между шламом и гравием. Шлам высыхает, и вода просачивается в первый слой и собирается в дренажной трубе, расположенной под каждым слоем.[29]

Фекальный ил в процессе обезвоживания ведет себя иначе, чем шламы сточных вод.[30] Количество внеклеточные полимерные вещества (EPS) может быть важным показателем эффективности обезвоживания фекального ила.[30] Фекальный осадок от общественные туалеты для обезвоживания требовалось больше времени, чем для ила из других источников, и после осаждения имелся мутный супернатант.[30]

Новые технологии

К новейшим технологиям обработки фекального осадка относятся:[31]

  • Технологии, с помощью которых можно производить высушенное или карбонизированное твердое топливо из фекального осадка, включают: сушку, гранулирование, гидротермальная карбонизация и медленно пиролиз.[32]
  • Термические процессы, которые могут обеспечить рентабельность за счет устранения необходимости в отдельных процессах. Они превращают фекальный осадок вместе с определенными фракциями осадок сточных вод или твердых бытовых отходов для производства энергии или топлива с использованием определенных обработка осадка сточных вод технологии.
  • Биодизель можно производить, используя в качестве исходного сырья жиры, масла и консистентные смазки. Исследования RTI International проводится с целью использования фекального осадка для производства биодизеля.[нужна цитата ]
  • Электроэнергия может быть произведена с помощью тепловых процессов, которые сжигают фекалии и твердые отходы вместе для поддержания стабильного горения, а тепло используется для производства пара, который приводит в действие генераторы.

Варианты повторного использования

Гранулы ила после обработки (включая нагрев, сушку и гранулирование) в процессе LaDePa, муниципалитет Этеквини (Южная Африка)

Восстановление ресурсов из фекального осадка может принимать различные формы, в том числе в качестве топлива, улучшения почвы, строительного материала, белка, кормов для животных и воды для орошения.[32] Некоторые побочные продукты процессов обработки фекального осадка могут компенсировать некоторые затраты на сбор и обработку, тем самым снижая тарифы для домашних хозяйств. Тем не менее, на практике трудно достичь увеличения стоимости биогаза, биодизеля и электроэнергии из-за технологических и эксплуатационных проблем.[нужна цитата ]

Компостирование

Компостирование это процесс, при котором органическое вещество переваривается в присутствии кислорода с побочным продуктом тепла. Что касается фекального ила, тепло дезактивирует патогены, в то время как в процессе пищеварения органическое вещество расщепляется на гумусоподобный материал, который действует как поправка на почву, и питательные вещества, которые расщепляются в форму, которая легче усваивается растениями. Правильно обработанный фекальный ил можно повторно использовать в сельском хозяйстве (см. Также повторное использование экскрементов ).

Фекальный ил богат азотом. Когда фекальный ил смешивается с материалами, богатыми углеродом, такими как измельченные отходы сельскохозяйственных культур, процесс компостирования может быть максимальным. Лучше всего использовать правильную смесь для достижения отношения углерода к азоту от 20: 1 до 30: 1.

Твердое топливо

Было обнаружено, что извлечение ресурсов в качестве твердого топлива имеет высокий рыночный потенциал в К югу от Сахары.[32] Выбор типа топлива будет зависеть от: (1) предполагаемого использования топлива (например, технологии сжигания, требований пользователя / обращения и необходимого количества); и (2) свойства поступающего фекального ила (например, уровень стабилизации, содержание песка и влажность). После того, как подходящие варианты технологий определены, они должны быть впоследствии оценены на предмет наилучшего соответствия местным условиям (например, местная мощность для электроэнергии, земли и технических требований (эксплуатация и техническое обслуживание)).[32]:фигура 2

Другие

Биогаз возобновляемая энергия, являющаяся побочным продуктом анаэробное пищеварение процесс.

Очищенные сточные воды можно использовать в сельском хозяйстве или ландшафте. орошение.

Затраты и сборы

ФШМ считается отправной точкой для программ улучшения санитарии, проводимых местными органами власти. Такие программы могут включать тарифы или сборы с пользователей, рекламные кампании для повышения готовности платить за услугу и местные постановления, определяющие правила и положения, регулирующие FSM. На Филиппинах тарифов около 1 доллара США на семью в месяц, как правило, достаточно для полного возмещения затрат в течение 3–7 лет.[10] Рекламные кампании используются для повышения готовности платить за услуги, а местные процедуры и постановления предоставляют дополнительные стимулы для соблюдения.

Примеры

Думагете, Филиппины

USAID поддержал усилия по внедрению услуг по плановому удалению шлама в некоторых странах Юго-Восточной Азии. Первый из них был в Думагете на Филиппинах.[19] Программа была реализована совместно правительством города и Городским водным округом Думагете, при этом бывший управляет очистными сооружениями, а водный округ - очисткой от шлама.[33][34] Стоимость схемы была покрыта путем добавления тарифа в 2 песо (около 5 центов США) к счету за воду за каждый кубический метр потребляемой воды (около одного доллара США на семью в месяц). Такой подход стал возможен, потому что около 95% жителей были подключены к сеточной системе водного округа. Грузовики должны были перемещаться из квартала в квартал по расписанию, опорожняя ямы - по обычному циклу 3-4 года. Для этого подхода требуется база данных всех ям и септиков, требующих очистки от шлама. Однако к 2018 году Думагете вернулся к системе «по вызову», стоимость которой по-прежнему покрывается надбавкой к тарифу на воду. Похоже, что пользователи предпочитают эту небольшую регулярную оплату, чем необходимость производить большие платежи, когда резервуары требуют удаления шлама.[нужна цитата ]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Странде, Л., Ронтелтап, М., Брджанович, Д. (ред.) (2014). Книга по управлению фекальным осадком (FSM) - Системный подход к внедрению и эксплуатации В архиве 2017-10-14 на Wayback Machine, Глава 9. Издательство IWA, Великобритания (ISBN  9781780404738)
  2. ^ а б Тилли, Э., Ульрих, Л., Люти, К., Реймонд, Ф. и Цурбрюгг, К. (2014). Сборник санитарных систем и технологий (2-е пересмотренное издание). Швейцарский федеральный институт водных наук и технологий (Eawag), Дюбендорф, Швейцария
  3. ^ Андриссен, Ниенке; Уорд, Барбара Дж .; Странде, Линда (2019). «Обугливать или не обугливать? Обзор технологий производства твердого топлива для извлечения ресурсов из фекального осадка». Журнал "Вода, санитария и гигиена в целях развития". 9 (2): 210–224. Дои:10.2166 / washdev.2019.184. ISSN  2043-9083.
  4. ^ BMGF (2015). Повышение спроса на санитарию - обновление и обзор портфолио за 2015 год - Стратегия водоснабжения, санитарии и гигиены, июнь 2015 г. Фонд Билла и Мелинды Гейтс, Сиэтл, Вашингтон, США.
  5. ^ WWAP (Программа ООН по оценке водных ресурсов мира) (2017 г.). Доклад ООН о мировом развитии водных ресурсов, 2017 год. Сточные воды: неиспользованный ресурс. Париж. ISBN  978-92-3-100201-4. Архивировано из оригинал на 2017-04-08. Получено 2017-05-17.
  6. ^ а б c d е Странде, Л., Ронтелтап, М., Брджанович, Д. (ред.) (2014). Книга по управлению фекальным осадком (FSM) - Системный подход к внедрению и эксплуатации В архиве 2017-10-14 на Wayback Machine. Издательство IWA, Великобритания (ISBN  9781780404738)
  7. ^ Национальный институт городских дел (NIUA) и Центр городского управления (UMC) (2018). Управление фекальными осадками и септами: модуль ориентации. Национальный институт городских дел, Нью-Дели
  8. ^ USAID (1992) Руководство по лечению и удалению септазов, Агентство по охране окружающей среды США, США
  9. ^ AECOM International Development, Inc. и Департамент водоснабжения и санитарии в развивающихся странах (Sandec) Швейцарского федерального института водных наук и технологий (Eawag) (2010 г.) Экспресс-оценка управления септацией в Азии, Политика и практика в Индии, Индонезии, Малайзии, Филиппинах, Шри-Ланке, Таиланде и Вьетнаме
  10. ^ а б c d Оксфам (2016). Руководство для руководителей по управлению септацией - Издание для Филиппин. Oxfam, Великобритания
  11. ^ WRC (2015). Статус управления фекальным шламом в восьми странах Южной и Восточной Африки. Отчет ВКР № KV 340/15, подготовленный для проекта Фонда исследований в области санитарии для Африки (SRFA) Комиссии по исследованию водных ресурсов (WRC), Претория, Южная Африка, ISBN  978-1-4312-0685-8
  12. ^ Чоудри, С., Коне, Д. (2012). Бизнес-анализ управления фекальным осадком: услуги по опорожнению и транспортировке в Африке и Азии - Проект итогового отчета. Фонд Билла и Мелинды Гейтс, Сиэтл, США
  13. ^ WIN-SA (2011). Что происходит, когда яма заполнена? - Разработки в области управления фекальным осадком (FSM). Сеть информации по водным ресурсам, Южная Африка
  14. ^ а б Blackett, I .; Хокинс, П. (2017). Примеры внедрения инноваций FSM - Примеры бизнеса, политики и технологий управления фекальным осадком. Сиэтл, США: Фонд Билла и Мелинды Гейтс. С. 4–14. ISBN  978-1-5136-2513-3.
  15. ^ Тилли, Элизабет; Ульрих, Лукас; Люти, Кристоф; Реймонд, Филипп; Цурбрюгг, Крис (2014). Сборник систем и технологий санитарии (2-е изд.). Дюбендорф, Швейцария: Швейцарский федеральный институт водных наук и технологий (Eawag). ISBN  978-3-906484-57-0.
  16. ^ Баласубраманья, Сумья; Эванс, Барбара; Ахмед, Ризван; Хабиб, Ахасан; Asad, N. S. M .; Вуонг, Луан; Рахман, Моминур; Хасан, Махмудул; Дей, Дигбиджой (01.09.2016). "Накачать: сделать безопаснее опорожнение одиночной ямы в сельских районах Бангладеш". Журнал водной санитарии и гигиены в целях развития. 6 (3): 456–464. Дои:10.2166 / washdev.2016.049. ISSN  2043-9083.
  17. ^ Билхимер, Д. (2001) Анализ характеристик сепараторов в штате Вашингтон, Департамент экологии, твердых отходов и финансовой помощи штата Вашингтон
  18. ^ Всемирный банк, МОТ, WaterAid и ВОЗ (2019). Здоровье, безопасность и достоинство работников санитарии: первоначальная оценка. Всемирный банк, Вашингтон, округ Колумбия.
  19. ^ а б Пил А., Эванс Б., Блэкетт И., Хокинс П., Хейманс К. (2015). Обзор управления фекальным осадком в 12 городах - (Окончательный проект). Всемирный банк - Программа водоснабжения и санитарии
  20. ^ Городская программа управления канализационными стоками a Galing Pook, Youtube видео (2013), City Planning and Devt. Офис в городе Думагете, Филиппины.
  21. ^ «Проект USAID-Ротари Сан-Фернандо по управлению канализацией и канализацией». USAID - Филиппинский санитарный альянс. 21 октября 2010 г. Архивировано с оригинал 1 ноября 2016 г.. Получено 8 августа 2016.
  22. ^ Дэвид М. Роббинс, Оуэн Джордж, Рэйчел Бертон (2011) Разработка программ управления жирами, маслами и жирами (FOG) для местных органов власти в Индии, VthWorld Aqua Congress - Нью-Дели, Индия, ноябрь 2011 г.
  23. ^ а б c d Мехта, Мира; Мехта, Динеш; Ядав, Упасана (2019). «Общегородская комплексная санитария посредством планового удаления шлама: новый опыт Индии». Границы науки об окружающей среде. 7: 188. Дои:10.3389 / fenvs.2019.00188. ISSN  2296-665X.
  24. ^ ISF-UTS и SNV (2019). Запланированные услуги опорожнения как отправная точка для изменений. Гаага: SNV
  25. ^ а б Тайлер, Кевин (2018). Фекальный осадок и очистка отложения. Издательство практических действий. Дои:10.3362/9781780449869. ISBN  9781853399862.
  26. ^ Тем не менее, Дэвид; Фоксон, Китти (2012). Решение проблем, связанных с уборными с выгребной ямой: отчет Комиссии по исследованию водных ресурсов. Гезина [Южная Африка]: Комиссия по исследованию водных ресурсов. ISBN  9781431202935.
  27. ^ iDE Cambodia (2013) Обработка отходов известью, видео на Youtube: https://www.youtube.com/watch?v=jDGefsKq8vM
  28. ^ Таммарат Коттатеп, Чонграк Полпрасерт и Нгуен Тхи Ким Оан, Рекомендации по проектированию построенных водно-болотных угодий для очистки сточных вод на пилотной установке AIT
  29. ^ Золото, Мориц. «Введение в управление фекальным осадком, необсаженные сушильные кровати». youtube.com. Получено 29 апреля 2018.
  30. ^ а б c Уорд, Барбара Дж .; Трабер, Жаклин; Гуйе, Амаду; Диоп, Бекае; Моргенрот, Эберхард; Странде, Линда (2019). «Оценка концептуальной модели и показателей эффективности обезвоживания фекального ила в Сенегале и Танзании». Водные исследования. 167: 115101. Дои:10.1016 / j.watres.2019.115101. PMID  31563707.
  31. ^ Динер, Стефан; Семияга, Сваиб; Niwagaba, Charles B .; Маспратт, Эшли Мюррей; Гнинг, Жан Биран; Мбегере, Мбайе; Эннин, Джозеф Эффах; Зурбругг, Кристиан; Странде, Линда (июль 2014 г.). «Ценностное предложение: восстановление ресурсов из фекального ила - может ли оно стать движущей силой улучшения санитарных условий?». Ресурсы, сохранение и переработка. 88: 32–38. Дои:10.1016 / j.resconrec.2014.04.005.
  32. ^ а б c d Андриссен, Ниенке; Уорд, Барбара Дж .; Странде, Линда (2019). «Обугливать или не обугливать? Обзор технологий производства твердого топлива для извлечения ресурсов из фекального осадка». Журнал "Вода, санитария и гигиена в целях развития". 9 (2): 210–224. Дои:10.2166 / washdev.2019.184. ISSN  2043-9083.
  33. ^ АБР (2016). Механизмы финансирования сточных вод и канализации. Азиатский банк развития (АБР), Мандалуйонг, Филиппины. Лицензия: CC BY 3.0 IGO. ISBN  978-92-9257-585-4
  34. ^ Блэкетт И. и Хокинс П. (2017). Примеры внедрения инноваций FSM - Примеры бизнеса, политики и технологий управления фекальным осадком (второе издание). Фонд Билла и Мелинды Гейтс, Сиэтл, США, ISBN  978-1-5136-2513-3

внешняя ссылка