Вторичное использование водных ресурсов: Сточные воды – новое чёрное золото?

Содержание

Сточные воды – новое чёрное золото?

Презентация Доклада ООН о состоянии водных ресурсов мира 22 марта

Что если бы мы относились к огромному количеству бытовых, сельскохозяйственных и промышленных сточных вод, выбрасываемых ежедневно в окружающую среду, не как к дорогостоящей проблеме, а как к ценному ресурсу? Такая смена парадигмы пропагандируется в Докладе Организации Объединённых Наций о состоянии водных ресурсов мира, под названием «Сточные воды: неиспользованный потенциал», представленном в Дурбане по случаю Всемирного дня водных ресурсов.

Доклад ООН о состоянии водных ресурсов мира – это документ «ООН-водные ресурсы», подготовленный в рамках Программы оценки водных ресурсов, которая осуществляется под патронажем ЮНЕСКО. Авторы Доклада утверждают, что если сточные воды будут очищаться, они могут стать бесценным ресурсом для удовлетворения растущего спроса на питьевую воду и разнообразное сырьё.

«Сточные воды являются ценным ресурсом, поскольку мировые запасы доступной пресной воды ограничены, в то время как спрос на неё растёт», — утверждает председатель механизма «ООН-водные ресурсы» и Генеральный директор Международной организации труда Гай Райдер.

«Каждый может внести свой вклад в достижение Цели устойчивого развития по сокращению наполовину количества неочищенных сточных вод и увеличению их безопасного повторного использования к 2030 году. Речь идёт о бережном обращении с водными ресурсами и переработке воды, которая течёт по трубам наших домов, фабрик, ферм и городов. Давайте же все вместе сократим сброс сточных вод и увеличим степень их очистки, чтобы удовлетворить потребности растущего населения и хрупкой экосистемы».

«Доклад ООН о состоянии водных ресурсов мира 2017 г. демонстрирует, что совершенствование отведения и очистки сточных вод предполагает не только снижение количества отходов на месте их образования, но и очистку сточных вод от загрязняющих веществ, повторное использование очищенной воды, а также утилизацию отходов и побочных продуктов. […] Повышение уровня общественного принятия повторного использования сточных вод является необходимым условием для дальнейшего продвижения вперёд», — отмечает Генеральный директор ЮНЕСКО Ирина Бокова в предисловии к Докладу.  

Проблема здоровья и экологии

Значительная часть неочищенных сточных вод по-прежнему бесконтрольно выбрасывается в окружающую среду при отсутствии системы сбора и обработки. Это особенно характерно для стран с низким уровнем доходов, где очищается всего 8% бытовых и промышленных сточных вод, в то время как в странах с высоким уровнем доходов очистке подвергаются 70% стока. В результате, во многих регионах мира вода, зараженная бактериями, насыщенная нитратами, фосфатами и растворителями, выбрасывается в реки и озёра, а затем попадает в океаны. Это имеет негативные последствия для окружающей среды и здоровья населения.

В недалёком будущем объём сбрасываемых сточных вод значительно увеличится, особенно в городах в развивающихся странах с быстрорастущим населением. «Производство сточных вод является одним из главных вызовов, связанных с ростом неформальных поселений и трущоб в развивающихся странах», — пишут авторы Доклада. Например, город Лагос (Нигерия) ежедневно продуцирует 1,5 млн.

м3 сточных вод, их большая часть сбрасывается неочищенной в городскую лагуну. Если не будут предприняты экстренные меры, эта ситуация, вероятнее всего, будет продолжать ухудшаться с учётом того, что к 2020 году население города увеличится до более чем 23 миллионов человек.

Почти треть рек в Латинской Америке, Азии и Африке загрязнена патогенными микробами, поступающими из человеческих и животных экскрементов, угрожая жизни миллионов людей. В 2012 году в странах с низким и средним уровнем доходов было зарегистрировано 842 000 смертей, связанных с употреблением заражённой воды и отсутствием надлежащих санитарных условий. Неочищенная вода также является причиной распространения таких тропических болезней, как лихорадка и холера.

Растворители и углеводороды, поступающие в результате промышленной и горнодобывающей деятельности, а также выбрасываемые в результате интенсивного земледелия биогенные элементы (азот, фосфор и калий) ускоряют процесс эвтрофикации источников пресной воды и прибрежных морских экосистем.

На данный момент этим процессом затронуты 245 000 км2 морских экосистем, что по размеру сравнимо с территорией Соединённого Королевства. Сброс неочищенных сточных вод также вызывает токсичное цветение воды и способствует сокращению биоразнообразия.

Растущая осведомленность о наличии в сточных водах таких загрязнителей, как гормоны, антибиотики, стероиды, а также других веществ, влияющих на эндокринную систему, создаёт ряд новых проблем, в то же время их воздействие на окружающую среду и здоровье ещё недостаточно изучено.

Загрязнение сокращает запасы доступной пресной воды, которые и так могут быть ограничены вследствие изменения климата. Тем не менее, большинство правительств и лиц, ответственных за принятие решений, главным образом обеспокоены проблемой водоснабжения в условиях нехватки водных ресурсов, игнорируя необходимость очистки воды

после её использования. Между тем, эти два вопроса неразрывно связаны. Сбор, очистка и безопасное использование сточных вод являются основой «оборотной экономики» – сбалансированного экономического развития с упором на устойчивое использование природных ресурсов. Очищенная вода во многом является вторичным ресурсом, который может повторно и многократно использоваться.

Из канализации в водопроводный кран

Сточные воды наиболее широко используются для ирригации в сельском хозяйстве. Известно, что по меньшей мере 50 стран мира используют сточные воды для орошения (на их долю, по разным оценкам, приходится 10% всей площади орошаемых земель). Однако для многих регионов, особенно для Африки, эти данные являются неполными.

Такая практика вызывает обеспокоенность в связи с возможными медицинскими проблемами, когда вода содержит патогены, которые могут заразить зерновые культуры. Таким образом, задача заключается в переходе от бесконтрольной ирригации к плановому и безопасному использованию сточных вод, как это делается в долине реки Иордан, где с 1977 года 90% сточных вод используется для орошения земель. В Израиле очищенные сточные воды уже составляют почти половину от всей воды, используемой для ирригации.

В промышленности, со своей стороны, большие объёмы сточных вод можно повторно использовать для нагревания и охлаждения вместо того, чтобы выбрасывать их в окружающую среду. Ожидается, что к 2020 году рынок очистки промышленных сточных вод увеличится на 50%. 

Очищенные сточные воды могут также пополнять запасы питьевой воды, хотя подобная практика до сих пор встречается редко. В Виндхуке, столице Намибии, данный метод широко используется уже с 1969 года. В целях борьбы с хронической нехваткой воды в городе действуют сооружения по очистке до 35% сточных вод, за счет которых пополняются запасы питьевой воды. Жители Сингапура и Сан-Диего (США) также пьют очищенную воду, не опасаясь за свое здоровье.

Такая практика может встретить общественное сопротивление, поскольку пить или использовать переработанную воду, которая первоначально считалась грязной, может вызывать у людей чувство дискомфорта. В 90-х годах отсутствие поддержки со стороны общества привело к неудаче проекта по повторному использованию воды для ирригации и разведения рыбы в Египте. Информационно-просветительские кампании могут помочь добиться перелома в отношении общественности к такого рода практике, указывая на её успешные примеры.

Одним из них можно считать пример космонавтов МКС, которые повторно используют одну и ту же переработанную воду на протяжении более чем 16 лет.  

Сточные воды и их осадочные отложения как источник сырья

Будучи безопасным альтернативным источником питьевой воды, сточные воды могут также считаться потенциальным источником сырья. Благодаря развитию технологий по очистке воды, некоторые питательные вещества, такие как фосфор и нитраты, теперь могут быть извлечены из канализации и осадка сточных вод, а затем преобразованы в удобрения. Приблизительно 22% глобального спроса на фосфор, который является невосполнимым расходуемым минеральным ресурсом, может быть удовлетворено за счет обработки человеческой мочи и экскрементов. Некоторые страны, например, Швейцария, уже приняли законы об обязательной добыче из сточных вод определенных питательных веществ, таких как фосфор.

Содержащиеся в сточных водах органические вещества могут быть использованы для производства биогаза, который мог бы снабжать энергией установки по очистке сточных вод. Это помогло бы сделать эти установки энергетически автономными или превратить их из значительных потребителей энергии в её нетто-производителей. Правительство Японии поставило перед собой задачу к 2020 году добывать в стране 30% энергии биомассы из сточных вод. Ежегодно город Осака производит 6500 тонн органических твёрдых веществ из 43 тыс. тонн осадочных отложений сточных вод.

Такие технологии могут быть доступны развивающимся странам с учётом того, что недорогие способы очистки сточных вод уже позволяют добывать энергию и полезные вещества. Несмотря на то, что эти технологии ещё не дают возможности непосредственно вырабатывать питьевую воду, они способны производить пригодную и безопасную воду для других целей, таких как ирригация. Помимо прочего, продажа сырья, полученного из сточных вод, может стать дополнительным источником дохода, а также окупить инвестиции и покрыть расходы на эксплуатацию очистных сооружений.

На сегодняшний день 2,4 млрд. человек до сих пор не имеют доступа к улучшенным санитарным условиям. Сокращение этого показателя в соответствии с ЦУР 6 (питьевая вода и санитария) Повестки дня ООН на период до 2030 года будет означать ещё больший объём сточных вод и необходимость их очистки с минимальными затратами.

В этом уже был достигнут определённый прогресс. Например, с конца 90-х годов масштабы очистки сточных вод в Латинской Америке практически увеличились вдвое, охватывая от 20 до 30% сточных вод городских канализаций. Но это также означает, что от 70% до 80% сточных вод выбрасываются неочищенными в окружающую среду. Следовательно, предстоит ещё многое сделать. Важным шагом в правильном направлении может быть широкое признание значимости безопасного использования переработанной сточной воды как альтернативы естественной питьевой воде, а также источника ценных побочных продуктов.

***

Примечание для издателей

Доклад ООН о состоянии водных ресурсов мира представляет собой результат сотрудничества 31 агентства ООН и 37 международных организаций-партнеров, входящих в механизм «ООН – водные ресурсы». Доклад подготовлен в рамках Программы оценки водных ресурсов мира (ПОВРМ), которая осуществляется под патронажем ЮНЕСКО. До 2012 года Доклад, представляющий собой всесторонний обзор состояния водных ресурсов мира, издавался каждые три года. Начиная с 2014 года, он выходит ежегодно, а каждое его издание посвящено определенной теме. Презентация Доклада приурочена ко Всемирному дню водных ресурсов (22 марта).

Контакт для СМИ:

  • Аньес Бардон,
    Пресс-служба ЮНЕСКО
    тел.: +33 (0)1 45 68 17 64,
    [email protected]

Дополнительная информация:

5 творческих примеров того, как повторно использовать сточные воды в компании

За последние десятилетия тема экономии водных ресурсов и использование имеющихся альтернатив в сельском хозяйстве и промышленности звучит все чаще. Данный вопрос, который упоминается на многих международных встречах на высшем уровне, со временем также был задан директорам производственных предприятий и другим социально ответственным лицам. Как они с ним разбирались?

Использование в космосе

Вода является дефицитным товаром в космосе. Поэтому на космической станции МКС воду собирают весьма особым образом.

Система, разработанная учёными из NASA, будет перерабатывать до 10 килограммов конденсата, мочи экипажа и туалетной воды, которая будет превращаться в чистый дистиллят. Этот дистиллят будет объединяться с другими сточными водами из кабины и с помощью устройства для переработки воды превращаться в питьевую воду для экипажа.

«Если вы свыкнетесь с тем фактом, что пьёте переработанную человеческую мочу, то на вкус это обычная бутилированная вода», — сказала о потреблении модифицированных био-отходов Лейн Картер, менеджер по водным подсистемам для МКС в Лётно-испытательном центре NASA им. Маршалла.

Астронавты показывают мешочек с водой, которая раньше была человеческой мочой. Источник:  NASA

Использование при производстве пива

Вопрос с использованием оборотной воды в пивоваренной отрасли несколько раз освещался в наших статьях в этом блоге. Однако мы снова сошлемся на датскую пивоварню Carlsberg, которая публично обязалась к 2030 г. сократить потребление воды при производстве своего пива на 50%. Вместо неё фирма будет использовать оборотную воду со своей собственной водоочистной станции.

Другая пивоварня, которая учитывает опыт американских астронавтов, как пример для подражания, произвела ограниченную партию пива с использованием ячменя, который орошался запасенной человеческой мочой.

Источник: Copenhagenbyme.com

Использование в промышленности

Оборотная вода является недорогой альтернативой для процессов охлаждения в промышленном производстве. Она используется для охлаждения и испарения в промышленных башнях электростанций и нефтеперерабатывающих заводов.

Использование переработанных сточных вод также возможно в области строительства. Например, очищенные сточные воды добавляются в цементный раствор, из которого делаются тротуары, дорожки, стены и дома.

Основная причина, по которой используются переработанные сточные воды, – это экономия производственных затрат в промышленности.

Применение в сельском хозяйстве

56,8% переработанных сточных вод используется в США для орошения сельскохозяйственных угодий.

В дополнение к поливу сельхозкультур и зерновых, очищенными сточными водами также обычно поливают городские парки, луга, сады и спортивные поля.

Очищенные сточные воды также служат для пополнения водных потоков, что оказывает положительное влияние на рост растительности и поддержание подходящего уровня воды.

Использование людьми

Очищенные сточные воды также можно использовать для прямого потребления или приготовления пищи обычными людьми при определённых случаях.

Например, ситуация с питьевой водой в Сингапуре столь критична, что к 2060 г. город будет использовать до 55% своих переработанных сточных вод для утоления жажды населения.

Компания NEWater могла бы помочь в этом деле посредством очистки и доставки 30% сточных вод Сингапура в основном для промышленного производства.

Слева – неочищенные сточные воды, справа – переработанные сточные воды. Источник: Wikipedia

Однако постепенно они также информируют общественность о возможности использования оборотной воды для гораздо большего числа направлений коммерческого использования, например, для прямого потребления.

Они раздают эту воду в пластиковых бутылках людям в надежде, что те подавят свою брезгливость к воде, которую они используют для личного потребления.

Переработанные сточные воды в бутылках, готовые для потребления жителями Сингапура. Источник: USA Today

Здесь в «Гидротех» мы знаем, что похожие примеры использования очищенных сточных вод в обществе будут лишь увеличиваться в числе. Чтобы не удивить вас в будущем, мы были бы рады проконсультировать вас по вопросу установки новой станции очистки сточных вод или по вопросу интенсификации и модернизации уже имеющейся у вас станции. Вы можете обратиться к нам через нашу контактную форму.

Повторного использования воды | Global Water & Energy Group

Повторного использования воды

Рециркуляция и оборотное водопользование для сокращения водного следа

Подавляющее большинство выпускаемой продукции требует применения воды на определенной стадии производственного процесса. По оценкам, во всем мире около 20% всего потребления воды используется промышленностью. По сравнению с 70%, потребляемыми сельским хозяйством, промышленные потребности могут считаться относительно незначительными. Однако в промышленно развитых странах более 50% воды, пригодной для использования человеком, используется промышленностью, и, таким образом, сохранение, повторное использование и рециркуляция сточных вод является важной частью общего управления водоснабжением.

С уменьшением доступного водоснабжения во многих частях земного шара растущее загрязнение поверхностных вод вынуждает нас сосредоточиться на улучшенной очистке сточных вод и повторном использовании промышленных стоков, если это возможно.

Сокращение потребления пресной воды для улучшения водопользования

К счастью, все больше компаний включают повторное использование сточных вод в проекты нового строительства или модернизации существующих очистных сооружений, чтобы иметь возможность собирать воду и использовать ее для очистки, орошения земель, охлаждения и, в некоторых случаях, даже в качестве технологической воды. В зависимости от типов и концентраций загрязняющих веществ в потоке сточных вод, наличие передовых решений для очистки сточных вод, таких как мембранные технологии, обеспечивает чрезвычайно высокий уровень очистки и открывает возможность для многих форм повторного использования и переработки.

Такой подход с обратной связью может помочь сохранить ценный ресурс. С учетом постоянно растущей стоимости утилизации пресной воды и сточных вод оптимальное управление водными ресурсами стало значительной частью общих эксплуатационных расходов во многих отраслях промышленности. Весь спектр современных технологий очистки воды в портфеле GWE призван поддержать Ваш бизнес на пути к устойчивости и экономии денег.

Хотите узнать больше о промышленной очистке воды и применении стоков? Обратитесь к нам сегодня!

Очистка воды: 5 прогрессивных технологий

У каждого девятого жителя планеты нет доступа к чистой воде рядом с домом. И ситуация постоянно ухудшается. Спасут ли человечество технологии очистки и вторичное использование воды?

По оценкам ООН, к 2050 году на Земле будут жить 9,8 млрд человек. Изменение климата, а также развитие сельского хозяйства и промышленности для удовлетворения потребностей постоянно растущего населения приведут к серьезному сокращению доступных водных ресурсов.

Согласно исследовательскому проекту WaterAid, 60% населения планеты уже сейчас живет в районах, где водоснабжение не может или скоро прекратит удовлетворять спрос. Водный кризис наиболее болезненно проявляется на Ближнем Востоке, в Центральной Азии и Северной Африке.

Россия в рамках прогнозного горизонта 2040 года находится в зоне низко-среднего риска.

Фото: Институт мировых ресурсов

Главные тренды рынка

Как развитые, так и развивающиеся страны сталкиваются с одной общей проблемой — ростом объемов промышленных и городских сточных вод. Это, в свою очередь, побуждает разработчиков из разных стран к поиску новых и все более совершенных технологий очистки воды.

Традиционные методы очистки включают использование адсорбентов, обратного осмоса, ионного обмена и электростатического осаждения. Их недостатки — высокая стоимость, плохая возможность повторного использования и низкая эффективность. Несмотря на прогресс, достигнутый в разработке новых технологий за последнее десятилетие, их использование ограничено в основном из-за свойств материалов и стоимости.

Согласно аналитическому агентству Mordor Intelligence, в 2020 году объем мирового рынка технологий очистки воды оценивался на уровне $50,5 млрд. До 2026-го рынок ежегодно будет расти примерно на 7% из-за быстро сокращающихся ресурсов пресной воды во всем мире. Спрос растет также со стороны разработчиков месторождений сланцевых углеводородов, производителей биотоплива и др.

Негативно повлияла на рынок пандемия COVID-19. Но она же привела к появлению новой технологии, которая позволяет обнаружить коронавирус в сточных водах. Метод позволяет измерить присутствие РНК-генетического материала SARS-CoV-2 (рибонуклеиновая кислота) в человеческих фекалиях в системе сбора сточных вод. Исследования в Нидерландах показали связь между объемом вирусного материала в сточных водах и количеством случаев заражения в данном районе и помогают отслеживать эпидемиологическую ситуацию и эволюцию вирусов. Эта методика была также протестирована в 2020 году в более чем 40 штатах Америки, причем в университете Аризоны помогла предотвратить вспышку коронавируса, где выявили двух человек с бессимптомным течением болезни.

Перечислим пять наиболее инновационных, по нашему мнению, технологий очистки воды.

1. Мембранное разделение

Это давний и популярный метод очистки воды от примесей и загрязнителей. Есть много технологий, которые работают как фильтр: пропускают воду через пленку с микроскопическими отверстиями. Вода проходит, а загрязняющие частицы застревают на мембране.

Методы современного мембранного разделения, такие как обратный осмос (удаляет частицы даже размером 0,001-0,0001 мкм — соли жесткости, сульфаты, нитраты, ионы натрия, красители и т.д.), могут очистить воду от 99,5% примесей. Но для этого размер пор должен быть менее микрона. Основной недостаток технологии — высокая стоимость обслуживания (мембраны часто забиваются).

2. Облучение

Как следует из названия, этот процесс основан на воздействии радиации на сточные воды, чтобы уничтожить органические загрязнители. Источники излучения — от гамма-лучей до ультрафиолетового света.

Облучение обычно используют для обеззараживания, но некоторые методы, например, ионизирующее облучение, в сочетании с добавлением озона или перекиси водорода улучшают эффективность разложения органических примесей, включая пестициды и фенолы.

Современные системы УФ-обработки предлагают применять светодиодные лампы. Сейчас такие лампы начинают активно внедрять в коммунальном секторе, а также используются NASA в космических разработках агентства.

Второй способ — это гидрооптические технологии. Они позволяют использовать несколько раз энергию фотонов, так как ультрафиолетовые лучи отражаются от стенок кварцевой камеры. Это повышает эффективность дозы УФ-облучения для уничтожения сложных вирусов, например, коронавируса или аденовируса.

Артур Душенко, главный инженер VODACO, Россия:

«Вирусы и бактерии, поступающие в водоемы со сточными водами, в дальнейшем могут попадать в системы коммунального водозабора на том же водоеме. Современные системы реагентной дезинфекции с использованием гипохлорита натрия или жидкого хлора не способны обезвредить все бактерии, так как многие из них, такие как Cryptosporidium или Giardia (криптоспоридии или лямблии. — РБК Тренды), устойчивы к воздействию хлора так же, как и сложные формы вирусов — аденовирус и коронавирус (как яркий пример — SARS-CoV-2).

Системы УФ-дезинфекции на базе технологии HOD UV обеспечивают дозу воздействия на данные микроорганизмы в 120 mJ/cm2 и выше — это необходимое условие для обезвреживания вируса, разрушения цепочки РНК и угнетения способности к восстановлению. В России стандарт воздействия ограничен на законодательном уровне — 30 mJ/cm2».

3. Очистка наночастицами

Люди давно используют такие вещества, как древесный уголь, для очистки воды путем адсорбции. При очистке наночастицами используется та же механика, но с частицами в наномасштабе. Различные типы наноматериалов — металлические наночастицы, наносорбенты, биоактивные наночастицы, нанофильтрационные (NF) мембраны, углеродные нанотрубки (УНТ), цеолиты и глина — оказались эффективными материалами для очистки сточных вод. Их использование устраняет пестициды и тяжелые металлы в воде. Углеродные нанотрубки также рассматривают как прорывную технологию для опреснения морской воды до стадии питьевой. Основной недостаток технологии — стоимость.

4. Биоаугментация

Органический способ очистки представляет собой добавление в воду смеси микроорганизмов, которая разрушает и удаляет загрязнения. Эти микроорганизмы включают ферменты и безопасные бактерии, которые естественным образом разлагают загрязняющие вещества, такие как масла или углеродные продукты. Но биоаугментация может влиять на экосистему микрофлоры и, как следствие, нарушать процесс очистки. Поэтому эту технологию пока нельзя использовать для получения питьевой воды.

Бациллы. Используются в нефтепереработке для очистки от хинолина (Фото: Mauritius Images / Science Source / Nano Creative)

5. Мембранная биоаугментация

Мембранные биореакторы (MBR) — гибридная технология, которая включает мембранное разделение и биоаугментацию. Сточные воды после биологической очистки при помощи активного ила подают в емкость, называемую биореактором. В этой емкости располагаются мембраны, которые разделяют сточные воды на два потока — активный ил, используемый повторно для биологической очистки, и чистую воду.

На рынке представлены два основных типа MBR — это системы с вакуумным (или гравитационным) потоком и системы под давлением. Вакуумные системы погружаются в воду и имеют мембраны, установленные либо внутри биореакторов, либо в последующем резервуаре. Второй тип MBR, где поток управляется давлением, представляет собой внутритрубные картриджные системы, расположенные вне биореактора.

Преимущество мембранной биоаугментации — небольшая площадь для биологической очистки. MBR-реакторы увеличивают мощность очистных сооружений без увеличения площади конструкций.

Мембранные биореакторы для очистки сточных вод (Фото: Американская ассоциация мембранных технологий)

Ольга Рублевская, директор Департамента анализа и технологического развития систем водоснабжения и водоотведения ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга»:

«Нева — это основной источник водоснабжения в Санкт-Петербурге. Благодаря программе прекращения сброса сточных вод без очистки в Неву и Финский залив в 2021 году уровень очистки достиг 99,5%. К 2030 году весь объем стоков будет перерабатываться на очистных сооружениях. Сейчас наша технологическая схема очистных сооружений состоит из механической, химической и биологической очистки.

  • Механическая очистка включает решетки, песколовки, отстойники, в том числе прессование и отмыв отбросов (дополнительное поступление органических веществ в стоки) и преферментацию сырого осадка на стадии отстаивания (увеличение летучих жирных кислот).
  • Биологическая очистка основана на технологических схемах UCT (технология Кейптаунского университета) и JHB (технология Йоханнесбургского университета).
  • Химическая обработка применяется для удаления фосфатов. Используемый реагент — сульфат алюминия.

Так как в Санкт-Петербурге нет дефицита воды, то в городе нет ни вторичного использования очищенной воды, ни планов по применению таких технологий».

Необходимость через отвращение

Повторное использование сточных вод для орошения и других непитьевых целей стало обычным явлением и существует уже не одно десятилетие. Так, например, в Израиле, почти 90% сточных вод страны используется повторно в сельском хозяйстве.

Для доочистки сточной воды до состояния питьевой необходима надежная технологическая схема, которая включает как минимум пять стадий. Повторно используют очищенные сточные воды питьевого качества Австралия, Сингапур, Намибия, Южная Африка, Кувейт, Бельгия, Великобритания и США (штаты Калифорния и Техас). В этих странах очищенной водой пополняют подземные или поверхностные водные источники (плотины).

Речная вода, используемая в различных городах для производства питьевой воды, содержит в себе большие объемы сточных вод. Переработанная вода безопасна для питья, но некоторые люди не могут преодолеть чувство отвращения. Периодически во всем мире проходят акции по преодолению психологических барьеров. Так, основатель Microsoft Билл Гейтс выпил стакан жидкости, которая была переработана из человеческих фекальных масс в питьевую воду по технологии Omniprocessor Фонда Билла и Мелинды Гейтс. А французская компания Veolia запустила в Чехии совместный проект с пивоварней Čížová, которая из переработанных стоков сварила пиво.

Чешское пиво Erko, сваренное с использованием переработанных сточных вод (Фото: Veolia)

Можно ли повторно использовать очищенную воду?

Экономим воду: вторичное использование стоков

Подробности
Опубликовано 23. 04.2018

Не все жилые и производственные объекты, использующие воду, обеспечены бесперебойной ее подачей, и в случае отсутствия центрального водопровода использование очищенных стоков может стать решением этой проблемы.

Чистая вода — источник здоровья.

Системы очистки воды должны быть установлены на любом участке, где эта вода используется. Вторичное употребление такой воды именно для человека не представляется возможным, но выступать в роли технической воды она вполне может.

Технической водой называют продукт последовательного очищения сточных вод. Очищение проводится в несколько этапов:

  • Предшествующая очистке процедура называется механическим этапом. Его суть в удалении из воды взвешенных частиц.
  • Первичное очищение включает в себя выборку из воды мелких частиц в ходе пропуска стоков через отстойники.
  • Второй этап называется биологической очисткой. На этом этапе происходит разложение органических частиц, оставшихся после предыдущей очистки. Микроорганизмы превращают эти частицы в углекислый газ и воду.

Когда очистка заканчивается, остаются отмершие бактерии и очищенные сточные воды. Они пригодны для повторного использования.

Применение таким водам с легкостью находится в различных отраслях промышленности, к примеру, в сфере металлургии и текстиля.

Сельское хозяйство потребляет воду в больших объемах, а вторичное использование стоков для этой отрасли крайне полезно, поскольку техническая вода может использоваться как удобрение для выращиваемых культур. Положительное влияние на урожаи оказывает органика, в составе которой азот, кальций и фосфор.

Когда очистные сооружения установлены на приусадебном участке, то вполне возможно повторное применение сточных вод для полива или помывки машин, а также для уборки. Вторичное использование очищенной воды позволяет достичь существенной экономии водных ресурсов. К примеру, повторное применение стоков экономит около 50% чистой воды в загородных домах.

 

  • < Назад
  • Вперёд >

Как устроена система очистки воды для автомойки

Санитарно-эпидемиологическая служба, предъявляет жесткие требования к работе автомобильных моек. В частности, требования гласят, что сточные воды, образующиеся после мытья автомобилей должны проходить тщательную очистку перед сбросом в канализацию. Это обусловлено тем, что помимо механических загрязнений, стоки моек насыщенны нефтехимическими примесями, имеют в своем составе примеси топлива и другие вредные вещества. Городские канализационные коммуникации не предназначены для работы с такими веществами, а значит, насыщенные химикатами стоки могут навредить трубопроводу или очистным сооружениям, либо нанести вред окружающей среде при попадании в грунт.

Содержание:

Именно поэтому, каждая мойка должна иметь комплекс очистных сооружений, обеспечивающих максимально возможный уровень фильтрации стоков. При выборе очистного оборудования, стоит обратить внимание на системы замкнутого цикла. Такое оборудование позволяет многократно использовать объем отработанной воды после ее очистки, а значит, позволяет существенно экономить бюджет компании.

Преимущества очистки замкнутого цикла

Системы очистки воды для автомоек замкнутого цикла представляют собой комплекс оборудования, в задачи которого входит фильтрация поступающих стоков и дальнейшее использование воды в системе по кругу. В процессе фильтрации, вместе с удалением примесей расходуется и небольшой объем воды — до 10% от общего объема при прохождении каждого цикла. Таким образом, повторное использование очищенной воды, позволяет сэкономить до 90% от первоначальных затрат.

Варианты методов фильтрации

Для обработки жидкостей в системах очистки воды для автомоек замкнутого цикла, применяются различные методы и технологии фильтрации. Наиболее популярны следующие варианты:

  • Механическая очистка — жидкость проходит через комплекс песчаных фильтров заполненных песком разных фракций. Этот метод позволяет удалить любые крупные частицы грунта и других загрязнений, но не подходит для улавливания нефтехимических загрязнений, удаления запахов;
  • Рециркуляционная система — также применяется комплекс фильтров с различной пропускной способностью. Также применяются угольные уловители и прочие элемент, обеспечивающие осветление жидкости, удаление нефтяных примесей. Также применяется для слабо загрязненных стоков;
  • Воздействие реагентами — сливы проходят через емкости в которые добавляются специальные вещества, нейтрализующие загрязнения и расщепляющие молекулы химических веществ которые далее отфильтровываются или осаждаются в баках отстойниках;
  • Технология флотации — самый сложный метод, представляющий собой фракционное разделение компонентов жидкости при прохождении под давлением через специальные очистные сооружения. Отличается наиболее высокой стоимостью, но при этом обеспечивает надежную и комплексную очистку от загрязнений.

В ряде случаев возможно комбинирование систем для повышения эффективности их работы. Подбор оборудования производиться с учетом общего объема образующихся стоков и производительности очистных систем замкнутого цикла.

Устройство очистной системы

Готовая система очистки воды для автомоек замкнутого цикла, представляет собой комплекс оборудования, имеющий несколько основных компонентов в зависимости от конструкции. В частности, в состав комплекса входят следующие компоненты:

  • Емкости отстойники — несколько связанных друг с другом емкостей для первоначальной очистки жидкостей. При попадании в емкости осаждаются тяжелые компоненты загрязнений. В частности фильтруются примеси песка, глины, грунта и т.д.;
  • После отстойника, стоки направляются в систему фильтрации выбранного типа. Здесь производиться финишная очистка, позволяющая удалить до 98% загрязнений, устранить запахи и осветлить жидкость для последующего использования;
  • Накопительная емкость — применяется для сбора очищенной воды перед ее дальнейшим использование. Позволяет иметь в наличии достаточное количество водных ресурсов, что позволит не снижать темпы работы при высокой загруженности мойки.

Для обеспечения циркуляции жидкости применяется насосное и компрессорное оборудование, обеспечивающие необходимое давление при циркуляции в системе. Таким образом, системы являются энергозависимыми, а значит необходимо заранее продумать возможность использования аварийных линий электроснабжения при пропадании питания в сети.

Правильно спроектированные систем очистки воды для автомоек замкнутого цикла, позволяет компании сэкономить бюджет за счет снижения уровня потребления воды. Также будут соблюдены требования по очистке сточных вод предъявляемые СЭС и прочими инспекционными службами курирующими деятельность автомоек.

Израилю грозит острый дефицит воды – Мир – Коммерсантъ

В ближайшие годы властям Израиля придется потратить более €10 млрд на развитие водосберегающих технологий, иначе страна столкнется с острейшей нехваткой воды. Об этом объявило Управление водных ресурсов страны. Ставка делается на жесткую экономию, вторичное использование сточных вод и опреснение морской воды — израильтяне надеются к 2015 году добывать до 75% питьевой воды из моря. Впрочем, нет худа без добра: дефицит водных ресурсов вывел Израиль в лидеры водосберегающих технологий, и теперь страна жаждет поделиться опытом со всем миром, в том числе и с Россией.

Израильские эксперты в области водосберегающих технологий любят пересказывать историю про Моисея и его жезл. «Моисей был в отчаянии. Он обещал евреям Землю обетованную, вывел их из Египта, перевел через Нил, и вот они застряли в пустыне. Людей мучила жажда, многие отказывались идти дальше. Тогда Бог велел Моисею ударить по горе Хорива своим жезлом: и вода потекла ручьем. К сожалению, ни Бог, ни Моисей не поделились с нами этой технологией, поэтому приходится все делать самим»,— рассказывает журналистам Наты Барак из компании Netafim, специализирующейся на производстве систем капельного орошения.

Впрочем, когда он начинает оперировать цифрами, то сразу перестает шутить: к 2020 году население Израиля составит около 9 млн человек (для сравнения, в 1965 году, когда Netafim была основана, количество жителей страны не превышало 3 млн). Воды при этом становится все меньше. Большую часть территории Израиля составляет пустыня. За колебанием уровня воды в главном резервуаре питьевой воды в стране — озере Кинерет — израильтяне следят внимательнее, чем за мировыми ценами на нефть.

Ввиду дефицита водных ресурсов власти страны в последние годы уже вынуждены были принять ряд непопулярных, но необходимых мер: они повысили цену на воду, ввели дополнительную плату за каждый кубометр, израсходованный сверх установленной квоты, запретили использовать питьевую воду для сельскохозяйственных нужд.

Однако проблема продолжает усугубляться. Борьба за водные ресурсы уже сейчас является одним из очагов конфликта между Израилем, Палестиной, Сирией и Иорданией. При этом, по подсчетам израильских экспертов, к 2050 году потребность в воде вырастет на 75%. Управление водных ресурсов Израиля недавно подсчитало, что, если в ближайшие годы не инвестировать дополнительные €10 млрд в развитие водосберегающих технологий, в стране наступит водный кризис.

Основную ставку израильтяне делают на опреснение морской воды. Правительство разработало комплексный план реформы водного хозяйства, в рамках которого планируется не позднее 2020 года достичь годовых объемов опреснения морской воды не менее чем 750 млн кубометров. В стране уже действуют несколько заводов по опреснению морской воды — в Хадере, Ашкелоне и Пальмахиме, перерабатывающих около 300 млн кубометров морской воды в год.

В мае этого года было подписано соглашение о строительстве крупного опреснителя в районе Сорек стоимостью $400 млн. Завершить стройку планируется к 2013 году. Предприятие будет работать на технологии обратного осмоса и войдет в число мировых рекордсменов не только по объему опресняемой воды (150 млн кубометров пресной воды в год), но и по ее низкой себестоимости — около $0,54 за кубометр. В августе был подписан договор на строительство пятого опреснительного комбината — в Ашдоде.

Полученная вода будет напрямую подаваться в Национальный водовод. Корреспондент “Ъ” попробовал на вкус воду после всех стадий процесса очистки на опреснителе в Ашкелоне — ее фактически не отличить от обычной бутилированной воды. Единственная разница: опресненная вода вообще лишена всяческого вкуса.

К 2014–2015 годам опреснители будут давать Израилю около 540 млн кубометров воды в год — это 75% всего домашнего потребления питьевой воды. К 2020 году этот показатель планируется довести до 750 млн кубометров. «Опреснение средиземноморской воды — это необходимая для нас альтернатива потреблению пресной воды из озера Кинерет, и мы продолжим работы по расширению мощностей уже действующих опреснительных установок»,— заявил по этому поводу министр финансов Израиля Юваль Штайниц.

Необходимость инвестировать в водосберегающие технологии вывела Израиль в мировые лидеры в этой отрасли. Например, израильская компания IDE Technologies, принявшая участие в строительстве всех израильских опреснителей, экспортировала свой опыт в 35 стран (построив около 400 опреснительных комбинатов, в том числе в США и Китае). Продукция Netafim — крупнейшей в мире компании в области орошения с использованием малых объемов воды — представлена более чем в 110 странах мира.

Израильские компании, работающие в области водосберегающих технологий, крайне заинтересованы в выходе на российский рынок. Власти страны активно зазывают российских чиновников и предпринимателей соответствующего профиля на выставку WATEC 2011, посвященную достижениям в области водного хозяйства (она состоится в середине ноября этого года в Тель-Авиве).

Однако пока интерес к технологиям, позволяющим экономить воду, со стороны России держится в рамках. Как рассказал “Ъ” Евгений, русскоязычный сотрудник одной из таких израильских компаний, «чиновники из России к нам приезжают регулярно, но контрактов пока нет». «Просто они лишь около 10% своего времени здесь проводят на производстве — быстро пробегаются по цехам, набирают макулатуры, визиток и сразу уезжают. Остальное время они проводят на море»,— сказал Евгений.

Елена Черненко, Тель-Авив

Исследования повторного использования воды | Агентство по охране окружающей среды США

Возрастающая нагрузка на водные ресурсы привела к большему дефициту воды и растущему спросу на достаточное количество высококачественной воды. Интегрированная концепция One Water может способствовать удовлетворению этого спроса путем ограничения сбросов при очистке сточных вод, выявления альтернативных источников воды, восстановления ресурсов (например, воды), разработки методов повышения доступности и качества оборотной воды для соответствующих конечных пользователей и создания инструментов для оценки компромиссов и помощи в принятии решений по повторному использованию воды, пригодной для конкретных целей.Три основных типа повторного использования воды включают следующие (за исключением сельскохозяйственных, экологических и промышленных применений):

  • Повторное использование непитьевой воды — Вода собирается, обрабатывается и используется для непитьевых целей, таких как смыв туалета, стирка одежды и орошение.
  • Непрямое повторное использование питьевой воды — Вода, которая будет обработана буферным раствором для окружающей среды и использована для питьевой воды. Например, ливневые или сточные воды сначала направляются на очистные сооружения городских сточных вод.После обработки он направляется в буферную среду окружающей среды, такую ​​как озеро, река или водоносный горизонт подземных вод, который используется в качестве источника питьевой воды. Затем вода обрабатывается на установке для очистки питьевой воды и направляется в систему распределения питьевой воды.
  • Прямое повторное использование питьевой воды — Вода, которая будет очищаться и использоваться для питьевой воды без экологического буфера. В этом сценарии ливневые или сточные воды направляются на муниципальные очистные сооружения и / или на современные очистные сооружения для очистки.После обработки он направляется на очистные сооружения питьевой воды для дальнейшей обработки или направляется непосредственно в систему распределения питьевой воды.

EPA опубликовало Руководство по повторному использованию воды в 2012 году в качестве общего справочника по методам повторного использования воды и Сборник по повторному использованию питьевой воды в 2017 году, чтобы проинформировать текущую практику в быстро развивающейся области прямого повторного использования питьевой воды. EPA поддерживает повторное использование воды как компонент интегрированного управления водными ресурсами и призывает штаты использовать Закон о чистой воде и Закон о безопасной питьевой воде в качестве основополагающих документов для разработки своих собственных стратегий повторного использования воды.С этой целью EPA по-прежнему привержено активному взаимодействию и исследованиям с различными партнерами и заинтересованными сторонами, чтобы гарантировать, что реализованное повторное использование воды защищает здоровье человека.

Исследования Агентства по охране окружающей среды

Построенная система водно-болотных угодий Выход в штаб-квартире Комиссии по коммунальным предприятиям Сан-Франциско очищает черную воду, а затем распределяет очищенную воду для смыва туалетов. Многие общины инициировали или разрабатывают централизованные системы для запланированного повторного использования воды, включая повторное использование ливневых стоков и сточных вод.Точно так же они все больше интересуются децентрализованными системами, которые собирают и обрабатывают воду, доступную на месте, такую ​​как серая вода и дождевая вода для непитьевых применений. В связи с растущим давлением в поисках альтернативных источников воды общинам и штатам (особенно тем, которые расположены в засушливом климате) требуется руководство на федеральном уровне по различным типам повторного использования воды и подходам к очистке, пригодным для конкретных целей. Исследование

EPA, в том числе сотрудничество с внешними партнерами, представляет собой руководство по новым и существующим методам повторного использования воды с общей целью увеличения количества высококачественной воды без создания других значительных воздействий на окружающую среду.Исследование включает

  • оценка альтернативных источников воды (сточные воды, серая вода, отделенная от источников из раковин или душевых, ливневые стоки, дождевая вода, собираемая с крыш, конденсат систем кондиционирования воздуха) как ресурсы для повторного использования воды;
  • обеспечивает лучшее понимание потенциальных рисков для здоровья, экономической эффективности и воздействия на жизненный цикл различных вариантов повторного использования воды и конфигураций очистки;
  • разработка целевых показателей очистки и мониторинг суррогатов для локальных систем непитьевой воды; и
  • сокращение загрязнения источников подземных вод путем оценки использования методов управления ливневыми водами и расширенного повторного использования воды.
Области исследований

Соответствующие исследования EPA

границ | Повторное использование воды: от древности до современности и будущего

Введение

Чем больше смотришь в прошлое, тем больше смотришь в будущее

Уинстон Черчилль (1874–1965)

Повторное использование воды — не новая технология или концепция; знания об очистке и повторном использовании сточных вод накапливались вместе с историей человечества.Внесение отходов жизнедеятельности человека в землю — это старая практика, которая претерпела несколько этапов развития с древних времен до наших дней (Rose and Angelakis, 2014). Сегодня оборотная вода используется почти для всех целей, включая повторное использование для питья. В этой статье исторические и современные разработки в области повторного использования воды рассматриваются в трех периодах времени: (а) от доисторических времен до средневековья ( ок. , 3200 г. до н.э. — 1400 г. н.э.), (б) в ранние и средние современные времена ( г. ок. . 1400–1900 гг.), и (в) в наше время (с 1900 г. по настоящее время).В свете информации, представленной в первых трех разделах, последние два раздела посвящены будущему, включая: (а) возникающие тенденции и (б) проблемы и проблемы повторного использования воды.

Рециркуляция воды с древних времен до наших дней — это также история того, как рециркуляция воды развивалась с древних времен до упадка с развитием методов интенсивной очистки сточных вод в конце 1800-х и начале 1900-х годов до возрождения из-за роста населения, развития мегаполисов. , изменение климата, быстрое развитие технологий и тот факт, что количество пресной воды в мире ограничено.Представленная информация предназначена для продвижения нового видения повторного использования воды и подчеркивания важной роли, которую повторное использование воды будет играть в удовлетворении будущих потребностей в воде, особенно по мере того, как население мира продолжает расти.

Повторное использование воды от доисторических времен до средневековья (

ок. . 3200–1400 гг. Н.э.)

На протяжении большей части 200000 лет, в течение которых современные люди ( Homo sapiens ) жили на Земле, они выжили как охотники-собиратели (Vuorinen et al., 2007). По мере того, как население продолжало расти, группы людей формировали племена для выживания.В свою очередь, с постоянно увеличивающимся населением, племена группировались, образуя сообщества. Первые человеческие сообщества, которые были относительно небольшими, были разбросаны по обширным территориям, и производимые ими отходы возвращались на землю и разлагались с помощью естественных циклов (Lofrano and Brown, 2010). Поскольку ранние общины состояли из кочевых охотников-собирателей, проблемы с утилизацией были ограничены, поскольку общины переезжали, когда существующие условия становились непригодными для жизни.

Доисторические времена (

ок. .3200–1000 гг. До н.э.)

С появлением постоянных поселений около 10 000 лет назад началась новая эра, когда для поддержки жителей общины был необходим аграрный образ жизни. До зарождения первых высокоразвитых цивилизаций в бронзовом веке утилизация человеческих экскрементов осуществлялась в соответствии с правилами ad hoc либо на поверхности земли, либо в ямах, вырытых в земле после использования, как объясняется в мозаике. Закон санитарии (Второзаконие, глава 23) (Лофрано и Браун, 2010).Рост постоянных поселений привел к развитию систем сбора как сточных, так и ливневых вод. Первые признаки использования сточных вод для орошения и удобрения сельскохозяйственных земель относятся к гг. 5000 лет цивилизациям бронзового века (например, минойской и долины Инда) (Angelakis, Spyridakis, 1996; Asano, Levine, 1996; Levine et al., 2010; Tzanakakis et al., 2014). Минойцы разработали передовые канализационные системы для сброса сточных вод в реки (например,г., Кносские дворцы), к морю (например, дворец Закрос) или к сельскохозяйственным угодьям для целей орошения и удобрения (например, Фестский дворец и вилла Святой Триады). Конец системы сбора сточных и ливневых вод во Фестском дворце, используемой для отвода сточных и ливневых вод на сельскохозяйственные угодья, показан на Рисунке 1A. Цистерна на вилле Святой Триады, используемая для сбора и хранения сточных вод и дренажа для сельскохозяйственных целей, показана на Рисунке 1B.

Рисунок 1 .Сооружения, использовавшиеся для повторного использования воды в доисторические времена (A) водопроводных и сточных вод во дворце Фестоса, использовавшихся для транспортировки воды на сельхозугодья, и (B) цистерны на вилле Святой Триады, использовавшейся для хранения воды для последующего использования на земле целей.

В долине Инда (современный Пакистан) аналогичные современные канализационные и дренажные системы использовались с по годы. 2600 г. до н.э. (Лауреано, 2016). Эти системы, такие как системы в городах Хараппа и Мохенджо-Даро, важны, потому что они сделали возможным развитие процветающей цивилизации в долине Инда (Jones, 1967).В городе Хараппа каждый дом был подключен к основной канализации, что обеспечивало надлежащий вывоз мусора. Чтобы убедиться, что система функционирует должным образом при техническом обслуживании, были предусмотрены смотровые отверстия (Gray, 1940). Местные стоки были закрыты и подключены к более крупным коллекторам, используемым для транспортировки собранных сточных вод для сброса на сельскохозяйственные угодья. Использование отходов жизнедеятельности человека и других отходов в аквакультуре также практиковалось в годах. 1100 г. до н.э. в различных регионах Китая во времена династии Инь.

Хотя это и потеряно для истории, разумно предположить, что использование отходов жизнедеятельности человека в качестве удобрения возникло в результате наблюдений за ускоренным ростом растений, когда отходы животных и человека осаждались либо на поверхности земли, либо под ней. Подобные наблюдения должны были привести к использованию отходов жизнедеятельности человека и животных в аквакультуре. По мере развития постоянных поселений, системы сбора сточных вод развивались из-за необходимости удалять человеческие и другие накопленные отходы. Основываясь на наблюдениях за проточной водой, первые сооружения для сбора сточных вод были открытыми каналами, которые превратились в каналы, покрытые плоскими камнями (рис. 1A), а затем в закрытые каналы.

Исторические времена (

ок. . 1000 г. до н.э. — 330 г. н.э.)

В начале классической эпохи ионийские философы признали, что вся пресная вода на планете перерабатывается и используется повторно. Их исследования, особенно исследования Анаксимандра ( ок. , 610–547 до н.э.), по метеорологическим явлениям позволили им идентифицировать гидрологические процессы и, в целом, суть оборотного водоснабжения (Paranychianakis et al., 2015). Он сообщил, что дождей образуются в результате испарения (атмиса), которое направляется вверх с земли в направлении под солнцем (Hippolytus, Ref.I6, 1-7-D.559 W.10). Позднее Аристотель (384–322 до н.э.) понял фазовый переход воды и необходимый для этого энергообмен:… Солнце заставляет влагу подниматься; это похоже на то, что происходит, когда вода нагревается огнем (Meteorologica, II.2, 355a 15). Он также признал сохранение водных масс, сообщив, что: Даже если одно и то же количество воды не возвращается каждый год и в данном месте, тем не менее в определенный период все количество, которое было забрано, возвращается (Meteorologica, II.2, 355a 26) (Koutsoyiannis, Angelakis, 2003).

Древние греки были одними из первых, кто использовал сточные воды в сельском хозяйстве (Tolle-Kastenbein, 2005). В Греции в классический период сточные воды, происходящие из общественных туалетов и жилых домов, а также ливневые воды удалялись через комбинированные канализационные и дренажные системы в переулках или переулках между домами. Археологи обнаружили к юго-востоку от Акрополя канализацию и дренажную систему, состоящую из центральной канализации, по которой по глиняной водосточной трубе отводились сточные воды из окружающих домов и мастерских (рис. 2А).Кроме того, большая канализация в древнем Agora в Афинах доставляла дождевую воду и сточные воды в сборный бассейн (см. Рисунок 2B) (Antoniou, 2010). Из этого бассейна ливневые и сточные воды отводились по выложенным кирпичом трубопроводам на сельскохозяйственные поля, расположенные в районе, известном сегодня как Elaionas , где они использовались для удобрения и орошения садов и полевых культур (Schladweiler, 2002; Yannopoulos et al., 2015). Похожая система была обнаружена на холме Pnyx , где во время археологических раскопок была обнаружена серия водостоков (Kalavrouziotis et al., 2015).

Рисунок 2 . Канализация и стоки в древних Афинах использовались для сбора и отвода сточных вод в центральную канализацию: (A) Глиняный сток, спуск с Акрополя (с разрешения Г. Антониу) и (B) большой сток в древнем году Агора ( с разрешения Н. Мамассиса).

Свалки отходов, транспортируемых по канализационным и дренажным системам, располагались под горой на сельскохозяйственных угодьях. Кроме того, сточные воды и, в основном, дождевая вода из Акрополя направлялись через обширную дренажную и канализационную систему на юго-восточную сторону холма, где, возможно, использовались повторно в мастерских (Kollyropoulos et al., 2015). Как отмечалось ранее, положительные эффекты использования человеческих отходов в качестве удобрений были известны еще с бронзового века.

Другой пример повторного использования воды происходит из Древней Греции (Фонд археологических расписок министерства культуры Греции, 2007). С пятого века до нашей эры цистерны использовались для подпитки обширной сети ирригационных каналов (рис. 3А). Многие из этих небольших цистерн («предцистерны», рис. 3В) использовались в качестве отстойников перед сбросом в большие цистерны.Кроме того, сохранены различные инженерные проекты, такие как строительство плотин на ручьях, гидроизоляция естественных впадин, свидетельствующие об усилиях, предпринятых инженерами, чтобы сделать возможным сбор воды и ее эффективное повторное использование для соседних шахт и, возможно, для посевы. Дождевая вода из театра Диониса также собиралась в цистерны, откуда она использовалась в мастерских по спуску (в районе, где расположен музей Акрополя).

Рисунок 3 .Цистерны для воды, используемые для хранения и очистки воды: (A) Цистерна для сбора и хранения дождевой воды и (B) — цистерна, расположенная перед основной цистерной, используемой для отстаивания крупного мусора (Tzanakakis et al., 2014) .

В римский период ( ок. . 100 г. до н.э. — 330 г. н.э.) физический масштаб санитарных технологий значительно увеличился. Например, большие коллекторы, из которых наиболее известна Cloaca Maxima, использовались для отвода поверхностных и подземных вод из городских районов.Они не были предназначены для использования в качестве коллекторов, как минойская и индская цивилизации в прошлом ( ок. , 2000 лет назад, Грей, 1940). За исключением некоторых связей в Риме, от них не ожидалось, что они будут получать экскременты напрямую. Но очевидно, что в римских городах экскременты и другие отходы выбрасывались на улицы. В результате были реализованы обширные программы мытья улиц с целью уборки. Одна из жалоб Фронтина, римского Уполномоченного по водным ресурсам в то время ( ок.100 г. н.э.), заключалась в том, что большие объемы водоснабжения Рима отводились на мытье улиц. С положительной стороны, отводимая вода в конечном итоге попадала в канализацию и использовалась для орошения сельскохозяйственных угодий за пределами городов (Gray, 1940; Schladweiler, 2002). Кроме того, в Риме сточные воды из канализационной сети, соединенной с домами, использовались для орошения сельскохозяйственных культур и внесения удобрений (De Feo et al., 2014a, b).

В Китае и других странах Азии использование человеческих отходов в сельском хозяйстве практикуется на протяжении тысячелетий.Полусухая ночная почва (человеческие фекалии и моча) использовалась для удобрения полей в древние времена, и эта практика продолжается и сегодня (Khouri et al., 1994). Также сообщается, что город Шибам в Йемене был спроектирован с третьего века нашей эры для облегчения использования сточных вод как для орошения, так и для удобрения сельскохозяйственных культур в дополнение к их удалению.

Средневековье (

ок. . 330–1400 гг. Н. Э.)

В Средние века в Европе технологии и знания в области водных ресурсов не достигли большого прогресса.В этот период упор делался на войны, а не на цивилизацию. Санитария в лучшем случае вернулась к основам, став очень примитивными в большинстве городов. В результате вспышки болезней стали обычным явлением; эпидемии опустошили города и села. В Средневековье в Европе не менее 25% населения умерло от холеры, чумы и других болезней, передающихся через воду (Schladweiler, 2002). Постепенно, по мере роста населения, утилизация человеческих фекалий стала проблемой в больших городах в средние века.Вывоз отходов по большей части не регулировался. Например, в Париже только в 1530 году муниципальный указ требовал от владельцев собственности сооружать выгребные ямы в каждом новом жилом доме (Burian and Edwards, 2002). Как правило, каждый квартал и община корыстно относились к услугам водоснабжения и канализации. Граждане были готовы платить за канализацию, чтобы осушить свой квартал, но только в следующий (Burian and Edwards, 2002). К сожалению, это видение было экспортировано в Австралию и Америку после колонизации.

Хотя в средние века в Европе были беспорядки, некоторые новаторские способы повторного использования воды были разработаны и использовались в Центральной и Южной Америке еще до колонизации. Chinampa — один из них. Чинампа — это мезоамериканская сельскохозяйственная практика, которую описывают как плавучие сады. Чинампы не нуждаются в орошении и представляют собой небольшие, но очень продуктивные участки, искусственно построенные на заболоченных территориях, болотах, мелководных озерах или поймах с использованием отложений, навоза, компоста и растительных остатков (Smith, 1996; Villalonga Gordaliza, 2007). Чинампа считаются наиболее производительной и экологически устойчивой формой сельского хозяйства в доиспанской Мезоамерике, поскольку они утилизируют твердые и жидкие отходы, улучшая и защищая местное биоразнообразие (Morehar, 2012). Точное происхождение Chinampas не известно, но ацтеки ( ок. , 1200–1500 гг. Н.э.) были среди первых цивилизаций, документировавших его использование в росписях пирамид. Здесь снова наблюдение за преимуществами отходов животного и человеческого происхождения должно было сыграть важную роль в разработке Chinampas (Coe, 1964).

ацтеков, живших в долине Мексики, были распределены по сотням городов, и их столица, Теночтитлан, находится там, где сегодня находится Мехико. В то время в долине Мексики было семь крупных озер и 12 000 га водно-болотных угодий, расположенных к юго-востоку, где было построено Chinampas . Chinampas , вместе с местным традиционным сельским хозяйством, позволили жителям долины быть самодостаточными, даже несмотря на то, что 1,5–3,0 миллиона жителей жили в долине (McCaa, 2000).В Теночтитлан, когда прибыли испанцы, население составляло 250 000 человек (в то время в Париже и Лондоне население составляло менее 20 000 человек). Чинампа до сих пор используются для пропитания части населения Мехико и являются объектом всемирного наследия ЮНЕСКО. Другим вкладом ацтеков в управление водными ресурсами было: (а) совместное управление соленой и пресной водой в соответствии с потребностями использования качества воды; (б) контроль уровня озера во избежание наводнений в городах; и (c) совместное управление использованием воды в городах и сельским хозяйством для обеспечения продовольственной безопасности (Палерм, 1973).

Повторное использование воды в ранние и средние современные времена (

ок. . 1400–1900 гг. Н. Э.)

Практика санитарии возродилась в середине девятнадцатого века после крупных эпидемий в нескольких регионах мира. В течение этого периода власти признали необходимость санитарии, и это привело к развитию методов удаления и повторного использования сточных вод, известных как очистные фермы, для защиты здоровья населения и контроля загрязнения воды (Stanbridge, 1976; US EPA, 1979). Спроектированные системы внесения удобрений возникли в этот период на базе ферм по очистке сточных вод.В то же время во многих странах Востока практиковалось отделение фекалий и мочи.

Разработка и внедрение канализационных ферм

Самое раннее задокументированное применение сточных вод на земле для сельскохозяйственных нужд произошло на так называемых «очистных фермах» сначала в Бунцлау (современная Польша) в 1531 году, а затем в Эдинбурге (Шотландия) в 1650 году. сточные воды использовались для производства полезных сельскохозяйственных культур (Tzanakakis et al., 2014). С быстрым ростом городов «очистные фермы», включающие орошение и удобрение сельскохозяйственных земель, рассматривались как подходящее решение для удаления больших объемов сточных вод.Крупные «очистные фермы» были созданы в быстрорастущих городах Европы и США в конце восемнадцатого века и в Австралии в конце девятнадцатого века (см. Таблицу 1) (Reed et al., 1995; Tzanakakis et al., 2014 ). Как показано в таблице 1, некоторые из них все еще используются. В начале двадцатого века канализационные фермы во Франции достигли наибольшего уровня использования в четырех различных областях: Женевилье (900 га), Ашер (равнина Ачер, 1400 га), Пьерелей (2010 га) и Триэль (950 га) с использованием подаваемых неочищенных сточных вод. насосной станцией Colombes в Париже (Kamizoulis et al., 2003; Хименес и Асано, 2008; Лазарова и др., 2013).

Таблица 1 . Избранные системы ранней обработки и повторного использования земель.

В Мексике дренажные каналы были построены примерно в 1890 году для сбора сточных вод из Мехико, а также для орошения и удобрения сельскохозяйственных земель в долине Мескиталь. В настоящее время эта схема используется для орошения до 90 000 га сельскохозяйственных угодий и является крупнейшей системой повторного использования воды в мире. Дополнительным преимуществом стало пополнение запасов подземных вод в регионе (Jimenez and Asano, 2008).В течение девятнадцатого и двадцатого веков во многих городах Германии были внедрены канализационные системы, по которым сточные воды сбрасывались в систему прудов и полей для прямой рециркуляции с помощью сложных систем сельского хозяйства и аквакультуры (Prein, 1990). В Копенгагене, столице Дании, традиционная сухая система канализации, связывающая сельское хозяйство с городскими районами, была заменена в начале двадцатого века канализацией и дренажной системой, сбрасывающей неочищенные сточные воды и дождевую воду в Балтийское море (Wrisberg, 1996).

История отделения и переработки мочи и кала

С начала двадцать первого века наблюдается возобновление интереса к разработке систем отделения мочи, и ряд систем был разработан и испытан. Однако следует отметить, что отделение мочи от кала в источнике — не новая разработка. Это практикуется на протяжении тысячелетий в разных регионах мира, и это варьируется от страны к стране. Например, в Китае цель заключалась в повторном использовании питательных веществ, содержащихся в человеческих экскрементах, для удобрения сельскохозяйственных угодий.Точно так же моча отделялась и собиралась в простых туалетах, как описано Antoniou et al. (2016). В других регионах мира основной целью отделения мочи было получение сухой, управляемой и гигиеничной фекальной фракции. Например, в Йемене с теплым климатом моча отделяется в простых туалетах и ​​стекает на внешнюю стену зданий, где она быстро испаряется (Johansson et al., 2000). Кроме того, в Шибаме, Йемен, в туалетах было два выхода; один спереди, а другой сзади для отделения мочи от кала с до .750 г. н.э. (Лауреано, 2016).

В Корее отделение фекалий и мочи практиковалось более 600 лет, во времена династии Чосон (1392–1910). Кал и моча использовались в качестве удобрений, чтобы свести к минимуму выбросы загрязняющих веществ в окружающую среду. Для каждого вида отходов использовались разные контейнеры, например, банки с мочой, которые обычно располагались рядом с помещениями для облегчения доступа. Собранная моча и другие отходы ферментировались, чтобы служить удобрениями для сельского хозяйства. Различные стадии ферментации мочи стали возможными благодаря использованию нескольких емкостей с мочой, которые хранились организованным способом (Han and Kim, 2014).Контейнеры для фекалий и мочи, называемые ojum-janggun и ddung-janggun , использовались для переноса отделенной мочи и фекалий, которые показаны на Рисунке 4.

Рисунок 4 . Контейнеры, используемые для хранения фекалий (A) и мочи (B) , называемые: ojum-janggun и ddung-janggun , соответственно, выставленные в выставочном зале Goyang для санитарии в Кёнгидо, Корея (с разрешение М. Хань).

В датских и шведских городах туалеты с отделением мочи использовались по гигиеническим причинам с середины девятнадцатого века.Их конструкция была очень похожа на туалеты, которые используются сегодня. Поскольку большинство питательных веществ в бытовых сточных водах и биоразлагаемых твердых отходах присутствует в моче, их разделение способствовало не только решению гигиенических проблем, но и снижению выбросов агентов эвтрофикации и увеличению их повторного использования (Antoniou et al., 2016 ). Однако в начале двадцатого века использование туалетов с отделением мочи сократилось.

Инженерные системы очистки сточных вод

Развитие современных методов очистки сточных вод восходит к середине девятнадцатого века в Англии и Германии.Большое население Лондона и ограниченная территория, доступная для очистки на фермах по очистке сточных вод, широкое орошение или периодическая фильтрация, привели к возобновлению интереса к более интенсивным методам очистки перед сбросом очищенных сточных вод на землю и, следовательно, в пресноводные водоемы. Использованные методы лечения включали большие септики, контактные кровати и капельные фильтры. Там, где было достаточно земли, также использовались прерывистые песчаные фильтры.

Повторное использование воды в наше время (1900 г. н.э. — настоящее время)

Наступление двадцатого века принесло значительные технологические и научные инновации, а также значительный рост внедрения очистных сооружений (КОС), которые могли обрабатывать большие объемы сточных вод для прямого сброса в водные пути и океан.Эти установки получили широкое распространение в большинстве крупных городских центров по всему миру, поскольку они были компактными и не требовали больших площадей для обработки по сравнению со сточными фермами (Metcalf and Eddy Inc., 1991; Jimenez and Asano, 2008; Lazarova et al. ., 2013). Однако со строительством механизированных очистных сооружений и сбросом в реки или океан интерес к регенерации питательных веществ и органических веществ для удобрения и улучшения характеристик почвы уменьшился. Во второй половине двадцатого века и в первой половине двадцать первого века мелиорация и повторное использование воды вновь обрели популярность из-за роста населения, урбанизации, роста мегаполисов, изменения климата, возрастающей потребности в воде в различных областях. применения, а также благодаря развитию технологий регенерации воды, способных производить воду практически любого желаемого качества, включая воду качества, равного или выше, чем у питьевой воды.

Целью этого раздела является рассмотрение современной практики повторного использования воды. Рассматриваемые темы включают: (а) важность современных технологий, (б) изменение взглядов на рекультивацию и повторное использование воды; (c) приложения повторного использования воды; (d) проанализировать другие небытовые источники сточных вод на предмет повторного использования; (e) понимание и количественная оценка незапланированного повторного использования питьевой воды, (f) проблемы со здоровьем и окружающей средой; и (g) обзор разработки критериев повторного использования воды. Новые тенденции в повторном использовании воды и будущие проблемы в повторном использовании воды рассматриваются соответственно в следующих двух разделах.

Важность современных технологий

Некоторые важные технологические разработки, которые вызвали возобновление интереса к регенерации сточных вод, включают: наличие надежных мембран для микрофильтрации, ультрафильтрации и обратного осмоса; использование озона в сочетании с биологической фильтрацией, УФ-дезинфекцией с низким, средним и высоким уровнем энергии; высокоэнергетическое ультрафиолетовое усиленное окисление. Эти лечебные процессы теперь можно использовать для устранения острой токсичности (например, микроорганизмов) и хронической токсичности (например,г., химические составляющие). Кроме того, поскольку теперь доступны множественные процессы обработки для любого данного компонента, концепция множественных барьеров, которая включает использование избыточных процессов обработки или других действий, параллельно или последовательно, применяется для снижения риска от данного компонента (например, патогенного микроорганизмы). Кроме того, контрольно-измерительное оборудование также способствовало надежности современных водоочистных сооружений.

Изменение взглядов на рекультивацию и повторное использование воды

Многое изменилось в области мелиорации и повторного использования воды в современный период (1900 г. н.э. — настоящее время), но особенно это касается последних трех десятилетий.Одним из наиболее важных изменений является признание важности рекуперированной воды в комплексном плане управления водными ресурсами. Восстановленная вода стала новым, дополнительным, альтернативным, надежным источником водоснабжения прямо на пороге мегаполиса для многочисленных применений в разнообразной окружающей среде. Этот подход был даже признан Организацией Объединенных Наций в Докладе о мировом развитии водных ресурсов за 2017 год (ЮНЕСКО, 2017), в котором сточные воды рассматриваются как ресурс. Более того, успешные истории о повторном использовании воды расширили границы от сельскохозяйственного и ландшафтного орошения и ограничили городское использование до самых разных применений, включая повторное использование для питья (Crook, 2010; Mujeriego, 2013; Tchobanoglous et al., 2014).

Применение повторного использования воды

Исторически сложилось так, что орошение сельскохозяйственных угодий было и остается самым крупным использованием неочищенных сточных вод. Раньше использовалось прямое орошение. Канализационные фермы развивались по мере увеличения количества сточных вод. Впоследствии были разработаны более интенсивные формы очистки сточных вод, чтобы справиться с постоянно увеличивающимся объемом сточных вод для защиты окружающей среды. С интенсификацией процессов очистки сточных вод качество сточных вод улучшилось, что сделало рекуперированную воду пригодной для более широкого спектра сельскохозяйственных применений.Разработка более строгих стандартов сброса сточных вод в Соединенных Штатах привела к дальнейшему улучшению качества сточных вод, что сделало использование очищенной воды подходящим для множества различных применений. Охрана здоровья, как обсуждалось ниже, первоначально была сосредоточена на микробиологическом качестве, а затем расширилась до более широкого и всеобъемлющего представления о химическом качестве, особенно в связи с «возникающими» загрязнителями, которые имеют ключевое значение для повторного использования питьевой воды.

Категории повторного использования воды

Основные категории повторного использования воды приведены в таблице 2.Категории повторного использования в таблице 2 также ранжированы в относительном порядке общего использования, как это практикуется в Соединенных Штатах. Сельскохозяйственное и ландшафтное орошение расширилось от ранее ограниченного использования до неограниченного орошения продовольственных культур, употребляемых в сыром виде, когда сточные воды обрабатывались должным образом. С улучшением качества сточных вод наблюдается глобальная тенденция к диверсификации методов повторного использования воды, выходящих за рамки сельскохозяйственного и ландшафтного орошения, до использования в рекреационных целях и окружающей среде, промышленное повторное использование, пополнение подземных вод и повторное использование питьевой воды (IPR и DPR, соответственно) (Zhang et al., 2017). Повторное использование питьевой воды рассматривается в следующем разделе.

Таблица 2 . Категории повторного использования воды, типичные применения, а также основные ограничения и проблемы.

Религиозные интересы в исламских странах

Для решения религиозных проблем в некоторых исламских странах в Саудовской Аравии, Омане и ОАЭ были изданы фетвы (юридические постановления по вопросам, имеющим религиозное значение) (CLIS, 1978). Следует отметить, что в этих фетвах сточные воды могут использоваться для орошения, в результате чего удаляются примеси, присутствующие в неочищенных сточных водах.Одним из примеров проекта повторного использования воды, изучаемого в исламском обществе, является проект Агентства США по международному развитию (US AID) по повторному использованию в промышленности, сельском хозяйстве и ландшафтном дизайне (RIAL) в Иордании. В этом проекте фермеры были задействованы в полезном использовании очищенных сточных вод в сельском хозяйстве. Такие проекты были успешными, потому что они касались не только технических и экономических, но также институциональных и культурных проблем (US AID, 2008). Проекты RIAL привели к созданию первой в Иордании Ассоциации водопользователей для эксплуатации, технического обслуживания и управления ирригационных систем на основе очищенных сточных вод, а также к внедрению использования городских сточных вод, впервые в этой стране.

Прочие небытовые источники воды для рекультивации и повторного использования

Исторически сточные воды, полученные из систем сбора сточных вод, были основным источником очищенной воды. Однако рост населения и урбанизация в сочетании с ограниченными надежными водными ресурсами также способствовали рассмотрению более широкого круга потенциальных источников воды для рекультивации и повторного использования. Другие потенциальные источники сточных вод для восстановления и повторного использования указаны в Таблице 3. Многие из потенциальных источников воды, указанные в Таблице 3, наиболее подходят для децентрализованных систем управления сточными водами (см. Последующее обсуждение).Например, в конце 1970-х годов для производства питьевой воды была разработана полная система рециркуляции сточных вод. Некоторые из этих систем были установлены в индивидуальных домах в Колорадо (США) в период с 1976 по 1982 год (Tchobanoglous et al., 2011).

Таблица 3 . Другие потенциальные источники воды для рекультивации и повторного использования a .

Понимание и количественная оценка незапланированного повторного использования пищевых продуктов

По оценкам, более 80% сточных вод в мире и более 95% в некоторых развивающихся странах сбрасываются в окружающую среду без очистки.Как правило, неочищенные сточные воды сбрасываются в реки или ручьи, где они разбавляются и транспортируются вниз по течению, или просачиваются в водоносные горизонты, где компоненты неочищенных сточных вод могут повлиять на запасы пресной воды (ЮНЕСКО, 2017).

Использование источника воды ниже по течению для питьевой воды, которое подлежит сбросу сточных вод выше по течению, называется незапланированным повторным использованием питьевой воды (также известным как de facto повторное использование питьевой воды ). В некоторых случаях рекуперированная вода составляет значительную часть общего стока многих водоприемников.Некоторые известные примеры включают реку Санта-Ана в южной Калифорнии; река Платт вниз по течению от города Денвер, штат Колорадо; река Огайо возле города Цинциннати, штат Огайо; и водораздел Оккокуан, расположенный к юго-западу от Вашингтона, округ Колумбия, а также многие крупные реки Европы. На некоторых очистных сооружениях питьевой воды, особенно в условиях слабого стока, большая часть (до 75%) образовывалась в виде сточных вод из сообществ, расположенных выше по течению (Dalezios et al., 2018). Поскольку население мира продолжает расти, а водоснабжение становится все более напряженным, понимание масштабов и последствий незапланированного ( де-факто) PR для проектирования водоочистных сооружений будет иметь важное значение для защиты здоровья населения.

Помимо сбросов в реки, были зарегистрированы многочисленные случаи, когда неочищенные сточные воды, сбрасываемые на землю для сельскохозяйственного использования, приводили к незапланированному пополнению подземных водоносных горизонтов, из которых вода забирается для потребления человеком. Места, где произошло такое незапланированное пополнение подземных вод, включают Египет, Мексику, Перу и Таиланд. В Мексике большой поток сточных вод из Мехико сбрасывается в засушливую Тульскую долину (также известную как долина Мескиталь), куда таким образом получают воду 500 000 жителей (Jimenez and Asano, 2008).Недавно было завершено исследование, в котором задокументирована степень незапланированного повторного использования воды в сельском хозяйстве в отдельных речных бассейнах ЕС в Испании, Италии и Франции. Это исследование считается первой количественной попыткой оценить степень повторного использования de facto в европейских речных бассейнах, демонстрируя широкий диапазон воздействий от сбрасываемых сточных вод между речными бассейнами; также, в зависимости от сезона, Drewes et al. (2017).

Проблемы здоровья и окружающей среды

Хотя нет надежных эпидемиологических доказательств того, что использование очищенной воды для любого из ее применений (см. Таблицу 1) вызвало вспышку заболевания в США, потенциальная передача инфекционного заболевания патогенными организмами является основной проблемой при мелиорации и повторном использовании воды. .Это беспокойство особенно актуально в развивающихся странах, где неочищенные или недостаточно очищенные сточные воды широко используются (Angelakis and Rose, 2014). Кроме того, неадекватное регулирование производства, распределения и использования очищенной воды может привести к неблагоприятным воздействиям на окружающую среду.

Источники компонентов, вызывающих озабоченность при повторном использовании воды

Вопросы здоровья и окружающей среды, связанные с регенерацией и повторным использованием воды, связаны с очисткой сточных вод, качеством очищенной воды, химическими и микробиологическими составляющими, которые могут присутствовать в очищенной воде, оценкой риска для здоровья, а также восприятием и принятием общественностью.Восстановленная вода, полученная из городских сточных вод, поступает из различных источников, включая домохозяйства, школы, офисы, больницы, а также коммерческие и промышленные объекты. Таким образом, неочищенные городские сточные воды обычно содержат множество биологических и химических компонентов, которые могут быть опасными для здоровья человека и окружающей среды. Во многих развивающихся странах орошение овощных культур неочищенными или недостаточно очищенными сточными водами является основным источником кишечных заболеваний и других заболеваний, передающихся через воду.Однако ситуация иная в Соединенных Штатах и ​​других промышленно развитых странах, где надежная очистка сточных вод, а также критерии и правила восстановления и повторного использования воды, связанные со здоровьем, определяют осуществимость и приемлемость повторного использования воды.

Разработка критериев, руководящих указаний и правил повторного использования воды

Исторически, как отмечалось ранее, повторное использование воды возникло из наблюдения, необходимости и возможности. Эти факторы остаются неизменными и для современного периода (с 1900 г. по настоящее время).Хотя сельскохозяйственное орошение с использованием сточных вод низкого качества практиковалось в некоторых районах Европы, а также в Соединенных Штатах в конце 1800-х годов, до начала двадцатого века не существовало существенных критериев или ограничений в этой практике. По мере того как городские районы начали вторгаться в канализационные фермы и научные основы болезней стали более понятными, среди должностных лиц общественного здравоохранения возросла обеспокоенность по поводу рисков для здоровья, связанных с орошением с использованием сточных вод. Обеспокоенность общественным здоровьем привела к созданию нормативных актов и / или руководящих принципов по использованию очищенной воды для орошения в сельском хозяйстве, что стало первым регулируемым применением очищенной воды (Paranychianakis et al., 2015). Впоследствии были разработаны правила для различных приложений повторного использования воды.

График критериев и правил повторного использования воды показан в Таблице 4. Установление критериев повторного использования воды является сложной задачей из-за отсутствия всеобъемлющих международных правил и / или руководящих принципов, а также научного консенсуса в отношении подхода, который следует принять для выпуска. такие критерии. Существующие руководящие принципы и / или нормативные акты обычно основаны на очистке сточных вод с целью контроля негативного воздействия на человека и окружающую среду, а не на возможностях содействия их повторному использованию.Приоритеты исследований должны быть направлены на разработку новых критериев и правил, которые улучшат полезное повторное использование всех типов сточных вод.

Таблица 4 . Хронология критериев, правил и стандартов повторного использования воды во всем мире a .

Новые тенденции в повторном использовании воды

Предполагается, что к 2050 году население мира увеличится еще на 2 миллиарда человек (например, город с населением около 145 000 человек в день) (Reiter, 2012).Этот рост населения — в сочетании с индустриализацией и урбанизацией — приведет к увеличению спроса на воду и будет иметь серьезные последствия для окружающей среды. Очистка и повторное использование сточных вод будут играть жизненно важную роль в городском планировании будущего. Хотя будет много разных подходов к решению проблемы будущего роста населения, выделяются три основных тенденции в отношении повторного использования воды: (a) повторное использование питьевой воды (PR), (b) интегрированное управление сточными водами (IWM) и (c) интегрированное водоснабжение. и управление сточными водами.

Питьевое повторное использование

Возможно, наиболее важной тенденцией будущего в области повторного использования воды, особенно в крупных мегаполисах, является PR. Как следует из названия, PR включает повторное использование сточных вод для потребления людьми после различных вмешательств по очистке. Сегодня сточные воды больше не рассматриваются как отходы, требующие удаления, а являются возобновляемым возобновляемым источником питьевой воды, ресурсов и энергии (Tchobanoglous, 2012). Цель здесь состоит в том, чтобы представить PR и выделить некоторые из затронутых вопросов.Поскольку объем литературы, связанной с PR, резко увеличился, рекомендуются следующие отчеты, все доступные в Интернете (Tchobanoglous et al., 2011, 2015; Mosher et al., 2016; NWRI, 2016; Sharvelle et al., 2017). Следует отметить, что Агентство по охране окружающей среды США признало важность и подчеркнуло возросший интерес к повторному использованию питьевой воды в недавно выпущенном Компендиуме по повторному использованию питьевой воды (2017 г.) (Агентство по охране окружающей среды США и CDM Smith, 2017) в качестве дополнения к ранее опубликованным Рекомендациям по повторному использованию воды. (US EPA / USAID, 1992; US EPA, 2004, 2012).

Определения и терминология для повторного использования в питьевых целях

При обсуждении PR одной из проблем является терминология. Определения и терминология повторного использования воды, широко используемые в литературе, и новая терминология, принятая в Калифорнии, приведены в Таблице 5. Хотя значения в основном те же, сокращения — нет. Надеюсь, в будущем эта ситуация будет исправлена. Как показано в Таблице 5, существует два типа запланированного PR: (а) непрямое повторное использование питьевой воды (IPR) и (b) прямое повторное использование питьевой воды (DPR).Два различных типа PR показаны на рисунке 5. В IPR (см. Рисунок 5A) вода, прошедшая предварительную очистку, вводится в буфер окружающей среды (например, водоносный горизонт грунтовых вод или поверхностный водный объект), чтобы обеспечить безопасность воды, прошедшей предварительную обработку, путем подачи достаточное время удерживания и потерять свою идентичность при смешивании с другой местной водой перед отбором для повторного использования в питьевых целях.

Таблица 5 . Терминология и определения повторного использования питьевой воды.

Рисунок 5 .Наглядное изображение альтернативных форм PR: (A) непрямого PR и (B) прямого PR (от Tchobanoglous, 2017).

В DPR (см. Рис. 5B) усовершенствованная очищенная вода используется для увеличения подачи неочищенной воды путем смешивания с другой водой перед обработкой объединенного потока на установке для очистки питьевой воды. Если установка для предварительной очистки воды будет разрешена также как установка для питьевой воды, готовая вода потенциально может быть введена непосредственно в систему распределения питьевой воды.В DPR необязательный инженерный буфер хранения (ESB) может использоваться для: (a) обеспечения водохранилища достаточной объемной емкости для сохранения ATW в течение определенного периода времени до тех пор, пока не будут внесены изменения в процесс или систему, если есть отказ завода; (b) предотвращать смешивание ATW, не отвечающего стандартам качества воды, с другими источниками неочищенной воды; и (c) предотвратить добавление готовой воды ATW, которая не соответствует стандартам качества воды, в систему распределения питьевой воды (Tchobanoglous et al., 2011). Типичные примеры каждого типа повторного использования питьевой воды описаны в Таблице 6.

Таблица 6 . Типичные примеры успешных проектов повторного использования питьевой воды a .

Проблемы в PR

Основные проблемы PR связаны с общественным здравоохранением. В частности, острая токсичность, связанная с патогенными микроорганизмами (например, кишечным вирусом, Giardia и Cryptosporidium ), и хроническая токсичность, связанная с известными и неизвестными химическими составляющими, обнаруженными в сточных водах.Были проведены обширные исследования методов и технологий, которые могут быть применены для защиты здоровья населения. Защита здоровья населения может быть гарантирована на основе доступных технологий и операционных стратегий. Несомненно, что новые и улучшенные технологии лечения будут и дальше разрабатываться. Самая большая проблема будет заключаться в том, чтобы с помощью новых и усовершенствованных аналитических методов оценить, представляют ли компоненты, идентифицированные с чрезвычайно низкой концентрацией, какую-либо опасность для здоровья.

Комплексное управление сточными водами

В большинстве систем сбора и очистки сточных вод сточные воды транспортируются через коллекционные коллекторы на централизованные очистные сооружения в нижнем конце системы сбора, рядом с точкой рассеивания в окружающую среду.Поскольку централизованные очистные сооружения обычно организуют для направления сточных вод в эти удаленные места для очистки, повторное использование воды в городских районах часто ограничивается отсутствием двойных систем распределения (Tchobanoglous et al., 2014). Стоимость инфраструктуры для хранения и транспортировки очищенной воды к месту (точкам) использования часто является непомерно высокой, что делает повторное использование неэкономичным. Таким образом, в урбанизированном мире будущего будут шире использоваться децентрализованные системы управления сточными водами, которые могут быть внедрены в точке (точках) образования и повторного использования отходов или вблизи них.

Альтернативой традиционному подходу к транспортировке рекуперированной воды из центральной станции очистки сточных вод является концепция децентрализованной (спутниковой) очистки на участках выше по течению с локальным повторным использованием и / или рекуперацией твердых частиц сточных вод. Наглядное изображение системы IWM проиллюстрировано на рисунке 6. Наряду с децентрализованной очисткой и PR, добыча канализации (удаление сточных вод в большую систему сбора для локальной очистки и повторного использования с твердыми частицами, обрабатываемыми на центральной или региональной станции очистки сточных вод), как показано на рисунке 6 также является неотъемлемой частью IWM.Две из крупнейших децентрализованных систем управления сточными водами в Соединенных Штатах находятся в ведении города Лос-Анджелеса и округов Санитарных округов округа Лос-Анджелес.

Комплексное управление водными и сточными водами

Еще одна тенденция в области экологической инженерии и водных ресурсов — это использование термина одна вода для описания всех форм воды. Последствия концепции one water для муниципалитетов будут заключаться в слиянии того, что сейчас обычно является отдельными департаментами водоснабжения и водоотведения, в один департамент.Объясняется, что объединение двух отделов позволяет разработать более продуманные, рациональные и экономичные решения для удовлетворения будущих потребностей в воде.

Будущие проблемы и задачи

В следующем десятилетии необходимо будет решить ряд вопросов и задач для оптимизации рекуперации и повторного использования воды. Важные вопросы включают (а) как соединить передовые очистные сооружения с установками для опреснения морской воды, (б) разработку более эффективных методов и методов, включающих оценку рисков для оценки воздействия компонентов сточных вод на здоровье человека и окружающей среды, и соответствующие правила утилизации и повторного использования воды, применимые ко многим различным ситуациям, которые помогают как продвигать повторное использование, так и регулировать его.Кроме того, на основе недавних исследований было обнаружено, что пользователей оборотной воды в основном интересует качество, а не происхождение воды (Paranychianakis et al., 2015).

Муфта для усовершенствованной очистки сточных вод с опреснением

В мегаполисах, расположенных на прибрежных территориях или рядом с ними, возможность совмещения современных очистных сооружений с установками для опреснения морской воды откроет дополнительные возможности для PR. В оперативном режиме стоки из установки усовершенствованной очистки будут объединяться с опресненной водой и обрабатываться на установке очистки воды мембранного типа, разрешенной как установка питьевой воды.Поскольку оба источника воды имеют высокое качество, комбинированный сток легко поддается обработке. Преимущество этой схемы состоит в том, что питьевую воду можно использовать локально, что позволяет избежать необходимости в экологических буферах (например, грунтовых или поверхностных водах) и длинных трубопроводах для доставки разбавляющей воды.

Другой подход, который был использован, заключается в объединении опреснителей морской воды и современных очистных сооружений для производства высококачественной воды для промышленного использования. Как правило, рассол на станциях усовершенствованной очистки сточных вод смешивается с морской водой и опресняется.Использование воды, полученной в рамках этого комплексного подхода, увеличивает количество воды, доступной для питья и других целей. В Японии, а также в Сингапуре высококачественная вода из современных очистных сооружений используется в промышленных целях.

Включение оценки риска в оценку воздействия компонентов сточных вод на здоровье человека

Необходим комплексный подход, сочетающий в себе оценку риска и управление риском заболеваний, связанных с водой, а также воздействие на здоровье химических веществ и неизвестных веществ.ВОЗ предоставила основу для разработки основанных на здоровье критериев микробных опасностей, связанных с водой и санитарией, а также болезней, вызванных воздействием токсичных химикатов, связанных с водой (Fewtrell and Bartram, 2001). Такой подход способствует комплексному и целостному ведению болезней, а не изолированно от других болезней или путей воздействия. Исходы заболеваний, вызванные различными путями воздействия, можно сравнивать с помощью общего показателя, например лет жизни с поправкой на инвалидность (DALY).Для канцерогенных химических веществ в питьевой воде рекомендованные ВОЗ значения установлены на уровне 10 −5 верхнего избыточного риска, который также составляет около 1 × 10 −6 DALY (1 мкДАЛИ) на человека в год (ВОЗ, 2004). В 2017 г. это руководство было расширено и теперь распространяется на PR (ВОЗ, 2017). Австралия была первой страной, разработавшей национальные рекомендации по качеству воды специально для увеличения количества питьевой воды. Эти руководящие принципы включали руководящие принципы ВОЗ и применялись к схемам PR в Брисбене, Квинсленде, Перте и Западной Австралии (Закон, 2016 г.).Недавно в соответствии с рекомендациями были разработаны подробные протоколы проверки эффективности очистки для ряда ключевых передовых процессов очистки воды (Khan and Anderson, 2018). Однако во всем мире применение подхода к оценке риска остается ограниченным.

Разработка соответствующей политики, критериев и правил повторного использования воды для защиты здоровья и окружающей среды

Хотя существует большое разнообразие критериев повторного использования воды, во всем мире мало стандартизации.Следует поощрять усилия по обеспечению большей согласованности между различными международными правилами и / или руководящими принципами, касающимися качества воды. В то же время необходимо приложить усилия для согласования законодательства, разработанного для защиты окружающей среды, таким образом, чтобы обеспечить эффективное повторное использование воды. В целях комплексного управления водными ресурсами и обеспечения понимания и принятия общественностью критерии повторного использования воды должны быть частью набора последовательных правил водоснабжения, применяемых ко всем формам повторного использования воды.

Что необходимо, так это разработка всеобъемлющей, гибкой и эффективной нормативно-правовой базы, основанной на реалистичной оценке рисков.В некоторых случаях (например, в странах ЕС и Средиземноморья) существующие национальные правила в отношении оборотной воды необходимо обновить с учетом новых знаний для реалистичного решения потенциальных рисков, связанных с патогенами и отслеживанием органических веществ, для поощрения повторного использования воды путем избежания излишне ограничивающих нормативных требований. (Paranychianakis et al., 2015). Возможность установления критериев по категориям водопользования независимо от источника или происхождения воды (например, концепция одна вода ) была предложена Paranychianakis et al.(2015). В этом контексте также важно иметь в виду разницу между развивающимися и развитыми странами. Первоначально рекомендуется поэтапный подход, при котором улучшение текущей ситуации с рисками лучше, чем наличие чрезмерно ограниченного, не имеющего исковой силы законодательства.

Выводы

Исходя из исторической традиции землеотвода и орошения, повторное использование воды превратилось в бесчисленное множество приложений, причем PR представляет собой один из последних рубежей. Как и в исторические времена, современная практика повторного использования воды развивалась благодаря наблюдениям, необходимости и возможностям.Развитие мегаполисов сделало неприемлемым традиционную концепцию и использование единой системы очистки сточных вод; также, ограничение повторного использования приложений. Децентрализация — неизбежная необходимость. Однако с децентрализацией появится гораздо больше возможностей для повторного использования местной воды. Новые технологии, которые сейчас внедряются, а также разрабатываются, откроют новый день в традиционной и современной очистке сточных вод. Сочетание усовершенствованной очищенной воды с опресненной водой будет привлекательным вариантом для мегаполисов.Новые научные открытия приведут к более глубокому пониманию важности критериев, обнаруженных как в воде, так и в сточных водах, и их значения для здоровья человека. Потребуются новые правила, чтобы отразить это расширенное понимание биологии и химии. Чтобы эффективно решать будущие задачи управления водными ресурсами и повторного использования воды, города должны принять концепцию одна вода .

Авторские взносы

Все авторы совместно участвовали в подготовке окончательной версии рукописи.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Часть материала, представленного в этом документе, была представлена ​​на 2-м региональном симпозиуме IWA «Мировые водные ресурсы: прошлое, настоящее и будущее», состоявшемся 22–24 марта 2017 г. в Чешме-Измире, Турция.

Критические и конструктивные комментарии Джона.Андерсон, Afton Water, 1 Cumbora Cct, Berowra, NSW 2081, Австралия, и д-р Валентина Лазарова, SUEZ Environment, 78230 Le Pecq, France, выражают признательность.

Ссылки

Aertgeerts, R., and Angelakis, A. N. (2003). Отчет о современном состоянии: риски для здоровья при пополнении водоносного горизонта с использованием оборотной воды. ВОЗ, Вода, санитария и охрана здоровья и окружающая среда человека. Копенгаген: ВОЗ, Женева и Европейское региональное бюро ВОЗ.

Алькальде-Санз, Л., и Гавлик, Б.М. (2017). Минимальные требования к качеству для повторного использования воды в сельскохозяйственном орошении и пополнении водоносных горизонтов: к инструменту регулирования повторного использования воды на уровне ЕС. Испра: ЕС — Объединенный исследовательский центр.

Ангелакис, А. Н., Роуз, Дж. (Ред.). (2014). Эволюция санитарии и управления сточными водами на протяжении веков. Лондон: IWA Publishing .

Ангелакис, А. Н., Спиридакис, С. В. (1996). «Управление сточными водами в минойские времена», в Труды совещания по охране и восстановлению окружающей среды (Ханья), 549–558.

Ангелакис, А. Н., Асано, Т., и Бахри, А. (2017). «Краткая история повторного использования воды. 2-й региональный симпозиум IWA по мировым водным ресурсам: прошлое, настоящее и будущее », в Проект материалов книги симпозиума , ред. А. Баба, О. Гундуз и Г. Тайфур (Измир: Измирский технологический институт), 154– 165.

Антониу, Г. П. (2010). «Древнегреческие туалеты. Работа с повторно используемой водой », в Ancient Water Technologies , ed L. Mays (Лондон; Нью-Йорк, Нью-Йорк: Springer), 67–86.

Google Scholar

Антониу, Г., Де Фео, Г., Фардин, Ф., Тамбуррино Таванцис, А., Хан, С., Фи, Т. и др. (2016). Эволюция туалетов во всем мире на протяжении тысячелетий. Устойчивое развитие 8: 779. DOI: 10.3390 / su8080779

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Асано Т. и Котруво Дж. А. (2004). Пополнение подземных вод регенерированными городскими сточными водами: соображения здравоохранения и нормативные требования. Water Res. 38, 1941–1951. DOI: 10.1016 / j.watres.2004.01.023

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Асано Т. и Левин А. Д. (1996). Рекультивация, переработка и повторное использование сточных вод; прошлое, настоящее и будущее. Water Sci. Технол . 33, 1–14. DOI: 10.1061 / 40644 (2002) 284

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Буриан, С. Дж., И Эдвардс, Ф. Г. (2002). «Исторические перспективы городского дренажа», Труды 9-й Международной конф. по городскому дренажу, ASCE (Портленд, Орегон).

Google Scholar

Департамент здравоохранения штата Калифорния (1918 г.). Правила использования сточных вод для орошения . Сакраменто, Калифорния: Департамент здравоохранения штата Калифорния.

CDPH (Департамент общественного здравоохранения Калифорнии) (2014). Нормы , касающиеся оборотной воды, 18 июня 2014 г. (изменения вступают в силу 18.06.14). Сакраменто, Калифорния: CDPH.

CITAI (Comitato Interministeriale per la Tutela delle Acque dall’Inquinamento) (1977). Norme Tecniche Generali per la Regolamentazione Dello Smaltimento dei Liquami sul Suolo, Anche Adibito ad usi Agricoli, Purch’e le Immissioni Siano Direttamente Utili Alla Produzione, e Nel Sottosuolo, Esclusi i Casi Nei Quali Poggiate Essere Danfoss. Allegato 5 alla Delibera. CITAI 4 февраля 1977 г., G.U. 21 февраля 1977 г., н. 48, Италия.

CLIS (Совет ведущих исламских ученых) (1978). Решение относительно очистки сточных вод: решение № 64, 25 шавваля 1398 года по хиджре Тринадцатое заседание Совета ведущих исламских ученых во второй половине арабского месяца шавваль 1398 года по хиджре (1998 г.), Таиф. J. Islamic Res. 17, 40–41.

Котруво Дж., Бриджерс Д., Кэрнс В., Хименес Сиснерос Б., Канлифф Д., Дэвидсон Д. и др. (2013). Восстановление и повторное использование воды: Руководство по безопасному применению методов экономии воды в производстве напитков и пищевой промышленности . Вашингтон, округ Колумбия: публикация Исследовательского фонда ILSI. Доступно в Интернете по адресу: http://ilsi.org/wp-content/uploads/2016/05/Guideline-for-Water-ReUse-in-Beverage-Production-and-Food-Processing.pdf

Далезиос Н., Ангелакис А. Н., Эсламян С. (2018). Методологическая основа для целостного управления нехваткой воды. Внутр. J. Hydrol. Sci. Technol. 17, 1–40. DOI: 10.1504 / IJGENVI.2018.0

CrossRef Полный текст

Де Фео, Г., Антониу, Г., Фардин, Х. Ф., Эль-Гохари, Ф., Чжэн, X. Y., Батлер, Д., и др. (2014a). История сантехнической канализации во всем мире. Устойчивое развитие 6, 3936–3974. DOI: 10.3390 / su6063936

CrossRef Полный текст

Де Фео, Г., Антониу, Г. П., Мейс, Л., Драгони, В., Фардин, Х. Ф., Эль-Гохари, Ф. и др. (2014b). «Глава 9: Историческое развитие управления сточными водами» в Справочнике по инженерной гидрологии , том. 2, изд. С. Эсламиан (Бока-Ратон, Флорида: Тейлор и Фрэнсис Груп), 163–217.

Google Scholar

Древес Дж. Э., Хюбнер У., Житенева В., Каракурт С. (2017). Характеристика незапланированного повторного использования воды в ЕС. Гархинг: Technical Univ. Мюнхена. (подготовлено для Генерального директора по окружающей среде Европейской комиссии) , 60.

ФАО (1985). «Качество воды для сельского хозяйства», в Документ ФАО по ирригации и дренажу 29 (Rev. 1) , ред. Р. С. Эйерс и Д. У. Весткот (Рим: Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций).

Фичем, Р. Г., Брэдли, Д. Дж., Гарлик, Х., и Мара, Д. Д. (1983). Санитарно-гигиенические аспекты экскрементов и очистки сточных вод . Исследования Всемирного банка в области водоснабжения и канализации 3. Чичестер: Джон Вили и сыновья.

Фьютрелл, Л., and Bartram, J. (eds.). (2001). Качество воды: руководящие принципы, стандарты и здоровье — Оценка рисков и управление рисками инфекционных заболеваний, связанных с водой . Лондон: Издательство IWA.

Файн, П., Гальперин, Р., Хадас, Э. (2006). Экономические соображения для альтернатив очистки сточных вод: израильский тестовый пример. J. Environ. Манаг . 78, 163–169. DOI: 10.1016 / j.jenvman.2005.04.014

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Серый, H.Ф. (1940). Канализация в древности и средневековье. Канализационные сооружения J. 12, 939–946.

Google Scholar

Руководство по комплексному развитию и управлению водными ресурсами в Индии (2016 г.). Министерство водных ресурсов, развития рек и омоложения Ганги, Центральная водная комиссия, Организация бассейнового планирования и управления, Правительство Индии (Нью-Дели).

Руководящие принципы серии стандартов по повторному использованию воды в Китае (2008 г.). Руководящие принципы серии стандартов по повторному использованию воды. Пекин: Стандарты Пресса Китая.

Хан, М., и Ким, М. (2014). «Глава 14: Пересмотр технических и социальных аспектов управления сточными водами в древней Корее», в «Эволюция канализации и управления сточными водами на протяжении веков» , ред. А. Ангелакис и Дж. Роуз (Лондон: IWA Publishing), 301–312.

Google Scholar

Фонды Министерства культуры и археологических раскопок Греции (2007 г.). Лавреотики музей Лаврион .Лаврио: Фонд археологических находок, Отдел публикаций (на греческом языке).

Министерство окружающей среды, энергетики и изменения климата Греции. (2011). Общее решение министров № 145116 (354B) / 08.03.11 . Афины: меры, ограничения и процедуры повторного использования очищенных сточных вод. Министерство окружающей среды, энергетики и изменения климата (на греческом языке).

INNORPI (Национальный институт нормализации и промышленной собственности) (1989). Защита окружающей среды — Использование очищенной воды для сельскохозяйственных целей — Физические, химические и биологические характеристики (на французском языке), тунисские стандарты .ИННОРПИ.

Хименес, Б. (2005). Технология очистки и стандарты повторного использования сельскохозяйственных сточных вод: тематическое исследование в Мексике. J. Irrig. Слив 54, 23–33. DOI: 10.1002 / ird.183

CrossRef Полный текст

Хименес Б. и Асано Т. (ред.). (2008). Повторное использование воды: Международное исследование текущей практики, проблем и потребностей, Научно-технический отчет № 20 . Лондон: Издательство IWA.

Йоханссон, М., Йонссон, Х., Хёглунд, К., Стинцинг, А. Р., и Род, Л. (2000). Отделение мочи — завершение цикла питательных веществ. Стокгольм: HSB Национальная федерация .

Джонс, Д. Э. младший (1967). Городская гидрология — перенаправление. Гражданский двигатель . 37, 58–62.

Калаврузиотис, И. К., Кукулакис, П. Х., и Дракатос, П. А. (2015). Управление водными и сточными водами в древности в контексте этически ориентированной защиты окружающей среды J. Glob. Environ. Выпуски 14, 226–237.DOI: 10.1504 / IJGENVI.2015.071847

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хан, Дж. С., и Андерсон, Р. (2018). Повторное использование питьевой воды: опыт Австралии. Curr. Opin. Environ. Sci. Здоровье 2, 55–60. DOI: 10.1016 / j.coesh.2018.02.002

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хоури, Н., Кальберматтен, Дж. М., и Бартоне, К. Р. (1994). Повторное использование сточных вод в сельском хозяйстве: руководство для специалистов по планированию. Вашингтон, округ Колумбия: Международный банк реконструкции и развития / Всемирный банк (по состоянию на 29 июля 2016 г.).

Google Scholar

Коллиропулос, К., Антониу, Г., Калавроузиотис, И., Красильникофф, Дж., Куцояннис, Д., и Ангелакис, А. Н. (2015). Гидравлические характеристики дренажных систем древних эллинских театров: пример театра Диониса и его последствия. J. Irrig. Осушать. Англ. 141: 04015018-1-9. DOI: 10.1061 / (ASCE) IR.1943-4774.0000906

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Куцойяннис Д., Ангелакис А.Н. (2003). «Гидрологические и гидравлические науки и технологии в древнегреческие времена», в Энциклопедия наук о воде, ред. Б. А. Стюарт и Т. Хауэлл, (Нью-Йорк, Нью-Йорк: Markel Dekker Inc.), 415–417.

Лауреано П. (2016). «Глава 30: Традиционные системы повторного использования воды» в Справочнике по повторному использованию воды в городах , изд. С. Эсламиан (Бока-Ратон, Флорида: CRC Press; Taylor and Francis Group, LLC.), 357–370.

Закон, И. Б. (2016). Австралийский взгляд на DPR: технологии, устойчивость и общественное признание. Дж. Опреснение для повторного использования воды . 6, 355–361. DOI: 10.2166 / wrd.2015.180

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лазарова В., Асано Т., Бахри А. и Андерсон Дж. (Ред.). (2013). Вехи в повторном использовании воды — лучшие истории успеха . Лондон: Издательство IWA.

Google Scholar

Левин А. Д., Леверенц Х. Л. и Асано Т. (2010). Рекультивация и повторное использование воды . Париж: ЮНЕСКО EOLLS.

Google Scholar

Маккаа, Р.(2000). «Население Мексики от истоков до революции», в The Population History of North America , edds R. Steckel and M. Haines (Кембридж, Великобритания: Cambridge University Press), 241–304.

Меткалф и Эдди Inc. (1991). Очистка сточных вод: очистка, удаление, повторное использование, 3-е изд. . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: McGraw-Hill Inc.

Морехар, К. Т. (2012). Картографирование древних ландшафтов чинампа в бассейне Мексики: дистанционное зондирование и подход ГИС. J. Arch.Sci. 39, 2541–2551. DOI: 10.1016 / j.jas.2012.03.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мошер, Дж. Дж., Вартанян, Г. М., и Чобаноглоус, Г. (2016). Сборник исследований повторного использования питьевой воды: синтез результатов . Фонтан-Вэлли, Калифорния: Национальный исследовательский институт водных ресурсов.

Google Scholar

Мухериего Р. (2013). «Предисловие» в книге «Вехи в повторном использовании воды — лучшие истории успеха» , ред. В. Лазарова, Т. Асано, А. Бахри и Дж.Андерсон (Лондон: IWA Publishing), xxi – xxiii.

NHMRC (1999). Руководство по схемам канализации: использование очищенной воды (проект). Национальный совет по здравоохранению и медицинским исследованиям Австралии и Австралии и Совет по охране окружающей среды Новой Зеландии, Национальная стратегия управления качеством воды, том 16, апрель 1997 г.

NRMMC-EPHC (2006). Национальная стратегия управления качеством воды, Документ 21: Австралийские рекомендации по повторному использованию воды: управление рисками для здоровья и окружающей среды. Канберра, АСТ: Совет министров по управлению природными ресурсами и Совет по охране окружающей среды и наследия.

NWRI (2016). Заключительный отчет экспертной группы: Эволюция возможности разработки единых критериев повторного использования воды для прямого повторного использования питьевой воды . Фонтан-Вэлли, Калифорния: Национальный исследовательский институт водных ресурсов.

OJTR (Официальный вестник Тунисской Республики) (1989). Постановление № 89-1047 от 28 июля 1989 г. о регулировании использования очищенной воды в сельскохозяйственных целях (на французском языке).

Палерм, А. (1973). Гидравлическая инфраструктура в доиспанской системе Озерной долины Мексики . Мексика: Centro de Investigaciones Superiores, Instituto Nacional de Antropología e Historia (на испанском языке).

Google Scholar

Паранихианакис, Н. В., Сальгот, М., Ангелакис, А. Н. (2011). « Ch apter 3: Орошение оборотной водой: руководящие принципы и правила», в Обработанные сточные воды в сельском хозяйстве: использование и воздействие на почвенную среду и сельскохозяйственные культуры , ред.Дж. Леви, П. Файн и А. Барт-Тал, (Хобокен, Нью-Джерси; Оксфорд: Wiley Knowledge for Generations), 77–111.

Паранихианакис, Н. В., Сальгот, М., Снайдер, С. А., и Ангелакис, А. Н. (2015). Критерии качества очищенных сточных вод в странах ЕС: необходимость в едином подходе. Crit. Rev. Environ. Sci. Technol. 45, 1409–1468. DOI: 10.1080 / 10643389.2014.955629

CrossRef Полный текст

Прейн, М. (1990). «Рыбоводство в сточных водах в Германии», в Аквакультура, питающаяся сточными водами.Труды Международного семинара по рекультивации и повторному использованию сточных вод в аквакультуре , ред. П. Эдвардс и Р. С. В. Пуллин (Калькутта).

Google Scholar

Рид, С. К., и Критс, Р. У. (1984). Справочник по системам обращения с промышленными и городскими отходами . Парк-Ридж, Нью-Джерси: Публикации Нойес.

Google Scholar

Рид, С. К., Критс, Р. У., и Миддлбрукс, Э. Дж. (1995). Природные системы управления и обработки отходов, 2-е изд. .Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: McGraw Hill Co.

Google Scholar

Рейтер, П. (2012). Императивы для специалистов по городскому водоснабжению на пути к 2050 году: адаптация к быстро меняющимся условиям на многолюдной планете. Международная водная ассоциация (IWA). The Water Herald: Learn Your Peers, Special Issue 4, 6–8.

Роуз Дж., Ангелакис А. Н. (2014). « Ch apter 27: Эволюция санитарии и управления сточными водами на протяжении столетий: прошлое, настоящее и будущее», в книге Evolution of Sanitation and Wastewater Management through the Centuries , ред.Ангелакис и Дж. Роуз (Лондон: IWA Publishing), 507–528.

Шарвелл С., Эшболт Н., Клерико Э., Халтквист Р., Леверенц Х. и Оливьери А. (2017). Риск-ориентированная основа для разработки руководящих принципов общественного здравоохранения для децентрализованных систем непитьевого водоснабжения . Александрия, Вирджиния: Фонд водной среды и повторного использования.

Google Scholar

Шуваль, Х. И., Екутиэль, П., и Фаттал, Б. (1986). Эпидемиологическая модель потенциального риска для здоровья, связанного с различными патогенами при орошении сточными водами. Water Sci. Technol. 18, 191–198.

Google Scholar

Смит, М. (1996). «Молчаливое большинство ацтеков: Уильям, Т. Сандерс и изучение ацтекского крестьянства», в Arqueología Mesoamericana: Homenaje a William, Vol. 1, Т. Сандерс , редакторы А. Г. Мастаче, Дж. Р. Парсонс, Р. С. Сантли и М. К. Серра Пуч (Мехико: Национальный институт антропологии и истории), 375–386. (на испанском).

Google Scholar

Stanbridge, H.H.(1976). История очистки сточных вод в Великобритании, часть 5 Обработка земель . Мейдстон: Институт контроля загрязнения воды.

Штат Калифорния (1978). Критерии рекультивации сточных вод. Выдержка из Свода правил Калифорнии, раздел 22, раздел 4 . Сакраменто, Калифорния: гигиена окружающей среды; Департамент здравоохранения.

Штат Калифорния (2000). Свод правил, раздел 22, разд. 4, Глава 3. Критерии оборотного водоснабжения. Разделы 60301 и след., Декабрь (Беркли, Калифорния).

Tchobanoglous, G. (2012). «Новые направления очистки сточных вод в 21 веке», Flotation 2012 Proceedings 6th International Conference on Flotation for Water and Wastewater Systems (New York, NY: International Water Association).

Чобаноглу, Г. (2017). Управление сточными водами Управление в 21 веке : проблемы, тенденции и будущие возможности, в Представлено на 6-й конференции CEMEPE / SECOTOX , 25–30 июня 2017 г. (Салоники).

Google Scholar

Tchobanoglous, G., Cotruvo, J., Crook, J., McDonald, E., Olivieri, A., Salveson, A., et al. (2015). Основы для прямого повторного использования питьевой воды . Александрия, Вирджиния: Исследовательский фонд WateReuse; Американская ассоциация водопроводных сооружений; Водная среда.

Google Scholar

Чобаноглус, Г., Леверенц, Х., Неллор, М. Х., и Крук, Дж. (2011). Прямое повторное использование питьевой воды: путь вперед . Вашингтон, округ Колумбия: WateReuse Research и WateReuse California.

Google Scholar

Tchobanoglous, G., Stensel, H.D., and Burton, F. (2003). Очистка и повторное использование сточных вод, 4-е изд. . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Образование Макгроу-Хилл.

Google Scholar

Tchobanoglous, G., Stensel, H.D., Tsuchihashi, R., and Burton, F. (2014). Очистка сточных вод: очистка и восстановление ресурсов, 5-е изд. . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Образование Макгроу-Хилл.

Google Scholar

Толле-Кастенбейн, Р.(2005). Archeologia dell ‘Acqua, Longanesi. Casa Editrice Longanesi и C. S.r.l. Società a Socio Unico, 20145 (Милан).

Цанакакис В. Е., Коо-Осима С., Хаддад М., Апостолидис Н. и Ангелакис А. Н. (2014). «Глава 24: История землепользования и гидропонных систем для очистки и повторного использования сточных вод», в Эволюция санитарии и управления сточными водами на протяжении веков , ред. А. Н. Ангелакис и Дж. Б. Роуз (Лондон: IWA Publishing), 459–482.

US AID (2008). Проект повторного использования воды в промышленности, сельском хозяйстве и ландшафтном дизайне (RIAL), Задача 1: Повторное использование очищенной воды в ирригации как для сельского хозяйства, так и для ландшафтного дизайна . Иордания: ПОМОЩЬ США.

Агентство по охране окружающей среды США (1979). История использования земли как альтернативного лечения. НАС. EPA, EPA 430 / 9-79-012, апрель 1979 г. Вашингтон, округ Колумбия: Агентство по охране окружающей среды США.

Агентство по охране окружающей среды США (2004 г.). Руководство по повторному использованию воды, EPA 625 / R-04/108, EPA . Вашингтон, округ Колумбия: Агентство по охране окружающей среды США.

Агентство по охране окружающей среды США (2012 г.). Руководство по повторному использованию воды. EPA / 600 / R-12/618. Вашингтон, округ Колумбия: Агентство по охране окружающей среды США.

Агентство по охране окружающей среды США и CDM Smith (2017). Справочник по повторному использованию питьевой воды . Вашингтон, округ Колумбия: Управление водных ресурсов EPA.

Агентство по охране окружающей среды США / USAID (1992). Руководство по повторному использованию воды . Вашингтон, округ Колумбия: США. EPA, Управление по защите сточных вод и соблюдению требований аквакультуры, EPA.

PubMed Аннотация

Вуоринен, Х.С., Юути, П.С., и Катко, Т.С. (2007). История воды и здоровья от древних цивилизаций до наших дней. Water Sci. Technol. Водоснабжение 7, 49–57. DOI: 10.2166 / WS.2007.006

CrossRef Полный текст | Google Scholar

ВОЗ (1973). Повторное использование сточных вод: методы очистки сточных вод и меры по охране здоровья. Тех. Бык. Сер. 51. Женева: ВОЗ.

ВОЗ (1989). Санитарные рекомендации по использованию сточных вод в сельском хозяйстве и аквакультуре. Отчет научной группы ВОЗ, серия технических отчетов 778.Женева: Всемирная организация здравоохранения.

ВОЗ (2004 г.). Руководство по качеству питьевой воды, 3-е изд. Женева: Всемирная организация здравоохранения .

ВОЗ (2006). Руководство ВОЗ по безопасному использованию сточных вод, выделений и серой воды, Vol. 3 Использование сточных вод в сельском хозяйстве, 3-е изд. . Женева: Всемирная организация здравоохранения.

ВОЗ (2017). Повторное использование питьевой воды: Руководство по производству безопасной питьевой воды . Женева: Всемирная организация здравоохранения.

Врисберг, С.(1996). Отделение мочеиспускания i København; Genopprettelse af Forbindelsen Mellem Land og от . Institut for Jordbrugsvidenskap. Sektion For Agroøkologi, Den, K. G. L. Veterineer Og Landbohøjskole, Fredriksberg (на датском языке).

Яннопулос, С., Либератос, Г., Теодосиу, Н., Ли, В., Валипур, М., Тамбуррино, А., и др. (2015). Эволюция водоподъемных устройств (насосов) на протяжении веков по всему миру. Вода 7, 5031–5060. DOI: 10.3390 / w7095031

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чжан, Дж., Дюк, М. К., Норткотт, К., Пакер, М., Аллинсон, М., Аллинсон, К. Г. и др. (2017). Маломасштабный проект прямого повторного использования питьевой воды (DPR) для удаленного района. Вода 9:94. DOI: 10.3390 / w

94

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Общие сведения о повторном использовании воды | Понимание повторного использования воды: потенциал для расширения водоснабжения страны за счет повторного использования городских сточных вод

Эта брошюра основана на документе Повторное использование воды: расширение водоснабжения страны за счет повторного использования городских сточных вод Комитета по оценке повторного использования воды как подходу к удовлетворению будущих потребностей в водоснабжении.Отчет был поддержан финансированием Агентства по охране окружающей среды, Бюро мелиорации США, Национального научного фонда, Национального исследовательского института водных ресурсов, Центров по контролю и профилактике заболеваний, Фонда исследований водных ресурсов, Водного округа округа Ориндж, Санитария округа Ориндж. Округа, Департамент водоснабжения и энергетики Лос-Анджелеса, Водный округ Ирвин-Ранч, Водный округ Западного бассейна, Управление коммунальных предприятий Внутренней Империи, Водный округ Южной Калифорнии, Санитарные округа округа Лос-Анджелес и Региональное агентство по контролю за загрязнением воды Монтерея.Издание этого буклета было поддержано дополнительным финансированием Бюро мелиорации США.

Для получения дополнительной информации об отчете посетите:
http://nas-sites.org/waterreuse

Комитет по оценке повторного использования воды как подход к удовлетворению будущих потребностей в водоснабжении

Родс Р. Трасселл ( стул ), Труссел Текнолоджис, Пасадена; Генри А. Андерсон, Отдел общественного здравоохранения Висконсина; Эдмунд Г.Archuleta, El Paso Water Utilities PSB, Техас; Джеймс Крук, консультант по экологической инженерии, Норвелл, Массачусетс; Йорг Э. Древес, Колорадская горная школа; Дениз Д. Форт, Университет Нью-Мексико, Альбукерке; Чарльз Н. Хаас, Университет Дрекселя, Филадельфия; Брент М. Хаддад, Калифорнийский университет, Санта-Крус; Дуэйн Б. Хаггетт, Университет Северного Техаса, Дентон; Санни Цзян, Калифорнийский университет, Ирвин; Дэвид Л.Седлак, Калифорнийский университет, Беркли; Шейн А. Снайдер, Университет Аризоны, Тусон; Маргарет Х. Уиттакер, ToxServices LLC, Вашингтон, округ Колумбия; Дейл Уиттингтон, Университет Северной Каролины, Чапел-Хилл; Стефани Э. Джонсон (руководитель исследования ), Сара Э. Бреннан ( программа помощник, с июля 2010 г. ), Стивен Рассел (помощник программы , до июля 2010 г. ), Национальный исследовательский совет .

Источники данных для графиков

с.2– Кенни, Дж., Н. Барбер, С. Хатсон, К. Линси, Дж. Лавлейс и М. Мопин. 2009. Расчетное использование воды в Соединенных Штатах в 2005 году. Циркуляр USGS 1344. Рестон, Вирджиния: Геологическая служба США.

с.3– Хименес, Б., и Т. Асано. 2008. Мелиорация и повторное использование воды во всем мире. В Б. Хименес и Т. Асано, ред., Повторное использование воды: международный обзор текущей практики, проблем и потребностей. Лондон: IWA Publishing, стр.3-26.

Кредиты

стр.1– © iStockphoto.com / Jitalia17. стр.3– ( сверху ) Мистер Нодед; ( нижний ) Деннис Макдональд / World of Stock.

с.4 — Водный округ округа Ориндж, округ Ориндж, Калифорния. с.6 – Куру через Википедию.

стр.7 – Jonutis / shutterstock. с.12– © 2011 Ким Й. Сенг.

© 2012 Национальная академия наук.

О национальных академиях

Национальные академии — Национальная академия наук, Национальная инженерная академия, Институт медицины и Национальный исследовательский совет — предоставляют общественные услуги, работая вне рамок правительства, чтобы обеспечить независимые консультации по вопросам науки, технологий и медицины. .Они привлекают к работе комитеты ведущих ученых, инженеров и других экспертов страны — все они добровольно посвящают свое время изучению конкретных проблем. Результатом этих обсуждений являются авторитетные, прошедшие экспертную оценку отчеты, которые вдохновили некоторые из наиболее значительных усилий страны по улучшению здоровья, образования и благосостояния населения.

Вклад переработанных сточных вод в чистую воду и санитарию Цели устойчивого развития

Загрязнение воды и воздействие на здоровье человека и окружающую среду

Ухудшение загрязнения воды сказывается как на развитых, так и на развивающихся странах.В развивающихся странах это в основном связано с быстрым ростом населения и урбанизацией, увеличением промышленной и другой экономической деятельности, а также интенсификацией и расширением сельского хозяйства в сочетании с отсутствием местного и национального правового и институционального потенциала (управленческого, технического, финансового, правоприменительного и т. Д. .), а также политическая и общественная апатия к улучшению и поддержанию процессов управления водоснабжением и сточными водами в долгосрочной перспективе. Большое внимание уделяется санитарии, особенно строительству туалетов и очистных сооружений, но само их строительство не улучшит качество воды в среднесрочной и долгосрочной перспективе, если соразмерное внимание не будет уделено значительному повышению институционального потенциала для планирования, управления и реализации. 4 .

Загрязнение воды значительно увеличилось в большинстве рек Африки, Азии и Латинской Америки с 1990 года. Патогенное и органическое загрязнение усилилось более чем на половине участков рек, что серьезно ограничивает их использование. Эти результаты основаны на измерениях параметров, указывающих на загрязнение патогенами (фекальные колиформные бактерии), органическое загрязнение (биохимическая потребность в кислороде) и соленость (общее количество растворенных твердых веществ) 5 . Хотя в некоторых странах охват санитарией и очистка сточных вод улучшились, этого было недостаточно для уменьшения загрязнения фекальными колиформными бактериями поверхностных вод 6 .Это не включает загрязнение промышленными и сельскохозяйственными сточными водами, которые содержат опасные химические вещества, тяжелые металлы и другие неорганические загрязнители. Следовательно, примерно 2 миллиарда человек используют загрязненные источники питьевой воды, в результате чего миллионы людей заболевают.

Согласно исследованию глобального бремени болезней 7 , в период с 1990 по 2017 год наиболее сильное ухудшение качества воды было в Юго-Восточной Азии, Восточной Азии и Океании (рост измеряемых параметров на 86%), Северной Африке и Средней Азии. Восток (рост на 58%) и Южная Азия (рост на 56%).Параметры, используемые для оценки небезопасных источников воды, включают долю людей во всем мире, имеющих доступ к различным источникам воды (неулучшенным, улучшенным, за исключением водопровода или водоснабжения), и которые сообщили об использовании домашних методов очистки воды, таких как кипячение, фильтрация, хлорирование. или солнечная фильтрация (или ни одна из них). Для небезопасной санитарии используемые параметры представляют собой долю лиц, имеющих доступ к различным санитарным сооружениям (неулучшенным, улучшенным, за исключением канализации или подключения к канализации).

В развитых странах улучшился доступ людей к безопасным источникам воды, санитарии и очистке сточных вод. Однако эти услуги по-прежнему отстают для людей в бедных городских, пригородных и сельских районах, что свидетельствует о неравенстве между общинами и регионами и внутри них, при этом самые бедные люди, как правило, находятся в наиболее сложных ситуациях 8 . Качество воды в целом также улучшилось, но количество загрязнителей увеличилось и увеличилось, что заставляет правительства и коммунальные службы улучшать процессы очистки как питьевой воды, так и сточных вод 9 .

США, например, признают новые и давние проблемы. Сюда входит сочетание точечных источников загрязнения (таких как токсичные вещества, сбрасываемые с фабрик или очистных сооружений) и неточечных источников (таких как сток с городских улиц и сельскохозяйственных источников, таких как фермы и ранчо). Другой проблемой стала недостаточная финансовая поддержка муниципальных очистных сооружений сточных вод 10 . В 2009 году, согласно данным Агентства по охране окружающей среды (2009) 11 и штатов, 44% оцененных миль рек и ручьев и 64% оцененных акров озер не соответствовали применимым стандартам качества воды и не подходили для них. или другое предполагаемое использование.В 2019 году оценка озер на национальном уровне показала, что около 20% из них имеют высокий уровень фосфора и азота 12 . Несмотря на то, что необходимо провести дополнительную работу, Соединенные Штаты обладают преимуществом надежной правовой и институциональной базы, которая способствовала прогрессу в улучшении качества питьевой воды и водоемов.

Европа не без проблем. По данным Европейского агентства по окружающей среде 13 , хороший химический статус был достигнут только для 38% поверхностных вод и 74% подземных вод в странах-членах ЕС.Поверхностные водные объекты в основном подвержены гидроморфологическому давлению (40%), неточечным источникам загрязнения (38%, в основном сельскохозяйственные), атмосферным выпадениям (38%, в основном ртутью), точечным источникам загрязнения (18%) и водозаборам ( 7%). В Англии только 14% рек соответствуют минимальному стандарту хорошего статуса; Франция, Германия и Греция были оштрафованы Европейским судом за нарушение нормативных ограничений по нитратам, при этом почти треть станций мониторинга в Германии показывает уровни нитратов, превышающие пределы ЕС.

Риски, связанные с появлением новых загрязнителей, таких как фармацевтические препараты и микрочастицы пластмасс, все еще плохо изучены и, следовательно, не могут быть должным образом учтены при планировании и управлении питьевым водоснабжением. Текущие и будущие исследования возникающих загрязнителей и их воздействия необходимы для полного понимания наилучших процессов управления и обработки.

Безопасное повторное использование дополнительных источников безопасной воды

Безопасное повторное использование водных ресурсов (их использование более одного раза) является радикальным вкладом в старую парадигму управления водными ресурсами, которая редко учитывала ценность оборотных сточных вод и их повторное использование для питья. использует.Более крупные группы населения, которым требуется больше воды и производят больше сточных вод, которые не всегда обрабатываются должным образом, текущая и прогнозируемая нехватка и деградация воды, а также проблемы со здоровьем и окружающей средой, связанные с водой, привели к тому, что все большее число городов стали очищать муниципальные сточные воды до более высокого качества и либо повторно использовать для питьевых и непитьевых целей или для сброса (теперь более чистого) в окружающую среду. Соответствующие правила, улучшенные технологии, более надежные системы мониторинга и контроля, а также учет общественного мнения сделали реальную альтернативу увеличению количества чистой воды, доступной для питьевых целей 14 .

Увеличение водных ресурсов для питьевых целей за счет повторно используемой воды может осуществляться прямо или косвенно. Терминология может быть разной, но, как правило, при непрямом повторном использовании питьевой воды (IPR) повторно используемая вода вводится в буферную среду окружающей среды (водохранилище, реку, озеро или водоносный горизонт), а затем снова обрабатывается как часть стандартного процесса поставки. При прямом повторном использовании питьевой воды (DPR) повторно используемая вода направляется на очистные сооружения питьевой воды для прямого распределения без прохождения через буфер окружающей среды.

Проекты повторного использования питьевой воды были реализованы в городах США, Намибии, Австралии, Бельгии, Великобритании и Южной Африки, а также в Сингапуре 15 . Общим наименованием во всех случаях разработки проектов была нехватка воды. Во всех проектах приоритетное внимание уделяется общественному здравоохранению, окружающей среде и управлению рисками. Поскольку повторное использование воды диверсифицирует имеющиеся водные ресурсы, ее ценность становится более очевидной во время засух, когда поверхностные и грунтовые воды более ограничены для всех видов использования.

Местный опыт считается успешным

В этом разделе говорится о повторном использовании питьевой воды в нескольких городах, с акцентом на США из-за текущего прогресса в этой области.

В США разработано наибольшее количество проектов повторного использования воды среди всех стран, поддерживаемых политиками и нормативными актами, которые способствуют безопасному повторному использованию воды из переработанных сточных вод (в 2017 г. в 14 штатах была политика, направленная на решение проблемы косвенного повторного использования питьевой воды, а в трех штатах — решение проблемы прямого использования питьевой воды). повторное использование, по сравнению с восемью и ни разу, соответственно, в 2012 году).Были приняты меры для улучшения использования пресноводных ресурсов и управления ими, разработки инструментов управления водными ресурсами и планов обеспечения готовности к засухе, природоохранных мероприятий, решения проблемы зависимости от дорогостоящих перебросков воды между бассейнами, оценки изменения климата и пересмотра повторного использования воды на основе знаний, управления, технологий. , финансовая точка зрения и точка зрения общественного мнения.

В США нет специальных федеральных правил для повторного использования питьевой воды; однако вся питьевая вода должна соответствовать федеральным и государственным нормам качества воды, таким как Закон о безопасной питьевой воде и Закон о чистой воде.Параллельно с этими законами несколько штатов разработали свои собственные правила или руководящие принципы, регулирующие косвенное повторное использование питьевой воды, в то время как возможности прямого повторного использования питьевой воды в настоящее время рассматриваются в индивидуальном порядке. В Биг-Спринг и Уичито-Фолс, штат Техас, прямое повторное использование питьевой воды было реализовано как наиболее эффективный или единственный возможный способ обеспечения чистой водой 16 .

Калифорния — самый прогрессивный штат в отношении косвенного повторного использования питьевой воды с наиболее развитой нормативно-правовой базой.За более чем 50 лет в нескольких городах реализовано плановое пополнение бассейнов подземных вод повторно используемой водой. Правила были приняты в 1978 году и пересмотрены в 2014 году. В 2018 году были приняты правила косвенного повторного использования питьевой воды для увеличения поверхностных вод. Они позволяют добавлять повторно использованную воду в поверхностные водоемы, которые используются в качестве источников питьевой воды 17 . Ни один из проектов еще не реализован, но ожидается, что первые два (в округе Сан-Диего) будут завершены к 2022 году.

В настоящее время в штате нет правил прямого повторного использования питьевой воды.Тем не менее, Государственный совет по водным ресурсам работает над Предложенной структурой регулирования прямого повторного использования питьевой воды для разработки единых критериев повторного использования воды, которые будут защищать здоровье населения и избежать «разрывов» в подходе к оценке рисков / управлению рисками по мере решения все более сложных условий 18 .

Самым известным проектом повторного использования питьевой воды в Калифорнии, в стране и за рубежом является система пополнения подземных вод Orange Country. Непрямое повторное использование питьевой воды было долгосрочным ответом округа (как и государства) по обеспечению чистой водой для растущих потребностей человека и окружающей среды.Система обеспечивает питьевой водой вторичного использования ~ 850 000 человек. Повторно используемая вода предназначена для пополнения бассейна подземных вод, чтобы защитить его от вторжения морской воды. Последний проект расширения увеличит мощность очистки системы, что позволит округу и дальше защищать бассейн подземных вод и обеспечивать чистой водой свое растущее население 19 . Этот проект считается предшественником и эталоном для последующих проектов повторного использования воды в Эль-Пасо, штат Техас, завода по переработке воды в Западном бассейне в Калифорнии и водного кампуса Скоттсдейл в Аризоне.

Недавняя инициатива EPA, Национальный план действий по повторному использованию воды, может обеспечить повторное использование воды на национальном уровне. Этот План действий, объявленный в феврале 2020 года, направлен на обеспечение водного будущего страны для всех видов использования путем повышения безопасности, устойчивости и устойчивости водных ресурсов за счет повторного использования воды и определения типов сотрудничества между правительственными и неправительственными организациями, чтобы сделать это возможным. План также направлен на решение политических, программных вопросов и пробелов в науке и технологиях, чтобы лучше информировать соответствующие нормативные акты и политику 20 .

Повторно использованная вода также производилась в Виндхуке и Сингапуре. Виндхук является первым примером прямого повторного использования питьевой воды во всем мире с 1968 года как лучшей и единственной альтернативой нехватке воды, усугубляемой периодическими засухами 21 . Учитывая его важность для водной безопасности, повторное использование питьевой воды на протяжении десятилетий считалось стратегическим компонентом управления водными ресурсами. Во время очень сильной засухи в 2015–2017 годах объем поверхностных вод (основной источник воды) упал до 2% от нормальных 75%, что оказало огромное давление на водную систему, а также на бытовой, коммерческий и промышленный секторы.Большая часть воды, используемой для замены поверхностных вод, была взята из местного водоносного горизонта, а количество питьевой повторно используемой воды увеличилось до 30% от запасов 22 . Повторное использование питьевой воды в дополнительных бытовых расходах и нормировании воды для бытовых нужд не потребовалось. С октября 2019 года и до момента написания этой статьи в начале 2020 года Виндхук столкнулся с еще одной очень серьезной засухой, во время которой повторное использование питьевой воды также представляло собой важный источник чистой воды для питьевых целей, пока, наконец, не пошел дождь.

В Сингапуре производство NEWater (так называемая повторно используемая вода) началось в 2003 году в рамках долгосрочной стратегии по диверсификации водных ресурсов и снижению зависимости Сингапура от воды, импортируемой из Джохора, Малайзия, с целью повышения устойчивости и самообеспечения. достаточность к 2060 году.Повторно используемая вода удовлетворяет ~ 40% суточных потребностей Сингапура в воде и будет покрывать ~ 55% к 2060 году. В засушливые месяцы NEWater добавляется в резервуары для смешивания с сырой водой перед обработкой и поставкой для питья 23 . Хотя повторное использование воды не было новой концепцией в 2003 году, в данном случае важным было ее широкомасштабное внедрение и широкое признание общественностью косвенного питьевого и прямого непитьевого повторного использования благодаря комплексным стратегиям обучения и коммуникации 24 .Они подчеркивают реальность нехватки воды в городе-государстве и важность повторного использования воды для производства воды, необходимой для общего развития.

В Европе ЕС признает важность снижения нагрузки на водную среду из-за нехватки воды и поощряет эффективное использование ресурсов. Его политика в отношении повторного использования воды не включает питьевое использование, оставляя это решение на усмотрение государств-членов; он относится только к непитьевым видам использования, с акцентом на орошение в сельском хозяйстве 25 .

В рамках этих рамок единственными двумя проектами, которые были разработаны на данный момент в регионе, являются Langford Recycling Scheme в Великобритании и завод Torrelle в Бельгии. Оба производят воду, которая косвенно используется для питьевого водоснабжения. Схема рециркуляции Langford работает только тогда, когда сток реки Челмер низкий, обеспечивая до 70% стока в периоды засухи. Самый высокий урожай был в периоды засухи в 2005–2006 гг. И 2010–2011 гг. 26 . В Бельгии завод Torrelle поставляет безопасную питьевую воду близлежащим общинам, примерно 60 000 человек в 2012 году, а также используется для искусственной подпитки водоносного горизонта дюн Сен-Андре, предотвращая проникновение морской воды 27 .

В таблице 1 представлен обзор упомянутых выше проектов 28 . За десятилетия, в течение которых эти проекты поставляли питьевую воду, не было зарегистрировано никаких негативных последствий для здоровья.

Таблица 1 Обзор выбранных запланированных проектов косвенного и прямого повторного использования питьевой воды, адаптированный из исх. 28 .

Местный опыт, где проблемы остаются

Последние проекты повторного использования питьевой воды, которые были остановлены, находятся в Австралии. В стране существует надежная нормативно-правовая база для поддержки повторного использования питьевой воды 29 , но пока успешно реализован только один проект в Перте, Западная Австралия, 30 .Два проекта по повторному использованию питьевой воды в Квинсленде были остановлены из-за проблем со здоровьем, плохой коммуникации и сопротивления общественности в одном случае (Тувумба, 31 ), и из-за отсутствия политической поддержки в другом случае (проект по переработке воды в Западном коридоре) 32 . В обоих случаях решения принимались даже тогда, когда существовала озабоченность по поводу воздействия изменения климата в регионе и возможности того, что режим выпадения осадков может оказаться неприемлемым для будущих целей.

Принятие повторного использования питьевой воды требует строгих правил и передовых технологий; однако это также требует серьезного рассмотрения мягких аспектов, таких как образование, общение и участие политиков, лиц, принимающих решения, и общественности, а также эмоциональный отклик и доверие 33 .Сообщения не должны ограничиваться преимуществами проектов. Им также следует обсудить такие аспекты, как качество и безопасность воды, альтернативы водоснабжения, их осуществимость и затраты, управление рисками и последствия для тех, кто будет потреблять воду 34 .

В развивающихся странах города в Бразилии, Мексике, Кувейте и Индии построили или планируют проекты по повторному использованию питьевой воды. Их возможности для достижения успеха ограничены, поскольку проекты должны быть реализованы в рамках нормативных, институциональных, управленческих, управленческих, финансовых и технологических структур, которые являются надежными и способствуют инновациям, а коммунальные предприятия должны будут обеспечить технический, управленческий и финансовый потенциал в долгосрочной перспективе. .Серьезным ограничением является то, что управление водными ресурсами в целом и сбор и традиционная очистка городских и промышленных сточных вод в частности по-прежнему являются сложной задачей; часто стандарты качества воды и мониторинг не соблюдаются, а механизмы оценки рисков отсутствуют. Независимо от того, насколько важно повторное использование питьевой воды для целей чистой воды и санитарии на местном, региональном и национальном уровнях, остаются проблемы для его расширенной реализации.

Пробелы в знаниях и потребности в исследованиях

Защита здоровья человека и окружающей среды имеет первостепенное значение для любого источника питьевой воды, будь то повторно используемая вода или нет.Чтобы повторно используемая вода была безопасной для питьевых целей, крайне важно, чтобы она соответствовала стандартам в отношении патогенов и химикатов (федеральным, штатным и местным), мониторинг был надежным, всеобъемлющим и непрерывным, выполнялись отчеты и независимый аудит, а также возникали пробелы в знаниях и потребности в исследованиях. по адресу 35 .

В целом, необходимые типы исследований включают дальнейшие оценки общих процессов очистки питьевой воды и их дезактивации и / или эффективности удаления, регулируемых и нерегулируемых загрязнителей и их ожидаемого присутствия в повторно используемой воде, микробных, химических, радиологических и возникающих загрязнителей, мониторинг притоки и стоки водоочистных сооружений и мониторинг воды в режиме реального времени, когда она проходит через технологическую линию.Это будет способствовать быстрому реагированию, немедленному выявлению любых изменений качества воды, вызванных патогенами или химическими загрязнителями, обнаружению их типов и количеств и принятию решения о наиболее подходящих ответных мерах. 36 . Общие риски также можно снизить за счет контроля источников сточных вод, диверсификации источников воды и распределения рисков, чтобы каждая сторона могла управлять различными рисками.

Растущую озабоченность вызывает присутствие обычно используемых химикатов и возникающих загрязнителей, их смеси даже в малых дозах и их влияние на здоровье человека и экосистемы.Это особенно важно, если они чаще обнаруживаются в воде с улучшенной обработкой, поскольку они могут вызывать острые или хронические заболевания. Более совершенное регулирование и улучшенная обработка и мониторинг были определены как ключевые для решения вышеуказанных проблем и соответствия параметрам качества питьевой воды 37 . Интернет-аналитика данных и система отчетности о водных ресурсах населения также важны, поскольку они улучшат сбор данных и увеличат доступность информации.

Чтобы лучше понять риски возникающих загрязняющих веществ, были проведены серьезные исследования, основанные на токсикологических и эпидемиологических исследованиях.Однако в настоящее время охрана здоровья и окружающей среды зависит от измерения химических и микробиологических параметров и применения формальных процессов оценки риска. Цель состоит в том, чтобы идентификация, количественная оценка и использование информации о рисках использовалась для информирования при принятии решений о социальных и экологических воздействиях и выгодах, а также о финансовых затратах. 38 . Воздействие на уязвимые группы, такие как младенцы, пожилые люди, беременные женщины и уже заболевшие люди, менее изучено и поэтому требует дополнительных исследований.

При прямом повторном использовании питьевой воды отсутствие экологического буфера означает более короткое время реакции на сбой, что может повлиять на способность операторов завода останавливать работу в случае обнаружения воды, не соответствующей спецификации. В этих случаях ожидается, что дополнительная обработка, мониторинг и инженерные буферы обеспечат эквивалентную защиту здоровья населения и время отклика в случае несоблюдения требований к качеству воды 39 .

В таблице 2 перечислены преимущества и проблемы, связанные с повторным использованием питьевой воды.Он не является исчерпывающим, но указывает на наиболее важные вопросы в обоих случаях.

Таблица 2 Преимущества и проблемы повторного использования питьевой воды.

Схемы повторного использования питьевой воды подлежат строгим нормам. Они следуют планам оценки рисков и обеспечения безопасности питьевой воды, которые включают пилотные исследования, вопросы контроля процесса, стандарты, мониторинг и аудит качества воды, учет заинтересованных сторон и общественное мнение и минимизацию риска, среди других факторов.Используемые технологии очистки являются передовыми и требуют мембранной фильтрации и ультрафиолетовой дезинфекции для удаления или уничтожения вирусов, бактерий, химикатов и других компонентов, вызывающих озабоченность, в рамках процесса преобразования сточных вод в чистый и безопасный источник питьевой воды для городских районов. Таким образом, повторно используемая вода чище и безопаснее, чем речные потоки во многих городах, особенно в развивающихся странах, где обычно сбрасываются неправильно очищенные (или, чаще, неочищенные) сточные воды.

Повторное использование питьевой воды и ЦУР для водоснабжения и санитарии

Надлежащая очистка сточных вод и безопасное повторное использование являются предпосылками для достижения основных целей Цели 6 к 2030 году.Неспособность достичь этой цели будет означать, что здоровье и условия жизни миллиардов людей пострадают, как они страдали до сих пор, или даже больше, поскольку население растет, а водные ресурсы становятся все менее и более загрязненными.

Сточные воды, прошедшие очистку и безопасные для повторного использования в питьевых целях, становятся новым источником воды, которая может поставляться растущему населению. Примеры, упомянутые ранее, показывают, что тысячи людей имеют доступ к чистой воде благодаря повторному использованию питьевой воды.Это вода, которая иначе была бы недоступна. Повторное использование питьевой воды стало более актуальным в периоды засухи, когда население, имеющее доступ к повторно используемой воде, не пострадало от нормирования воды, в то время как люди в других местах, не имеющих этой альтернативы, не имели такой же возможности.

Повторное использование питьевой воды представляет собой надежный альтернативный способ производства безопасной воды, улучшения качества воды в принимающих водоемах и уменьшения нехватки воды для всех видов использования, способствуя достижению ЦУР по чистой воде и санитарии.В более широком смысле, для улучшения общего качества жизни. Однако сами по себе такие проекты не могут способствовать достижению ЦУР 6 и производить всю безопасную воду, которой в мире не хватает в настоящее время и которая понадобится в будущем. Как утверждалось ранее, повторное использование воды является частью комплексных стратегий планирования и управления водными ресурсами.

К дефициту воды необходимо подходить комплексно. В настоящее время и глядя в будущее, когда спрос на безопасную воду будет более острым, а водные ресурсы станут менее доступными, чем сейчас, необходимо рассмотреть все альтернативы водоснабжения, включая повторное использование питьевой воды.

Регулирование повторного использования воды для орошения в сельском хозяйстве: риски, связанные с органическими микрозагрязнениями | Науки об окружающей среде Европа

  • 1.

    Geis M (2018) Wir sind die Gewinner. В: Die Zeit 51/2018 (на немецком языке)

  • 2.

    Организация Объединенных Наций (2015) Преобразование нашего мира: Повестка дня в области устойчивого развития на период до 2030 года. Резолюция принята Генеральной Ассамблеей 25 сентября 2015 года. A / RES / 70/1

  • 3.

    Borrmann S (2013) Globaler Wandel und Konfliktpotenzial: Die Klimaänderung als Hintergrund von Verteilungskämpfen und Kriegen um Wasser.В: Hoff G (ed) «Grenzfragen» mit dem Thema «Konflikte um Ressourcen — Kriege um Wahrheit», Band Nr. 38, Зальцбург (на немецком языке)

  • 4.

    ЮНЕСКО (2017) Доклад ООН о мировом развитии водных ресурсов за 2017 год: сточные воды. Неиспользованный ресурс, Париж

    Google ученый

  • 5.

    BMZ (2017) BMZ Wasserstrategie — Schlüssel zur Umsetzung der Agenda 2030 und des Klimaabkommens. Bundeministerium für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung.BMZ Papier 08/2017, Бонн (на немецком языке)

  • 6.

    Европейская комиссия (2012) План защиты водных ресурсов Европы COM / 2012/0673 final

  • 7.

    Европейская комиссия (2018) Предложение по регламенту Европейского парламента и совета по минимальным требованиям к повторному использованию воды. 337 final 2018/0169 (COD) Брюссель, 28 мая 2018 г.

  • 8.

    Лазарова В. (2013) Глобальные вехи в повторном использовании воды: ключи к успеху и тенденции развития.Вода 21: 12–22

    Google ученый

  • 9.

    DWA (2019) DWA-Темы — Повторное использование непитьевой воды — Развитие, технологии и международные рамки для сельского, городского и промышленного использования. В: DWA Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft (ред.) Abwasser und Abfall e. V, июнь 2019 г.

  • 10.

    Tal A (2006) В поисках устойчивости: развивающаяся стратегия управления водными ресурсами Израиля. Наука 313: 1081

    CAS Статья Google ученый

  • 11.

    Смит Д., Седлак Д., Дауэр Р., Арчулета Э, Мошер Дж. Агентство по охране окружающей среды США (Агентство по охране окружающей среды США) (2018) Внедрение повторного использования питьевой воды в США: стратегии для выравнивания игрового поля. Итоговый отчет семинара, организованного Агентством по охране окружающей среды США в партнерстве с исследовательским консорциумом Reinventing the Nation’s Urban Water Infrastructure и Фондом Джонсона в Wingspread 25–27 октября 2017 г.

  • 12.

    Tal A (2016) Rethinking устойчивость ирригационной практики Израиля в засушливых районах.Water Res 90: 387–394

    CAS Статья Google ученый

  • 13.

    PUB Национальное агентство водных ресурсов Сингапура (2018) https://www.pub.gov.sg/watersupply/fournationaltaps/newater

  • 14.

    EWA (2017) E-Water. Официальная публикация Европейской водной ассоциации (EWA), 2007 г.

  • 15.

    ВОЗ (2006) Рекомендации по безопасному использованию сточных вод, фекалий и серой воды. Всемирная организация здравоохранения, Женева

    Google ученый

  • 16.

    ВОЗ (2017) Руководство по качеству питьевой воды: четвертое издание, включающее первое Дополнение. Всемирная организация здравоохранения, Женева. ISBN 978-92-4-154995-0

    Google ученый

  • 17.

    ISO (2015) Руководство по использованию очищенных сточных вод для ирригационных проектов — Часть 1-3, ISO 16075-1-3: 2015. Beuth Verlag, Берлин

    Google ученый

  • 18.

    Бесерра-Кастро С., Лопес А.Р., Ваз-Морейра И., Силва Э.Ф., Манайя К.М., Нунес О.К. (2015) Повторное использование сточных вод при орошении: микробиологический взгляд на последствия для плодородия почвы, здоровья человека и окружающей среды.Environ Int 75: 117–135

    CAS Статья Google ученый

  • 19.

    Alcalde-Sanz L, Gawlik BM (2017) Минимальные требования к качеству для повторного использования воды при орошении в сельском хозяйстве и пополнении водоносных горизонтов — к юридическому документу о повторном использовании воды на уровне ЕС, 28962 евро EN, Бюро публикаций Европейского Союза , Люксембург. ISBN 978-92-79-77175-0. doi: https://doi.org/10.2760/804116, PUBSY No. 109291

  • 20.

    SCHEER (Научный комитет по здоровью, окружающей среде и возникающим рискам), Научный совет по Предлагаемым минимальным требованиям ЕС к качеству для повторного использования воды в сельском хозяйстве ирригация и подпитка водоносных горизонтов, 9 июня 2017 г.

  • 21.

    FAO (2017) Отчет, подготовленный для председательства Германии в G20. Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций, Рим. ISBN 978-92-5-109977-3

    Google ученый

  • 22.

    Бахри А. (1987) Удовлетворение будущих потребностей Туниса в воде — роль маргинальных вод в Тунисе. Воздействие на окружающую среду использования маргинальных вод и осадка сточных вод в Тунисе, диссертация, Департамент инженерии водных ресурсов, Лундский технологический институт, Лундский университет

  • 23.

    Mahjoub O, Leclercq M, Bachelot M, Casellas C, Escande A, Balaguerc B, Bahri A, Gomez E, Fenet H (2009) Активность рецепторов эстрогена, арилуглеводородов и прегнана X в очищенных водах и орошаемых почвах в районе Уэд-Сухил ( Набель, Тунис). Опреснение 246: 425–434

    CAS Статья Google ученый

  • 24.

    Европейское агентство по окружающей среде ЕАОС (2018) Использование ресурсов пресной воды. Https://www.eea.europa.eu/data-and-maps/indicators/use-of-freshwater-resources-2/assessment- 3

  • 25.

    Anon (2006 г.) Регламент (ЕС) № 1907/2006 Европейского парламента и Совета от 18 декабря 2006 г. о регистрации, оценке, разрешении и ограничении использования химических веществ (REACH). Off J EU 2006 (L396): 1–849

    Google ученый

  • 26.

    Reemtsma T, Berger U, Arp HPH, Gallard H, Knepper TP, Neumann M, Quintana JB, de Voogt P (2016) Обратите внимание на пробел: стойкие и подвижные органические соединения — проникающие загрязнители воды.Environ Sci Technol 50: 10308–10315

    CAS Статья Google ученый

  • 27.

    Марго Дж., Росси Л., Холлигер С. (2015) Обзор судьбы микрозагрязнителей на очистных сооружениях. Wiley Interdisclip Rev Water 2: 457–487

    CAS Статья Google ученый

  • 28.

    Heberer T (2002) Отслеживание стойких фармацевтических остатков из городских сточных вод в питьевую воду.J Hydrol 266: 175–189

    CAS Статья Google ученый

  • 29.

    Joss A, Zabaczynski S, Göbel A, Hoffmann B, Löffler D, McArdell CS, Ternes TA, Thomsen A, Siegrist H (2006) Биологическая деградация фармацевтических препаратов при очистке городских сточных вод: предлагается схема классификации. Water Res 40: 1686–1696

    CAS Статья Google ученый

  • 30.

    Реемтсма Т., Вайс С., Мюллер Дж., Петрович М., Гонсалес С., Барсело Д., Вентура Ф., Неппер Т. (2006) Попадание полярных загрязнителей в водный цикл муниципальными сточными водами: европейская перспектива.Environ Sci Technol 40: 5451–5458

    CAS Статья Google ученый

  • 31.

    Verlicchi P, Al Aukidy M, Zambellom E (2012) Наличие фармацевтических соединений в городских сточных водах: удаление, массовая нагрузка и экологический риск после вторичной очистки — обзор. Sci Total Environ 429: 123–155

    CAS Статья Google ученый

  • 32.

    Loos R, Carvalho R, António DC, Comero S, Locoro G, Tavazzi S, Paracchini B, Ghiani M, Lettieri T, Blaha L, Jarosova B, Voorspoels S, Servaes K, Haglund P, Fick J , Lindberg RH, Schwesig D, Gawlik BM (2013) Наблюдение за мониторингом в масштабах ЕС новых полярных органических загрязнителей в сточных водах очистных сооружений.Water Res 47: 6475–6487

    CAS Статья Google ученый

  • 33.

    Luo Y, Guoa W, Ngo HH, Nghiem LD, Ibney Hai F, Zhang J, Liang S, Wang XC (2014) Обзор присутствия микрозагрязнителей в водной среде, их судьбы и удаления со сточными водами лечение. Sci Total Environ 473–474: 619–641

    Статья CAS Google ученый

  • 34.

    Фенет Х., Матье О., Махджуб Ли З., Хиллер-Байз Д., Каселлас С., Гомес Э. (2012) Сорбция карбамазепина, эпоксида карбамазепина и дигидроксикарбамазепина почвой и появление на участке повторного использования сточных вод в Тунисе.Chemosphere 88: 49–54

    CAS Статья Google ученый

  • 35.

    Фрис Э., Махджуб О., Махджуб Б., Беррехук А., Лайонс Дж., Бахадир М. (2016) Возникновение загрязняющих веществ, вызывающих растущую озабоченность (CEC), в традиционных и нетрадиционных водных ресурсах в Тунисе. Fresh Environ Bull 25: 3317–3339

    CAS Google ученый

  • 36.

    Джемаи И., Бен Айсса Н., Галлали Т., Ченини Ф. (2013) Влияние орошения муниципальными очищенными сточными водами на органический и неорганический состав почвы и грунтовых вод в районе Сухил Вади (Набуль, Тунис).Hydrol Curr Res. 4: 1–17

    Google ученый

  • 37.

    Ferrando-Climent L, Collado N, Buttiglieri G, Gros M, Rodriguez-Roda I, Rodriguez-Mozaz S, Barceló D (2012) Комплексное исследование ибупрофена и его метаболитов в экспериментах с партиями активированного ила и водной среде . Sci Total Environ 438: 404–413

    CAS Статья Google ученый

  • 38.

    Grossberger A, Hadar Y, Borch T, Chefetz B (2014) Биоразлагаемость фармацевтических соединений в сельскохозяйственных почвах, орошаемых очищенными сточными водами.Environ Pollut 185: 168–177

    CAS Статья Google ученый

  • 39.

    Williams CF, McLain JET (2012) Устойчивость в почве и судьба карбамазепина, линкомицина, кофеина и ибупрофена в результате повторного использования сточных вод. J Environ Qual 41: 1473–1480

    CAS Статья Google ученый

  • 40.

    NLWKN — Niedersächsischer Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz (2014) Regionaler Themenbericht, Rückstände von Arznei- und Röntgenkontrastmitteln im Grundwasser.Untersuchung в Abwasser- bzw. Klärschlammverregnungsgebieten im Raum Braunschweig-Wolfsburg. Band 20

  • 41.

    NLWKN — Niedersächsischer Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz (2017) Regionaler Themenbericht, Rückstände von Arznei- und Röntgenkontrastmitteln im Grund-. Wiederholende und ergänzende Untersuchung in Abwasser- bzw. Klärschlammverregnungsgebieten im Raum Braunschweig-Wolfsburg. Band 30

  • 42.

    Siemens J, Huschek G, Siebe C., Kaupenjohann M (2008) Концентрация и мобильность фармацевтических препаратов для человека в крупнейшей в мире оросительной системе сточными водами, Мехико-Мескиталь-Вэлли.Water Res 42: 2124–2134

    CAS Статья Google ученый

  • 43.

    Breedveld GD, Roseth R, Sparrevik M, Hartnik T, Tem LJ (2003) Устойчивость противообледенительной добавки в заброшенном аэропорту. Опрос воды и воздуха в почве 3: 91–101

    CAS Статья Google ученый

  • 44.

    Christou A, Agüera A, Bayona JM, Cytryn E, Fotopoulos V, Lambropoulou D, Manaia CM, Michael C, Revitt M, Schröder P, Fatta-Kassino D (2017) Возможные последствия повторного использования очищенных сточных вод для ирригации в сельскохозяйственной среде: известные и неизвестные судьбы антибиотиков и устойчивых к антибиотикам бактерий и генов устойчивости — обзор.Water Res 123: 448–467. https://doi.org/10.1016/j.watres.2017.07.004

    CAS Статья Google ученый

  • 45.

    Андервуд Дж. К., Харви Р. В., Метге Д. В., Реперт Д. А., Баумгартнер Л. К., Смит Р. Л., Роан Т. М., Барбер Л. Б. (2011) Влияние противомикробного сульфаметоксазола на бактериальное обогащение грунтовых вод. Environ Sci Technol 45: 3096–3101

    CAS Статья Google ученый

  • 46.

    Blaine AC, Rich CD, Sedlacko EM, Hyland KC, Stushnoff C, Dickenson ERV, Higgins CP (2014) Поглощение перфторалкиловой кислоты в салате ( Lactuca sativa ) и клубнике ( Fragaria ananassa ), орошаемых регенерированной водой. Environ Sci Technol 48 (24): 14361–14368

    CAS Статья Google ученый

  • 47.

    Картер Л.Дж., Харрис Э., Уильямс М., Райан Дж.Дж., Кукана Р.С., Боксалл АБА (2014) Судьба и внедрение фармацевтических препаратов в системах почва-растение.J Agric Food Chem 62 (4): 816–825

    CAS Статья Google ученый

  • 48.

    Christou A, Papadavid G, Dalias P, Fotopoulos V, Michael C, Bayona JM, Piña B, Fatta-Kassinos D (2019) Ранжирование сельскохозяйственных культур в соответствии с их способностью поглощать и накапливать загрязняющие вещества, вызывающие обеспокоенность. . Environ Res 170: 422–432

    CAS Статья Google ученый

  • 49.

    Macherius A, Eggen T, Lorenz W, Moeder M, Ondruschka J, Reemtsma T (2012) Метаболизация бактериостатического агента триклозана в съедобных растениях и его последствия для оценки поглощения растениями. Environ Sci Technol 46 (19): 10797–10804

    CAS Статья Google ученый

  • 50.

    Riemenschneider C, Seiwert B, Moeder M, Schwarz D, Reemtsma T (2017) Обширная трансформация фармацевтического карбамазепина после поглощения интактными растениями томатов.Environ Sci Technol 51 (11): 6100–6109

    CAS Статья Google ученый

  • 51.

    Ву Х, Додген Л.К., Конкл Дж.Л., Ган Дж. (2015) Освоение заводами фармацевтических препаратов и средств личной гигиены из оборотной воды и твердых биологических веществ: обзор. Sci Total Environ 536: 655–666

    CAS Статья Google ученый

  • 52.

    Felizeter S, McLachlan MS, De Voogt P (2012) Поглощение перфторированных алкильных кислот гидропонно выращенным салатом ( Lactuca sativa ).Environ Sci Technol 46: 11735–11743

    CAS Статья Google ученый

  • 53.

    Krippner J, Falk S, Brunn H, Georgii S, Schubert S, Stahl T (2015) Потенциалы накопления перфторалкилкарбоновых кислот (PFCA) и перфторалкилсульфоновых кислот (PFSAs) в кукурузе ( Zea mays ) . J Agric Food Chem 63: 3646–3653

    CAS Статья Google ученый

  • 54.

    Wen B, Li L, Zhang H, Mab Y, Shan XQ, Zhang Z (2014) Полевое исследование поглощения и транслокации перфторалкиловых кислот (PFAA) пшеницей ( Triticum aestivum L.), выращиваемой в почвах с измененными биосолидами . Environ Pollut 184: 547–554

    CAS Статья Google ученый

  • 55.

    Миллер Э.Л., Насон С.Л., Картикеян К.Г., Педерсен Дж.А. (2016) Корневое внедрение фармацевтических препаратов и ингредиентов средств личной гигиены. Environ Sci Technol 50 (2): 525–541

    CAS Статья Google ученый

  • 56.

    Проссер Р.С., Сибли П.К. (2014) Оценка риска для здоровья человека фармацевтических препаратов и средств личной гигиены в тканях растений из-за твердых биологических веществ и добавок навоза, а также орошения сточными водами. Environ Int 75: 223–233

    Статья CAS Google ученый

  • 57.

    Pinnekamp J (редактор) (2019) 52. ESSENER TAGUNG für Wasserwirtschaft «Wasser und Gesundheit» vom 20.-22.3.2019 в Аахене. Ges. z. Förderung d. Siedlungswasserwirtschaft an der RWTH Aachen e.V., Aachen, 2019

  • 58.

    Cornel P, Mohr M, Nocker A, Selinka H-C, Schramm E, Stange C, Drewes JE (2018) Relevanz mikrobiologischer Parameter für die Wasserwiederverwendung. Информационный бюллетень zum WavE-Querschnittsthema «Risikmanagement in der Wasserwiederverwendung». DECHEMA e.V

  • 59.

    Selinka H-C, Botzenhart K, Feuerpfeil I, Puchert W., Schmoll O, Szewzyk R, Willmitzer H (2011) Обнаружение вирусов в сырой воде как основной инструмент оценки риска. Bundesgesundheitsblatt 54: 496–504 (на немецком языке)

    Артикул Google ученый

  • 60.

    СБА-Umweltbundesamt (2014): Empfehlung де Umweltbundesamtes Anhörung дер нах Trinkwasserkommission «Vorgehen цур quantitativen Risikobewertung mikrobiologischer Befunde им Rohwasser Сових Konsequenzen für ден Schutz де Einzugsgebietes унд für умирают WASSERAUFBEREITUNG» Bundesgesundheitsblatt 57,1224-1230

  • 61. Экснера М , Schmithausen R, Schreiber C, Bierbaum G, Parcina M, Engelhart S, Kistemann T, Sib E, Walger P, Schwartz T. (2018) Zum Vorkommen und zur vorläufigen hygienisch-medizinischen Bewertung von Antibiotika-mitizinischen Bewertung von Antibiotika-mitätischeendeutzinenen, Бакалавриат, защищающий человеческие ресурсы Abwässern, Badegewässern sowie zu möglichen Konsequenzen für die Trinkwasserversorgung.Hyg Med 43 (5): D46 – D54

    Google ученый

  • 62.

    Krzeminski P, Tomei MC, Karaolia P, Langenhoff A, Almeida CMR, Felis E, Gritten F, Andersen HR, Fernandes T, Manaia CM, Rizzo L, Fatta-Kassinos D (2019) Характеристики вторичных сточных вод методы обработки для удаления загрязняющих веществ, вызывающих растущую озабоченность, связанных с поглощением сельскохозяйственных культур и распространением устойчивости к антибиотикам: обзор. Sci Total Environ 648: 1052–1081

    CAS Статья Google ученый

  • 63.

    Rizzo L, Manaia C, Merlin C, Schwartz T, Dagot C, Ploy MC, Michael I, Fatta-Kassinos D (2013) Городские очистные сооружения как очаги распространения устойчивых к антибиотикам бактерий и генов в окружающей среде: обзор. Sci Total Environ 447: 345–360

    CAS Статья Google ученый

  • 64.

    Carey DE, McNamara PJ (2014) Влияние триклозана на распространение устойчивости к антибиотикам в окружающей среде. Передний микробиол 5 (780): 1–11

    Google ученый

  • 65.

    Piña B, Bayona JM, Christou A, Fatta-Kassinos D, Guillon E, Lambropoulou D, Michael C, Polesel F, Sayen S (2018) О вкладе орошения очищенных сточных вод в потенциальное воздействие на людей антибиотиков, устойчивых к антибиотикам бактерии и гены устойчивости к антибиотикам — документ с изложением позиции NEREUS COST Action ES1403. J Environ Chem Eng. https://doi.org/10.1016/j.jece.2018.01.011

    Артикул Google ученый

  • 66.

    Совет министров по управлению природными ресурсами, Совет по охране окружающей среды и наследия, Конференция министров здравоохранения Австралии (2006 г.) Национальные руководящие принципы по повторному использованию воды: управление рисками для здоровья и окружающей среды.ISBN 1 921173 07 6

  • 67.

    Совет министров по управлению природными ресурсами, Совет по охране окружающей среды и наследию, Конференция министров здравоохранения Австралии (2008 г.) Австралийские рекомендации по повторному использованию воды: увеличение запасов питьевой воды. ISBN 1921173203

  • 68.

    ВОЗ (2009) Руководство по плану обеспечения безопасности воды: пошаговое управление рисками для поставщиков питьевой воды. Всемирная организация здравоохранения, Женева

    Google ученый

  • 69.

    ВОЗ (2015) Планирование безопасности санитарии: руководство по безопасному использованию и удалению сточных вод, серых вод и экскрементов. Всемирная организация здравоохранения, Женева

    Google ученый

  • 70.

    Rebelo A (2019) Новый португальский закон-указ о повторном использовании воды, презентация на ISO / TC 282. Международный семинар по повторному использованию воды, Лиссабон | LNEC | https://committee.iso.org/files/live/sites/tc282/files/Resources/New_PT_LD_ISO_WS_22_05_2019.pdf. По состоянию на 22 мая 2019 г.

  • 71.

    UBA — Umweltbundesamt (2017) Научный доклад, Рекомендации по определению минимальных требований ЕС к качеству для повторного использования воды. 1 июня 2017 г.

  • 72.

    Jekel M, Dott W (2013) Leitfaden: Polare Organische Spurenstoffe als Indikatoren im anthropogen beeinflussten Wasserkreislauf. Ergebnisse des Querschnittsthemas «Indikatorsubstanzen». DECHEMA e.V. http://riskwa.de/RiSKWa/_/RISKWA_Leitfaden_Indikatorsubstanzen_final.pdf

  • 73.

    Ternes T et al. (2004) POSEIDON Оценка технологий удаления фармацевтических препаратов и средств личной гигиены в очистных сооружениях и сооружениях питьевого водоснабжения для улучшения косвенного повторного использования питьевой воды.Заключительный отчет POSEIDON. http://undine.bafg.de/servlet/is/2888/Final-Report-POSEIDON

  • 74.

    Ternes TA, Bonerz M, Herrmann N, Teiser B, Andersen HR (2007) Орошение очищенных сточных вод в Брауншвейге, Германия: возможность удаления фармацевтических препаратов и мускусных ароматов. Chemosphere 66 (5): 894–904

    CAS Статья Google ученый

  • 75.

    Гонсалес О., Баярри Б., Асенья Дж., Перес С., Барсело Д. (2016) Технологии очистки для повторного использования сточных вод: судьба загрязняющих веществ, вызывающих растущую озабоченность.В: Фатта-Кассинос Д., Дионисиу Д., Кюммерер К. (ред.) Передовые технологии очистки для повторного использования городских сточных вод. Справочник по химии окружающей среды, том 45. Springer, Cham, pp 5–37

    Chapter Google ученый

  • 76.

    Маллиган К.Н., Йонг Р.Н. (2004) Естественное ослабление загрязненных почв. Environ Int 30 (4): 587–601

    CAS Статья Google ученый

  • 77.

    Banzhaf S, Nödler K, Licha T, Kerin A, Scheytt T (2012) Редокс-чувствительность и подвижность выбранных фармацевтических соединений в эксперименте с колонкой с низким потоком. Science Total Environ 438: 113–121

    CAS Статья Google ученый

  • 78.

    Brack W, Aissa SA, Backhaus T, Dulio V, Escher BI, Faust M, Hilscherova K, Hollender J, Hollert H, Müller C, Munthe J, Posthuma L, Seiler TB, Slobodnik J, Teodorovic I. , Tindall AJ, de Aragão Umbuzeiro G, Zhang X, Altenburger R (2019) Ключевыми являются методы, основанные на эффектах.Европейский совместный проект SOLUTIONS рекомендует интегрировать основанные на эффектах методы для диагностики и мониторинга качества воды. Environ Sci Eur 31:10

    Статья Google ученый

  • 79.

    Брэдли П.М., Барбер Л. Environ Toxicol Chem 26: 1116–1121

    CAS Статья Google ученый

  • 80.

    Хан SJ (2010) Количественная оценка химического воздействия для схем оборотного водоснабжения. В: Конференция Фонда повторного использования воды Австралии: Повторное использование и опреснение воды: Решения нехватки воды для 21-го века, Сидней, Новый Южный Уэльс, Австралия, представлена ​​на конференции Фонда повторного использования воды Австралии: Повторное использование и опреснение воды: Решения нехватки воды для 21-го века, Сидней, Новый Южный Уэльс, Австралия, 15–17 ноября 2010 г.

  • 81.

    Стюарт М.Э., Лэпворт Д.Д., Томас Дж., Эдвардс Л. (2014) Дактилоскопия загрязнения подземных вод в водосборных бассейнах с контрастирующими источниками загрязнения с использованием микроорганических соединений.Sci Total Environ 468–469: 564–577

    Статья CAS Google ученый

  • 82.

    Buerge IJ, Poiger T, Müller MD, Buser H-R (2003) Кофеин, антропогенный маркер загрязнения поверхностных вод сточными водами. Environ Sci Technol 37: 691–700

    CAS Статья Google ученый

  • 83.

    Харвуд Дж. Дж. (2014) Молекулярные маркеры для определения муниципальных, бытовых и сельскохозяйственных источников органических веществ в природных водах.Химия 95: 3–8

    CAS Статья Google ученый

  • 84.

    Думмар Дж., Гейер Т., Байерл М., Нёдлер К., Лича Т., Заутер М. (2014) Прорыв карбамазепина как индикатор специфической уязвимости карстовых источников: применение на источнике Джейта, Ливан. Appl Geochem 47: 150–156

    CAS Статья Google ученый

  • 85.

    Young TA, Heidler J, Matos-Pérez CR, Sapkota A, Toler T, Gibson KE (2008) Ab initio и in situ сравнение кофеина, триклозана и триклокарбана как индикаторов поверхностных микробов, полученных из сточных вод. воды.Environ Sci Technol 42: 3335–3340

    CAS Статья Google ученый

  • 86.

    SCCWRP (2018) Стратегии мониторинга для компонентов, вызывающих новые проблемы (CEC), в отношении оборотной воды, рекомендации Научно-консультативной группы. Йорг Э. Древес, Пол Андерсон, Нэнси Денслоу, Вальтер Якубовски, Адам Оливьери, Даниэль Шленк, Шейн Снайдер. Научно-консультативный совет, созванный Государственным управлением водных ресурсов. Апрель 2018 г., Технический отчет SCCWRP 1032

  • 87.

    California Water Boards (2019) Политика контроля качества оборотной воды. Принято 11 декабря 2018 г. С 8 апреля 2019 г., Государственный совет по контролю за водными ресурсами Агентство по охране окружающей среды Калифорнии

  • 88.

    BIO от Deloitte (2015) Оптимизация повторного использования воды в заключительном отчете ЕС, подготовленном для Европейской комиссии (DG ENV ), Часть I. В сотрудничестве с ICF и Университетом Крэнфилда

  • 89.

    Европейская комиссия (2007) Решение проблемы нехватки воды и засух в Европейском союзе COM (2007) 414, Брюссель, 18.7.2007

  • 90.

    Kümmerer K, Dionysiou DD, Olsson O, Fatta-Kassinos D (2018) Путь к чистой воде. Наука 361 (6399): 222–224

    Статья Google ученый

  • Что такое повторное использование воды и сточных вод?

    Люди долгое время полагались на естественные системы очистки питьевой воды, но растущее население подавило эти процессы. Повторное использование воды играет все более важную роль в обеспечении надлежащего водоснабжения.

    В условиях растущей нагрузки на запасы пресной воды повторное использование воды может превратить отходы в ценный актив

    Почти 20 лет назад в 20-м веке изменение климата и деятельность человека оказали давление на ресурсы пресной воды, что привело к увеличению дефицита воды. По мере роста спроса и сокращения поставок технические, психологические и рыночные барьеры на пути повторного использования сточных вод постепенно преодолеваются. Руководители секторов сейчас призывают к созданию благоприятных условий для повторного использования воды и предсказывают, что мы находимся на пороге золотого десятилетия повторного использования сточных вод.

    В некотором смысле вся вода на Земле уже была повторно использована. Как сказал Нил Деграсс Тайсон: «Часть воды, которую вы только что выпили, прошла через почки Сократа, Чингисхана и Жанны д’Арк».

    Мы давно доверяем натуральным системам очистки питьевой воды. Цикл испарения и осаждения — естественная форма перегонки. Многие патогенные микроорганизмы не могут выжить в холоде и темноте подземных водоносных горизонтов, что делает большую часть подземных вод безопасными для потребления.Солнечный свет и микроорганизмы в окружающей среде разрушают опасное содержимое сточных вод, а простое разбавление в конечном итоге делает сточные воды безвредными.

    Но эти естественные системы работают в своем собственном темпе и были подавлены деятельностью растущего человеческого населения. Благодаря этому очевидны преимущества повторного использования воды (также известного как рециркуляция воды или регенерация воды). Повторное использование сточных вод происходит в различных процессах.

    Повторное использование непитьевой воды

    При повторном использовании непитьевой воды сточные воды собираются, обрабатываются и используются в тех случаях, когда не требуется питьевая вода (питьевого качества).Многие муниципалитеты построили сети из фиолетовых труб для транспортировки этой непитьевой воды, чтобы ее нельзя было принять за питьевую воду.

    Какие области применения существуют для этого типа оборотной воды? В одном примере в городе Санта-Барбара, Калифорния, есть система пурпурных труб, которая обеспечивает водой для орошения ландшафтов в парках, школах, полях для гольфа, зоопарках, ассоциациях домовладельцев и сообществах пенсионеров. Он также используется для смыва туалетов, контроля пыли и очистки тротуаров.

    Гостиничные прачечные сэкономили миллионы, перейдя на повторное использование воды. В Нью-Мексико Hilton Santa Fe Buffalo Thunder повторно использует 500 000 галлонов в сутки, используя очищенные сточные воды для орошения своего поля для гольфа.

    Непрямое повторное использование питьевой воды

    Непрямое повторное использование воды — это сброс хорошо очищенной, непитьевой воды в окружающую среду в качестве промежуточного этапа перед повторным использованием, позволяя работать разбавлению и естественным процессам. Такая вода может сбрасываться в поверхностный водный объект, такой как озеро или река, или в водоносный горизонт в рамках управляемой программы пополнения запасов.Воду можно снова обработать при заборе для достижения качества питьевой воды.

    В Австралии, которая сильно пострадала от засухи, косвенное повторное использование питьевой воды уже осуществляется в крупнейшем городе континента, Сиднее, поскольку многие общины, расположенные выше по течению, сбрасывают тщательно очищенные сточные воды в реки, которые снабжают Сидней питьевой водой. На другой стороне континента город Перт повторно использует 10% канализационных вод, пропуская их через передовую систему очистки, а затем пополняя ими грунтовые воды города.

    Прямое повторное использование питьевой воды

    Прямое повторное использование питьевой воды относится к практике высокой степени очистки воды для использования в качестве питьевой воды без ее предварительного сброса в систему окружающей среды. В этой модели сточные воды или ливневые воды подводятся к водоочистным сооружениям, усовершенствованным водоочистным сооружениям или к обоим. После очистки он либо напрямую направляется в сеть питьевой воды, либо отправляется в другое учреждение для дальнейшей обработки. В конечном итоге, однако, она становится питьевой водой для людей, не полагающихся на природную среду для очистки.

    Прямое повторное использование питьевой воды распространено во многих частях мира, но в Соединенных Штатах это было самым сложным из всех видов повторного использования воды. Слишком часто средства массовой информации окрестили это «туалетом-краном». Прежде чем широкое распространение может иметь место, общественность должна быть обучена преодолевать эмоциональный «фактор мерзости».

    В 2014 году в городе Уичито-Фолс, штат Техас, была создана система прямого повторного использования питьевой воды, включающая традиционную очистку сточных вод, микрофильтрацию, обратный осмос (RO) и ультрафиолетовую дезинфекцию.Раннее начало работы с регулирующими органами помогло проекту начать работу, и, наконец, он увенчался успехом благодаря помощи на муниципальном и государственном уровнях, высокому общественному доверию к коммунальному предприятию, всестороннему тестированию, постоянной поддержке сообщества и превосходному качеству воды.

    Повторное использование в сельском хозяйстве

    Повторное использование в сельском хозяйстве — это, по сути, тот же процесс, что и повторное использование для орошения ландшафтов, но в гораздо большем масштабе. В глобальном масштабе 70% мировых ресурсов пресной воды используется для сельского хозяйства. В Калифорнии один производитель из Центральной долины использует две трети воды, чем весь город Лос-Анджелес.Из-за высокого спроса на воду в сельском хозяйстве и роста населения, а также из-за засух, поразивших штат, Калифорния вложила значительные средства в крупные проекты повторного использования воды и разработала строгие стандарты Раздела 22 для повторного использования в сельском хозяйстве.

    Одно из решений по повторному использованию воды, которое показало себя многообещающим для использования в сельском хозяйстве, — это технология мембранного аэрированного биопленочного реактора Fluence (MABR), которая недавно завершила годовой демонстрационный проект в Стэнфордском университете, подтвердив соответствие стандартам Title 22.

    Промышленное повторное использование

    Промышленное повторное использование — еще одна область повторного использования воды, заслуживающая особого упоминания. Вода незаменима во многих отраслях промышленности по всему миру для промышленных процессов, охлаждения, очистки и, казалось бы, бесконечного списка применений. Очистка и повторное использование воды на месте может снизить забор пресной воды, увеличить доступное водоснабжение и обеспечить контроль качества.

    Снижая потребность в воде и ограничивая сбросы в окружающую среду, повторное использование воды в промышленности выходит за рамки улучшения чистой прибыли за счет развития хороших отношений с общественностью и общественной поддержки.

    Выходя за рамки повторного использования воды, производимой промышленностью, правительства в засушливых и испытывающих нехватку воды регионах Индии требуют, чтобы местная промышленность использовала очищенную и переработанную муниципальную канализационную воду, чтобы уменьшить потребление жизненно важных ресурсов поверхностных и подземных вод.

    Восстановление ресурсов

    Другая практика, связанная с повторным использованием воды, — это восстановление ресурсов. При рекуперации ресурсов сточных вод большое внимание уделяется восстановлению питательных веществ, таких как азот и фосфор, для удобрений, которых много в сточных водах.Биоразлагаемые пластмассы, адгезивы и ферменты, извлекаемые из сточных вод, находят биомедицинское применение, а извлечение некоторых углеродных материалов, таких как биополимеры и PHA, может стать коммерчески жизнеспособным в будущем. Рекуперация энергии в виде биогаза, извлеченного из анаэробных варочных котлов, уже используется промышленностью для энергоснабжения процессов и снижения счетов за электроэнергию.

    В эпоху неопределенности с водоснабжением очевидно, что сточные воды стали слишком ценным активом, чтобы тратить его попусту.Свяжитесь со специалистами по повторному использованию в Fluence, чтобы максимально использовать каждую каплю ваших драгоценных водных ресурсов.

    Решения для повторного использования воды и сточных вод

    Повторное использование сточных вод может обеспечить надежный источник воды для промышленности, орошения и муниципального пользования

    Очистка сточных вод для повторного использования стала общепринятым и надежным техническим решением для решения проблем нехватки воды во всем мире. Повторно используемые сточные воды, ранее считавшиеся обязательством утилизации, теперь могут стать ценным ресурсом.

    Компания Fluence имеет многолетний опыт по всему миру в области усовершенствованной очистки сточных вод до уровней чистоты, которые позволяют повторно использовать их в промышленных, сельскохозяйственных или муниципальных целях. Мы помогаем нашим клиентам оптимизировать свои расходы и минимизировать воздействие на окружающую среду.

    Наши энергоэффективные решения для промышленности позволяют очищать сточные воды до качества, подходящего для повторного использования в выработке электроэнергии, питании котлов, системах охлаждения, розливе напитков, производстве продуктов питания и т. Д.

    Переработанные очищенные сточные воды могут использоваться для поверхностного орошения пищевых культур, садов и виноградников, полей для гольфа и ландшафтного дизайна.Другие виды использования включают подпитку грунтовых вод и сохранение или улучшение водно-болотных угодий или прибрежных местообитаний, а также смыв туалетов, уборку улиц и другие аналогичные цели.

    Учитывая высокую стоимость транспортировки воды, наши децентрализованные решения по очистке сточных вод особенно подходят для повторного использования приложений рядом с местом использования. Они обеспечивают экономичное решение, снижают потребность в инвестициях в крупные инфраструктурные проекты и помогают защитить окружающую среду.

    Наши решения по повторному использованию воды обеспечивают следующие преимущества и многое другое:

    • Сохранение ресурсов пресной воды
    • Отложить или исключить необходимость разработки нового водного ресурса
    • Сократить затраты на утилизацию и энергию
    • Улучшить видимость долгосрочных затрат водоснабжение
    • Минимизация воздействия сброса сточных вод на окружающую среду
    • Привлечение новой промышленности
    • Повышение устойчивости местных сообществ и экономики

    Компания Fluence также предлагает решения с нулевым сбросом жидкости (ZLD) для муниципальных, промышленных и коммерческих предприятий.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *