2019年5月26日

卫生系统

作者编制的/
Dorothee Spuhler(Seecon International GmbH)
罗伯特·根施(泽维尔大学)

执行概要

卫生系统是不同功能单位的组合,它们一起管理、再利用或处理来自家庭、机构、农业或工业的不同废物流,以保护人民和环境。该系统旨在解决整个水和营养循环,从产生废水的厕所用户,经过收集,处理,再使用或排放。

介绍

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水资源正面临越来越大的压力。持续的人口增长、城市化、快速工业化以及粮食生产的扩大和强化都给水资源带来了压力(UNEP 2010)。水一旦使用,往往未经任何处理就排放出去——尽管农业迫切需要水和营养,水生生态系统受到污染。为了满足未来对水和养分的需求,必须采取可持续的废水管理。

废水管理是指废物和废水从产生到使用或最终处置的管理过程。废水管理的硬件是卫生系统。卫生系统是不同功能单位的组合,它们一起管理、再利用或处理来自家庭、机构、农业或工业的不同废物流,以保护人民和环境。该系统旨在解决整个水和营养循环,从产生废水的厕所用户,经过收集,处理,再使用或排放。为了使卫生系统可靠地运作,必须保证有安装功能单元及其管理、操作和维修的技术知识。

传统的卫生系统一般是指大型下水道系统,有集中的高科技处理站。在过去几十年里,这些系统可能是有效的,并为改善人们的健康和降低废水排放的环境负担作出了重大贡献。然而,它们需要大量的水,而水与排泄物和废物混合,导致大量的高度污染的废水。这些泥浆的中央处理站不仅需要大量的建造和操作费用、消耗能源和化学品,而且需要大量的管理,而且这些泥浆的营养物质会流失到空气中或最终弃置于堆填区。传统的废水处理系统有很大的潜力,可以通过减少水的使用(例如干燥系统)和改善营养物质和能量的回收和再利用来优化和使其更具可持续性。

有很多方法可以改善传统的卫生系统,以减少水的使用或有效地回收任何水平所产生的废水和营养素(另见Tilley等,是一些例子的2008年)。

在此工具箱中,您将找到描述可以组合的各种功能单元,以便构建卫生系统。根据其在卫生系统中的位置的不同功能单元,可以在“使用”,“收集”,“处理”和“充电/重用”部分的硬件章节中找到。每个功能单元都以功能和设计描述。您还可以在适用的情况下找到有关的信息,以及技术应用的缺点和优点是什么。该信息尤其重要,只有基于此,可以组合不同的功能单元以优化水和养分使用并实现卫生系统的可持续性。因此,通过从“使用”,“使用”,“收集”,“处理”和“重复使用”部分中选择适当的硬件工具(功能单元),以及适用于上下文的相应软件工具,您可以设计集成和适当的卫生设施专为您的情况设计的系统。
以下整体方案旨在让您更好地概述工具箱中可以找到的类型的功能单位,它们都适合在一起。

概述SSWM工具箱中描述的不同功能单元以及它们是如何相互连接的。来源:D. Spuhler (2010)

概述SSWM工具箱中描述的不同功能单元以及它们是如何相互连接的。资料来源:spuhler(2010)

废水生成

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废水可以对不同的人有不同的意思,在使用中有大量的定义。一般来说,它描述的是在一个地点已经使用的水和不能再使用的水,因此被拒绝到另一个地点(UNEP 2010)。从更广泛的角度来看,废水可定义为以下一种或多种废水的组合:生活污水;商业设施和机构,包括医院的水;工业废水;雨水及其他城市径流;以及农业、园艺和水产养殖废水。为了优化水和养分循环,并强调利用过的水可根据其成分作其他用途;不同的术语更适合描述不同类型的废水的组成。这些不同的流的分离,允许处理和再利用更容易,特别是适应他们的组成。 The term used to described the different wastewaters in this SSWM toolbox are:

发电废水的功能单位(地点)对于国内,工业和农业用水的用途是不同的。

在家庭层面,废水产生于浴室和厨房,与这种废水产生相关的硬件工具是厕所系统、淋浴和水表。

工业废水产生的方式变化很大,它们产生工业废水的功能单元没有详细描述。然而,它们要么是可生物降解的,可以像处理黑水或灰水一样处理;或者它们含有不能生物降解的污染物,需要高级氧化处理。通常,工业废水也只含有热量,这些热量可以用于发电或其他过程(如水产养殖)。

农业废水同样是可生物降解的(最常见的),可以作为黑水(例如牲畜粪便)处理和再利用;或者它们不能生物降解(例如含有农药残留物的水等),需要高级氧化处理。

The optimisation of water use and wastewater generation consists mainly in the reduction of water requirements (e.g. by choosing a dry or low-flush toilet) and in the separation of the different wastewaters streams to treat and use them more easily according to their composition (i.e. source separation).

废水收集

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不同的污水流形成家庭。此外,社会产生废水从商业和工业,农业废水和固体废物(有机和无机)。资料来源:spuhler(2010)
不同的污水流形成家庭。此外,社会产生废水从商业和工业,农业废水和固体废物(有机和无机)。资料来源:spuhler(2010)

如果不同的废物流没有在现场处理、回用或排放,则需要将废水收集到半集中或集中处理单位进行管理。

这可以在下水道收集系统中或按行列文完成。下水道系统通常昂贵,安装和维护昂贵。有很多方法可以优化下水道系统,例如分别收集雨水和雨水(直接重复使用它们),简化网络(使用较少的连接和更少的泵或小孔下水道)并降低所需的尺寸(因此操作和维护)通过安装几个Dewats而不是一个大型治疗站。手动加警可能是昂贵的并且导致健康风险,特别是当废水稀释时。当尿液和粪便分开时,两种产品都可以更容易且更安全地运输。使用真空卡车或胶水杯可以降低与手动提示相关的不便和健康风险。

废水处理

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废水处理是指将废水及相关产品(例如黑水、粪便污泥、污水、不可生物降解的水等)制备及转化,以便安全再用或弃置,以减低对人类健康的风险,并保护环境免受污染。

需要处理/移除/去除的主要参数(取决于再利用/充电/放电选择)是固体(即总悬浮固体或TS);生物学和化学需氧量(即COD和BOD);营养素(主要是氮和磷);和病原体微生物(病原体)。需要治疗的其他污染物是重金属或持久性有机化合物(例如杀虫剂,药物,微污染物)。

国内废水最常用生物废水处理过程进行治疗。需要化学(化学废水处理,先进的氧化过程)需要治疗非可生物降解的废水(例如制药工业或农药制造商)。

废水处理的优化取决于上下文和局部条件。The main potential of wastewater treatment optimisation lies in the reuse of the products (e.g. water and nutrients, see also sustainable sanitation), the optimisation of energy requirement (e.g. anaerobic wastewater treatment vs. aerobic wastewater treatment) and the optimisation of scale (e.g. on-site wastewater treatments or decentralised wastewater treatments vs. (semi-)centralised treatments). The main factor influencing whether a wastewater treatment is optimised or not is the suitability of a respective functional unit to a given context and the overall sanitation system.

废水充电和重用

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废水重新充电和/或重用参考技术和方法,其中安全返回不同的废水产品(尿液,粪便,沼气,堆肥等)。这可以通过其生产性使用或可选地进行 - 如果没有直接重复使用 - 其安全处理或充电。如果可能的话,总是优选重用不同废物流中包含的水,营养素和能量。因此,污水再利用的优化取决于如何收集和预处理 - 因此整个卫生系统。堆肥例如,来自有机废物和排泄物或污泥的产品用作土壤修正案,尿液可以重复使用液体肥料。沼气用于烹饪或能源生产和预处理的水,仍然含有营养物的培养物。

来自家庭层面的不同废物流以及它们如何被重复利用和返回到环境中。资料来源:ALSEN & JENSEN (2004)
来自家庭层面的不同废物流以及它们如何被重复利用和返回到环境中。资料来源:ALSEN & JENSEN (2004)

库引用

卫生系统和技术纲要

该纲要在不同的卫生系统和技术上提供了系统概况,并描述了广泛的可用低成本卫生技术。

陈晓明,(2008):《卫生系统与技术概论》。瑞士迪本多夫:瑞士联邦水科学与技术研究所(EAWAG)和供水与卫生合作理事会(WSSCC)URL.[访问:15.02.2010]PDF.

生病的水?废水管理在可持续发展中的核心作用

本书不仅确定了对人类和生态健康状况的威胁,水污染具有并突出了无所作为的后果,而且呈现了对短期和长期的适当政策和管理响应,可以引发就业,支持生计,提升公众和生态系统健康,有助于更智能的水管理。

科尔科兰,E.;Nellemann,C.;贝克,E.;博斯,R.;奥斯贝,D.;Savelli,H.(2010):病水?废水管理在可持续发展中的核心作用。快速反应评估。联合国环境规划署(环境规划署),联合国人居署,网格 - ArendalURL.[访问:05.05.2010]PDF.

菲律宾卫生资料手册和决策援助

本卫生券源本以用户友好的格式介绍了一些核心卫生景观概念,以便该书可以作为卫生专业人士和投资决策者,特别是地方政府的实际参考。附件包含在所选卫生系统选项上的实际集合。

WSP(2007):菲律宾卫生源书和决策援助。PDF演示文稿。华盛顿:水和卫生计划(WSP)。URL.[访问:01.06.2019]
进一步的阅读

卫生系统和技术纲要

该纲要在不同的卫生系统和技术上提供了系统概况,并描述了广泛的可用低成本卫生技术。

陈晓明,(2008):《卫生系统与技术概论》。瑞士迪本多夫:瑞士联邦水科学与技术研究所(EAWAG)和供水与卫生合作理事会(WSSCC)URL.[访问:15.02.2010]PDF.

菲律宾卫生资料手册和决策援助

本卫生券源本以用户友好的格式介绍了一些核心卫生景观概念,以便该书可以作为卫生专业人士和投资决策者,特别是地方政府的实际参考。附件包含在所选卫生系统选项上的实际集合。

WSP(2007):菲律宾卫生源书和决策援助。PDF演示文稿。华盛顿:水和卫生计划(WSP)。URL.[访问:01.06.2019]

生态卫生 - 修订和放大版本

这本书是定义生态卫生概念的最基本和最重要的书之一。第一个版本出版于1998年,这个版本展示了由瑞典国际发展合作署(SIDA)支持的十多年来在生态卫生方面的研究和发展的发现。

温伯德(2004):生态卫生-修订和扩大版。(pdf)。瑞典:斯德哥尔摩环境研究所URL.[访问:04.08.2010]

raybet CS:GO城市可持续卫生:行动框架

这本由可持续卫生联盟(SuSanA)网络的合作伙伴编写的书让人大开眼界。raybet CS:GO它回顾了过去行之有效的一些方法,以指导我们解决未来的问题。通过将环境卫生作为城市新陈代谢的一个关键要素,并将环境卫生与城市规划以及固体废物管理或废物回收等邻近部门联系起来,可以采取一种全面的办法。在未来的城市,我们需要更多地关注能源回收。废水和污泥产生沼气就是一个很好的例子。水也将成为一种日益稀缺的商品。灰水(来自淋浴和水槽)可以在城市人工湿地中处理,或用于灌溉和施肥城市绿地。这些生产性卫生系统的例子将成为可持续城市基础设施的组成部分。

Luethi,C.Panesar,A. Schuetze,T.Norstroem,A. McConville,J.Parkinson,J. Saywell,D. Inge,R。(2011年):城市的可持续卫生设施:行raybet CS:GO动框架。raybet CS:GO可持续卫生联盟(Susana)和国际城市主义国际论坛(Ifou),Papiroz出版社,荷兰URL.[访问:26.05.2019]

污水处理选项

本技术简介介绍低收入和中等收入社区的废水处理中的一些选择。它应该用作主要选项的指南。

纽约州:污水处理方案。(= WELL技术简介,64)。拉夫堡:伦敦和拉夫堡的水和环境健康(WELL)URL.[访问:26.05.2019]

拉丁美洲和加勒比地区淡水增强的替代技术源书

拉丁美洲和加勒比国家在水资源上涨,随着需求和成本,农业,国内和工业消费的需求增加,越来越大。这带来了最大化和增强现有或未开发来源的淡水来源的需要。有许多现代和传统的替代技术,用于改善该效用,增加各国所采用的水供应,但由于水资源管理人员和规划者缺乏信息转移,其他地方的应用有限。本书准备为提供水资源管理人员和规划者,特别是在发展中国家和经济转型国家的国家提供有关全球各个国家开发和使用的技术范围的信息。

环境规划署(1998年):《拉丁美洲和加勒比增加淡水替代技术资料手册》。内罗毕:联合国环境规划署(UNEP)URL.[访问:17.10.2011]

技术评估框架审查

wastech对现有技术评估框架的文献综述显示,存在着一个wastech技术评估工具和一个wastech技术吸收工具的差距。该综述的作者支持WASHTech的技术评估框架(TAF)的发展,他们认为基于算法的计算机工具是不合适的,因为它太死板。选择若干可管理的适当指标是评估新技术的关键。

陈建平,陈建平,陈建平,(2011):技术评估框架综述。3.1 WASHTech交付。圣加伦和海牙:瑞士技术和管理发展合作中心(SKAT)和国际水和卫生中心(IRC)URL.[访问:26.05.2019]

污水特性,治疗和处置

废水特性,处理和处置是系列生物废水处理的第一卷,呈现了水质和废水处理的综合视图。这本书涵盖了以下主题:污水特性(流量和主要成分),污水排放到河流和湖泊的影响,污水处理系统的概述,规划研究的补充项目。

张国强,陈建平,(2007):污水处理技术。(=污水生物处理系列,1)。伦敦:国际水协会(IWA)出版URL.[访问:26.05.2019]

废水处理的基本原理

《污水处理基本原理》是《污水生物处理》系列丛书的第二卷,主要介绍与污水生物处理相关的单元操作和流程。主要内容包括:废水处理的微生物学和生态学、反应动力学和反应器水力学、有机和无机物质的转化、沉降、曝气。

Sperling,M.Von(2007):废水处理的基本原理。(=生物废水处理系列,2)。伦敦:国际水协会(IWA)出版URL.[访问:26.05.2019]

温暖气候区的生物废水处理1

《温暖气候地区污水生物处理》介绍了污水生物处理特别是生活污水的最新科学技术。该书涵盖了全球范围内在温暖气候地区使用的废水处理的主要处理过程,特别强调了需要简单、负担得起和可持续解决方案的地方。全文共55章,分两卷共7个部分:第一卷:(1)介绍废水特性、处理和处置;(2)废水处理的基本原理;(3)稳定池塘;(4)厌氧反应器;第二卷(也可在SSWM图书馆):(5)活性污泥;(6)好氧生物膜反应器;(7)污泥处理处置。

王永明(2005):污水处理技术在气候变化研究中的应用。伦敦:国际水协会(IWA)出版URL.[访问:26.05.2019]

温暖气候区的生物废水处理2

《温暖气候地区污水生物处理》介绍了污水生物处理特别是生活污水的最新科学技术。该书涵盖了全球范围内在温暖气候地区使用的废水处理的主要处理过程,特别强调了需要简单、负担得起和可持续解决方案的地方。55章分为两卷的7份:1卷(也在SSWM库中提供):污水特性,治疗和处置简介;废水处理的基本原理;稳定池塘;厌氧反应器;第2份:活性污泥;有氧生物膜反应器;污泥处理和处置。

王永明(2005):污水处理技术在气候变化研究中的应用。伦敦:国际水协会(IWA)出版URL.[访问:26.05.2019]
训练材料

卫生系统和技术。推介会

关于发展中国家卫生系统的技术和非技术方面的PDF简报。

EAWAG/SANDEC(2008):卫生系统和技术。演示。(= Sandec Training Tool 1.0, Module 4)。迪本多夫:瑞士联邦水科学研究所(Eawag)、发展中国家水和卫生部门(Sandec)

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