Mga basurahan ng bayan

Sa walang tigil na agos ng mabilis na urbanisasyon sa buong mundo, ang mga planta ng paggamot sa tubig-bomba ng bayan ay naging kritikal na imprastruktura, na gumagana bilang pangunahing sandigan ng ekolohikal na hadlang sa lungsod. Ang mga pasilidad na ito ay nasa unahan ng labanan, na patuloy na nakararanas sa dalawang magkasalikod at lumalalang presyur ng "pang-eksponenteng paglago ng populasyon" at ng pangangailangan para sa "mas mahigpit na pagpapabuti ng kalidad ng tubig." Habang lumalaki at lumiliit ang mga lungsod at umuunlad ang ekonomiya, dumarami ang dami ng duming tubig na nabubuo, samantalang tumataas din ang hinihinging publiko at regulasyon para sa mas malinis na alis ng tubig at mas malusog na kapaligiran sa tubig, na nagbubunga ng napakalaking hamon para sa mga tagaplano at inhinyero sa bayan.

Ang kaso ng sewage treatment plant sa lumang urban na bahagi ng isang lungsod sa gitnang bahagi ng Tsina ay isang tipikal na halimbawa ng pangkaraniwang urban na suliranin. Matapos mapatakbo nang higit sa 15 taon, ang pasilidad na ito ay may mga bakas ng kanyang panahon. Ito ay idinisenyo para sa ibang panahon, na naglilingkod sa mas maliit na sakop ng lungsod at sa populasyon na hindi gaanong gumagastos. Ang lugar na pinaglilingkuran nito ay umaabot sa 35 square kilometers, at responsable ito sa wastewater na nalilikha ng 400,000 permanenteng residente—na malamang ay tumaas mula nang ito’y maging operatibo. Ang orihinal na kapasidad ng disenyo ay isang maayos na 30,000 tonelada kada araw, isang bilang na dating sapat. Gayunpaman, ang dalawang pangunahing sanhi ng paglaki ng lungsod—ang pagsakop sa kalapit na distrito at ang pagdagsa ng bagong residente—kasama ang malaking pagtaas sa antas ng pamumuhay, ay nagdulot ng kritikal na pagkaluma ng kapasidad. Tumaas ang pasok na tubig araw-araw hanggang sa 45,000 tonelada, isang overload na 50% na nagtutulak sa matandang imprastruktura sa kanyang pinakamataas na limitasyon. Ang sobrang dami ng tubig (hydraulic overloading) ay nagbubunga ng mas maikling panahon ng paghawak (retention times), na nakompromiso ang kahusayan ng paggamot at nagdudulot ng panganib na hindi sumunod sa regulasyon.

Ang mga hamon ay hindi lamang dala ng dami kundi pati na rin ng kalidad. Ang dumadaloy na tubig-basa ay mayroong kumplikado at nagbabagong profile na kemikal. Ang konsentrasyon ng Chemical Oxygen Demand (COD), isang pangunahing tagapagpahiwatig ng lakas ng organikong polusyon, ay lubhang nag-iiba-iba, umaagos sa pagitan ng 300 at 800 mg/L. Ang ganitong pagbabago mismo ay isang problema para sa mga biyolohikal na sistema ng paggamot na nangangailangan ng matatag na kondisyon. Ang komposisyon ng tubig-basang ito ay direktang salamin ng makabagong urbanong pamumuhay: ito ay nabubuwal sa mga by-produkto ng gawaing bahay, kabilang ang mga taba, langis, grasa, at basurang pagkain mula sa kusina. Isang malaki at mapaminsalang sangkap ang mataas na konsentrasyon ng sintetikong deterhente at surfactants, na maaaring magbulo at hadlangan ang mga biyolohikal na proseso. Higit pa rito, sa kabila ng mga regulasyon, ang daluyan ng tubig-basa ay naglalaman ng halo-halong polusyon mula sa mga maliit na industriya o komersyal na yunit na hindi sumusunod, na ilegal o di-wastong nagtatapon sa municipal na kanal. Ang mga ito ay maaaring maglaman ng mga mabibigat na metal, solvent, at iba pang matitinding sangkap na nakakalason sa mga mikrobyo na mahalaga sa proseso ng paglilinis.

Harapin ang katotohanang ito, ang orihinal na sistema ng paggamot sa planta—na malamang ay batay sa tradisyonal na proseso ng activated sludge noong unang bahagi ng 2000s—ay napalabas na sa loob ng kakayahan nito. Ang mga pangunahing bahagi tulad ng mga sistema ng aeration, clarifier, at mga istasyon ng bomba ay gumagana nang hindi epektibo, at dinadapa ng pagsusuot ng mekanikal, mataas na pagkonsumo ng enerhiya, at kawalan ng kakayahang harapin ang mga sustansya at toxic shocks nang palagi. Ang sistema ay nasa bingit nang mapalitan, at humaharap sa masamang posibilidad ng paulit-ulit na multa mula sa regulasyon, reklamo ng publiko tungkol sa amoy o kalidad ng tubig na tinatanggap, at sa huli, magiging hadlang sa mapagkukunan na pag-unlad ng lungsod. Ang simpleng pagpapalawak ay hindi sapat; kailangan ang isang makabagong pagbabago sa teknolohiya.

Sa ganitong kritikal na panahon, ang pagpapatupad at komprehensibong pagpapabago gamit ang sistema ng QDEVU para sa paggamot sa tubig-dumog ng bayan ay naghain ng isang makabuluhang solusyon. Hindi ito simpleng pansamantalang pagkukumpuni kundi isang estratehikong kabuuang reporma na idinisenyo upang mapaghanda ang pasilidad sa mga hamon ng hinaharap. Ang proyektong ito ang nagbigay-daan sa matandang sentrong urbano na makamit ang malaking pag-unlad, mula sa pagtustos ng pangunahing "pangunahing paglilinis"—na layunin lamang ay tuparin ang pinakamababang pamantayan sa pagbubuga—patungo sa pagkamit ng dalawang mas mataas na layunin: ang "mataas na kalidad na pagbubuga" at "muling paggamit ng mga yaman."

Kung gayon, ano ang kasaklawan ng pag-upgrade na ito sa praktikal na mga tuntunin? Ang sistema ng QDEVU ay kumakatawan sa isang pinagsamang, napapanahong proseso ng paggamot. Maaaring nagsimula ang pagpapabuti sa pamamagitan ng mas mahusay na paunang paggamot upang harapin ang mas mataas na daloy at alisin ang mas maliit na solidong dumi. Ang pangunahing bahagi ng pagpapabuti ay malamang na kinabibilangan ng pagpapalit o pagdaragdag sa yunit ng biyolohikal na paggamot gamit ang mas matibay at epektibong proseso, tulad ng Membrane Bioreactor (MBR). Pinagsasama ng teknolohiyang MBR ang biyolohikal na degradasyon at pag-filter gamit ang membrane, na pinalitan ang tradisyonal na secondary clarifier. Nagsisilbi ito upang mapanatili ang mas mataas na konsentrasyon ng aktibong biomass sa reaktor, na nagreresulta sa mas maliit na lugar na kailangan at mas mahusay na pagganap sa paggamot, na epektibong nakakapagtrato sa mga baryabol na antas ng COD at ammonia.

Bukod dito, tiyak na isinama ang mga napapanahong proseso ng pag-alis ng sustansya (Pinahusay na Biyolohikal na Pag-alis ng Phosphorus at Nitrification/Denitrification) upang harapin ang potensyal ng eutrophication sa mga natatanggap na tubig. Ang huling at pinakamahalagang hakbang para sa muling paggamit ay isang napapanahong pangunahing pananggalang sa tertiary treatment, na malamang ay kasama ang ultrafiltration at pagsusunog gamit ang ultraviolet o reverse osmosis. Ang multi-barrier approach na ito ay nagagarantiya sa pag-alis ng mga pathogen, solidong nakasuspindi, at manipis na organikong sangkap, na nagbubunga ng isang labad na may lubhang mataas na kalidad.

Ang produktong ito na mataas ang kalidad, na naglalaman ng tubig na lubusang lumilinaw sa mga pangunahing pamantayan sa pagbubukas, ay naging isang mahalagang yaman. Maaari itong gamitin nang ligtas sa mga urban na aplikasyon tulad ng pagsisiga sa mga pampublikong parke, golf course, at mga berdeng paligid, paglilinis ng mga kalsada, suplay ng tubig para sa paglamig sa industriya, o para sa pagpapakarga muli sa ilalim ng lupa, na siya naming nag-iimbak ng mahalagang likas na tubig. Nang magkasabay, ang proseso ng paggamot mismo ay optima para sa pagbawi ng mga yaman. Ang basura na nabuo sa panahon ng paggamot ay dinidigester nang anaerobiko upang makagawa ng biogas, isang napapanatiling mapagkukunan ng enerhiya na maaaring gamitin upang mapatakbo ang operasyon ng planta, bawasan ang carbon footprint nito at gastos sa enerhiya. Ang natirang digested material ay maaaring i-proseso bilang organikong kompost para sa agrikultural na paggamit.

Sa kabuuan, ang estratehikong pagsasama ng sistema ng QDEVU ay nagbago sa dating mahinang planta ng munisipalidad mula isang pasanin tungo sa isang ari-arian ng komunidad. Matagumpay nitong naresolba ang dalawang presyur—hydraulic at pollutant loading—na nagtitiyak ng pagkakasunod sa pinakamatitinding pamantayan sa kapaligiran. Higit sa lahat, ito ay nagbukas ng bagong yugto ng circular water management para sa lumang lungsod, kung saan ang wastewater ay hindi na itinuturing na basura kundi bilang mapagkakatiwalaang pinagmumulan ng tubig, enerhiya, at sustansya, na nagtatakda ng pamantayan para sa sustainable urban infrastructure sa ika-21 siglo.