Восстановленная вода

редактировать
Преобразование сточных вод в воду, которую можно повторно использовать для других целей Последовательность рекультивации слева: неочищенные сточные воды, сточные воды с завода и окончательно утилизированная вода (после нескольких этапов очистки)

Восстановленная или оборотная вода (также называемая повторное использование сточных вод или регенерация воды ) - это процесс преобразование сточных вод в воду, которую можно повторно использовать для других целей. Повторное использование может включать орошение садов и сельскохозяйственных полей или пополнение поверхностных вод и подземных вод (т. Е. пополнение подземных вод ). Повторно используемая вода также может быть направлена ​​на удовлетворение определенных потребностей в жилых домах (например, смыв туалета ), на предприятиях и в промышленности, и ее можно даже обработать для достижения стандартов питьевой воды. Этот последний вариант называется либо «прямое повторное использование для питья», либо «непрямое повторное использование для питья», в зависимости от используемого подхода.

Рекуперация воды для повторного использования вместо использования пресной воды может быть -сохраняющая мера. Когда использованная вода в конечном итоге сбрасывается обратно в природные источники воды, она по-прежнему может приносить пользу экосистемам, улучшая сток реки, питая растения и подпитывая водоносные горизонты как часть природных круговорот воды.

Повторное использование сточных вод - давно установившаяся практика, используемая для орошения, особенно в засушливых странах. Повторное использование сточных вод в рамках устойчивого управления водными ресурсами позволяет воде оставаться альтернативным источником воды для деятельности человека. Это может уменьшить дефицит и снизить нагрузку на грунтовые воды и другие природные водные объекты.

Содержание

  • 1 Предпосылки
  • 2 Типы и применения (методы)
    • 2.1 Фактическое повторное использование сточных вод (внеплановое Повторное использование питьевой воды)
    • 2.2 Повторное использование в городах
    • 2.3 Повторное использование в сельском хозяйстве
    • 2.4 Повторное использование в окружающей среде
    • 2.5 Промышленное повторное использование
    • 2.6 Планируемое повторное использование питьевой воды
      • 2.6.1 Косвенное повторное использование питьевой воды
      • 2.6.2 Прямое повторное использование питьевой воды
    • 2.7 Повторное использование в космосе
  • 3 Преимущества
  • 4 Конструктивные соображения
    • 4.1 Распределение
    • 4.2 Процессы обработки
    • 4.3 Альтернативные варианты
    • 4.4 Затраты
    • 4.5 Препятствия на пути внедрения
  • 5 Аспекты здоровья
  • 6 Экологические аспекты
  • 7 История
    • 7.1 США
  • 8 Руководства и правила
    • 8.1 Международные организации
    • 8.2 Европейский Союз
    • 8.3 США
    • 8.4 Другое страны
  • 9 Примеры
    • 9,1 Австралия
    • 9,2 Израиль
    • 9,3 Намибия
    • 9,4 Сингапур
    • 9,5 Южная Африка
    • 9,6 США
  • 10 См. также
  • 11 Ссылки

Фон

Иррига ция вода перекачивается из этого резервуара, в котором хранятся стоки, полученные из построенного водно-болотного угодья в Харан-Аль-Авамиед, Сирия. Знак «Восстановленная вода» в Данидин, США.

Достижение более устойчивой санитарии и управления сточными водами потребует акцента на действиях, связанных с управлением ресурсами, таких как повторное использование сточных вод или повторное использование экскрементов, которые позволят сохранить ценные ресурсы доступными для производственного использования. Это, в свою очередь, поддерживает человеческое благополучие и более широкую устойчивость.

Проще говоря, очищенная вода - это вода, которая используется более одного раза, прежде чем она вернется в естественный водный цикл. Достижения в технологии очистки сточных вод позволяют общинам повторно использовать воду для различных целей. Вода обрабатывается по-разному в зависимости от источника и использования воды, а также от способа ее доставки.

Постоянно циркулирующая в планетарной гидросфере вся вода на Земле - это оборотная вода, но термины «оборотная вода» или «очищенная вода» обычно означают сточные воды, отправляемые из дома или предприятия через канализационную систему на очистные сооружения, где они очищаются до уровня, соответствующего его предполагаемому использованию.

Всемирная организация здравоохранения признала следующие основные движущие силы повторного использования сточных вод:

  1. рост нехватки воды и стресса,
  2. рост населения и связанные с ним вопросы продовольственной безопасности,
  3. рост загрязнения окружающей среды из-за ненадлежащего удаления сточных вод и
  4. растущее признание ресурсной ценности сточных вод, экскременты и серая вода.

Повторное использование и повторное использование воды приобретает все большее значение не только в засушливых регионах, но также в городах и загрязненных средах.

Уже сейчас подземные воды водоносные горизонты, которыми пользуется более половины населения мира, переоцениваются. Повторное использование будет продолжать расти по мере того, как население мира становится все более урбанизированным и концентрируется вблизи береговых линий, где местные запасы пресной воды ограничены или доступны только с большими капитальными затратами. Большое количество пресной воды можно сэкономить за счет повторного использования и переработки сточных вод, что снизит загрязнение окружающей среды и улучшит углеродный след. Альтернативным вариантом водоснабжения может быть повторное использование.

Для цели 6 в области устойчивого развития, поставленной Организацией Объединенных Наций, в задаче 6.3 говорится: «Уменьшение вдвое доли неочищенных сточных вод и существенное увеличение рециркуляции и безопасного повторного использования во всем мире к 2030 году».

Типы и применения (методы)

Большинство видов использования воды для регенерации - непитьевые применения, такие как мытье автомобилей, смыв туалетов, охлаждение воды для электростанций, бетонирование, искусственные озера, орошение полей для гольфа и общественных мест. парки, и для гидроразрыва пласта. Там, где это применимо, в системах используется система с двумя трубопроводами для отделения оборотной воды от питьевой.

Основные области применения оборотной воды в мире показаны ниже:

Категории использованияИспользование
Городское использованиеОрошение общественных парков, спортивные сооружения, частные сады, обочины ; Уборка улиц; Системы противопожарной защиты; Мойка автомобилей; Смыв туалета; Кондиционеры; Контроль пыли.
Использование в сельском хозяйствеПищевые культуры, не переработанные в коммерческих целях; Пищевые культуры, переработанные в промышленных масштабах; Пастбище для дойки животных; Кормовой; Волокно; Семенные культуры; Декоративные цветы; Сады; Гидропонная культура; Аквакультура ; Теплицы ; Виноградарство.
Промышленное использованиеТехнологическая вода; охлаждающая вода ; Рециркуляционные градирни ; Промывка водой; Моющий агрегат; Изготовление бетона ; Уплотнение почвы ; Контроль пыли.
Использование в развлекательных целяхПоле для гольфа орошение; Рекреационные водохранилища с / без общественного доступа (например, рыбалка, катание на лодках, купание); Эстетические водохранилища без доступа общественности; Оснежение.
Использование в окружающей средеПополнение водоносного горизонта ; Болото ; Болота ; Увеличение потока; Среда обитания дикой природы ; Лесоводство.
Питьевое использованиеПополнение водоносных горизонтов для питьевой воды ; Увеличение запасов поверхностной питьевой воды; Обработка до качества питьевой воды.

Де-факто повторное использование сточных вод (незапланированное повторное использование питьевой воды)

Де-факто, неподтвержденное или незапланированное повторное использование питьевой воды относится к ситуации, когда повторное использование очищенных сточных вод фактически практикуется, но официально не признано. Например, станция очистки сточных вод из одного города может сбрасывать сточные воды в реку, которая используется в качестве источника питьевой воды для другого города ниже по течению.

Незапланированное косвенное употребление в пищу существует уже давно. Большие города на реке Темзе выше по течению Лондона (Оксфорд, Рединг, Суиндон, Бракнелл ) сбрасывают очищенные сточные воды («непитьевая вода») в Темзу, которая снабжает водой Лондон вниз по течению. В Соединенных Штатах река Миссисипи служит одновременно местом назначения сточных вод очистных сооружений и источником питьевой воды.

Городское повторное использование

  • Неограниченное: использование очищенной воды для непитьевых приложений в муниципальных районах, где публичный доступ не ограничен.
  • Ограничено: использование очищенной воды для непитьевых применений в муниципальных учреждениях, где общественный доступ контролируется или ограничивается физическими или институциональными барьерами, такими как ограждения, информационные указатели или временное ограничение доступа.

Повторное использование в сельском хозяйстве

Есть преимущества использования оборотной воды для орошения, в том числе более низкая стоимость по сравнению с некоторыми другими источниками и постоянство подачи независимо от сезона, климатических условий и связанных с ними ограничений по воде. Когда очищенная вода используется для орошения в сельском хозяйстве, содержание питательных веществ (азот и фосфор) в очищенных сточных водах действует как удобрение. Это может сделать повторное использование экскрементов, содержащихся в сточных водах, привлекательным.

Поливную воду можно использовать по-разному для разных культур:

  • Пищевые культуры, которые нужно есть сырыми: культуры, предназначенные для употребления в пищу в сыром или необработанном виде.
  • Обработанные пищевые культуры: культуры, предназначенные для употребления в пищу не в сыром виде, а после процесса обработки (т.е. вареные, промышленно обработанные).
  • Непродовольственные культуры: культуры, не предназначенные для потребления человеком (например, пастбищные, кормовые, волокнистые, декоративные, семенные, лесные и торфяные культуры).

В развивающихся странах сельское хозяйство является все чаще используют неочищенные сточные воды для орошения - часто небезопасным образом. Города предоставляют прибыльные рынки для свежих продуктов, поэтому они привлекательны для фермеров. Однако, поскольку сельскому хозяйству приходится конкурировать за все более дефицитные водные ресурсы с промышленностью и муниципальными пользователями, у фермеров часто нет альтернативы, кроме как использовать воду, загрязненную городскими отходами, непосредственно для полива своих культур..

Использование неочищенных сточных вод в сельском хозяйстве может представлять серьезную опасность для здоровья. Сточные воды из городов могут содержать смесь химических и биологических загрязнителей. В странах с низким уровнем дохода часто наблюдается высокий уровень патогенных микроорганизмов из экскрементов. В развивающихся странах, где промышленное развитие опережает экологическое регулирование, возрастают риски, связанные с неорганическими и органическими химическими веществами. Всемирная организация здравоохранения в сотрудничестве с Продовольственной и сельскохозяйственной организацией Объединенных Наций (ФАО) и Программой Организации Объединенных Наций по окружающей среде (ЮНЕП) в 2006 году разработала руководство по безопасному использованию сточных вод. «Многобарьерный» подход к использованию сточных вод, например, путем поощрения фермеров к принятию различных методов снижения рисков. К ним относятся прекращение полива за несколько дней до сбора урожая, чтобы болезнетворные микроорганизмы вымерли на солнце, осторожное применение воды, чтобы она не загрязняла листья, которые могут быть съедены в сыром виде, очистка овощей с помощью дезинфицирующего средства или обеспечение высыхания фекального ила, используемого в сельском хозяйстве, перед использованием как человеческий навоз.

Повторное использование окружающей среды

Использование очищенной воды для создания, улучшения, поддержания или увеличения водных объектов, включая водно-болотные угодья, водные среды обитания или речной сток называется «повторное использование окружающей среды». Например, построенные водно-болотные угодья, питаемые сточными водами, обеспечивают как очистку сточных вод, так и среду обитания для флоры и фауны.

Промышленное повторное использование

Использование очищенной воды для подпитки водоносных горизонтов, которые не используются в качестве источника питьевой воды.

Планируемое повторное использование питьевой воды

Планируемое повторное использование питьевой воды публично признан преднамеренным проектом по переработке воды для получения питьевой воды. Существует два способа доставки питьевой воды для повторного использования - «косвенное повторное использование питьевой воды» (IPR) и «прямое повторное использование питьевой воды». Обе эти формы повторного использования описаны ниже и обычно включают более формальный общественный процесс и программу консультаций с общественностью, чем в случае фактического или неподтвержденного повторного использования.

Некоторые водные агентства повторно используют сильно очищенные сточные воды из городских сточных вод или ресурсов очистные сооружения как надежный, устойчивый к засухе источник питьевой воды. Используя передовые процессы очистки, они производят воду, соответствующую всем применимым стандартам питьевой воды. Надежность системы, частый мониторинг и тестирование являются обязательными для соблюдения строгих мер контроля.

Потребности сообщества в воде, источники воды, правила общественного здравоохранения, затраты и типы существующей инфраструктуры водоснабжения, такие как системы распределения, искусственные водохранилища или естественные бассейны подземных вод определяют, может ли очищенная вода быть частью питьевого водоснабжения и как это сделать. Некоторые общины повторно используют воду для пополнения бассейнов подземных вод. Другие сбрасывают его в поверхностные водоемы. В этих случаях рекуперированная вода смешивается с другими источниками воды и / или находится в хранилище в течение определенного периода времени, прежде чем она будет извлечена и снова подвергнута обработке в системе очистки или распределения воды. В некоторых сообществах повторно используемая вода подается непосредственно в трубопроводы, идущие к водоочистным сооружениям или распределительной системе.

Современные технологии, такие как обратный осмос и ультрафиолетовая дезинфекция, обычно используются, когда очищенная вода будет смешана с питьевой водой.

Непрямое повторное использование питьевой воды

Непрямое повторное использование питьевой воды (IPR) означает, что вода доставляется потребителю косвенно. После очистки повторно используемая вода смешивается с другими источниками и / или некоторое время находится в каком-либо хранилище, искусственном или естественном, прежде чем она попадет в трубопровод, который ведет к водоочистной станции или системе распределения. Этим хранилищем может быть бассейн подземных вод или водохранилище поверхностных вод.

Некоторые муниципалитеты используют, а другие исследуют косвенное повторное использование питьевой воды (ПИС) очищенной воды. Например, регенерированная вода может закачиваться (подпочвенная подпитка) или просачиваться вниз (поверхностная подпитка) подземных водоносных горизонтов, откачиваться, снова очищаться и, наконец, использоваться в качестве питьевой воды. Этот метод можно также назвать подпиткой грунтовых вод. Это включает в себя медленные процессы дальнейших многочисленных стадий очистки через слои земли / песка (абсорбция) и микрофлору в почве (биоразложение).

ПИС или даже незапланированное использование очищенных сточных вод для питья используется во многих странах, где последние сбрасываются в грунтовые воды для сдерживания проникновения солей в прибрежные водоносные горизонты. Право интеллектуальной собственности обычно включает в себя какой-либо тип экологического буфера, но условия в определенных областях вызвали острую необходимость в более прямых альтернативах.

Право интеллектуальной собственности происходит за счет увеличения запасов питьевой воды за счет городских сточных вод, очищенных до уровня, подходящего для защиты интеллектуальной собственности. за которым следует экологический буфер (например, реки, плотины, водоносные горизонты и т. д.), который предшествует очистке питьевой воды. В этом случае городские сточные воды проходят ряд этапов очистки, которые включают мембранную фильтрацию и процессы разделения (например, MF, UF и RO), за которыми следует усовершенствованный процесс химического окисления (например, УФ, УФ + H 2O2, озон). При «косвенном» повторном использовании питьевой воды регенерированные сточные воды используются напрямую или в смеси с другими источниками.

Прямое повторное использование питьевой воды

Прямое повторное использование питьевой воды (DPR) означает, что повторно используемая вода направляется непосредственно в трубопроводы, идущие к водоочистным сооружениям или распределительной системе. Прямое повторное использование питьевой воды может происходить как с «инженерным хранилищем», так и без него, например подземными или надземными резервуарами. Другими словами, DPR - это введение очищенной воды, полученной из бытовых сточных вод после обширной очистки и мониторинга, чтобы гарантировать постоянное соблюдение строгих требований к качеству воды, непосредственно в муниципальную систему водоснабжения. Прямое повторное использование питьевой воды также называется «туалетом с краном».

Повторное использование в космосе

Утилизация сточных вод может быть особенно важна в связи с полетом человека в космос. В 1998 году НАСА объявило, что построило биореактор для утилизации человеческих отходов , предназначенный для использования на Международной космической станции и пилотируемой миссии Марс.. Человеческая моча и фекалии вводятся в один конец реактора, а чистый кислород, чистая вода и компост (humanure ) выводятся с другого конца. Почву можно использовать для выращивания овощей, а биореактор также производит электричество.

на борту Международной космической станции, астронавты смогли пить переработанную мочу благодаря внедрению системы ECLSS. Система стоит 250 миллионов долларов и работает с мая 2009 года. Система перерабатывает сточные воды и мочу обратно в питьевую воду, используемую для питья, приготовления пищи и производства кислорода. Это сокращает потребность в частом пополнении запасов космической станции.

Преимущества

Повторное использование воды / сточных вод в качестве альтернативного источника воды может принести значительные экономические, социальные и экологические выгоды, а именно: ключевые мотивы для реализации таких программ повторного использования. В частности, в сельском хозяйстве орошение сточными водами может способствовать повышению урожайности, сокращению воздействия на окружающую среду и достижению социально-экономических выгод. Эти преимущества включают:

  • Повышение доступности воды
  • Замена питьевой воды - сохранение питьевой воды для питья и очищенной воды для непитьевых целей (например, для промышленности, очистки, орошения, домашнего использования, смыва туалетов, и т. д.)
  • Снижение чрезмерного забора поверхностных и подземных вод
  • Снижение энергопотребления, связанного с производством, обработкой и распределением воды по сравнению с использованием глубинных ресурсов подземных вод, импортом воды или опреснением
  • Снижение нагрузки биогенными веществами на водоприемники (например, реки, каналы и другие поверхности водные ресурсы )
  • Снижение производственных затрат на использование высококачественной очищенной воды
  • Увеличение сельскохозяйственного производства (т.е. урожайности)
  • Уменьшение внесения удобрений (т.е. сохранение питательных веществ, уменьшение потребности в искусственных удобрениях (например, питание почвы питательными веществами, содержащимися в очищенных сточных водах))
  • Повышенная защита окружающей среды за счет восстановления водотоков, w земли и пруды
  • Рост занятости и местной экономики (например, туризм, сельское хозяйство).

Соображения по проектированию

Распределение

Трубопровод цвета лаванды, по которому по двупроводной системе идет непитьевая вода в Маунтин-Вью, Калифорния, США

Непитьевая регенерированная вода часто распределяется с сеть с двумя трубопроводами, в которой трубы рекуперированной воды полностью отделены от трубопроводов питьевой воды.

Во многих городах, использующих очищенную воду, сейчас она пользуется таким спросом, что потребителям разрешается использовать ее только в определенные дни. Некоторые города, которые ранее предлагали неограниченное количество рециркулируемой воды по фиксированной ставке, теперь начинают взимать с граждан плату за количество, которое они используют.

Процессы очистки

Для многих типов повторного использования сточные воды должны проходить через множество очистка сточных вод этапов процесса перед их использованием. Этапы могут включать скрининг, первичное отстаивание, биологическую очистку, третичную очистку (например, обратный осмос) и дезинфекцию. Можно получать азот из сточных вод и производить нитрат аммония. Это приносит доход и дает фермерам полезные удобрения. Существует несколько технологий очистки сточных вод для повторного использования. Комбинация этих технологий может соответствовать строгим стандартам очистки и гарантировать, что обработанная вода гигиенически безопасна, то есть не содержит бактерий и вирусов. Ниже приведены некоторые из типичных технологий: Озонирование, ультрафильтрация, аэробная обработка (мембранный биореактор ), прямой осмос, обратный осмос, усовершенствованное окисление.

Сточные воды обычно обрабатываются только до вторичной очистки, когда используются для орошения.

Насосная станция распределяет очищенную воду пользователям по всему городу. Это могут быть поля для гольфа, сельскохозяйственные угодья, градирни или свалки.

Альтернативные варианты

Вместо очистки сточных вод для целей повторного использования другие варианты могут обеспечить аналогичный эффект экономии пресной воды :

Затраты

Стоимость очищенной воды превышает стоимость питьевая вода во многих регионах мира, где пресная вода в изобилии. Однако очищенная вода обычно продается гражданам по более низким ценам, чтобы стимулировать ее использование. По мере того, как запасы пресной воды становятся ограниченными из-за затрат на распределение, увеличения спроса населения или источников, снижающих изменение климата, соотношение затрат также будет меняться. При оценке рекуперированной воды необходимо учитывать всю систему водоснабжения, так как это может принести важное значение гибкости всей системе

Системы рекуперированной воды обычно требуют сети с двумя трубами, часто с дополнительные резервуары для хранения, что увеличивает стоимость системы.

Препятствия на пути реализации

  • Полномасштабное внедрение и эксплуатация схем повторного использования воды по-прежнему сталкивается с нормативными, экономическими, социальными и институциональными проблемами.
  • Экономическая жизнеспособность схем повторного использования воды.
  • Затраты на мониторинг качества воды и выявление загрязняющих веществ. Трудности при идентификации загрязнителей могут включать отделение неорганических и органических загрязнителей, микроорганизмов, коллоидов и др.
  • Полное возмещение затрат за счет воды схемы повторного использования - отсутствие финансовых систем ценообразования на воду, сопоставимых с уже субсидируемыми традиционными очистными сооружениями.
  • Психологические барьеры, иногда называемые «фактором противодействия», также могут быть препятствием для реализации, особенно для планов прямого повторного использования питьевой воды. Эти психологические факторы, по-видимому, тесно связаны с отвращением, в частности, с избеганием патогенов.

Аспекты здоровья

Восстановленная вода считается безопасной при правильном использовании. Восстановленная вода, которую планируется использовать для подпитки водоносных горизонтов или увеличения поверхностных вод, проходит адекватную и надежную обработку перед смешиванием с природной водой и естественными процессами восстановления. Часть этой воды со временем становится частью питьевого водоснабжения.

В исследовании качества воды, опубликованном в 2009 году, сравнивались различия в качестве очищенной / оборотной воды, поверхностных и подземных вод. Результаты показывают, что очищенная вода, поверхностные и подземные воды больше похожи, чем различаются по составным частям. Исследователи проверили 244 типичных компонента, которые обычно встречаются в воде. При обнаружении большинство составляющих находились в диапазоне частей на миллиард и частей на триллион. ДЭТА (репеллент от насекомых) и кофеин были обнаружены во всех типах воды и практически во всех образцах. Триклозан (в антибактериальном мыле и зубной пасте) был обнаружен во всех типах воды, но обнаружен в более высоких концентрациях (части на триллион) в очищенной воде, чем в поверхностных или грунтовых водах. В образцах было обнаружено очень мало гормонов / стероидов, и при обнаружении их уровень был очень низким. Галоуксусная кислота (побочный продукт дезинфекции) была обнаружена во всех типах проб, даже в подземных водах. Самая большая разница между очищенной водой и другими водами, по-видимому, состоит в том, что очищенная вода была продезинфицирована и, следовательно, имеет побочные продукты дезинфекции (из-за использования хлора).

Исследование 2005 года под названием «Орошение парков, детских площадок и школьных дворов восстановленной водой» показало, что не было случаев заболеваний или заболеваний, вызванных микробными патогенами или химическими веществами, а также риски использования очищенной воды для орошения. существенно не отличаются от орошения с использованием питьевой воды.

Исследование 2012 года, проведенное Национальным исследовательским советом в Соединенных Штатах Америки, показало, что риск воздействия определенных микробных и химических загрязнителей из питьевая регенерированная вода, по-видимому, не превышает риска по крайней мере в некоторых существующих системах очистки питьевой воды, и может быть на несколько порядков ниже. В этом отчете рекомендуется внести изменения в федеральную нормативно-правовую базу, которые могут усилить защиту здоровья населения как при плановом, так и при незапланированном (или фактическом) повторном использовании и повысить доверие населения к повторному использованию воды.

Многие люди связывают чувство отвращения с очищенной водой, и 13% участников опроса заявили, что даже не станут пить ее. Тем не менее, основной риск для здоровья при использовании очищенной воды для питья - это возможность того, что фармацевтические препараты и другая бытовая химия или их производные (стойкие фармацевтические загрязнители окружающей среды ) сохранятся в этой воде. Это было бы меньше проблем, если бы человеческие экскременты не попадали в сточные воды с помощью сухих туалетов или систем, обрабатывающих черную воду отдельно от серая вода.

Чтобы решить эту проблему, связанную с исходной водой, поставщики регенерированной воды используют многобарьерные процессы очистки и постоянный мониторинг, чтобы гарантировать, что рекуперированная вода безопасна и обрабатывается должным образом для предполагаемого конечного использования.

Экологические аспекты

Использование оборотной воды в Калифорнии, 2011 г.

О возможных последствиях для здоровья и окружающей среды ведутся споры. Для решения этих проблем Исследовательский фонд WateReuse провел исследование по оценке потенциальных рисков для здоровья от оборотной воды и сравнения с обычными фармацевтическими препаратами и продуктами личной гигиены (PPCP). Для каждого из четырех сценариев, в которых люди вступают в контакт с оборотной водой, используемой для орошения - дети на игровой площадке, игроки в гольф и ландшафтные работники, а также сельскохозяйственные рабочие - результаты исследования показывают, что это может занять от нескольких лет до миллионов лет воздействия непитьевой оборотной воды, чтобы достичь такого же воздействия PPCP, которое мы получаем за один день в результате повседневной деятельности.

Использование очищенной воды для непитьевых целей экономит питьевую воду для питья, так как меньше питьевой воды будет использоваться для непитьевых целей.

Иногда она содержит более высокие уровни питательных веществ, например азот, фосфор и кислород, которые могут несколько помочь удобрять садовые и сельскохозяйственные растения при использовании для орошения.

Использование регенерации воды снижает загрязнение, направляемое в чувствительную среду. Он также может улучшить водно-болотные угодья, что принесет пользу дикой природе в зависимости от этой экосистемы. Это также помогает снизить вероятность засухи, поскольку повторное использование воды сокращает использование пресной воды из подземных источников. Например, завод по борьбе с загрязнением воды в Сан-Хосе / Санта-Кларе ввел программу повторного использования воды для защиты естественных соленых болот в районе залива Сан-Франциско.

Основные потенциальные риски, связанные с повторное использование очищенных сточных вод для целей орошения при недостаточной очистке:

  1. загрязнение пищевой цепи микрозагрязнителями, патогенами (т.е. бактериями, вирусы, простейшие, гельминты ) или детерминанты устойчивости к антибиотикам ;
  2. почва засоление и накопление различных неизвестных компонентов, которые могут отрицательно повлиять на сельскохозяйственное производство;
  3. распространение коренной почвы микробные сообщества ;
  4. изменение физико-химических и микробиологических свойств почва и вклад в накопление химических / биологических загрязнителей (например, тяжелых металлов, химикатов (т.е. бор, азот, фосфор, хлорид, натрий, пестициды / гербициды ), природные химические вещества (т.е. гормоны ), загрязняющие вещества, вызывающие обеспокоенность (CEC) (т.е. фармацевтические препараты и их метаболиты, средства личной гигиены, бытовая химия и пищевые добавки и продукты их преобразования) и т. Д.) В него и последующее поглощение растениями и культурами;
  5. чрезмерный рост водорослей и растительности в каналы, по которым проходят сточные воды (т.е. эвтрофикация );
  6. ухудшение качества подземных вод из-за различных загрязнителей очищенной воды, мигрирующих и накапливающихся в почве и водоносных горизонтах.

История

Повторное использование сточных вод (запланированное или внеплановое) является древняя практика, которая применяется с незапамятных времен и тесно связана с развитием санитарии.

США

В США Закон о чистой воде 1972 года предписал запретить сброс неочищенных отходов из муниципальных и промышленных источников, чтобы сделать воду безопасной для рыбалки и отдыха. Федеральное правительство США провело выделил миллиарды долларов в виде грантов на строительство очистных сооружений по всей стране. Современные очистные сооружения, обычно использующие окисление и / или хлорирование в дополнение к первичной и вторичной очистке, должны были соответствовать определенным стандартам.

Санитария округа Лос-Анджелес районы начали предоставлять очищенные сточные воды для орошения ландшафтов в парках и на полях для гольфа в 1929 году. Первое водоочистное сооружение в Калифорнии было построено в Сан-Франциско Парк Золотых Ворот в 1932 году. Район пополнения запасов воды в Южной Калифорнии был первым агентством по подземным водам, получившим разрешение на использование оборотной воды для пополнения подземных вод в 1962 году.

Демонстрационный проект прямого повторного использования питьевой воды в Денвере изучил технические, научные и общественные аспекты принятия DPR с 1979 по 1993 годы. Исследование хронических пожизненных последствий для здоровья всего животного на продукте для усовершенствованной очистки 1 MGD дополнило комплексную оценку химического и микробиологического качества воды. Исследованиестоимостью 30 миллионов долларов показало, что производимая вода соответствует всем санитарным стандартам и выгодно отличается от высококачественной питьевой воды Денвера. Кроме того, прогнозируемая стоимость была ниже предполагаемой стоимости приобретения новых источников воды в отдаленных районах.

Округ Ориндж расположен в Калифорнии, США, является примером непрямого повторного использования питьевой воды. В этом районе существует широкомасштабная система искусственного пополнения запасов подземных вод, обеспечивающая столь необходимый пресноводный барьер для проникновения морской воды. Часть закачиваемой воды состоит из оборотной воды, начало которой было положено в 1976 году Water Factory 21, на котором для очистки воды использовались обратный осмос и высокая известь (производственная мощность 19 000 м3 в день). Этот завод был выведен из эксплуатации в 2004 году и с тех пор стал местом для нового проекта с более высокой производительностью (265 000 м 3 в день с максимальной производительностью 492 000 м 3 в день) под названием "Система пополнения подземных вод".

Руководящие принципы и нормативные акты

Международные организации

  • Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ): «Рекомендации по безопасному использованию сточных вод, фекалий и серых вод» (2006 г.).
  • Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП): «Руководство по повторному использованию городских сточных вод в Средиземноморском регионе» (2005 г.).
  • Программа Десятилетия водных ресурсов Организации Объединенных Наций по развитию потенциала (UNW-DPC): Материалы проекта UNWater «Безопасное использование сточных вод в сельское хозяйство »(2013).

Европейский Союз

Условия безопасности для здоровья и окружающей среды, при которых сточные воды могут быть повторно использованы, специально не регулируются на уровне Европейского Союза (ЕС). На уровне ЕС нет руководящих принципов или правил по качеству воды для повторного использования воды. В Рамочной директиве по водным ресурсам повторное использование воды упоминается как одна из возможных мер для достижения целей Директивы в области качества, однако это остается относительно расплывчатой ​​рекомендацией, а не требованием: Часть B Приложения VI относится к повторному использованию в качестве одной из «дополнительных мер, которые государства-члены в каждом районе речного бассейна могут выбрать для принятия в рамках программы мер, требуемых в соответствии со статьей 11 (4)».

Кроме того, статья 12 Директива по очистке городских сточных вод, касающаяся повторного использования очищенных сточных вод, гласит, что «очищенные сточные воды должны использоваться повторно, когда это необходимо», недостаточно конкретна, чтобы способствовать повторному использованию воды, и оставляет слишком много места для интерпретации того, что можно рассматривать как «Подходящая» ситуация для повторного использования очищенных сточных вод.

Несмотря на отсутствие общих критериев повторного использования воды на уровне ЕС, несколько государств-членов (MS) издали свои собственные законодательные рамки, постановления или руководящие принципы для различных приложений повторного использования воды (например, Кипр, Франция, Греция, Италия, и Испания).

Однако после оценки, проведенной Европейской Комиссией (ЕС) по стандартам повторного использования воды в нескольких странах-членах, был сделан вывод, что они различаются в подходах. Существуют важные расхождения между различными стандартами в отношении разрешенного использования, параметров, которые необходимо контролировать, и допустимых предельных значений. Это отсутствие гармонизации стандартов повторного использования воды может создать некоторые торговые барьеры для сельскохозяйственных товаров, орошаемых очищенной водой. Попав на общий рынок, уровень безопасности в странах-производителях-членах может считаться недостаточным для стран-импортеров. Наиболее репрезентативными стандартами повторного использования сточных вод из европейских стран-членов являются следующие:

  • Кипр: Закон 106 (I) 2002 года о контроле за загрязнением воды и почвы и связанные с ним нормативные акты (KDP 772/2003, KDP 269/2005) (Учреждения-эмитенты: Министерство Министерства сельского хозяйства, природных ресурсов и окружающей среды, Департамент развития водных ресурсов).
  • Франция: Jorf num.0153, 4 июля 2014 г. Приказ 2014 г., касающийся использования воды из очищенных городских сточных вод для орошения сельскохозяйственных культур и зеленых насаждений. (Учреждения-эмитенты: Министерство здравоохранения, Министерство сельского хозяйства, продовольствия и рыболовства, Министерство экологии, энергетики и устойчивого развития).
  • Греция: CMD № 145116. Меры, ограничения и процедуры повторного использования очищенных сточных вод ( Учреждения-эмитенты: Министерство окружающей среды, энергетики и изменения климата.
  • Италия: DM 185/2003. Технические меры по повторному использованию сточных вод (выдающие учреждения: министерство окружающей среды, министерство сельского хозяйства, министерство здравоохранения).
  • Португалия: NP 4434 2005 г. Повторное использование очищенной городской воды для орошения (выдающие учреждения: португальский институт Качество).
  • Испания: RD 1620/2007. Правовая база для повторного использования очищенных сточных вод (выпуск учреждения: Министерство окружающей среды, Министерство сельского хозяйства, Министерство здравоохранения).

США

Восстановленная вода не регулируется Агентством по охране окружающей среды (EPA), но EPA разработало руководство по повторному использованию воды, которое было обновлено в последний раз в 2012 году. EPA по повторному использованию воды представляет собой международный стандарт передовой практики повторного использования воды. Документ разработан в рамках Соглашения о совместных исследованиях и разработках между Агентством по охране окружающей среды США (EPA), Агентством США по международному развитию (USAID) и глобальной консалтинговой компанией CDM Smith. Руководящие принципы разработки штатных положений для разработки нормативных положений.

Другие страны

  • Канада: «Канадские рекомендации по использованию оборотной воды для смыва туалетов и писсуаров» (2010 г.).
  • Китай: Национальный стандарт качества очищенной воды Китая; Национальный стандарт Китая GB / T 18920-2002, GB / T 19923-2005, GB / T 18921-2002, GB 20922-2007 и GB / T 19772-2005.
  • Израиль: Постановление Министерства здравоохранения (2005 г.)
  • Япония: Национальный институт управления земельными ресурсами и инфраструктурой: Отчет о проекте микробиологического качества воды по очищенным сточным и регенерированным сточным водам (2008 г.)
  • Иордания: Иорданская техническая база п. 893/2006 Иорданский План управления повторным использованием воды (политика).
  • Мексика: Мексиканский стандарт NOM-001-ECOL-1996, регулирующий повторное использование сточных вод в сельском хозяйстве.
  • Политика Южной Африки: последняя редакция Закон 1997 года об услугах водоснабжения, касающийся сточных вод и очищенных сточных вод (Министерство водного хозяйства и лесного хозяйства, 2001 г.).
  • Тунис: Стандарт использования очищенных сточных вод в сельском хозяйстве (NT 106-109 1989 г.) и список сельскохозяйственных сельскохозяйственных культур, которые можно орошать очищенными сточными водами (Министерство сельского хозяйства, 1994).
  • Национальное: США: Агентство по охране окружающей среды США (USEPA) «Рекомендации по повторному использованию воды» (2012).
  • Рекомендации на национальном уровне Австралии: Правительство Австралии (Совет по охране окружающей среды и ресурсов Австралии): Рекомендации по повторному использованию: управление риски для здоровья и окружающей среды »Фаза 1, 2006 г.

Примеры

Австралия

Когда в Австралии случаются засухи, интерес к вариантам утилизации сточных вод возрастает. Брисбен является лидером в этой тенденции, и другие города будут пересматривать Проект по завершению воды в Западном коридоре после его завершения.

Австралийский антарктический отдел изучает возможность установки схемы повторного использования питьевой воды на своей исследовательской базе в Дэвисе в Антарктиде. Для повышения качества сброса в море из станции очистки сточных вод Davis был выбран ряд различных проверенных технологий для использования в будущем, например озонирование, UV дезинфекция, хлор, а также ультрафильтрация, фильтрация активированным углем и RO.

Израиль

По состоянию на 2010 год Израиль лидирует в мире по количеству воды он перерабатывает. Израиль очищает 80% сточных вод (400 миллиардов литров в год), 100% сточных вод из пригорода Тель-Авива обрабатывает и повторно использует в качестве воды для сельского хозяйства и общественных работ. На сегодняшний день все очищенные сточные воды в Израиле используются для сельскохозяйственных целей и мелиорации земель.

Намибия

Примером повторного использования питьевой воды является случай Виндхук (Намибия, завод мелиорации воды New Goreangab (NGWRP)), где очищенные сточные воды смешивались с питьевой водой более 40 лет. Он основан на концепции множественных барьеров для обработки (т.е. предварительное озонирование, усиленная коагуляция / флотация растворенным воздухом / быстрая фильтрация песка и проникающий озон, биологический активированный уголь / гранулированный активированный уголь, ультрафильтрация (УФ), хлорирование) для связанных с этим рисков и улучшения качества воды. Утилизированные сточные воды в настоящее время составляют около 14% производства питьевой воды в городе.

Сингапур

В Сингапуре очищенная вода называется NEWater и разливается в бутылки непосредственно из системы предварительной очистки воды. помещение для образовательных и праздничных целей. Хотя большая часть повторно используемой воды используется в высокотехнологичной промышленности Сингапура, небольшая часть возвращается в резервуары для питьевой воды.

В конце 2002 года программа, получившая успешное название NEWater, получила одобрение 98%, при этом 82% респондентов указали, что будут пить повторно использованную воду напрямую, а еще 16% - только при смешивании с пластовая вода. Произведенная NEWater после стабилизации (добавление щелочных химикатов) соответствует требованиям ВОЗ и может быть передана по трубопроводу для широкого спектра применений (например, повторное использование в промышленности, слив в резервуар для питьевой воды). NEWater в настоящее время составляет около 30% от общего потребления Сингапура, к 2060 году Национальное агентство водных ресурсов Сингапура использует текущую мощность NEWater, чтобы удовлетворить 50% будущего спроса на воду в Сингапуре.

Южная Африка

В Южной Африке, основной движущей силой повторного использования сточных вод являются засушливые условия.

Например, в Бофорт Уэст, в Южной Африке был построен завод по очистке сточных вод (WRP) для производства питьевой воды в конце 2010 г. в результате острой нехватки воды (добыча 2 300 м3 в сутки). Конфигурация процесса основана на концепции мультибарьера и включает следующие процессы обработки: фильтрация через песок, UF, двухступенчатый RO и пермеат, дезинфицированный ультрафиолетом (УФ).

США

Лидерами по использованию очищенной воды в США являются Флорида и Калифорния.

Расширение общих ресурсов питьевой воды в США могло бы значительно увеличить общие доступные ресурсы США.

Одним из примеров является округ Ориндж, расположенный на юге страны. Калифорния, США, и является классическим примером непрямого использования питьевой воды. В этом районе существует масштабная система искусственного пополнения запасов подземных вод, обеспечивающая столь необходимые пресноводный барьер для проникновения морской воды.

См. Также

Ссылки

The offline app allows you to download all of Wikipedia's medical articles in an app to access them when you have no Internet. Здоровье Википедии статьи по уходу можно просмотреть в автономном режиме с помощью приложения Medical Wikipedia.
Последняя правка сделана 2021-06-03 10:22:52
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте