تصفيه فاضلاب يك مسئله بسيار مهم است. سال هاست كه انسان فاضلاب را تصفيه مي كند تا از سلامت انسان و اكولوژيك در برابر بيماري هاي منتقله از آب محافظت كند.
از اوايل دهه ۱۹۷۰، كيفيت آب پساب در كارخانه هاي تصفيه عمومي و ساير تخليه هاي منبع نقطه اي از طريق عمده سرمايه گذاري هاي دولتي و خصوصي كه توسط قانون آب پاك يا CWA مقرر شده، بهبود يافته است و تصفيه فاضلاب صورت گرفته است.
عليرغم بهبود كيفيت پساب، تخليه منبع نقطه اي همچنان نقش مهمي در تخريب كيفيت آب سطحي دارد و تصفيه فاضلاب بسيار مناسب است.
علاوه بر اين، بسياري از زيرساخت هاي تصفيه فاضلاب موجود، از جمله خطوط جمع آوري و انتقال آب و فاضلاب، تصفيه خانه ها و تجهيزات، خراب شده و نياز به تعمير يا جايگزيني دارند.

آلودگي و تاثيرات تصفيه فاضلاب

آلاينده ها از طريق بسياري از مسيرها دريافت آب را آلوده مي كنند. منابع نقطه اي، منابع غير نقطه اي به عنوان مثال، رسوب هوا، كشاورزي، سرريز فاضلاب بهداشتي، فاضلاب، سرريز فاضلاب و تغييرات هيدرولوژيكي به عنوان مثال كانال و لايروبي، باعث مي شود تا آب آلوده شود.
۵۳٪ مايل رودخانه اي و جويبار، ۷۱٪ هكتار درياچه، ۸۰٪ مايل مربع رودخانه و ۹۸٪ مايل ساحلي رودخانه Great Lake كه ارزيابي شده است توسط EPA آمريكا به عنوان نقص طبقه بندي شده است.
۱۹ درصد از خانوارها توسط تصفيه فاضلاب عمومي خدمات رساني نمي شوند و معمولا براي تصفيه و دفع فاضلاب به مخزن سپتيك بستگي دارند. مخازن سپتيك تانك خراب ممكن است آب هاي سطحي و زيرزميني را آلوده كند.

تصفيه فاضلاب شهري

برآورد شده است كه بيش از ۲۳۸ ميليون نفر خدمات جمع آوري، تصفيه پساب و دفع فاضلاب را ارائه مي دهند. در سال ۲۰۱۵، ايالت كاليفرنيا تقريبا ۷۱۴،۰۰۰ هكتار فوت آب در سال بازيافت كرد كه اين براي تصفيه فاضلاب، خارق العاده بود. اين هدف بلند پروازانه براي افزايش بازيافت آب، حداقل با ۱.۵ ميليون فوت در سال تا سال ۲۰۲۰ و ۲.۵ ميليون آمپر فوت در سال تا سال ۲۰۳۰ بازيافت شده است. POTW ها سالانه بيش از ۱۳.۸ ميليون تن لجن توليد مي كنند. لجن براي تصفيه فاضلاب نياز به انرژي قابل توجهي دارد كه حدود يك سوم كل برق مصرفي توسط سيستم تصفيه فاضلاب است.
در آمريكا، كلرزني رايج ترين ماده ضد عفوني و تصفيه فاضلاب كننده است. براي جلوگيري از بدتر شدن سلامت اكولوژيكي جريان گيرنده و توليد محصولات جانبي سرطان زا، ممكن است كلراسيون با دكلره همراه باشد.
ضد عفوني و تصفيه فاضلاب با اشعه ماورا بنفش UV جايگزيني براي كلرزني است و مصرف انرژي قابل مقايسه اي دارد. افزودني هاي شيميايي نمك هاي فريك و آهك، فرآيندهاي انعقادي و رسوبي را براي حذف بهتر مواد جامد و همچنين حذف آلاينده هاي سمي افزايش مي دهد. با اين حال، توليد و حمل و نقل آنها تاثيرات چرخه زندگي دارد.
كلاس هايي از تركيبات غيرقانوني كه به عنوان آلاينده هاي در حال ظهور شناخته مي شوند، نگراني مهندسان تصفيه فاضلاب و آب، به ويژه داروسازي، محصولات مراقبت شخصي و تركيبات پر فلورين است .
در دهه گذشته، اترهاي دي فنيل پلي برومينه يا PBDE ها، PFC ها و مواد پري و پلي فلوئورو آلكيل به دليل توزيع و ماندگاري گسترده در محيط زيست، به CEC تبديل شده اند.
برخي از اين مواد شيميايي مخل غدد درون ريز هستند، دسته اي از تركيبات كه عملكرد طبيعي سيستم هاي غدد درون ريز را تغيير مي دهند، از جمله آنهايي كه تاثير مي گذارند، بر روي رشد، توليد مثل و رفتار است. بسياري از اين مواد شيميايي توسط POTW حذف نمي شوند

پايان زندگي بيوساليد

از بيوساليد هاي واجد شرايط مي توان پس از “به اثبات رسيدن” به طور سودمند استفاده كرد كه باعث از بين رفتن عوامل بيماري زا و تجزيه مواد جذاب بردار مي شود.
۵۴٪ از بيوساليد ها به طور سودمند مورد استفاده قرار مي گيرند. بيشترين موارد به مناطق كشاورزي اعمال مي شود، مقادير جزئي نيز به حوزه هاي جنگلداري و احياي زمين و مناطق شهري به عنوان مثال، نگهداري زمين هاي پارك، اعمال مي شود.

تاثيرات تصفيه فاضلاب بر چرخه زندگي

اثرات زيست محيطي را كه در آب دريافت مي كنند، كاهش مي دهند، اما تاثيرات چرخه زندگي ديگري را به طور عمده از طريق مصرف انرژي ايجاد مي كنند. انتشار گازهاي گلخانه اي يا همان GHG، با انرژي و مواد شيميايي مورد استفاده و تخريب مواد آلي در POTW ارتباط دارد.

مصرف برق و توزيع

۱۰٪ از مصرف برق آمريكا به پمپاژ و تصفيه آب و فاضلاب اختصاص دارد. در سال ۲۰۱۳، انتشارات مربوط به انرژي حاصل از عمليات POTW، به استثناي تخريب لجن آلي، ۱۵.۵ ترگرام CO2 معادل، ۲۲.۳ گيگا گرم SO2 و ۱۲.۷ Gg NOx بود.
SO2 و NOx به اسيدي شدن و اوتريفيكاسيون كمك مي كنند
CH4 و N2O در طي تجزيه لجن آلي توسط باكتري هاي هوازي و بي هوازي در POTW و دريافت آب بدن ادغام مي شوند.
در سال ۲۰۱۸، حدود ۱۴.۲ و ۵.۰ MMT CO2از CH4 و N2O، به ترتيب، ناشي از تخريب لجن آلي در سيستم هاي تصفيه فاضلاب بوده است كه حدود ۰.۳ of از كل انتشار گازهاي گلخانه اي آمريكا است.

تاثيرات اجتماعي و اقتصادي

رشد جمعيت و گسترش شهر، زيرساخت هاي مورد نياز مجموعه فاضلاب را افزايش مي دهد. اگرچه طول عمر سيستم فاضلاب ۵۰ سال بيشتر از تجهيزات تصفيه كه ۱۵ تا ۲۰ سال است، اما نياز به بازسازي سيستم فاضلاب هزينه بيشتري دارد. اگر ۶۰۰،۰۰۰ مايل از سيستم هاي فاضلاب موجود نوسازي نشود، ميزان خراب شدن لوله تا سال ۲۰۲۰ به ۴۴٪ از كل شبكه افزايش مي يابد. اصلاحات سرريز فاضلاب به ترتيب ۱۰۲.۰، ۹۵.۷ دلار و ۴۸.۰ ميليارد دلار بود.

راه حل ها و جايگزين هاي پايدار

استراتژي مديريت

• سرمايه گذاري در سيستم هاي تصفيه فاضلاب از پروژه هاي ساختماني جديد به سمت حفظ ظرفيت اصلي و عملكرد تاسيسات در حال تغيير است.
• هزينه هاي چرخه زندگي بايد در بودجه بندي سرمايه گنجانده شود و برنامه هاي لازم براي سرريز فاضلاب بهداشتي و مديريت آب باران بايد دائمي باشند.
• به منظور دستيابي به استانداردهاي كيفيت آب محيط، كل بارهاي حداكثر روزانه با در نظر گرفتن بارهاي آلاينده منبع و غير نقطه اي مي تواند ايجاد شود.
• انتظار مي رود مديريت آب تميز مبتني بر حوزه براي استقرار اين TMDL ها تسهيل شود.

بارگيري را كاهش دهيد
نمونه هايي از پروژه هاي كاهش يا انحراف جريان فاضلاب شامل قطع شدن فاضلاب آب باران خانگي از فاضلاب بهداشتي، نصب سقف هاي سبز و جايگزيني سطوح غير قابل نفوذ با روسازي، سوئل يا تخليه هاي فرانسوي است.