XJY Transformimi i Llumit të Ujërave të Zeza në Biosolide: Një Udhëtim përmes Trajtimit të Ujërave të Zeza dhe Më Gjerë

Prezantimi i trajtimit të llumit XJY

Përpara vitit 1950, shumica e komuniteteve në Shtetet e Bashkuara i shkarkonin ujërat e zeza në përrenj dhe lumenj me pak ose aspak trajtim. Ndërsa popullsia urbane rritej, aftësia natyrore e përrenjve dhe lumenjve për të trajtuar ujërat e zeza u mbingarkua dhe shkaktoi përkeqësim të cilësisë së ujit në shumë rajone. Në përgjigje të shqetësimeve për degradimin e cilësisë së ujit, mijëra komunitete në të gjithë Shtetet e Bashkuara ndërtuan sisteme trajtimi të ujërave të zeza gjatë viteve 1950 dhe 1960. Kjo rezultoi në një përmirësim të ndjeshëm të cilësisë së ujit të përrenjve dhe lumenjve, por krijoi një material tjetër për t'u trajtuar: llumin e ujërave të zeza. Përafërsisht 99% e rrjedhës së ujërave të zeza që hyn në një impiant trajtimi shkarkohet si ujë i ripërtërirë. Pjesa tjetër është një pezullim i holluar i lëndëve të ngurta që është kapur nga procesi i trajtimit. Këto lëndë të ngurta të trajtimit të ujërave të zeza zakonisht quhen llum i ujërave të zeza.

"Llum i ujërave të zeza" ose "biosolide" - çfarë ka në një emër?

Termi "biosolide" është futur së fundmi nga industria e trajtimit të ujërave të zeza. Industria i përcakton biosolidet si llum të ujërave të zeza që i është nënshtruar trajtimit të mjaftueshëm për stabilizim dhe reduktim të patogjenëve, dhe që është me cilësi mjaftueshëm të lartë për t'u aplikuar në tokë. Termi synon të dallojë llumin e ujërave të zeza me cilësi të lartë dhe të trajtuar nga llumi i papërpunuar i ujërave të zeza dhe nga llumi i ujërave të zeza që përmban sasi të mëdha ndotësish mjedisorë. Termi "biosolide" gjithashtu ndihmon në dallimin e llumit të ujërave të zeza nga llumi industrial duke theksuar se i pari prodhohet nga një proces biologjik. Termi është kritikuar nga disa si një përpjekje për të maskuar natyrën reale të llumit të ujërave të zeza, duke e bërë kështu aplikimin në tokë të këtij materiali më pak të kundërshtueshëm për publikun e gjerë. Edhe pse "biosolide" padyshim nuk sjell të njëjtat imazhe negative si "llumi i ujërave të zeza" ose thjesht "llumi", ai është një term legjitim dhe funksional kur përdoret saktë për të bërë dallimin e përshkruar më sipër. Në këtë dokument, "llumi i ujërave të zeza" do të përdoret për t'iu referuar lëndëve të ngurta të trajtimit të ujërave të zeza në përgjithësi, dhe "biosolide" do të përdoret për t'iu referuar konkretisht materialit që është i përshtatshëm për aplikim në tokë.

fotografi  6 Llumi i ujërave të zeza

Prodhimi i llumit të ujërave të zeza komunale XJY

Ujërat e ndotura komunale, ose ujërat e zeza, i referohen ujit që është përdorur në shtëpitë ose bizneset e zonave urbane dhe periferike për larje, banjë dhe shkarkimin e tualeteve. Ujërat e ndotura komunale mund të përfshijnë gjithashtu ujë nga burime industriale. Për të hequr kimikatet ose ndotësit që vijnë nga proceset industriale, kontribuesit industrialë në sistemet e ujërave të ndotura komunale duhet të paratrajtojnë ujërat e tyre të ndotura para se të shkarkohen në sistemin e kanalizimeve. Ujërat e ndotura përcillen nëpërmjet sistemit sanitar të kanalizimeve në një impiant të centralizuar trajtimi të ujërave të ndotura (ndonjëherë i quajtur Impiant Trajtimi në Pronësi Publike, ose POTW). Në POTW, ujërat e zeza kalojnë nëpër një sërë hapash trajtimi që përdorin procese fizike, biologjike dhe kimike për të hequr lëndët ushqyese dhe lëndët e ngurta, për të zbërthyer materialet organike dhe për të shkatërruar patogjenët (organizmat që shkaktojnë sëmundje) në ujë. Uji i ripërtërirë lirohet në përrenj dhe lumenj, ose mund të spërkatet mbi sipërfaqe të mëdha toke.

fotografia 7 Llumi i ujërave të zeza komunale

Trajtimi paraprak i ujërave të zeza të papërpunuara përfshin sitimin për të hequr objekte të mëdha si shkopinj, shishe, letër dhe lecka, dhe një fazë të heqjes së zhavorrit gjatë së cilës lëndët e ngurta inorganike (rëra, zhavorri, hiri) vendosen me shpejtësi nga uji. Mbetjet e situra dhe zhavorri i hequr në këtë fazë të trajtimit zakonisht hidhen në deponi dhe nuk bëhen pjesë e llumit të ujërave të zeza.

Trajtimi primar përfshin proceset e sedimentimit gravitacional dhe flotacionit që largojnë afërsisht gjysmën e materialit të ngurtë që hyn në këtë fazë. Materiali i ngurtë (si organik ashtu edhe inorganik) që vendoset gjatë kësaj faze të trajtimit tërhiqet nga fundi dhe përbën llumin primar. Në shumicën e impianteve të trajtimit të ujërave të zeza (POTW), materiali lundrues (vaji, yndyra, druri dhe lënda bimore) që hiqet nga sipërfaqja e ujit gjatë trajtimit primar hidhet veçmas dhe nuk bëhet pjesë e llumit primar.

Trajtimi sekondar është një proces biologjik i kontrolluar me kujdes dhe i përshpejtuar në të cilin mikroorganizmat që ndodhin natyrshëm përdoren për të degraduar (zbërthyer ose tretur) materialin organik të pezulluar dhe të tretur në ujërat e zeza. Ky material shndërrohet në dioksid karboni që lirohet në atmosferë dhe në masë qelizore mikrobike.

Në pellgjet e sedimentimit sekondar, masa qelizore mikrobike vendoset në fund dhe hiqet. Ky material kryesisht organik quhet llum sekondar.

Disa impiante trajtimi përfshijnë gjithashtu hapa trajtimi terciar të projektuar për të zvogëluar më tej lëndët ushqyese të bimëve (azoti dhe fosfori), lëndët e ngurta të pezulluara ose kërkesën biologjike për oksigjen në ujërat e zeza. Fosfori i precipituar kimikisht dhe filtrimi prodhojnë një llum terciar.

Së fundmi, uji i nënshtrohet trajtimit të dezinfektimit për të shkatërruar mikroorganizmat patogjenë. Uji i ripërtërirë më pas lirohet në një përrua ose lumë ose mund të spërkatet mbi sipërfaqe të mëdha toke.

Metodat e trajtimit XJY për llumin e ujërave të zeza komunale

Llumrat primare, sekondare dhe terciare normalisht kombinohen, dhe përzierja që rezulton, e cila përmban nga 1 deri në 4% lëndë të ngurta, quhet llum i ujërave të zeza "i papërpunuar". Për shkak të përmbajtjes së tij të patogjenëve dhe natyrës së tij të paqëndrueshme dhe të dekompozueshme, llumi i ujërave të zeza i papërpunuar është një rrezik potencial për shëndetin dhe mjedisin; megjithatë, tani përdoren disa procese trajtimi për të stabilizuar llumin e ujërave të zeza, për të ulur përmbajtjen e tij të patogjenëve dhe për të rritur përmbajtjen e tij të lëndëve të ngurta. Disa nga proceset më të përdorura për stabilizimin dhe uljen e niveleve të patogjenëve në llumin e ujërave të zeza janë renditur dhe përshkruar shkurtimisht në Tabelën 1.

Çfarë përfshihet në llumin e ujërave të zeza?

Llumi i ujërave të zeza përbëhet nga materiale inorganike dhe organike, përqendrime të mëdha të disa lëndëve ushqyese të bimëve, përqendrime shumë më të vogla të shumë elementëve gjurmë¹ dhe kimikateve organike, si dhe disa patogjenë. Përbërjet e llumit të ujërave të zeza ndryshojnë ndjeshëm në varësi të përbërjes së ujërave të zeza dhe proceseve të trajtimit të përdorura. Tabela 2 jep përqendrimet mesatare dhe të 95-të të percentilit të lëndëve ushqyese të bimëve dhe disa prej elementëve gjurmë që gjenden në llumin e ujërave të zeza. Këto të dhëna janë nga një studim i gjerë i llumit të ujërave të zeza të prodhuar në Pensilvani gjatë viteve 1996 dhe 1997.

Mundësi për trajtimin e llumit të ujërave të zeza

Llumi i ujërave të zeza mund të shihet ose si një burim organik dhe ushqyes që duhet të përdoret në mënyrë të dobishme ose si një material mbeturinor që duhet të hidhet. Para vitit 1991, sasi të mëdha të llumit të ujërave të zeza, përfshirë disa nga Pensilvania, hidheshin me anë të derdhjes në oqean. Shqetësimet për ngarkesën e tepërt të lëndëve ushqyese të ujërave të oqeanit çuan në ndalimin e kësaj praktike. Aktualisht, pothuajse i gjithë llumi i ujërave të zeza i prodhuar në Pensilvani është trajtuar dhe është me cilësi mjaftueshëm të lartë për t'u klasifikuar si biosolidë. Diçka më pak se gjysma e këtij materiali hidhet me anë të deponisë ose djegies, ndërsa biosolidët e mbetur riciklohen në tokë duke u përdorur në bujqësi, bonifikimin e minierave, peizazhin ose hortikulturën. Secila prej këtyre opsioneve ka përfitime, probleme dhe rreziqe ekonomike dhe mjedisore që lidhen me të.

Asgjësimi i mbeturinave

Nga një perspektivë e menaxhimit dhe trajtimit të materialeve, deponia është ndoshta zgjidhja më e thjeshtë. Nga një këndvështrim ekonomik, deponia aktualisht krahasohet në mënyrë të favorshme me opsionet e tjera. Megjithatë, kjo padyshim do të ndryshojë, ndërsa hapësira e deponisë bëhet më e kufizuar dhe tarifat e hedhjes së mbeturinave (kostot e hedhjes së mbeturinave) rriten. Nga një këndvështrim mjedisor, deponia parandalon çlirimin e çdo ndotësi ose patogjeni të transmetuar në llum duke e përqendruar llumin në një vend të vetëm. Nëse deponia është ndërtuar dhe mirëmbajtur siç duhet, rreziqet mjedisore janë minimale.

Megjithatë, ekzistojnë rreziqe që lidhen me asgjësimin e llumit të ujërave të zeza në deponi. Mbetjet organike i nënshtrohen dekompozimit anaerob në deponi, duke prodhuar gaz metan që mund të çlirohet në atmosferë. Metani është një gaz serrë që është përfshirë në ngrohjen globale. Gazra të tjerë të çliruar nga deponitë mund të shkaktojnë aroma të pakëndshme. Sasitë e mëdha të lëndëve ushqyese që llumi i ujërave të zeza shton në një deponi përbëjnë një rrezik për mjedisin lokal. Nëse ndodh një dështim i veshjes së deponisë ose sistemit të mbledhjes së rrjedhjeve, këto lëndë ushqyese mund të kontaminojnë ujërat nëntokësore dhe sipërfaqësore lokale. Llumi i ujërave të zeza në deponi gjithashtu zë hapësirë ​​të vlefshme deponie dhe humbet përfitimet e mundshme të lëndës organike dhe lëndëve ushqyese të bimëve në llum.

fotografi  8 Asgjësimi i mbeturinave

Asgjësimi i djegies

Djegia e llumit të ujërave të zeza zvogëlon vëllimin e materialit që do të hidhet, shkatërron plotësisht patogjenët, zbërthen shumicën e kimikateve organike dhe rikuperon sasinë e vogël të vlerës së nxehtësisë që përmbahet në llumin e ujërave të zeza. Hiri i mbetur është një material i qëndrueshëm, relativisht inert, inorganik që ka vetëm 10 deri në 20% të vëllimit të llumit origjinal. Shumica e metaleve gjurmë në llumin e ujërave të zeza përqendrohen në hi (një rritje pesë deri në dhjetëfish të përqendrimit). Ky material më së shpeshti hidhet në deponi, megjithëse potencialisht mund të përdoret në materiale ndërtimi.

Djegia gjithashtu çliron dioksid karboni (një gaz tjetër serrë) dhe ndoshta ndotës të tjerë të paqëndrueshëm (kadmium, zhivë, plumb, dioksinë) në atmosferë. Funksionimi i incineratorit kërkon sisteme të sofistikuara për të hequr lëndën grimcore të imët (hirin fluturues) dhe ndotësit e paqëndrueshëm nga gazrat e oxhakut. Kjo e bën djegien një nga opsionet më të shtrenjta për asgjësimin e llumit të ujërave të zeza. Ashtu si me deponimin, përfitimet e mundshme nga lënda organike dhe lëndët ushqyese të bimëve në llumin e ujërave të zeza humbasin.

fotografia 9 Asgjësimi i djegies