บ้าน / เทคโนโลยี / คู่มือที่ครอบคลุมเกี่ยวกับการบำบัดตะกอนน้ำเสีย: กระบวนการเทคโนโลยีและแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุด

คู่มือที่ครอบคลุมเกี่ยวกับการบำบัดตะกอนน้ำเสีย: กระบวนการเทคโนโลยีและแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุด

โดย: เคท เฉิน
อีเมล์: [email protected]
Date: Jul 02th, 2025

รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับการบำบัดตะกอนน้ำเสีย

กระบวนการที่ขาดไม่ได้ของการบำบัดน้ำเสียในขณะที่ปกป้องแหล่งน้ำและสุขภาพของประชาชนของเราสร้างผลพลอยได้ที่สำคัญอย่างสม่ำเสมอ: ตะกอนน้ำเสีย มักถูกมองว่าเป็นขยะกากตะกอนคือส่วนผสมที่ซับซ้อนของวัสดุอินทรีย์และอนินทรีย์ที่จำเป็นต้องมีการจัดการและการรักษาอย่างรอบคอบ การเพิกเฉยต่อการจัดการที่เหมาะสมสามารถนำไปสู่มลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมอย่างรุนแรงอันตรายต่อสุขภาพของประชาชนและการดำเนินงานที่ไม่มีประสิทธิภาพของโรงบำบัดน้ำเสีย คู่มือที่ครอบคลุมนี้จะเจาะลึกลงไปในความซับซ้อนของกากตะกอนน้ำเสียสำรวจลักษณะกระบวนการและเทคโนโลยีต่าง ๆ ที่ใช้ในการรักษาวิธีการกำจัดที่มีประสิทธิภาพและโอกาสที่เพิ่มขึ้นสำหรับการใช้ซ้ำและการกู้คืนทรัพยากร

1.1. กากตะกอนน้ำเสียคืออะไร?

กากตะกอนน้ำเสียซึ่งมักเรียกกันว่า "กากตะกอน" เป็นสารตกค้างกึ่งแข็งที่เกิดขึ้นในช่วงต่างๆของการบำบัดน้ำเสียของเทศบาลและอุตสาหกรรม มันเป็นพื้นฐานการระงับของของแข็งที่ถูกลบออกจากลำธารของเสียของเหลว วัสดุนี้แตกต่างกันอย่างกว้างขวางในองค์ประกอบตั้งแต่กากตะกอนหลักซึ่งตั้งอยู่ระหว่างการรักษาทางกายภาพเริ่มต้นไปจนถึงกากตะกอนรอง (ชีวภาพ) ที่ผลิตโดยกิจกรรมของจุลินทรีย์และแม้แต่กากตะกอนตติยภูมิจากกระบวนการบำบัดขั้นสูง ความสอดคล้องของมันอาจมีตั้งแต่ของเหลวเจือจาง (น้อยกว่า 1% ของแข็ง) ไปจนถึงวัสดุที่มีความหนืดสูงและมีลักษณะคล้ายเค้ก (ของแข็ง 20-30% ขึ้นไป) หลังจาก dewatering

1.2. แหล่งที่มาของกากตะกอนน้ำเสีย

แหล่งที่มาหลักของกากตะกอนน้ำเสียคือโรงบำบัดน้ำเสียของเทศบาลซึ่งได้รับน้ำเสียในประเทศน้ำเสียเชิงพาณิชย์และบ่อยครั้งที่มีการปล่อยอุตสาหกรรม ภายในพืชเหล่านี้กากตะกอนจะถูกสร้างขึ้นที่จุดสำคัญหลายประการ:

  • การรักษาเบื้องต้น: ถังตกตะกอนกำจัดของแข็งที่ติดตั้งได้กรวดและสารอินทรีย์บางส่วนสร้างกากตะกอนหลัก

  • การรักษาทุติยภูมิ: กระบวนการทางชีวภาพ (เช่นกากตะกอนที่เปิดใช้งานตัวกรองที่ไหลออกมา) ใช้จุลินทรีย์เพื่อบริโภคสารอินทรีย์ที่ละลายและคอลลอยด์ทำให้เกิดตะกอนทางชีวภาพ (หรือรอง) เป็นจุลินทรีย์เหล่านี้ทวีคูณแล้ว

  • การรักษาระดับอุดมศึกษา/ขั้นสูง: หากใช้งานกระบวนการเช่นการแข็งตัวของสารเคมีการกรองหรือเทคโนโลยีเมมเบรนสามารถสร้างกากตะกอนเพิ่มเติมได้ (เช่นกากตะกอนเคมี- เมมเบรนชีวภาพ)

  • การบำบัดน้ำเสียอุตสาหกรรม: อุตสาหกรรมเฉพาะ (เช่นการแปรรูปอาหาร- เยื่อกระดาษและกระดาษ, การผลิตสารเคมี) สร้างกากตะกอนที่เป็นเอกลักษณ์ของตัวเองมักจะมีลักษณะที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับวัตถุดิบและกระบวนการที่เกี่ยวข้อง

1.3. ความสำคัญของการบำบัดกากตะกอน

การบำบัดน้ำเสียที่เหมาะสมไม่ได้เป็นเพียงข้อตกลงด้านกฎระเบียบ แต่เป็นเสาหลักที่สำคัญของการจัดการสิ่งแวดล้อมที่ยั่งยืนและการคุ้มครองสาธารณสุข ความสำคัญของมันเกิดจากปัจจัยสำคัญหลายประการ:

  • การลดระดับเสียง: กากตะกอนในตอนแรกมีน้ำมาก กระบวนการบำบัดลดปริมาณลงอย่างมากทำให้การจัดการการขนส่งและการกำจัดที่ตามมาจัดการได้มากขึ้นและคุ้มค่ามากขึ้น

  • การรักษาเสถียรภาพ: กากตะกอนดิบมีสารอินทรีย์ที่สามารถย่อยสลายได้ซึ่งสามารถย่อยสลายได้ผลิตกลิ่นที่เป็นพิษและดึงดูดเวกเตอร์ (เช่นแมลงและหนู) กระบวนการทำให้เสถียรแปลงสารอินทรีย์ที่ไม่เสถียรเหล่านี้ให้เป็นรูปแบบเฉื่อยมากขึ้น

  • การลดเชื้อโรค: กากตะกอนน้ำเสียนั้นมีจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคมากมาย (แบคทีเรียไวรัสโปรโตซัวเฮลมิเนต) ที่ก่อให้เกิดความเสี่ยงด้านสาธารณสุขที่สำคัญหากไม่ได้รับการจัดการอย่างเหมาะสม กระบวนการบำบัดโดยเฉพาะอย่างยิ่งการรักษาเสถียรภาพมีจุดมุ่งหมายเพื่อลดหรือกำจัดเชื้อโรคเหล่านี้

  • การป้องกันสิ่งแวดล้อม: กากตะกอนที่ไม่ผ่านการบำบัดหรือไม่ดีสามารถชะลอมลพิษโลหะหนักและสารอาหารลงในดินและน้ำระบบนิเวศที่ปนเปื้อนและมีส่วนทำให้เกิดยูโทรฟิเคชั่น การรักษาที่มีประสิทธิภาพช่วยลดรอยเท้าด้านสิ่งแวดล้อมนี้

  • การกู้คืนทรัพยากร: กากตะกอนมากขึ้นไม่เพียง แต่เป็นของเสีย แต่เป็นทรัพยากรที่มีค่า การรักษาช่วยให้การฟื้นตัวของพลังงาน (ก๊าซชีวภาพ), สารอาหาร (ฟอสฟอรัส, ไนโตรเจน) และสารอินทรีย์ที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้อย่างเป็นประโยชน์ส่งเสริมวิธีการทางเศรษฐกิจแบบวงกลม

ลักษณะของกากตะกอนน้ำเสีย

การทำความเข้าใจลักษณะของกากตะกอนน้ำเสียเป็นพื้นฐานในการเลือกและเพิ่มประสิทธิภาพเทคโนโลยีการบำบัดที่เหมาะสม คุณสมบัติของมันเป็นตัวแปรสูงได้รับอิทธิพลจากแหล่งที่มาของน้ำเสียกระบวนการบำบัดที่ใช้และเวลานับตั้งแต่รุ่น ลักษณะเหล่านี้สามารถจัดหมวดหมู่ได้อย่างกว้างขวางว่าเป็นทางกายภาพเคมีและชีวภาพ

2.1. ลักษณะทางกายภาพ

คุณสมบัติทางกายภาพของกากตะกอนกำหนดการจัดการความสามารถในการปั๊มและศักยภาพการแยกน้ำ

  • เนื้อหาของแข็ง: นี่เป็นลักษณะทางกายภาพที่สำคัญที่สุดซึ่งแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของของแข็งทั้งหมด (TS) หรือของแข็งระเหย (VS) โดยทั่วไปแล้วกากตะกอนดิบจะเป็นของแข็ง 0.25% ถึง 5% ในขณะที่กากตะกอนหนาอาจเป็น 3-10% และเค้กกากตะกอน dewatered สามารถเข้าถึง 15-30% หรือมากกว่า โดยทั่วไปปริมาณของแข็งสูงหมายถึงน้ำที่น้อยกว่าในการจัดการ แต่ยังสามารถนำไปสู่ความหนืดที่สูงขึ้น

  • ความหนืด: นี่หมายถึงความต้านทานของกากตะกอนต่อการไหล ความหนืดสูงสามารถขัดขวางการสูบน้ำผสมและการถ่ายเทความร้อน ปัจจัยเช่นปริมาณของแข็งขนาดอนุภาคและอุณหภูมิมีอิทธิพลต่อความหนืด

  • ความถ่วงจำเพาะ: อัตราส่วนของความหนาแน่นของกากตะกอนต่อความหนาแน่นของน้ำ โดยทั่วไปจะมากกว่า 1 เล็กน้อยหมายถึงกากตะกอนจะอยู่ในน้ำ

  • การบีบอัด: ปริมาณกากตะกอนสามารถลดลงภายใต้ความดันซึ่งเกี่ยวข้องกับกระบวนการ dewatering โดยเฉพาะอย่างยิ่ง

  • การกระจายขนาดอนุภาค: ช่วงของขนาดอนุภาคภายในกากตะกอนซึ่งมีอิทธิพลต่อลักษณะการตกตะกอนและการกรอง

  • คุณสมบัติการตกตะกอน: ความสามารถของอนุภาคกากตะกอนในการรวมเข้ากับ flocs ขนาดใหญ่ซึ่งมีความสำคัญสำหรับการตกตะกอนและการแยกน้ำอย่างมีประสิทธิภาพ

2.2. ลักษณะทางเคมี

องค์ประกอบทางเคมีของกากตะกอนมีความหลากหลายและกำหนดศักยภาพในการใช้ประโยชน์หรือธรรมชาติที่เป็นอันตราย

  • สารอินทรีย์: ส่วนสำคัญของกากตะกอนประกอบด้วยสารประกอบอินทรีย์ (โปรตีน, คาร์โบไฮเดรต, ไขมัน, สารฮิวมิก) วัดเป็นของแข็งระเหย (VS) ส่วนประกอบนี้มีความสำคัญสำหรับกระบวนการบำบัดทางชีวภาพเช่นการย่อยอาหารและการกู้คืนพลังงานที่อาจเกิดขึ้น

  • สารอาหาร: กากตะกอนอุดมไปด้วยสารอาหารพืชที่จำเป็นเป็นหลัก ไนโตรเจน (N) และ ฟอสฟอรัส (P) - สิ่งเหล่านี้มีค่าสำหรับการใช้ซ้ำทางการเกษตร แต่ยังมีความเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อม (eutrophication) หากปล่อยออกมาไม่สามารถควบคุมได้

  • โลหะ: โลหะหนัก (เช่นตะกั่ว, แคดเมียม, โครเมียม, ทองแดง, สังกะสี, นิกเกิล) สามารถนำเสนอในกากตะกอนโดยเฉพาะจากการปล่อยอุตสาหกรรม ความเข้มข้นของพวกเขาเป็นปัจจัยสำคัญในการกำหนดตัวเลือกการกำจัดกากตะกอนโดยเฉพาะอย่างยิ่งการใช้ที่ดินเนื่องจากความเป็นพิษที่มีศักยภาพ

  • Ph: ความเป็นกรดหรือความเป็นด่างของกากตะกอนซึ่งส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพการรักษาทางชีวภาพการปรับสภาพทางเคมีและศักยภาพการกัดกร่อน

  • ด่าง: ความสามารถของกากตะกอนในการต่อต้านกรดซึ่งสำคัญสำหรับการบัฟเฟอร์ในการย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจน

  • เกลือ: ความเข้มข้นของเกลืออนินทรีย์ต่างๆ (เช่นคลอไรด์ซัลเฟต)

  • สารปนเปื้อนที่เกิดขึ้นใหม่ (ECS): ความกังวลที่เพิ่มขึ้นเหล่านี้รวมถึงยาผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคล (PPCPS), สารเคมีต่อมไร้ท่อ (EDCs), microplastics และสารต่อ polyfluoroalkyl (PFAs) ในขณะที่มักจะอยู่ในระดับความเข้มข้นต่ำผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมและสุขภาพระยะยาวของพวกเขาอยู่ภายใต้การตรวจสอบอย่างเข้มงวด

2.3. ลักษณะทางชีวภาพ

ลักษณะทางชีวภาพมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการทำความเข้าใจความเสี่ยงของเชื้อโรคและประสิทธิภาพของวิธีการรักษาทางชีวภาพ

  • กิจกรรมจุลินทรีย์: กากตะกอนเต็มไปด้วยจุลินทรีย์ (แบคทีเรีย, เชื้อรา, โปรโตซัว, ไวรัส), ทั้งประโยชน์ กิจกรรมการเผาผลาญของจุลินทรีย์เหล่านี้กำหนดอัตราการสลายตัวและการผลิตก๊าซ

  • เชื้อโรค: กากตะกอนที่ไม่ได้รับการรักษาสามารถมีความเข้มข้นของสิ่งมีชีวิตที่ก่อให้เกิดโรคจากของเสียจากมนุษย์และสัตว์ เชื้อโรคที่สำคัญของความกังวลรวมถึง:

    • แบคทีเรีย: ซัลโมเนลล่า , อีโคไล O157: H7 ชิเกลล่า

    • ไวรัส: Enteroviruses, Norovirus, ไวรัสตับอักเสบเอ

    • โปรโตซัว: Giardia Lamblia , Cryptosporidium parvum

    • Helminths (หนอนกาฝาก): Ascaris lumbricoides (ไข่ทรงกลม) กระบวนการบำบัดตะกอนที่มีประสิทธิภาพได้รับการออกแบบมาเพื่อลดหรือกำจัดเชื้อโรคเหล่านี้อย่างมีนัยสำคัญทำให้ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายปลอดภัยสำหรับการจัดการและนำมาใช้ซ้ำ

กระบวนการบำบัดตะกอน

เมื่อสร้างขึ้นแล้วกากตะกอนน้ำเสียดิบมักจะไม่เหมาะสมสำหรับการกำจัดโดยตรงหรือนำกลับมาใช้ใหม่เนื่องจากปริมาณน้ำที่สูงธรรมชาติที่ถูกต้องและภาระของเชื้อโรคที่อาจเกิดขึ้น ดังนั้นจึงต้องผ่านขั้นตอนการรักษาที่ออกแบบมาเพื่อลดปริมาณการรักษาเสถียรภาพของสารอินทรีย์กำจัดเชื้อโรคและเตรียมความพร้อมสำหรับการจัดการขั้นสุดท้าย กระบวนการเหล่านี้สามารถจัดหมวดหมู่ในวงกว้างให้เป็นความหนามีเสถียรภาพและ dewatering

3.1. ความหนา

ความหนาเป็นขั้นตอนแรกในรถไฟบำบัดกากตะกอนส่วนใหญ่ เป้าหมายหลักของมันคือการลดปริมาตรของกากตะกอนโดยการกำจัดส่วนสำคัญของน้ำฟรีซึ่งจะเป็นการเพิ่มความเข้มข้นของของแข็ง ขั้นตอนที่ดูเหมือนง่ายนี้จะช่วยลดขนาดและค่าใช้จ่ายของหน่วยบำบัดดาวน์สตรีม (เช่นรายย่อย) และลดค่าใช้จ่ายในการขนส่ง กากตะกอนดิบมักจะมีของแข็งเพียง 0.25% ถึง 1.0% สามารถเข้มข้นกับของแข็ง 3-8% ผ่านความหนา

3.1.1. แรงโน้มถ่วงหนา

ความหนาของแรงโน้มถ่วงเป็นหนึ่งในวิธีที่ง่ายที่สุดและพบได้บ่อยที่สุดโดยอาศัยแนวโน้มตามธรรมชาติของของแข็งที่หนาแน่นกว่าที่จะชำระภายใต้แรงโน้มถ่วง กากตะกอนจะถูกป้อนเข้าสู่ถังวงกลมคล้ายกับ clarifier แต่โดยทั่วไปจะลึกกว่าด้วยก้นลาด กลไกรั้วรั้วที่เคลื่อนไหวช้าช่วยในการรวมกากตะกอนที่ถูกตัดสินและปล่อยน้ำที่ติดอยู่เบา ๆ กากตะกอนที่หนาขึ้นจะถูกดึงออกมาด้านล่างในขณะที่ supernatant ที่ชัดเจนจะถูกส่งกลับไปยังโรงบำบัดน้ำเสียหลักที่มีอิทธิพล

  • ข้อดี: การใช้พลังงานต่ำการดำเนินงานที่เรียบง่ายต้นทุนเงินทุนค่อนข้างต่ำ

  • ข้อเสีย: ต้องใช้รอยเท้าขนาดใหญ่ที่ไวต่อกลิ่นหากไม่ได้รับการจัดการอย่างดีประสิทธิภาพสามารถถูก จำกัด ได้ด้วยลักษณะกากตะกอน

3.1.2. การลอยอากาศละลาย (DAF)

DAF นั้นมีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับกากตะกอนที่มีความหนาและมีน้ำหนักเบาทางชีวภาพ (เช่นตะกอนที่เปิดใช้งานของเสีย) ซึ่งไม่ได้รับแรงโน้มถ่วง ใน DAF อากาศจะถูกละลายลงในกระแสการรีไซเคิลแรงดันของน้ำทิ้งที่ชัดเจน เมื่อกระแสนี้ถูกปล่อยลงในถังลอยน้ำที่ความดันบรรยากาศฟองอากาศด้วยกล้องจุลทรรศน์นิวเคลียสและติดกับอนุภาคกากตะกอนลดความหนาแน่นที่มีประสิทธิภาพและทำให้พวกเขาลอยไปที่พื้นผิว กลไกการอ่านผ่านจากนั้นจะกำจัดผ้าห่มกากตะกอนหนาในขณะที่น้ำที่ชัดเจนออกจากด้านล่าง

  • ข้อดี: มีประสิทธิภาพสำหรับกากตะกอนแสงสร้างความเข้มข้นของของแข็งสูงกว่าแรงโน้มถ่วงหนาสำหรับกากตะกอนบางชนิดเหมาะสำหรับการควบคุมกลิ่น

  • ข้อเสีย: การใช้พลังงานที่สูงขึ้น (สำหรับการบีบอัดอากาศ) การทำงานที่ซับซ้อนมากขึ้นไวต่อการรบกวนทางเคมีบางอย่าง

3.1.3. กลองหมุนแบบหมุน

กลองกลองโรตารี่ (RDT) เป็นอุปกรณ์กลไกขนาดกะทัดรัดที่ใช้กลองหน้าจอแบบหมุนได้ โดยทั่วไปแล้วพอลิเมอร์จะถูกเพิ่มเข้าไปในกากตะกอนที่เข้ามาเพื่อส่งเสริมการตกตะกอน เมื่อกากตะกอนปรับอากาศเข้าสู่กลองหมุนน้ำจะระบายน้ำผ่านหน้าจอออกจากกากตะกอนหนา แผ่นกั้นภายในหรือกลไกสกรูเคลื่อนย้ายกากตะกอนหนาไปยังปลายคายประจุ

  • ข้อดี: รอยเท้าที่เล็กกว่าแรงโน้มถ่วงที่เพิ่มขึ้นสำหรับกากตะกอนหลากหลายแบบอัตโนมัติ

  • ข้อเสีย: ต้องมีการเพิ่มพอลิเมอร์ (ต้นทุนทางเคมีอย่างต่อเนื่อง) ส่วนประกอบเชิงกลต้องมีการบำรุงรักษา

3.2. การทำให้เสถียร

การรักษาเสถียรภาพของกากตะกอนมีวัตถุประสงค์เพื่อลดปริมาณสารอินทรีย์ที่ผันผวนของกากตะกอนซึ่งจะช่วยลดการชะล้าง (การผลิตกลิ่น) ลดระดับเชื้อโรคและปรับปรุงลักษณะการแยกน้ำออก กากตะกอนที่มีความเสถียรนั้นปลอดภัยกว่าสำหรับการจัดการและกำจัด

3.2.1. การย่อยอาหารแบบไม่ใช้ออกซิเจน

การย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนเป็นกระบวนการทางชีวภาพที่จุลินทรีย์ทำลายสารอินทรีย์ในกรณีที่ไม่มีออกซิเจน มันเกิดขึ้นในถังที่ปิดผนึก, อุ่น (ย่อย) ในระยะเวลา 15-30 วัน (สำหรับเวทีเดียวทั่วไป) ผลิตภัณฑ์หลักคือกากตะกอนที่มีความเสถียร (ย่อย) และก๊าซชีวภาพซึ่งเป็นส่วนผสมที่มีค่าเป็นหลักของมีเธน (60-70%) และคาร์บอนไดออกไซด์ (30-40%) มีเธนสามารถจับและใช้เป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียน (เช่นสำหรับให้ความร้อนกับเครื่องย่อยไฟฟ้าผลิตกระแสไฟฟ้า)

  • ข้อดี: ผลิตพลังงานหมุนเวียน (ก๊าซชีวภาพ) การลดเชื้อโรคอย่างมีนัยสำคัญการรักษาเสถียรภาพที่ดีลดปริมาณกากตะกอนทำให้เกิดสารอาหารที่อุดมด้วยสารอาหาร

  • ข้อเสีย: ต้องมีการควบคุมกระบวนการที่เข้มงวด (อุณหภูมิ, pH), เวลาเก็บรักษาที่ยาวนาน, ไวต่อสารพิษ, ต้นทุนเงินทุนเริ่มต้นอาจสูง

3.2.2. การย่อยแบบแอโรบิค

การย่อยแบบแอโรบิคเป็นกระบวนการทางชีวภาพที่คล้ายกับกระบวนการกากตะกอนที่เปิดใช้งาน แต่ออกแบบมาสำหรับการเติมอากาศแบบขยายในถังเปิดหรือครอบคลุม จุลินทรีย์แอโรบิกทำลายสารอินทรีย์ในที่ที่มีออกซิเจนกินของแข็งระเหยและลดจำนวนเชื้อโรค โดยทั่วไปแล้วจะทำงานที่อุณหภูมิโดยรอบแม้ว่าการย่อยแบบแอโรบิก thermophilic (ที่อุณหภูมิสูงกว่า) สามารถให้อัตราที่เร็วขึ้นและการทำลายเชื้อโรคที่ดีขึ้น

  • ข้อดี: ง่ายกว่าการทำงานมากกว่าการย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนค่าใช้จ่ายเงินทุนที่ต่ำกว่าสำหรับพืชขนาดเล็กการรักษาเสถียรภาพที่ดีและการควบคุมกลิ่น

  • ข้อเสีย: การใช้พลังงานสูงสำหรับการเติมอากาศไม่มีการกู้คืนพลังงานการลดของของแข็งที่ระเหยได้น้อยลงเมื่อเทียบกับการย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจน

3.2.3. การรักษาเสถียรภาพของมะนาว

การรักษาเสถียรภาพของมะนาวเกี่ยวข้องกับการเพิ่ม Quicklime (แคลเซียมออกไซด์) หรือมะนาวไฮเดรต (แคลเซียมไฮดรอกไซด์) เพื่อกากตะกอนเพื่อเพิ่มค่า pH เป็น 12 หรือสูงกว่า สภาพแวดล้อมที่มีค่า pH สูงนี้เป็นศัตรูกับจุลินทรีย์ส่วนใหญ่ลดระดับเชื้อโรคอย่างมีนัยสำคัญและยับยั้งการทำงานของแบคทีเรียที่เน่าเปื่อย ค่า pH สูงยังผูกโลหะหนักและปรับปรุงลักษณะการแยกน้ำ

  • ข้อดี: การทำลายเชื้อโรคที่มีประสิทธิภาพง่ายต่อการใช้งานต้นทุนที่ค่อนข้างต่ำ

  • ข้อเสีย: การเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญของปริมาณกากตะกอนและน้ำหนักเนื่องจากการเพิ่มมะนาวค่าใช้จ่ายต่อเนื่องของมะนาวศักยภาพในการปรับขนาดและการสึกหรอของอุปกรณ์ต้องมีการควบคุมค่า pH อย่างระมัดระวัง

3.2.4. การทำปุ๋ยหมัก

การทำปุ๋ยหมักเป็นกระบวนการทางชีวภาพแบบแอโรบิกที่มีการผสมตะกอนอินทรีย์กับสารพะวง (เช่นเศษไม้, ขี้เลื่อย, ฟาง) เพื่อให้แน่ใจว่ามีความพรุนสำหรับการไหลเวียนของอากาศ จุลินทรีย์จะสลายสารอินทรีย์ภายใต้สภาวะควบคุม (อุณหภูมิความชื้นความชื้นการเติมอากาศ) เปลี่ยนส่วนผสมให้เป็นวัสดุที่มีความเสถียรเหมือนซากพืช ความร้อนที่เกิดขึ้นในระหว่างการทำปุ๋ยหมัก (อุณหภูมิเทอร์โมฟิลิกโดยทั่วไปคือ 50-70 ° C) มีประสิทธิภาพในการทำลายเชื้อโรค

  • ข้อดี: ผลิตการแก้ไขดินที่มีค่าการทำลายเชื้อโรคที่ดีเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

  • ข้อเสีย: ต้องใช้พื้นที่ขนาดใหญ่การจัดการความชื้นและอุณหภูมิอย่างระมัดระวังศักยภาพสำหรับกลิ่นหากไม่ได้รับการจัดการอย่างถูกต้องต้องมีสารพะวงSความไวต่อสารปนเปื้อนในกากตะกอน

3.3. การทำให้แห้ง

การทำให้แห้ง เป็นกระบวนการของการลดปริมาณน้ำของกากตะกอนที่หนาหรือเสถียรต่อไปเปลี่ยนจากสถานะของเหลวหรือกึ่งของเหลวให้กลายเป็น "เค้ก" กึ่งแข็งที่มีปริมาณของแข็งสูงกว่ามาก (โดยทั่วไป 15-35%) สิ่งนี้จะช่วยลดปริมาณอย่างมีนัยสำคัญทำให้กากตะกอนง่ายขึ้นและประหยัดมากขึ้นในการขนส่งจัดเก็บและกำจัด การปรับอากาศทางเคมี (เช่นการเพิ่มพอลิเมอร์) มักใช้ก่อนที่จะทำการ dewatering เพื่อปรับปรุงการตกตะกอนและปล่อยน้ำที่ถูกผูกไว้

3.3.1. กดตัวกรองเข็มขัด

กดตัวกรองเข็มขัดใช้แรงดันเชิงกลในการบีบน้ำออกจากกากตะกอน กากตะกอนปรับอากาศถูกนำมาใช้ระหว่างเข็มขัดกรองสองรูพรุนที่ผ่านชุดลูกกลิ้ง เมื่อเข็มขัดมาบรรจบกันและถูกบีบด้วยลูกกลิ้งน้ำจะถูกบังคับผ่านสายพานและเค้กตะกอนจะถูกสร้างขึ้นและปล่อยออกมา

  • ข้อดี: การทำงานอย่างต่อเนื่องการใช้พลังงานค่อนข้างต่ำเหมาะสำหรับอัตราการไหลขนาดกลางถึงขนาดใหญ่ทำให้เกิดเค้กที่สอดคล้องกัน

  • ข้อเสีย: ต้องใช้พอลิเมอร์การทำความสะอาดสายพานอย่างสม่ำเสมออาจมีความอ่อนไหวต่อลักษณะกากตะกอนการบำรุงรักษาส่วนประกอบเชิงกล

3.3.2. เครื่องหมุนเหวี่ยง

เครื่องหมุนเหวี่ยงแยกของแข็งออกจากของเหลวโดยใช้แรงหมุนเหวี่ยง กากตะกอนปรับอากาศจะถูกป้อนเข้าไปในชามหมุนอย่างรวดเร็วซึ่งของแข็งที่หนาแน่นจะถูกโยนลงไปที่รอบนอกและอัดแน่นกับผนังชามในขณะที่ของเหลวที่เบากว่า (เซ็นอัตรา) ล้น โดยทั่วไปแล้วสกรูสายพานลำเลียงจะเคลื่อนที่ของแข็ง dewatered ไปยังทางออก

  • ข้อดี: รอยเท้าขนาดกะทัดรัดการกู้คืนของแข็งสูงการทำงานอัตโนมัติค่อนข้างไม่รู้สึกถึงการเปลี่ยนแปลงในคุณภาพของกากตะกอน

  • ข้อเสีย: การใช้พลังงานสูงอาจมีเสียงดังและสึกหรอสูงบนส่วนประกอบภายในต้องใช้พอลิเมอร์

3.3.3. กดฟิลเตอร์แผ่นและเฟรม

การกดฟิลเตอร์แผ่นและเฟรมเป็นอุปกรณ์ dewatering แบบแบทช์ที่ใช้การกรองความดัน กากตะกอนถูกสูบเข้าไปในห้องที่เกิดขึ้นจากชุดแผ่นปิดภาคเรียนที่ปกคลุมด้วยผ้ากรอง เมื่อแรงดันเกิดขึ้นน้ำจะถูกบังคับผ่านผ้ากรองในขณะที่ของแข็งจะถูกเก็บไว้ทำให้เค้กอยู่ในห้อง เมื่อห้องเต็มแล้วสื่อก็เปิดออกและเค้กที่เป็นของแข็งก็หลุดออกมา

  • ข้อดี: ผลิตเค้กกากตะกอนที่แห้งมาก (มักจะเป็นของแข็ง 30-50%) เหมาะสำหรับกากตะกอนที่ยากต่อการแห้งคุณภาพการกรองที่ดี

  • ข้อเสีย: การดำเนินการแบบแบทช์ (ไม่ต่อเนื่อง) ต้องใช้แรงงานมากขึ้นสำหรับการดำเนินงานและการทำความสะอาดต้นทุนเงินทุนที่สูงขึ้นอาจมีแนวโน้มที่จะทำให้ผ้ากรองไม่เห็น

3.3.4. เตียงแห้งกากตะกอน

เตียงแห้งกากตะกอนเป็นหนึ่งในวิธีการแยกน้ำที่เก่าแก่ที่สุดและง่ายที่สุดโดยอาศัยการระเหยตามธรรมชาติและการซึมผ่าน กากตะกอนถูกนำไปใช้ในชั้นบาง ๆ บนเตียงทรายและกรวดที่มีเส้นใต้ น้ำระเหยออกจากพื้นผิวและกรอง percolates ผ่านทรายและรวบรวมโดย underdrains โดยทั่วไปแล้วเตียงอบแห้งจะถูกเปิดออก แต่สามารถครอบคลุมเพื่อป้องกันฝน

  • ข้อดี: การใช้พลังงานต่ำการดำเนินงานที่เรียบง่ายค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานที่ต่ำมากผลิตเค้กที่แห้งมาก

  • ข้อเสีย: ต้องใช้พื้นที่ขนาดใหญ่ขึ้นอยู่กับสภาพอากาศสามารถสร้างกลิ่นและดึงดูดเวกเตอร์ใช้แรงงานเข้มข้นสำหรับการกำจัดเค้กเวลาอบแห้งระยะยาว (สัปดาห์ถึงเดือน)

4. เทคโนโลยีการบำบัดกากตะกอนขั้นสูง

ในขณะที่กระบวนการบำบัดกากตะกอนทั่วไปมีประสิทธิภาพการวิจัยและพัฒนาอย่างต่อเนื่องได้นำไปสู่เทคโนโลยีขั้นสูงที่ให้ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นการกู้คืนทรัพยากรที่มากขึ้นและผลลัพธ์ด้านสิ่งแวดล้อมที่ดีขึ้นมักจะจัดการกับความท้าทายเช่นการลดปริมาณตะกอนหรือการทำลายสารปนเปื้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยทั่วไปแล้วเทคโนโลยีเหล่านี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อทำลายสารอินทรีย์ที่ซับซ้อนลดภาระของเชื้อโรคหรือปลดล็อกพลังงานและศักยภาพของสารอาหารภายในกากตะกอน

4.1. ไฮโดรไลซิส

ความร้อนไฮโดรไลซิส (TH) เป็นขั้นตอนการรักษาก่อนมักจะใช้ร่วมกับการย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจน มันเกี่ยวข้องกับกากตะกอนความร้อนถึงอุณหภูมิสูง (โดยทั่วไปคือ 150-180 ° C) ภายใต้แรงกดดันในช่วงเวลาสั้น ๆ ตามด้วยการบีบอัดอย่างรวดเร็ว กระบวนการนี้แบ่งผนังเซลล์ของจุลินทรีย์และสารอินทรีย์อื่น ๆ ลง "การทำให้เหลว" อย่างมีประสิทธิภาพ

  • กลไก: เซลล์จุลินทรีย์ที่อุณหภูมิสูงและความดันแตกและไฮโดรไลซ์คอมเพล็กซ์พอลิเมอร์อินทรีย์ที่ซับซ้อนลงในสารประกอบที่ง่ายกว่าและละลายได้

  • ประโยชน์:

    • ปรับปรุงการย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจน: กากตะกอนไฮโดรไลซ์นั้นสามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพมากขึ้นนำไปสู่อัตราการย่อยอาหารที่เร็วขึ้นและการผลิตก๊าซชีวภาพที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ (มักจะมีเธนมากขึ้น 20-50%)

    • เพิ่มความสามารถในการแยกน้ำ: กากตะกอนที่ได้รับการบำบัดมักจะดีกว่ามากขึ้นเพื่อให้ได้ของแข็งเค้กที่สูงขึ้น (เช่น 25-35% หรือมากกว่า)

    • การทำลายเชื้อโรค: อุณหภูมิสูงจะทำลายเชื้อโรคได้อย่างมีประสิทธิภาพทำให้เกิดผลิตภัณฑ์ที่มีสภาพแวดล้อมสูง

    • ลดปริมาณกากตะกอน: ความสามารถในการแยกน้ำที่สูงขึ้นแปลโดยตรงเป็นปริมาณกากตะกอนน้อยกว่าสำหรับการกำจัด

  • ข้อเสีย: อินพุตพลังงานสูงสำหรับความร้อนอุปกรณ์พิเศษเพิ่มความซับซ้อนในการปฏิบัติงาน

4.2. กระบวนการออกซิเดชั่นขั้นสูง (AOPS)

AOPS เป็นกระบวนการบำบัดทางเคมีที่สร้างอนุมูลอิสระที่มีปฏิกิริยาสูงโดยส่วนใหญ่เป็นไฮดรอกซิลอนุมูลอิสระ ( โอ้) เพื่อออกซิไดซ์และทำลายสารปนเปื้อนอินทรีย์ที่หลากหลายในน้ำและกากตะกอน ในขณะที่ใช้กับกระแสของเหลวที่ใช้กันทั่วไป แต่การใช้งานของพวกเขาเพื่อกากตะกอนกำลังได้รับแรงฉุดสำหรับความท้าทายที่เฉพาะเจาะจง

  • กลไก: ตัวอย่าง ได้แก่ โอโซน, แสง UV ที่มีไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์หรือรีเอเจนต์ของเฟนตัน (ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ที่มีตัวเร่งปฏิกิริยาเหล็ก) กระบวนการเหล่านี้สร้างสารออกซิแดนท์ที่มีศักยภาพที่ไม่ได้เลือกโมเลกุลอินทรีย์

  • แอปพลิเคชันในกากตะกอน:

    • การทำลายสารปนเปื้อน: มีประสิทธิภาพสำหรับการทำลายสารพิษอินทรีย์ที่ถาวร (POPs) ยายาฆ่าแมลงและสารปนเปื้อนที่เกิดขึ้นใหม่อื่น ๆ ที่ทนต่อการรักษาทางชีวภาพแบบดั้งเดิม

    • การละลายของกากตะกอน: สามารถช่วยในการละลายสารอินทรีย์อาจช่วยเพิ่มกระบวนการทางชีวภาพแบบปลายน้ำหรือความสามารถในการแยกน้ำ

    • การควบคุมกลิ่น: สามารถออกซิไดซ์สารประกอบที่ทำให้เกิดกลิ่นได้

  • ข้อเสีย: ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานที่สูง (การบริโภครีเอเจนต์พลังงานสำหรับ UV) ศักยภาพในการก่อตัวของผลพลอยได้มักจะต้องใช้การจัดการสารเคมีเป็นพิเศษ

4.3. เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพเมมเบรน (MBR) สำหรับการลดตะกอน

ในขณะที่ MBRs เป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องการผลิตน้ำเสียคุณภาพสูงในการบำบัดน้ำเสียของเหลวพวกเขายังมีผลกระทบต่อการจัดการกากตะกอน โดยการรวมเยื่อหุ้มเซลล์ (การกรองไมโครฟิล์มหรือการกรอง ultrafiltration) กับกากตะกอนเปิดใช้งาน MBRs ทำงานที่ความเข้มข้นของสารแขวนลอย (MLSs) ที่มีสุราผสมสูงขึ้น

  • กลไก: เมมเบรนแยกของแข็งทางร่างกายออกจากน้ำที่ผ่านการบำบัดทำให้ความเข้มข้นของชีวมวลสูงมากในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ SRT ที่ขยายออกไปในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพช่วยให้จุลินทรีย์ได้รับการหายใจภายนอกซึ่งหมายความว่าพวกเขาใช้มวลเซลล์ของตัวเองเพื่อพลังงานเมื่อแหล่งอาหารภายนอกมี จำกัด

  • ประโยชน์สำหรับกากตะกอน:

    • ลดการผลิตกากตะกอน: SRT ที่ขยายออกไปจะนำไปสู่การผลิตตะกอนส่วนเกินที่ลดลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับระบบกากตะกอนที่เปิดใช้งานทั่วไป (มักจะน้อยกว่า 30-50%)

    • น้ำทิ้งคุณภาพสูง: แม้ว่าจะไม่ได้รับประโยชน์จากกากตะกอนโดยตรง แต่เป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญของเทคโนโลยี MBR โดยรวม

  • ข้อเสีย: ทุนที่สูงขึ้นและค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน (การเปลี่ยนเมมเบรนพลังงานสำหรับการเติมอากาศและการกรอง) ศักยภาพสำหรับการเปรอะเปื้อนของเมมเบรน

4.4. ไพโรไลซิสและแก๊ส

เหล่านี้เป็นเทคโนโลยีการแปลงเทอร์โมเคมีที่ประมวลผลกากตะกอนแห้งหรือแห้งที่อุณหภูมิสูงในสภาพแวดล้อมที่ควบคุมเพื่อผลิตผลิตภัณฑ์ที่อุดมด้วยพลังงานและสารตกค้างที่เป็นของแข็งลดลง พวกเขาได้รับการพิจารณาว่ามีความสามารถในการลดปริมาณกากตะกอนและกู้คืนพลังงานอย่างมีนัยสำคัญ

4.4.1 ไพโรไลซิส

ไพโรไลซิสเกี่ยวข้องกับตะกอนทำความร้อนในกรณีที่ไม่มีออกซิเจนถึงอุณหภูมิโดยทั่วไปตั้งแต่ 300-900 ° C

  • สินค้า: กระบวนการนี้ให้ผลผลิตสามผลิตภัณฑ์หลัก:

    • น้ำมันไบโอ (น้ำมันไพโรไลซิส): เชื้อเพลิงเหลวที่มีปริมาณพลังงานสูง

    • syngas: ก๊าซที่ติดไฟได้ (ส่วนใหญ่ CO, H2, CH4)

    • Biochar: สารตกค้างของแข็งที่อุดมไปด้วยคาร์บอนซึ่งอาจใช้งานได้ในการแก้ไขดินหรือดูดซับ

  • ประโยชน์: การลดปริมาณอย่างมีนัยสำคัญการผลิตผลิตภัณฑ์พลังงานที่มีค่าศักยภาพในการกู้คืนสารอาหารในชีวภาพ

  • ข้อเสีย: ต้องมีการแห้งอย่างมีนัยสำคัญของกากตะกอนความซับซ้อนของการทำให้บริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์, ศักยภาพในการปล่อยมลพิษที่เป็นอันตรายหากไม่ได้ควบคุมอย่างเหมาะสม

4.4.2. การทำให้เป็นแก๊ส

การแปรสภาพเป็นแก๊สเป็นกระบวนการออกซิเดชันบางส่วนที่ทำให้ความร้อนตกตะกอนถึงอุณหภูมิสูง (700-1400 ° C) ที่มีออกซิเจนจำนวน จำกัด (ไม่เพียงพอสำหรับการเผาไหม้ที่สมบูรณ์)

  • สินค้า: ผลิตภัณฑ์หลักคือ syngas (ก๊าซสังเคราะห์) ก๊าซเชื้อเพลิงประกอบด้วยคาร์บอนมอนอกไซด์ส่วนใหญ่ไฮโดรเจนและมีเธน syngas นี้สามารถใช้ในการผลิตกระแสไฟฟ้าหรือความร้อน นอกจากนี้ยังมีการผลิตเถ้าตกค้าง

  • ประโยชน์: ประสิทธิภาพการกู้คืนพลังงานสูงผลิตก๊าซเชื้อเพลิงที่สะอาดกว่าการเผาไหม้โดยตรงการลดปริมาณอย่างมีนัยสำคัญสามารถจัดการของเสียอินทรีย์ต่างๆได้

  • ข้อเสีย: ต้องใช้การทำความสะอาดก๊าซที่เข้มงวดความไวต่อลักษณะวัตถุดิบอุณหภูมิการทำงานสูง

5. วิธีการกำจัดกากตะกอน

หลังจากผ่านกระบวนการรักษาต่าง ๆ (ความหนา, การรักษาเสถียรภาพ, dewatering), กากตะกอนที่เกิดขึ้นซึ่งตอนนี้มักจะเรียกว่า biosolids (หากตรงตามเกณฑ์คุณภาพเฉพาะสำหรับการใช้ประโยชน์ที่เป็นประโยชน์) จะต้องได้รับการกำจัดอย่างปลอดภัยและมีความรับผิดชอบหรือนำกลับมาใช้ใหม่ ในอดีตการกำจัดเป็นข้อกังวลหลัก แต่การใช้ซ้ำจะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ อย่างไรก็ตามด้วยเหตุผลหลายประการการกำจัดยังคงเป็นส่วนสำคัญของกลยุทธ์การจัดการกากตะกอนทั่วโลก วิธีการกำจัดที่พบบ่อยที่สุด ได้แก่ การใช้ที่ดิน (เป็นรูปแบบของการใช้ซ้ำที่เป็นประโยชน์) การฝังกลบและการเผา

5.1. แอปพลิเคชันที่ดิน (นำกลับมาใช้ใหม่เป็น biosolids)

แอปพลิเคชันที่ดินเป็นวิธีที่ได้รับความนิยมอย่างมากสำหรับกากตะกอนเทศบาลที่ได้รับการรักษาซึ่งตรงตามมาตรฐานคุณภาพเฉพาะทำให้สามารถใช้ประโยชน์ได้อย่างเป็นประโยชน์ในการแก้ไขดินหรือปุ๋ย เมื่อกากตะกอนได้รับการรักษาเพื่อให้ได้การลดลงของเชื้อโรคที่เข้มงวดและขีด จำกัด ของโลหะหนักมันมักจะเรียกว่า "biosolids"

  • กลไก: biosolids ที่มีความเสถียรและ dewatered ถูกนำไปใช้กับพื้นที่เกษตรกรรมที่ดินที่ถูกรบกวน (เช่นไซต์การถมข้าวของเหมือง) ป่าไม้หรือสถานที่ใช้งานที่ดินโดยเฉพาะ พวกเขาสามารถนำไปใช้ในรูปแบบของเหลวเค้กหรือรูปแบบเม็ดมักจะแพร่กระจายบนพื้นผิวหรือฉีดเข้าไปในดิน

  • ประโยชน์:

    • การขี่จักรยานสารอาหาร: Biosolids อุดมไปด้วยสารอาหารที่จำเป็น (ไนโตรเจน, ฟอสฟอรัส, คาร์บอนอินทรีย์), ลดความจำเป็นในการใช้ปุ๋ยสังเคราะห์

    • การปรับปรุงดิน: อินทรียวัตถุใน biosolids ช่วยปรับปรุงโครงสร้างดินการกักเก็บน้ำและกิจกรรมของจุลินทรีย์

    • การกู้คืนทรัพยากร: เปลี่ยนผลิตภัณฑ์ "ขยะ" ให้เป็นทรัพยากรที่มีค่าสอดคล้องกับหลักการเศรษฐกิจแบบวงกลม

    • คุ้มค่า: สามารถประหยัดได้มากกว่าวิธีการกำจัดอื่น ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากมีความต้องการในท้องถิ่น

  • ข้อควรพิจารณาและข้อบังคับ:

    • การลดเชื้อโรค: กฎระเบียบที่เข้มงวด (เช่น 40 CFR ส่วนที่ 503 ของ EPA ในสหรัฐอเมริกา) กำหนดระดับการลดเชื้อโรค (biosolids คลาส A หรือคลาส B) ตามการใช้งานที่ตั้งใจไว้

    • ขีด จำกัด โลหะหนัก: ขีด จำกัด ถูกกำหนดไว้สำหรับความเข้มข้นของโลหะหนักเพื่อป้องกันการสะสมในดินและการดูดซึมที่อาจเกิดขึ้นจากพืช

    • อัตราการสมัคร: อัตราถูกควบคุมให้ตรงกับความต้องการสารอาหารของพืชและป้องกันการไหลบ่าของสารอาหารหรือการปนเปื้อนของน้ำใต้ดิน

    • การยอมรับสาธารณะ: การรับรู้และการยอมรับของประชาชนอาจเป็นสิ่งที่ท้าทายเนื่องจากความกังวลทางประวัติศาสตร์ (มักจะเข้าใจผิด) เกี่ยวกับตะกอน

    • สารปนเปื้อนที่เกิดขึ้นใหม่: การปรากฏตัวของสารปนเปื้อนที่เกิดขึ้นใหม่ (เช่น PFAs) ใน biosolids เป็นพื้นที่พัฒนาของข้อกังวลด้านกฎระเบียบและวิทยาศาสตร์

5.2. การฝังกลบ

การฝังกลบเกี่ยวข้องกับการสะสมกากตะกอน dewatered ในหลุมฝังกลบสุขาภิบาลทางวิศวกรรม ในขณะที่มักจะเป็นตัวเลือกทางเลือกหรือใช้สำหรับกากตะกอนที่ไม่ตรงตามเกณฑ์การใช้ซ้ำที่เป็นประโยชน์ แต่ก็เป็นส่วนสำคัญของการกำจัดกากตะกอนทั่วโลก

  • กลไก: เค้กกากตะกอน Dewatered ถูกส่งไปยังหลุมฝังกลบที่ได้รับอนุญาตและวางไว้ในเซลล์ที่กำหนด หลุมฝังกลบสุขาภิบาลที่ทันสมัยได้รับการออกแบบด้วย liners ระบบเก็บน้ำชะขยะและระบบเก็บก๊าซเพื่อลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

  • ประโยชน์:

    • ค่อนข้างง่าย: เมื่อ dewatered การฝังกลบเป็นวิธีการกำจัดที่ตรงไปตรงมาจากมุมมองการปฏิบัติงาน

    • การลดระดับเสียง: Dewatering ช่วยลดปริมาณที่ต้องการพื้นที่ฝังกลบอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับกากตะกอนของเหลว

    • ความยืดหยุ่น: สามารถรองรับลักษณะกากตะกอนที่หลากหลายรวมถึงผู้ที่มีระดับสารปนเปื้อนที่สูงขึ้น (แม้ว่าจะต้องมีการจัดการพิเศษหรือหลุมฝังกลบเฉพาะ)

  • ข้อเสีย:

    • การสูญเสียทรัพยากร: ไม่มีการกู้คืนพลังงานหรือสารอาหาร

    • การใช้ที่ดิน: ต้องใช้พื้นที่สำคัญสำหรับพื้นที่ฝังกลบ

    • ความเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อมระยะยาว: ศักยภาพในการผลิตน้ำชะขยะ (น้ำใต้ดินที่ปนเปื้อน) และก๊าซหลุมฝังกลบ (มีเธนก๊าซเรือนกระจกที่มีศักยภาพ) ซึ่งต้องมีการตรวจสอบและจัดการอย่างต่อเนื่อง

    • ต้นทุนที่สูงขึ้น: ค่าธรรมเนียมการให้ทิปฝังกลบเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องทำให้มีความน่าสนใจทางเศรษฐกิจน้อยลง

5.3. การเผา

การเผาที่เกี่ยวข้องกับการเผาไหม้ที่ควบคุมของกากตะกอน dewatered ที่อุณหภูมิสูง (โดยทั่วไปคือ 750-950 ° C) เพื่อลดปริมาณและมวลของมันฆ่าเชื้อและทำลายสารอินทรีย์

  • กลไก: กากตะกอนถูกป้อนเข้าสู่เตาเผาขยะพิเศษ (เช่นหลายเตา, เตียงฟลูอิไดซ์, เตาเผาแบบหมุน) อุณหภูมิสูงจะเผาผลาญเนื้อหาอินทรีย์ทิ้งไว้ข้างหลังเถ้าเฉื่อย บางครั้งพลังงานสามารถกู้คืนได้จากความร้อนที่เกิดขึ้น

  • ประโยชน์:

    • การลดปริมาณอย่างมีนัยสำคัญ: ลดปริมาณตะกอนลง 90-95% และมวล 60-70% เหลือเพียงเถ้าเท่านั้น

    • การทำลายเชื้อโรคที่สมบูรณ์: อุณหภูมิสูงช่วยให้เกิดการทำลายเชื้อโรคอย่างสมบูรณ์

    • ศักยภาพในการกู้คืนพลังงาน: สามารถกู้คืนความร้อนเพื่อสร้างไอน้ำหรือไฟฟ้าค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานที่ชดเชย

    • การทำลายสารปนเปื้อน: ทำลายสารปนเปื้อนอินทรีย์ส่วนใหญ่

  • ข้อเสีย:

    • ต้นทุนเงินทุนสูงและการดำเนินงาน: เตาเผาขยะมีความซับซ้อนและมีราคาแพงในการสร้างและใช้งาน การใช้พลังงาน (สำหรับ dewatering และเชื้อเพลิงเสริม) อาจสูง

    • การปล่อยอากาศ: ศักยภาพสำหรับมลพิษทางอากาศ (อนุภาค, NOX, SOX, โลหะหนัก, ไดออกซิน, Furans) ที่ต้องการระบบควบคุมมลพิษทางอากาศที่ซับซ้อนซึ่งเพิ่มค่าใช้จ่ายและความซับซ้อน

    • การกำจัดเถ้า: ต้องมีการกำจัดเถ้าที่เหลือซึ่งอาจมีโลหะหนักเข้มข้นและต้องมีการฝังกลบเป็นพิเศษ

    • ฝ่ายค้านสาธารณะ: มักจะเผชิญกับการต่อต้านสาธารณะที่แข็งแกร่งเนื่องจากความกังวลเกี่ยวกับคุณภาพอากาศและการปล่อยมลพิษ

6. การจัดการกากตะกอนและนำมาใช้ซ้ำ

การจัดการกากตะกอนน้ำเสียที่ทันสมัยกำลังเปลี่ยนจากความคิด "กำจัด" ไปสู่กระบวนทัศน์ "นำกลับมาใช้ใหม่" หรือ "การกู้คืนทรัพยากร" กระบวนทัศน์นี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อลดของเสียลูปสารอาหารอย่างใกล้ชิดและสกัดค่าจากส่วนประกอบอินทรีย์และอนินทรีย์ของกากตะกอนซึ่งสอดคล้องกับหลักการของเศรษฐกิจแบบวงกลม การจัดการกากตะกอนที่มีประสิทธิภาพครอบคลุมไม่เพียง แต่กระบวนการบำบัดเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการตัดสินใจเชิงกลยุทธ์เกี่ยวกับวิธีการที่วัสดุที่ได้รับการรักษา (มักจะใช้ไบโอโซล)

6.1. การจัดการ biosolids

"Biosolids" เป็นคำที่ใช้เป็นพิเศษสำหรับกากตะกอนน้ำเสียของเทศบาลที่ได้รับการบำบัดซึ่งตรงตามข้อกำหนดด้านกฎระเบียบของรัฐบาลกลางและท้องถิ่นเพื่อการใช้ประโยชน์โดยเฉพาะอย่างยิ่งการใช้ที่ดิน การจัดการ biosolids เกี่ยวข้องกับวิธีการแบบองค์รวมตั้งแต่ตัวเลือกการรักษาเบื้องต้นไปจนถึงการกระจายการจัดเก็บและการใช้งาน

  • การจำแนกคุณภาพ: ในสหรัฐอเมริกากฎระเบียบ 403 CFR ส่วนที่ 503 ของ EPA แบ่งประเภท biosolids ออกเป็นสองประเภทหลักขึ้นอยู่กับการลดเชื้อโรคและการลดการดึงดูดเวกเตอร์:

    • biosolids คลาส A: เป็นไปตามข้อกำหนดการลดเชื้อโรคที่เข้มงวด (เช่นแทบไม่มีเชื้อโรคที่ตรวจพบได้) และสามารถใช้กับข้อ จำกัด น้อยที่สุดคล้ายกับปุ๋ยเชิงพาณิชย์ สิ่งนี้มักเกี่ยวข้องกับกระบวนการต่าง ๆ เช่นการทำปุ๋ยหมักการอบแห้งความร้อนหรือการไฮโดรไลซิสความร้อน

    • biosolids คลาส B: ตรงตามข้อกำหนดการลดเชื้อโรคที่เข้มงวดน้อยลง แต่ยังคงลดระดับเชื้อโรค การใช้งานของพวกเขาขึ้นอยู่กับข้อ จำกัด ของไซต์เช่นการเข้าถึงสาธารณะที่ จำกัด ข้อ จำกัด การเก็บเกี่ยวพืชผลและช่วงเวลาการเลี้ยงสัตว์ที่ จำกัด เพื่อให้แน่ใจว่าการคุ้มครองสุขภาพของประชาชน

  • การลดแรงดึงดูดของเวกเตอร์: วิธีการลดแรงดึงดูดของเวกเตอร์ (เช่นแมลงวันหนู) ไปยังไบโอโซลิดนั้นได้รับการควบคุมและรวมถึงกระบวนการเช่นการย่อยแบบแอโรบิคหรือแอโรบิค

  • การจัดการโปรแกรม: โปรแกรมการจัดการ biosolids ที่มีประสิทธิภาพเกี่ยวข้องกับการตรวจสอบอย่างต่อเนื่องของคุณภาพกากตะกอนการติดตามไซต์แอปพลิเคชันการเผยแพร่ประชาสัมพันธ์สาธารณะและการรายงานการปฏิบัติตามกฎระเบียบไปยังหน่วยงานกำกับดูแล

6.2. กากสะเด็ดพลังงาน

เนื้อหาอินทรีย์ภายในตะกอนน้ำเสียเป็นแหล่งพลังงานที่สำคัญของพลังงานที่เป็นตัวเป็นตน เทคโนโลยีที่แปลงพลังงานนี้เป็นรูปแบบที่ใช้งานได้เป็นสิ่งสำคัญในการจัดการกากตะกอนอย่างยั่งยืนลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลและลดต้นทุนการดำเนินงานสำหรับโรงบำบัดน้ำเสีย

  • การผลิตก๊าซชีวภาพ (การย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจน): ตามที่กล่าวไว้ในส่วน 3.2.1 การย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนเป็นรากฐานที่สำคัญของการริเริ่มตะกอนต่อพลังงาน ก๊าซชีวภาพที่อุดมไปด้วยมีเธนที่ผลิตได้สามารถ:

    • ติดไฟในสถานที่: ในหน่วยความร้อนและพลังงานรวม (CHP) เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าและความร้อนสำหรับการดำเนินงานของโรงงานเอง

    • อัพเกรดเป็นไบโออีมีเทน (ก๊าซธรรมชาติทดแทน): โดยการกำจัดสิ่งสกปรก (CO2, H2S) ก๊าซชีวภาพสามารถปรับปรุงให้เป็นก๊าซธรรมชาติคุณภาพไปป์ไลน์และฉีดเข้าไปในกริดหรือใช้เป็นเชื้อเพลิงยานพาหนะ

  • เทคโนโลยีความร้อน (ไพโรไลซิส, แก๊ส, การเผาด้วยการกู้คืนพลังงาน):

    • ไพโรไลซิสและแก๊ส (มาตรา 4.4): กระบวนการเหล่านี้แปลงกากตะกอนเป็นน้ำมันชีวภาพและ/หรือซินกาสซึ่งเป็นพาหะพลังงานที่มีค่า

    • การเผาด้วยการกู้คืนพลังงาน (ส่วน 5.3): ในขณะที่วิธีการกำจัดสำหรับการลดระดับเสียงเป็นหลักเตาเผาขยะที่ทันสมัยสามารถออกแบบด้วยระบบกู้คืนความร้อน (โรงงานเสียต่อพลังงาน) เพื่อสร้างไอน้ำหรือไฟฟ้าจากความร้อนจากการเผาไหม้

  • การเผาไหม้โดยตรง: ในบางกรณีกากตะกอนแห้งสามารถร่วมกับเชื้อเพลิงอื่น ๆ (เช่นถ่านหินชีวมวล) ในหม้อไอน้ำอุตสาหกรรมหรือเตาเผาซีเมนต์เพื่อสร้างพลังงาน

6.3. การกู้คืนสารอาหาร (เช่นฟอสฟอรัสไนโตรเจน)

กากตะกอนน้ำเสียเป็นแหล่งที่เข้มข้นของสารอาหารพืชที่จำเป็นโดยเฉพาะฟอสฟอรัสและไนโตรเจนซึ่งเป็นทรัพยากรที่ จำกัด การกู้คืนสารอาหารเหล่านี้จะช่วยป้องกันการปลดปล่อยของพวกเขาสู่สภาพแวดล้อม (ซึ่งอาจทำให้เกิดยูโทรฟิเคชั่น) และเป็นทางเลือกที่ยั่งยืนสำหรับปุ๋ยสังเคราะห์

  • การกู้คืนฟอสฟอรัส:

    • การตกตะกอนของ Struvite: หนึ่งในเทคโนโลยีที่มีแนวโน้มมากที่สุดเกี่ยวข้องกับการควบคุมการตกตะกอนของ struvite (แมกนีเซียมแอมโมเนียมฟอสเฟต, MGNH4 PO4 ⋅6H2 O) จากการขุดเจาะแบบไม่ใช้ออกซิเจน (ของเหลวที่มีฟอสฟอรัสสูงและความเข้มข้นของไนโตรเจน) หรือโดยตรงจากตะกอน Struvite เป็นปุ๋ยที่มีคุณภาพสูง

    • Ash Valorization: หากกากตะกอนถูกเผาไหม้เถ้ามักจะมีฟอสฟอรัสเข้มข้นที่สามารถสกัดและรีไซเคิลได้

  • การกู้คืนไนโตรเจน:

    • แอมโมเนียปอก/ดูดซึม: แอมโมเนีย (รูปแบบของไนโตรเจน) สามารถถูกถอดออกจากลำธารเหลว (เช่นบ่อหมัก supernatant) และกู้คืนเป็นแอมโมเนียมซัลเฟตซึ่งเป็นปุ๋ยทั่วไป

    • Anammox (ออกซิเดชันแอมโมเนียมแบบไม่ใช้ออกซิเจน): ในขณะที่กระบวนการบำบัดน้ำเสียเป็นหลักจะช่วยลดปริมาณไนโตรเจนที่ส่งคืนจากการบำบัดกากตะกอนที่มีส่วนช่วยในการจัดการสารอาหารทางอ้อม

  • ประโยชน์: ลดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม (ยูโทรฟิเคชั่น), อนุรักษ์เขตสงวนฟอสฟอรัส จำกัด , สร้างผลิตภัณฑ์ปุ๋ยที่มีค่าลดความต้องการสำหรับการผลิตปุ๋ยสังเคราะห์ที่ใช้พลังงานมาก

6.4. กากตะกอนเป็นการแก้ไขดิน

นอกเหนือจากปริมาณสารอาหารแล้วสารอินทรีย์ใน biosolids สามารถปรับปรุงคุณภาพของดินได้อย่างมีนัยสำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งในดินที่เสื่อมโทรมหรือเป็นสารอาหาร นี่คือประโยชน์หลักของการใช้ที่ดิน

  • การปรับปรุงโครงสร้างดิน: สารอินทรีย์ทำหน้าที่เป็นตัวแทนที่มีผลผูกพันปรับปรุงการรวมตัวของดินการเติมอากาศและความสามารถในการใช้งานได้

  • การกักเก็บน้ำ: เพิ่มความสามารถของดินในการกักเก็บน้ำลดความต้องการการชลประทานและปรับปรุงความต้านทานต่อภัยแล้ง

  • กิจกรรมจุลินทรีย์: จัดหาแหล่งคาร์บอนสำหรับจุลินทรีย์ในดินที่เป็นประโยชน์เพิ่มสุขภาพของดินโดยรวมและการปั่นจักรยานของสารอาหาร

  • การควบคุมการกัดเซาะ: โครงสร้างดินที่ดีขึ้นและพืชพรรณที่เพิ่มขึ้น (เนื่องจากความอุดมสมบูรณ์ที่เพิ่มขึ้น) สามารถลดการพังทลายของดิน

  • การบุกเบิกดินแดนที่เสื่อมโทรม: Biosolids มีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการฟื้นฟูความอุดมสมบูรณ์และปกคลุมพืชไปยังสถานที่ที่ถูกรบกวนเช่นดินแดนเหมืองแร่สถานที่ปนเปื้อนหรือพื้นที่ที่ถูกกัดเซาะสูง

7. ด้านกฎระเบียบของการบำบัดและกำจัดกากตะกอน

การจัดการกากตะกอนน้ำเสียไม่ได้เป็นเพียงความท้าทายทางเทคนิค แต่ยังเป็นกิจกรรมที่มีการควบคุมอย่างหนัก เนื่องจากศักยภาพในการมีเชื้อโรคโลหะหนักและสารปนเปื้อนอื่น ๆ จึงมีกฎระเบียบที่เข้มงวดในการปกป้องสุขภาพของประชาชนและสิ่งแวดล้อม กฎระเบียบเหล่านี้กำหนดทุกอย่างตั้งแต่มาตรฐานการรักษาไปจนถึงวิธีการกำจัดและข้อกำหนดการตรวจสอบ

7.1. กฎระเบียบ EPA (เช่น 40 CFR ตอนที่ 503)

ในสหรัฐอเมริกากฎระเบียบหลักของรัฐบาลกลางที่ควบคุมการใช้และการกำจัดกากตะกอนน้ำเสีย (biosolids) คือ รหัสกฎระเบียบของรัฐบาลกลาง (CFR) ชื่อ 40 ส่วนที่ 503 - มาตรฐานสำหรับการใช้หรือการกำจัดกากตะกอนน้ำเสีย รู้จักกันทั่วไปว่า "ตอนที่ 503" หรือ "กฎ biosolids" กฎที่ครอบคลุมนี้ประกาศโดยสำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมของสหรัฐอเมริกา (EPA) กำหนดมาตรฐานระดับชาติขั้นต่ำสำหรับการปฏิบัติด้านคุณภาพและการจัดการ biosolids

  • วัตถุประสงค์: เป้าหมายหลักของส่วนที่ 503 คือการปกป้องสุขภาพของประชาชนและสิ่งแวดล้อมเมื่อใช้กากตะกอนน้ำเสียเป็นปุ๋ยหรือกำจัด

  • ข้อกำหนดที่สำคัญ:

    • ขีด จำกัด มลพิษ: กำหนดขีด จำกัด เชิงตัวเลขสำหรับโลหะหนัก 10 ชนิด (สารหนู, แคดเมียม, โครเมียม, ทองแดง, ตะกั่ว, ปรอท, โมลิบดีนัม, นิกเกิล, ซีลีเนียม, สังกะสี) ใน biosolids เพื่อป้องกันผลกระทบต่อสุขภาพของมนุษย์และสิ่งแวดล้อม Biosolids จะต้องเป็นไปตาม "ขีดจำกัดความเข้มข้นของมลพิษ" เหล่านี้

    • การลดเชื้อโรค: กำหนดสองระดับของการลดเชื้อโรค:

      • Class A: บรรลุการหยุดการทำงานของเชื้อโรคที่สมบูรณ์และสามารถใช้กับข้อ จำกัด น้อยที่สุด ต้องใช้กระบวนการบำบัดที่เฉพาะเจาะจง (เช่นการทำปุ๋ยหมักการอบแห้งความร้อนการไฮโดรไลซิสความร้อน) หรือการตรวจสอบอย่างเข้มงวดเพื่อแสดงให้เห็นถึงการทำลายเชื้อโรค

      • คลาส B: บรรลุการลดเชื้อโรคอย่างมีนัยสำคัญ แต่อาจยังมีเชื้อโรคที่ตรวจพบได้ การใช้งานขึ้นอยู่กับแนวทางปฏิบัติด้านการจัดการเฉพาะสถานที่ (เช่นข้อ จำกัด ในการเข้าถึงสาธารณะการเก็บเกี่ยวพืชผลไม้สัตว์) เพื่อป้องกันการสัมผัส

    • การลดแรงดึงดูดของเวกเตอร์: ต้องใช้มาตรการเพื่อลดความสามารถของเวกเตอร์ (เช่นแมลงวันยุงหนูหนู) ที่จะดึงดูดและแพร่กระจายเชื้อโรคจากไบโอโซล วิธีการรวมถึงการลดของของแข็งระเหยการปรับค่า pH (การรักษาเสถียรภาพของมะนาว) หรือการอบแห้ง

    • แนวทางปฏิบัติด้านการจัดการ: ระบุข้อกำหนดทั่วไปสำหรับการใช้ที่ดินการกำจัดพื้นผิว (MONOFILLS) และการเผารวมถึงโซนบัฟเฟอร์ข้อ จำกัด ของไซต์และพารามิเตอร์การดำเนินงาน

    • การตรวจสอบและบันทึก: มอบหมายการตรวจสอบคุณภาพ biosolids อย่างสม่ำเสมอ (มลพิษ, เชื้อโรค, การดึงดูดเวกเตอร์) และการบันทึกการบันทึกอย่างพิถีพิถันเพื่อให้แน่ใจว่ามีการปฏิบัติตามและอนุญาตให้มีการกำกับดูแล

    • การรายงาน: ต้องมีการรายงานผลการตรวจสอบและสถานะการปฏิบัติตามกฎระเบียบแก่หน่วยงานที่ได้รับอนุญาต (โดยทั่วไปแล้วหน่วยงานด้านสิ่งแวดล้อมของรัฐ)

7.2. กฎระเบียบของรัฐและท้องถิ่น

ในขณะที่ส่วนที่ 503 จัดทำชั้นของรัฐบาลกลางรัฐแต่ละรัฐและเขตอำนาจศาลท้องถิ่นมักจะใช้กฎระเบียบของตนเองซึ่งอาจเข้มงวดกว่าข้อกำหนดของรัฐบาลกลาง

  • หน่วยงานด้านสิ่งแวดล้อมของรัฐ: รัฐส่วนใหญ่มีโปรแกรม biosolids ของตนเองซึ่งได้รับมอบหมายจาก EPA ภายใต้พระราชบัญญัติน้ำสะอาดหรือพัฒนาอย่างอิสระ กฎระเบียบของรัฐเหล่านี้อาจ:

    • เพิ่มมลพิษมากขึ้นในรายการที่มีการควบคุม

    • กำหนดขีด จำกัด ที่เข้มงวดกับมลพิษที่มีอยู่

    • ต้องการการลดระดับเชื้อโรคในระดับที่สูงขึ้นหรือการลดการดึงดูดเวกเตอร์ที่เข้มงวดมากขึ้นสำหรับการใช้งานบางอย่าง

    • ระบุโซนบัฟเฟอร์เพิ่มเติมหรือเงื่อนไขเฉพาะไซต์สำหรับแอปพลิเคชันที่ดิน

    • ต้องการใบอนุญาตสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า biosolids, transporters และ appliers

  • กฎหมายท้องถิ่น: เมืองมณฑลหรือหน่วยงานระดับภูมิภาคอาจมีกฎหมายท้องถิ่นที่ควบคุมการใช้หรือกำจัด biosolids ต่อไปโดยเฉพาะอย่างยิ่งเกี่ยวกับเสียง, กลิ่น, การจราจรของรถบรรทุกหรือการแบ่งเขตการใช้ที่ดินเฉพาะ สิ่งเหล่านี้มักได้รับการพัฒนาเพื่อตอบสนองต่อความกังวลของชุมชนในท้องถิ่นหรือสภาพแวดล้อมที่เป็นเอกลักษณ์

  • อนุญาต: โรงบำบัดน้ำเสียมักจะต้องมีใบอนุญาต (เช่นใบอนุญาต NPDEs ในสหรัฐอเมริกา) ซึ่งรวมถึงเงื่อนไขเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับการรักษากากตะกอนและการกำจัดของพวกเขาโดยรวมทั้งข้อกำหนดของรัฐบาลกลางและรัฐ

7.3. มาตรฐานสากล

กฎระเบียบการจัดการกากตะกอนแตกต่างกันไปทั่วโลกสะท้อนให้เห็นถึงลำดับความสำคัญด้านสิ่งแวดล้อมที่แตกต่างกันปัญหาด้านสาธารณสุขและเทคโนโลยีที่มีอยู่ อย่างไรก็ตามมีแนวโน้มทั่วไปในการส่งเสริมการใช้ซ้ำที่เป็นประโยชน์และลดความเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อม

  • สหภาพยุโรป (EU): สหภาพยุโรปมีคำสั่งเกี่ยวกับกากตะกอนน้ำเสีย (86/278/EEC) ที่กำหนดขีด จำกัด สำหรับโลหะหนักและมีจุดมุ่งหมายเพื่อส่งเสริมการใช้กากตะกอนในการเกษตรในขณะที่ป้องกันอันตรายต่อดินพืชพืชสัตว์และมนุษย์ จากนั้นประเทศสมาชิกแต่ละประเทศจะเปลี่ยนคำสั่งนี้เป็นกฎหมายแห่งชาติซึ่งมักจะมีมาตรฐานที่เข้มงวดมากขึ้น ความแตกต่างที่สำคัญจากกฎระเบียบของสหรัฐอเมริกาอาจรวมถึงรายการสารควบคุมที่กว้างขึ้นและวิธีการที่แตกต่างกันไปในการปนเปื้อนที่เกิดขึ้นใหม่

  • แคนาดา: สิ่งแวดล้อมและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศแคนาดา (ECCC) ให้คำแนะนำและการสนับสนุนทางวิทยาศาสตร์ แต่รัฐบาลจังหวัดและดินแดนมีหน้าที่รับผิดชอบหลักในการควบคุมการจัดการ biosolids ซึ่งมักจะพัฒนาแนวทางและระบบที่อนุญาต

  • ออสเตรเลีย: รัฐและดินแดนมีแนวทางของตนเองซึ่งมักจะมุ่งเน้นไปที่การประเมินความเสี่ยงและการจัดการที่เหมาะกับสภาพท้องถิ่นส่งเสริมการใช้ประโยชน์ที่เป็นประโยชน์ตามความเหมาะสม

  • ประเทศอื่น ๆ : ประเทศกำลังพัฒนาหลายแห่งยังคงสร้างกฎระเบียบที่ครอบคลุมซึ่งมักอาศัยแนวทางระหว่างประเทศจากองค์กรต่างๆเช่นองค์การอนามัยโลก (WHO) สำหรับการควบคุมเชื้อโรค

  • สารปนเปื้อนที่เกิดขึ้นใหม่: ทั่วโลกหน่วยงานกำกับดูแลกำลังต่อสู้กับวิธีการตรวจสอบและจัดการสารปนเปื้อนที่เกิดขึ้นใหม่มากขึ้น (เช่น PFAs, microplastics, ยา) ในกากตะกอนและ biosolids โดยมีแนวทางใหม่และข้อ จำกัด ที่คาดว่าจะเกิดขึ้นในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า

8. ความท้าทายและแนวโน้มในอนาคตในการรักษากากตะกอน

การจัดการกากตะกอนน้ำเสียในขณะที่มีความก้าวหน้าอย่างมีนัยสำคัญยังคงเผชิญกับความท้าทายที่ซับซ้อนซึ่งขับเคลื่อนด้วยความกังวลด้านสิ่งแวดล้อมการเปลี่ยนแปลงด้านกฎระเบียบนวัตกรรมทางเทคโนโลยีและความต้องการทางสังคม การจัดการกับความท้าทายเหล่านี้เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการพัฒนาแนวทางปฏิบัติด้านการจัดการกากตะกอนที่ยั่งยืนและประหยัดทรัพยากรมากขึ้น

8.1. สารปนเปื้อนที่เกิดขึ้นในกากตะกอน

หนึ่งในความท้าทายที่เร่งรีบและพัฒนามากที่สุดคือการมีอยู่และการจัดการของ "สารปนเปื้อนที่เกิดขึ้นใหม่" (ECS) ในกากตะกอนน้ำเสีย สิ่งเหล่านี้เป็นสารเคมีสังเคราะห์หรือที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติและจุลินทรีย์ที่ไม่ได้รับการตรวจสอบเป็นประจำ แต่มีศักยภาพที่จะทำให้เกิดผลกระทบทางนิเวศวิทยาหรือสุขภาพของมนุษย์

  • ประเภทของ ECS:

    • สารต่อและ polyfluoroalkyl (PFAs): มักจะเรียกว่า "สารเคมีตลอดกาล" สิ่งเหล่านี้มีความคงทนทางชีวภาพและเป็นพิษ พวกเขาพบได้ในผลิตภัณฑ์อุปโภคบริโภคและกระบวนการอุตสาหกรรมจำนวนมากและสามารถสะสมในกากตะกอนทำให้เกิดความกังวลอย่างมากสำหรับการใช้ที่ดินและวิธีการกำจัดอื่น ๆ ข้อ จำกัด ด้านกฎระเบียบสำหรับ PFAs ใน biosolids กำลังได้รับการพัฒนาอย่างรวดเร็วและดำเนินการทั่วโลก

    • ยาและผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคล (PPCPS): สารตกค้างจากยา (เช่นยาปฏิชีวนะฮอร์โมนยากล่อมประสาท) และผลิตภัณฑ์เช่นโลชั่นสบู่และน้ำหอมมักจะผ่านการบำบัดน้ำเสียทั่วไปและมีสมาธิในกากตะกอน ในขณะที่มักจะอยู่ในปริมาณการติดตามผลกระทบทางนิเวศวิทยาระยะยาวที่อาจเกิดขึ้นของพวกเขาอยู่ภายใต้การตรวจสอบข้อเท็จจริง

    • microplastics: อนุภาคพลาสติกขนาดเล็ก (น้อยกว่า 5 มม.) มีต้นกำเนิดมาจากสิ่งทอผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคลและกระบวนการทางอุตสาหกรรมที่พบมากขึ้นในน้ำเสียและสามารถสะสมในกากตะกอนทำให้เกิดความกังวลเกี่ยวกับชะตากรรมด้านสิ่งแวดล้อมของพวกเขาโดยเฉพาะในไบโอโซลที่ใช้ที่ดิน

    • สารเคมีต่อมไร้ท่อ (EDCs): สารประกอบที่รบกวนระบบต่อมไร้ท่อเช่นสารกำจัดศัตรูพืชบางชนิดสารเคมีอุตสาหกรรมและฮอร์โมนสามารถนำเสนอได้

  • ความท้าทาย: การตรวจจับและการหาปริมาณ ECS นั้นซับซ้อนและมีราคาแพง การกำจัดของพวกเขาโดยการรักษาแบบดั้งเดิมมักไม่สมบูรณ์และผลกระทบระยะยาวที่อาจเกิดขึ้นต่อสุขภาพของดินการดูดซึมพืชผลและน้ำใต้ดินยังคงเป็นพื้นที่ของการวิจัยที่ใช้งานและความไม่แน่นอนด้านกฎระเบียบ

8.2. ลดปริมาณกากตะกอน

แม้จะมีความก้าวหน้าอย่างมีนัยสำคัญในการแยกน้ำ แต่ปริมาณตะกอนที่เกิดขึ้นก็ยังคงเป็นภาระที่สำคัญด้านลอจิสติกส์และเศรษฐกิจสำหรับโรงบำบัดน้ำเสีย การลดปริมาณนี้เพิ่มเติมเป็นเป้าหมายอย่างต่อเนื่องซึ่งขับเคลื่อนด้วยต้นทุนการกำจัดที่เพิ่มขึ้นพื้นที่ฝังกลบที่ จำกัด และความกังวลด้านสิ่งแวดล้อม

  • dewatering ขั้นสูง: การวิจัยอย่างต่อเนื่องเกี่ยวกับเทคนิคการแยกน้ำแบบใหม่รวมถึงผู้ที่ใช้ electro-osmosis คลื่นอะคูสติกหรือการปรับสภาพเคมีขั้นสูงมีจุดมุ่งหมายเพื่อให้ได้เนื้อหาของแข็งเค้กที่สูงขึ้น (เช่นสูงกว่า 35-40%)

  • การรักษาด้วยความร้อนเพื่อลดปริมาณ: กระบวนการเช่นการไฮโดรไลซิสความร้อน (เป็นการบำบัดก่อนการย่อยอาหาร) หรือแม้กระทั่งการอบแห้งด้วยความร้อนโดยตรง (นอกเหนือจากเตียง dewatering) จะถูกนำมาใช้มากขึ้นเพื่อลดมวลและปริมาตรของตะกอนก่อนการกำจัดหรือการกู้คืนพลังงานขั้นสุดท้าย การเกิดออกซิเดชันของน้ำที่สำคัญยิ่งเป็นอีกหนึ่งเทคโนโลยีที่เกิดขึ้นใหม่สำหรับการทำลายล้างและลดปริมาณอย่างสมบูรณ์

  • การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการในการบำบัดน้ำเสีย: การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการบำบัดน้ำเสียหลักเอง (เช่นผ่าน MBRS ตามที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้หรือโดยการใช้ระบบกากตะกอนที่มีการผลิตตะกอนน้อยที่สุด) สามารถนำไปสู่การสร้างตะกอนน้อยลงในตอนแรก

  • การย่อขนาดทางชีวภาพ: การวิจัยเกี่ยวกับเส้นทางจุลินทรีย์ที่แปลกใหม่หรือการปรับเปลี่ยนทางพันธุกรรมของแบคทีเรียเพื่อลดผลผลิตชีวมวลในระหว่างการบำบัดน้ำเสียสามารถเสนอวิธีแก้ปัญหาในอนาคต

8.3. แนวทางปฏิบัติด้านการจัดการกากตะกอนอย่างยั่งยืน

อนาคตของการรักษากากตะกอนนั้นเชื่อมโยงกับการผลักดันที่กว้างขึ้นเพื่อความยั่งยืนและหลักการทางเศรษฐกิจแบบวงกลม สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการเพิ่มการกู้คืนทรัพยากรให้มากที่สุดในขณะที่ลดรอยเท้าด้านสิ่งแวดล้อม

  • เปลี่ยนจากของเสียเป็นทรัพยากร: การเปลี่ยนแปลงขั้นพื้นฐานในการรับรู้การดูกากตะกอนเป็นทรัพยากรที่มีค่าแทนที่จะเป็นเพียงผลิตภัณฑ์ขยะเท่านั้นที่จะขับเคลื่อนนวัตกรรมต่อไป

  • สิ่งอำนวยความสะดวกการกู้คืนทรัพยากรแบบบูรณาการ: โรงบำบัดน้ำเสียในอนาคตถูกมองว่าเป็น "สิ่งอำนวยความสะดวกในการกู้คืนทรัพยากรน้ำ" ที่ไม่เพียง แต่บำบัดน้ำ แต่ยังกลายเป็นฮับสำหรับการผลิตพลังงาน (ก๊าซชีวภาพความร้อน) การกู้คืนสารอาหาร (Struvite ผลิตภัณฑ์ไนโตรเจน) และการผลิตวัสดุที่ใช้ชีวภาพ

  • การรักษาแบบกระจายอำนาจ: สำหรับชุมชนขนาดเล็กหรือแอพพลิเคชั่นอุตสาหกรรมที่เฉพาะเจาะจงโซลูชั่นการรักษากากตะกอนแบบกระจายอำนาจอาจได้รับแรงฉุดลดต้นทุนการขนส่งและอนุญาตให้นำมาใช้ซ้ำได้

  • คาร์บอนเป็นกลาง/ศูนย์สุทธิ: โรงบำบัดมีจุดมุ่งหมายที่จะกลายเป็นคาร์บอนเป็นกลางหรือเป็นบวกคาร์บอนส่วนใหญ่ขับเคลื่อนโดยการผลิตก๊าซชีวภาพที่เพิ่มขึ้นการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานและการกักเก็บคาร์บอนที่อาจเกิดขึ้นในชีวภาพ

  • การทำให้เป็นดิจิตอลและ AI: การประยุกต์ใช้ปัญญาประดิษฐ์ (AI) การเรียนรู้ของเครื่องและเทคโนโลยีเซ็นเซอร์ขั้นสูงจะช่วยให้การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการแบบเรียลไทม์การบำรุงรักษาทำนายและการกู้คืนทรัพยากรที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นในการรักษากากตะกอน

  • การมีส่วนร่วมและการยอมรับสาธารณะ: การสร้างความไว้วางใจและความเข้าใจสาธารณะเกี่ยวกับ biosolids และเทคโนโลยีกากตะกอนขั้นสูงจะเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการดำเนินการที่ประสบความสำเร็จในการปฏิบัติอย่างยั่งยืนโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้ที่ดินและตัวเลือกการใช้ซ้ำอื่น ๆ

9. กรณีศึกษา

การตรวจสอบตัวอย่างในโลกแห่งความเป็นจริงจะให้ข้อมูลเชิงลึกที่มีคุณค่าเกี่ยวกับการใช้เทคโนโลยีการบำบัดกากตะกอนที่ประสบความสำเร็จและกลยุทธ์การใช้ซ้ำที่เป็นนวัตกรรม กรณีศึกษาเหล่านี้เน้นการประยุกต์ใช้หลักการที่กล่าวถึงและแสดงให้เห็นถึงประโยชน์ที่เป็นรูปธรรมของการจัดการกากตะกอนขั้นสูง

9.1. ตัวอย่างโรงบำบัดกากตะกอนที่ประสบความสำเร็จ

กรณีศึกษา 1: การเปลี่ยนพืชเป็นศูนย์กลางพลังงานด้วยการไฮโดรไลซิสความร้อนและการย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจน

ที่ตั้ง: โรงบำบัดน้ำเสียที่สำคัญในยุโรปในยุโรป ท้าทาย: ต้องเผชิญกับต้นทุนพลังงานที่เพิ่มขึ้นปริมาณกากตะกอนที่สำคัญและเพิ่มแรงดันเพื่อลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก การย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนแบบดั้งเดิมนั้นผลิตก๊าซชีวภาพไม่เพียงพอเพื่อตอบสนองความต้องการพลังงานของพืช สารละลาย: โรงงานดำเนินการ ความร้อนไฮโดรไลซิส (TH) การรักษาล่วงหน้า ขั้นตอนต้นน้ำของเครื่องย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนที่มีอยู่ กากตะกอนดิบตอนนี้ถูกไฮโดรไลซ์ด้วยความร้อนทำลายสารอินทรีย์ที่ซับซ้อน กากตะกอนที่ได้รับการบำบัดนี้จะป้อนเข้าไปในเครื่องย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจน ผลลัพธ์:

  • การผลิตก๊าซชีวภาพเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ: ผลผลิตก๊าซชีวภาพเพิ่มขึ้นมากกว่า 30% ทำให้โรงงานสามารถผลิตไฟฟ้าได้เกือบ 100% และความร้อนของตัวเองผ่านหน่วยความร้อนและพลังงาน (CHP) ซึ่งช่วยลดการพึ่งพาแหล่งพลังงานภายนอกอย่างมากและบรรลุความพอเพียงพลังงาน

  • เพิ่มความสามารถในการแยกน้ำ: DEWATERED DEWATERED ที่ได้รับการรักษาอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นเพิ่มปริมาณเค้กของแข็งโดยหลายเปอร์เซ็นต์ (เช่นจาก 20% เป็น 28-30%) สิ่งนี้ส่งผลให้ปริมาณของกากตะกอนลดลงอย่างมากลดต้นทุนการขนส่งและการกำจัดมากกว่า 20%

  • ปรับปรุงคุณภาพ biosolids: การไฮโดรไลซิสความร้อนที่อุณหภูมิสูงทำลายเชื้อโรคได้อย่างมีประสิทธิภาพทำให้เกิด biosolids ที่เทียบเท่ากับคลาส A ที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานที่ดินที่ไม่ จำกัด เพิ่มโอกาสในการใช้ซ้ำที่เป็นประโยชน์ กุญแจสำคัญ: การบูรณาการเทคโนโลยีก่อนการบำบัดขั้นสูงเช่นการไฮโดรไลซิสความร้อนสามารถเปลี่ยนโรงงานน้ำเสียทั่วไปให้กลายเป็นผู้ผลิตพลังงานที่พอเพียงการลดต้นทุนการดำเนินงานและรอยเท้าด้านสิ่งแวดล้อมอย่างมีนัยสำคัญ

กรณีศึกษา 2: การกู้คืนสารอาหารและการลดปริมาณกากตะกอนในอเมริกาเหนือ

ที่ตั้ง: โรงงานบำบัดน้ำเสียระดับเทศบาลที่ก้าวหน้าในอเมริกาเหนือ ท้าทาย: โรงงานกำลังจัดการกับความเข้มข้นของฟอสฟอรัสสูงในบ่อหมักออกไปข้างนอกซึ่งนำไปสู่การปรับสัดส่วน struvite ในท่อและอุปกรณ์และยังต้องการที่จะนำการใช้ซ้ำที่เป็นประโยชน์สูงสุดของกากตะกอนในขณะที่ลดปริมาณโดยรวม สารละลาย: สิ่งอำนวยความสะดวกที่ติดตั้ง ระบบการกู้คืน struvite ที่ตกตะกอนฟอสฟอรัสและแอมโมเนียจาก supernatant บ่อหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจน ในขณะเดียวกันพวกเขาก็ปรับกระบวนการย่อยแอโรบิกให้ดีที่สุดสำหรับการลดของของแข็งที่ระเหยได้สูงสุดและการสำรวจตัวเลือกสำหรับการอบแห้งด้วยความร้อนของเค้ก dewatered ผลลัพธ์:

  • การกู้คืนฟอสฟอรัส: ประสบความสำเร็จในการกู้คืนปุ๋ย Struvite ที่มีความบริสุทธิ์สูงซึ่งขายให้กับตลาดเกษตรกรรมให้รายได้จากการลดปัญหาการปรับขนาดภายในโครงสร้างพื้นฐานของโรงงาน

  • ลดปริมาณกากตะกอน: ผ่านการย่อยอาหารที่ดีที่สุดและการกำจัดฟอสฟอรัสออกจากลำธารของเหลว (ซึ่งบางครั้งอาจขัดขวาง dewatering) ปริมาณโดยรวมของกากตะกอน dewatered สุดท้ายจะลดลงอีก

  • ผลิตภัณฑ์ biosolids ที่ปรับปรุงแล้ว: biosolids ที่เกิดขึ้นมีความสอดคล้องกันมากขึ้นในด้านคุณภาพและอุดมไปด้วยสารอาหารที่เหลือทำให้เป็นที่ต้องการอย่างมากสำหรับโปรแกรมการประยุกต์ใช้ที่ดินในท้องถิ่น กุญแจสำคัญ: การบูรณาการเทคโนโลยีการกู้คืนสารอาหารไม่เพียง แต่แก้ปัญหาการดำเนินงาน (เช่นการปรับขนาด) แต่ยังสร้างผลิตภัณฑ์ที่มีค่ากระจายรายได้ที่หลากหลายและสนับสนุนการเกษตรที่ยั่งยืน

9.2. โครงการนำกลับมาใช้ใหม่

กรณีศึกษา 1: biosolids สำหรับการบุกเบิกที่ดินและการแก้ไขของฉัน

ที่ตั้ง: สถานที่ขุดในอดีตและพื้นที่อุตสาหกรรมที่เสื่อมโทรมในภูมิภาคต่างๆ ท้าทาย: พื้นที่กว้างใหญ่ของที่ดินโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ได้รับผลกระทบจากกิจกรรมการทำเหมืองในอดีตมักจะปราศจากดินชั้นบนมีกรดอย่างรุนแรงปนเปื้อนด้วยโลหะหนักและไม่สามารถรองรับพืชได้ สารละลาย: biosolids ที่ได้รับการรักษาเป็นพิเศษ (การประชุมเกณฑ์ Class A หรือ Class B ที่เข้มงวด) ถูกนำไปใช้กับดินแดนที่เสื่อมโทรมเหล่านี้เพื่อแก้ไขดิน บ่อยครั้งที่พวกเขาผสมกับวัสดุอื่น ๆ เช่นเศษไม้หรือปุ๋ยหมัก สารอินทรีย์สารอาหารและความสามารถในการบัฟเฟอร์ของ biosolids ช่วยในการต่อต้านความเป็นกรด, ตรึงโลหะหนักและฟื้นฟูความอุดมสมบูรณ์ของดิน ผลลัพธ์:

  • การเปิดเผยที่ประสบความสำเร็จ: เมื่อภูมิทัศน์ที่แห้งแล้งได้รับการเปิดเผยด้วยหญ้าพุ่มไม้และต้นไม้อย่างประสบความสำเร็จป้องกันการกัดเซาะและปรับปรุงระบบนิเวศในท้องถิ่น

  • การฟื้นฟูระบบนิเวศ: พืชที่ได้รับการบูรณะให้ที่อยู่อาศัยสำหรับสัตว์ป่าและปรับปรุงคุณภาพน้ำโดยการลดการไหลบ่าและการชะล้างของสารปนเปื้อน

  • การจัดการขยะอย่างยั่งยืน: จัดเตรียมทางออกที่สร้างสรรค์และเป็นประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อมสำหรับ biosolids จำนวนมากที่อาจไปที่หลุมฝังกลบ กุญแจสำคัญ: Biosolids นำเสนอเครื่องมือที่ทรงพลังและคุ้มค่าสำหรับการฟื้นฟูสิ่งแวดล้อมขนาดใหญ่และการเรียกคืนที่ดินเปลี่ยนของเสียให้กลายเป็นองค์ประกอบที่สำคัญของการกู้คืนระบบนิเวศ

กรณีศึกษา 2: ก๊าซชีวภาพสู่ยานพาหนะในกองเรือเทศบาล

ที่ตั้ง: โรงบำบัดน้ำเสียเทศบาลที่มียานพาหนะในเมือง (เช่นรถโดยสารรถบรรทุกสุขาภิบาล) ท้าทาย: เมืองพยายามลดปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานที่เกี่ยวข้องกับเชื้อเพลิงยานพาหนะในขณะที่ยังเพิ่มมูลค่าของก๊าซชีวภาพที่ผลิตในโรงบำบัดน้ำเสีย สารละลาย: โรงงานอัพเกรดระบบย่อยอาหารแบบไม่ใช้ออกซิเจนเพื่อผลิตไบโอเมเยอร์ที่มีความบริสุทธิ์สูง (ก๊าซธรรมชาติทดแทน RNG) จากก๊าซชีวภาพดิบ สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการกำจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ไฮโดรเจนซัลไฟด์และสิ่งสกปรกอื่น ๆ จากนั้นมีการติดตั้งสถานีเติมเชื้อเพลิงในสถานที่ซึ่งช่วยให้ยานพาหนะที่ขับเคลื่อนด้วยก๊าซธรรมชาติของเมืองสามารถเติมเชื้อเพลิงได้โดยตรงกับไบโอเมตริกซ์ที่ถูกจับ ผลลัพธ์:

  • ลดต้นทุนเชื้อเพลิง: เมืองนี้ลดค่าใช้จ่ายเชื้อเพลิงลงอย่างมากโดยการผลิตเชื้อเพลิงยานพาหนะของตัวเอง

  • การปล่อยก๊าซเรือนกระจกล่าง: การใช้ไบโอเมธิน (เชื้อเพลิงทดแทน) แทนก๊าซธรรมชาติฟอสซิลหรือดีเซลลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่เกี่ยวข้องกับการขนส่งของเมืองลงอย่างมาก

  • แบบจำลองเศรษฐกิจแบบวงกลม: แสดงให้เห็นถึงระบบวงปิดที่พลังงานจากน้ำเสียมีส่วนช่วยโดยตรงกับการดำเนินงานของเทศบาลโดยแสดงตัวอย่างชั้นนำของเศรษฐกิจวงกลมในทางปฏิบัติ กุญแจสำคัญ: การอัพเกรดก๊าซชีวภาพเป็นเชื้อเพลิงยานพาหนะเป็นวิธีที่เป็นนวัตกรรมในการใช้แหล่งพลังงานหมุนเวียนบรรลุการลดคาร์บอนที่สำคัญและสร้างผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจสำหรับเทศบาล

10.1. สรุปประเด็นสำคัญ

กากตะกอนน้ำเสียซึ่งเป็นผลพลอยได้ที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ของการบำบัดน้ำเสียทำให้เกิดความท้าทายด้านการจัดการที่สำคัญ แต่ยังนำเสนอโอกาสมากมาย คู่มือที่ครอบคลุมนี้ได้สำรวจการเดินทางของกากตะกอนจากรุ่นสู่การจัดการขั้นสุดท้ายและการใช้ซ้ำที่เป็นประโยชน์ เราได้เห็นว่าการทำความเข้าใจลักษณะทางกายภาพเคมีและชีวภาพที่หลากหลายของกากตะกอนเป็นพื้นฐานในการเลือกเส้นทางการรักษาที่เหมาะสม

แกนหลักของการจัดการกากตะกอนอยู่ในชุดของกระบวนการที่เชื่อมต่อถึงกัน:

  • ความหนา ลดระดับเสียงทำให้ขั้นตอนต่อมามีประสิทธิภาพมากขึ้น

  • การทำให้เสถียร กำจัดเชื้อโรคและทำให้ความเฉื่อยอินทรีย์ป้องกันไม่ให้เกิดเงื่อนไขที่น่ารำคาญ

  • Dewatering ลดปริมาณน้ำเพิ่มเติมการเตรียมกากตะกอนสำหรับการขนส่งที่ประหยัดต้นทุนการกำจัดหรือนำกลับมาใช้ใหม่

นอกเหนือจากวิธีการทั่วไปเหล่านี้ เทคโนโลยีขั้นสูง เช่นเดียวกับการไฮโดรไลซิสความร้อนกระบวนการออกซิเดชั่นขั้นสูงและการแปลงเทอร์โมเคมี (ไพโรไลซิสการทำให้เป็นแก๊ส) กำลังผลักดันขอบเขตให้การทำลายเชื้อโรคที่เพิ่มขึ้นการลดปริมาณที่เหนือกว่าและการกู้คืนพลังงานที่มากขึ้น

ในอดีต การกำจัด ผ่านการฝังกลบหรือการเผาเป็นเรื่องธรรมดา แต่แรงกดดันด้านกฎระเบียบและจิตสำนึกด้านสิ่งแวดล้อมกำลังผลักดันการเปลี่ยนแปลงที่แข็งแกร่งไปสู่ นำกลับมาใช้ใหม่ . การใช้ที่ดินของ biosolids การกู้คืนของ พลังงาน (ก๊าซชีวภาพ) และการสกัดมีค่า สารอาหาร (ฟอสฟอรัส, ไนโตรเจน) กำลังเปลี่ยนกากตะกอนจากขยะเป็นทรัพยากร การเปลี่ยนแปลงนี้ได้รับการสนับสนุนอย่างเข้มงวด กรอบการกำกับดูแล เช่น 40 CFR ตอนที่ 503 ของ EPA ซึ่งรับรองการปกป้องสุขภาพและสิ่งแวดล้อม

แม้จะมีความก้าวหน้าเหล่านี้ แต่สนามก็เผชิญอย่างต่อเนื่อง ความท้าทาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่เกี่ยวข้องกับสารปนเปื้อนที่เกิดขึ้นใหม่เช่น PFAs และ microplastics และความต้องการอย่างต่อเนื่องสำหรับการแก้ปัญหาที่เป็นนวัตกรรมเพื่อลดปริมาณกากตะกอน

10.2. อนาคตของการบำบัดตะกอนน้ำเสีย

วิถีการบำบัดกากตะกอนน้ำเสียนั้นชัดเจน: มันกำลังเคลื่อนไหวอย่างเด็ดขาดไปสู่อนาคตที่กำหนดโดย ความยั่งยืนการกู้คืนทรัพยากรและนวัตกรรม

เราสามารถคาดการณ์แนวโน้มสำคัญหลายประการที่สร้างวิวัฒนาการนี้:

  • ฮับการกู้คืนทรัพยากรแบบบูรณาการ: โรงบำบัดน้ำเสียจะพัฒนาเป็น "โรงงานกู้คืนทรัพยากรน้ำ" มากขึ้น (WRRFs) ซึ่งเป็นพลังงานที่เป็นกลางหรือแม้กระทั่งพลังงานบวกและผลิตทรัพยากรที่มีค่ามากกว่าการบำบัดของเสีย สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการเพิ่มการผลิตก๊าซชีวภาพการกู้คืนสารอาหารที่มีประสิทธิภาพสูงสุดและแม้แต่การสร้างผลิตภัณฑ์ที่ใช้ชีวภาพ

  • การควบคุมสารปนเปื้อนขั้นสูง: เมื่อความเข้าใจเกี่ยวกับสารปนเปื้อนที่เกิดขึ้นใหม่เพิ่มขึ้นดังนั้นความต้องการเทคโนโลยีการรักษาขั้นสูงที่สามารถกำจัดหรือทำลายสารเหล่านี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพในกากตะกอนเพื่อให้มั่นใจถึงความปลอดภัยของเส้นทางการใช้ซ้ำทั้งหมด กรอบการกำกับดูแลจะยังคงปรับให้เข้ากับความท้าทายใหม่เหล่านี้

  • การเพิ่มประสิทธิภาพที่ขับเคลื่อนด้วยข้อมูล: การยอมรับอย่างกว้างขวางของการทำให้เป็นดิจิตอล, ปัญญาประดิษฐ์ (AI) และการเรียนรู้ของเครื่องจะนำไปสู่กระบวนการบำบัดตะกอนที่ได้รับการปรับปรุงอย่างสูงและอัตโนมัติ สิ่งนี้จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพลดต้นทุนการดำเนินงานและปรับปรุงความสอดคล้องและคุณภาพของ biosolids สุดท้าย

  • หลักการเศรษฐกิจแบบวงกลม: การเน้นจะยังคงอยู่ในการปิดลูปลดของเสียและการคืนทรัพยากรที่มีค่า (พลังงานสารอาหารสารอินทรีย์) สู่เศรษฐกิจ ซึ่งรวมถึงการสำรวจแอพพลิเคชั่นใหม่สำหรับ biosolids และ biochar นอกเหนือจากการใช้งานทางการเกษตรแบบดั้งเดิม

  • การมีส่วนร่วมสาธารณะ: ความโปร่งใสที่มากขึ้นและการศึกษาของรัฐจะเป็นสิ่งสำคัญในการส่งเสริมการยอมรับและการสนับสนุนสำหรับแนวทางปฏิบัติด้านการจัดการกากตะกอนอย่างยั่งยืนโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับโครงการแอปพลิเคชันที่ดิน

ดังนั้นกากตะกอนน้ำเสียซึ่งครั้งหนึ่งเคยถือว่าเป็นความรับผิดได้รับการยอมรับมากขึ้นว่าเป็นสินทรัพย์ที่มีค่ามากขึ้น ความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องในเทคโนโลยีการรักษาควบคู่ไปกับสภาพแวดล้อมด้านกฎระเบียบเชิงรุกและความมุ่งมั่นในการปฏิบัติอย่างยั่งยืนกำลังปูทางไปสู่อนาคตที่การจัดการกากตะกอนมีส่วนสำคัญในการปกป้องสิ่งแวดล้อมการอนุรักษ์ทรัพยากรและเศรษฐกิจวงกลมที่เจริญรุ่งเรือง

Contact Us

*We respect your confidentiality and all information are protected.

×
รหัสผ่าน
ได้รับรหัสผ่าน
ป้อนรหัสผ่านเพื่อดาวน์โหลดเนื้อหาที่เกี่ยวข้อง
ส่ง
submit
กรุณาส่งข้อความถึงเรา