Afvalwater is elk water dat na gebruik moet worden gereinigd. Dit omvat water dat is gebruikt voor wasserij, baden, afwasmiddel, Toiletten, afvalverwijdering, en industriële doeleinden. Afvalwater omvat ook regenwater dat verontreinigende stoffen heeft verzameld als het loopt in oceanen, meren en rivieren. Verontreinigende stoffen zijn ongewenste chemicaliën of materialen die lucht, bodem en water verontreinigen.
het doel van afvalwaterbeheer is het reinigen en beschermen van water. Dit betekent dat het water schoon genoeg moet zijn, zodat het kan worden gebruikt door mensen om te drinken en te wassen, en door de industrie voor commerciële doeleinden. Het moet ook schoon genoeg zijn om los te laten in oceanen, meren en rivieren nadat het is gebruikt.
afvalwater wordt gewoonlijk verdeeld in twee grote groepen: afvalwater met puntbron en afvalwater met niet-puntbron. Punt bron afvalwater omvat afvalwater dat natuurlijke wateren (zoals meren, rivieren en oceanen) van gedefinieerde locaties. De meest voorkomende puntbronnen zijn sanitaire riolen en stormafvoeren. Non-point bron afvalwater is afvalwater dat niet is aangesloten op een specifieke bron. Dit omvat runoff (water dat afvoert) uit landbouw en stedelijke (stad) gebieden, en zure wateren uit mijnen. In veel opzichten is puntbron afvalwater veel gemakkelijker te beheren omdat de bron en de verontreinigende stoffen die het bevat bekend zijn. Non-point bron afvalwater, aan de andere kant, is zowel moeilijk te identificeren en te behandelen.
rioolwaterzuivering
een van de grootste bronnen van afvalwater is die van huishoudens en industrieën. Dit afvalwater stroomt allemaal naar sanitaire riolen, die ze leiden naar rioolwaterzuiveringsinstallaties. Afvalwater uit huizen bevatten menselijk afval, voedsel, zeep en detergenten. Ze bevatten ook pathogenen, organismen die ziekten kunnen veroorzaken. Industrieel afvalwater bevat giftige (giftige) verontreinigende stoffen, die de gezondheid van de mens in gevaar kunnen brengen en andere organismen kunnen schaden. Deze omvatten pesticiden, polychloorbifenylen (PCB ‘ s) en zware metalen zoals lood, kwik en nikkel. Deze metalen zijn over het algemeen giftig voor planten en dieren. Het doel van rioolwaterzuivering is om al deze verontreinigende stoffen uit het afvalwater te verwijderen zodat het kan worden teruggevoerd naar natuurlijke wateren.De behandeling van afvalwater omvat drie fasen: primaire behandeling, secundaire behandeling en tertiaire behandeling. Primaire behandeling scheidt vaste stoffen en vloeistoffen fysiek. Het afvalwater gaat door een rooster dat grote deeltjes belast. Het resterende water wordt achtergelaten om in een tank te staan, waar kleinere sedimenten (deeltjes van zand, klei en andere materialen) zich op de bodem vestigen. Deze sedimenten worden slib genoemd. Op dit moment bevat het vloeibare deel van het afvalwater nog steeds veel verontreinigende stoffen en is het niet veilig voor blootstelling aan mens of milieu.
in de tweede fase, secundaire zuivering genoemd, gaat het vloeibare deel van het afvalwater door een druppelfilter of een beluchtingstank. Een druppelfilter is een reeks pijpen met kleine gaatjes erin die water druppelt over een bed van stenen of gegolfd plastic. Bacteriën in de stenen of plastic absorberen verontreinigende stoffen uit het water en breken ze af in stoffen die niet schadelijk zijn. Een beluchtingstank is een tank die bacteriën bevat die verontreinigende stoffen afbreken. Het vloeibare deel van het afvalwater van de primaire zuivering wordt in de tank gepompt en gemengd met de bacteriën. Lucht wordt door de tank geborreld om de bacteriën te helpen groeien. Als bacteriën zich ophopen, vestigen ze zich op de bodem van de tank en vormen slib. Het slib wordt van de bodem van de tank verwijderd en op stortplaatsen begraven.
na secundaire behandeling is het water over het algemeen vrij van de meeste pathogenen en zware metalen. Het bevat nog steeds hoge concentraties nitraat en fosfaat, mineralen die de groei van algen en planten in natuurlijke wateren kunnen overstimuleren, waardoor ze en de omringende organismen uiteindelijk kunnen afsterven.Tertiaire zuivering verwijdert deze voedingsstoffen uit het afvalwater. Een methode van tertiaire behandeling omvat het gebruik van biologische, chemische en fysische processen om deze voedingsstoffen te verwijderen. Een andere methode is om het water door een wetland of lagune (ondiep water afgesneden van een groter lichaam).
Stormriolen
in de meeste steden in de Verenigde Staten worden de riolen die stormwater vervoeren via rioolwaterzuiveringsinstallaties geleid. Veel van de afvoer van stormen bevat meststoffen, oliën en andere chemicaliën die uit het water moeten worden verwijderd voordat het meren, rivieren en oceanen binnenkomt. Bij zeer zware regenval kunnen de zuiveringsinstallaties echter overweldigd raken door de hoeveelheid water die de installatie binnenkomt. Op deze momenten kan afvalwater en afvalwater van stormen rechtstreeks in natuurlijke waterlichamen worden gedumpt. Veel steden hebben programma ‘ s aan de gang om de storm riolen te scheiden van sanitaire riolen, maar deze projecten zijn zeer kostbaar en tijdrovend.
landbouwafvloeiing
Landbouwafvloeiing vindt plaats wanneer regen op de grond valt en vervolgens door landbouwvelden of veehouderijen loopt. Het regenwater kan kunstmest, olie en dierlijk afval accumuleren voordat het in rivieren, meren en oceanen terechtkomt. Deze materialen vervuilen natuurlijk water en kunnen vissen doen sterven, het drinkwater verontreinigen en de sedimentatiesnelheid (deeltjes die zich naar de bodem van een waterweg vestigen) in meren en beken versnellen. In de zomer van 1995, runoff van varkensbedrijven in North Carolina veroorzaakt de snelle groei van de alg Pfisteria. Deze algen vrijgegeven gifstoffen die het zenuwstelsel van vissen en mensen in het gebied beà nvloed.
in een poging om landbouwafvoer te beheren, het Office of Wastewater Management (OWM) van de VS Environmental Protection Agency heeft boerderijen aangewezen als Animal Feeding Operations (AFOS). In 1998 waren bijna een half miljoen Afo ‘ s geïdentificeerd. Door AFOS aan te wijzen, kan de OWM de verwijdering van dierlijk afval reguleren. Hierdoor wordt een groot deel van de landbouwafvoer verplaatst van de non-point broncategorie naar de point broncategorie en wordt een beter beheer van agrarische verontreinigende stoffen mogelijk.
zure mijnafvoer
op plaatsen waar steenkool wordt gewonnen, is het mineraal pyriet een afvalstof. Een reeks complexe reacties tussen pyriet, zuurstof en water resulteren in zure mijnafvoer. Acid mine drainage is wastewater dat extreem zuur is en hoge concentraties zware metalen bevat. Acid mine drainage is een van de belangrijkste bronnen van stroomvervuiling in het Appalachische berggebied. De zure mijnafvoer heeft meer dan de helft van de stromen in Pennsylvania en West Virginia ernstig beschadigd. Er zijn minstens 200.000 verlaten mijnen in de Verenigde Staten die zure mijnafvoer produceren.
zure mijnafvoer kan worden behandeld met chemische behandelingen die de zuurgraad van het water verminderen en de zware metalen in staat stellen te precipiteren (los van het water). Dit soort behandeling is vaak erg duur. Een andere manier om zure mijnafvoer te behandelen is door het door een lagune of wetlands te laten lopen, die zware metalen verwijdert en de zuurgraad van het water vermindert. Zure mijnafvoer wordt ook behandeld door het door een kanaal van kalksteen (een rots die zeer alkalisch is) te voeren, die ook de zuurgraad van het water neutraliseert.
stedelijk afvalwater
wanneer regen valt op natuurlijke gronden zoals bossen en weiden, doordrenkt een deel ervan de bodem in en gaat dan langzaam naar rivieren, meren en oceanen. In steden is een groot deel van het land geplaveid met cement en asfalt, en water kan niet in de grond zinken. In plaats daarvan verplaatst het zich snel naar stormafvoeren en vervolgens naar natuurlijke waterwegen. Deze grote hoeveelheid water veroorzaakt veel erosie (slijtage van het land) en sedimentatie. Bovendien, als het regenwater loopt over verharde oppervlakken, Het verzamelt olie en vet van auto ‘ s, meststoffen en pesticiden uit de tuin, pathogenen vormen dierlijk afval, wegzouten, en zware metalen. Deze worden met stedelijk afvalwater rechtstreeks in natuurlijke wateren gedumpt. Afvloeiing uit stedelijke gebieden is de grootste bron van verontreiniging in estuaria (het brede deel van een rivier waar het de zee nadert) en de derde grootste bron van verontreiniging in meren.
het beheersen van stedelijk afvalwater is uiterst moeilijk omdat de bronnen moeilijk te identificeren zijn. De Environmental Protection Agency werkt aan het beïnvloeden van ontwikkelaars om rekening te houden met stedelijke afvoer bij het plannen van nieuwe gebouwen. Sommige ideeën om afvoer te minimaliseren omvatten het toevoegen van vegetatie en drainage gebieden aan nieuwe bouwplaatsen. Sommige steden hebben riool-stenciling programma ‘ s die mensen eraan herinneren dat regenwater stroomt direct in natuurlijke wateren. Benzinestations zijn ook gericht als bedrijven die kunnen helpen controle auto oliën en vet. Scholen hebben ook programma ‘ s ontwikkeld om leerlingen te leren over stedelijk afvalwater en non-point bron afvalwater.
Juli Berwald, Ph. D.
For More Information
Books
Cunningham, William P. and Barbara Woodworth Saigo. Milieukunde: Een Wereldwijd Probleem. Boston, WCB / McGraw-Hill, 1999.Raven, Peter h, Linda R. Berg en George B. Johnson. Milieu, Tweede Uitgave. Orlando, FL: Saunders College Publishing, 1998.
Websites
” Agricultural Runoff Management. Wisconsin Department of Natural Resources.http://www.dnr.state.wi.us/org/water/wm/nps/animal.htm (geraadpleegd op 24 augustus 2004).
” Managing Urban Runoff.”United States Environmental Protection Agency.http://www.epa.gov/OWOW/NPS/facts/point7.htm (geraadpleegd op 24 augustus 2004).
” The Science of Acid Mine Drainage and Passive Treatment. Pennsylvania Department of Environmental Protection.http://www.dep.state.pa.us/dep/deputate/minres/bamr/amd/science_of_amd.htm (geraadpleegd op 24 augustus 2004).
“Afvalwater Primer.”United States Environmental Protection Agency.http://www.epa.gov/owm/primer.pdf (geraadpleegd op 24 augustus 2004).