20.1.2: Matibabu ya Maji

Aina mbaya zaidi ya uchafuzi wa maji, microorganisms pathogenic zinazosababisha magonjwa yanayotokana na maji, iliua watu milioni 485,000 (hasa katika nchi zinazoendelea) mwaka 2017. Mkakati bora wa kushughulikia tatizo hili ni matibabu sahihi ya maji taka (maji machafu). Maji taka yasiyotibiwa sio tu sababu kubwa ya magonjwa ya pathogenic, lakini pia ni chanzo kikubwa cha uchafuzi mwingine, ikiwa ni pamoja na taka zinazodai oksijeni, virutubisho vingi, na metali nzito yenye sumu. Matibabu ya maji taka hufanyika kwenye mmea wa matibabu ya maji taka katika maeneo ya miji na kupitia mfumo wa tank septic katika maeneo ya vijiji.

taka yanayotokana na baadhi ya 80% ya kaya Marekani ni zilizokusanywa katika mifumo ya maji taka. Kila siku, Marekani inachukua takriban galoni bilioni 34 za maji machafu (99.9% ya hii ni maji). Mwaka 2004, ripoti ya Shirika la Ulinzi wa Mazingira (EPA) ilikadiria kuwa galoni bilioni 860 za maji machafu yasiyotibiwa (maji taka ghafi) yalitoroka kwenye mito, mito, na bahari, hasa kutokana na mifumo ya maji taka ya pamoja (angalia Uchafuzi wa Maji na Vyanzo Kufikia mwaka wa 2020, EPA imekadiria karibu 96% ya mifumo inayohusika na kufurika kwa maji machafu na kushughulikia kwa malalamiko ya kiraia, amri ya utekelezaji, au mahitaji ya kibali. Hata hivyo, mwaka 2017, EPA ilikadiriwa kuwa bado ilikuwa matukio 40,000 au zaidi ya maji machafu, ambayo ilitoa maji taka ghafi ndani ya miili ya maji.

Ili kupunguza matatizo ya uchafuzi wa maji, mifumo tofauti ya maji taka (ambapo barabara ya maji machafu huenda kwenye mito na maji machafu tu huenda kwenye mmea wa matibabu ya maji machafu) ni bora zaidi kuliko mifumo ya maji taka ya pamoja, ambayo inaweza kufurika na kutolewa maji taka yasiyotibiwa ndani ya maji ya uso wakati wa mvua kubwa. Miji mingine kama vile Chicago, Illinois imejenga mapango makubwa ya chini ya ardhi na pia hutumia machimbo ya mwamba yaliyoachwa kushika kufurika kwa maji taka ya dhoruba Baada ya mvua kuacha, maji yaliyohifadhiwa huenda kwenye mmea wa matibabu ya maji taka kwa ajili ya usindikaji.

Matibabu ya maji taka

Maji taka ambayo yanaelekezwa vizuri kwenye mmea wa matibabu ya maji machafu hupata hatua kadhaa: pretreatment, matibabu ya msingi, matibabu ya juu, na kuzuia disinfection na kutokwa (takwimu\(\PageIndex{a}\)). Pretreatment inahusisha uchunguzi na kuondolewa kwa mchanga na changarawe. Matibabu ya msingi inahusisha kutulia au kuelea ili kuondoa viboko vya kikaboni, mafuta, na mafuta. Vipande vilivyotengenezwa katika maji taka ghafi ili kukaa nje ya kusimamishwa kutengeneza sludge. Tiba hiyo ya msingi huondoa tu theluthi moja ya mahitaji ya oksijeni ya kibiolojia (BOD) na karibu hakuna madini yaliyoharibiwa. Majaribio ya kutumia sludge iliyochomwa kama mbolea yamezuiliwa na uchafuzi wake wa mara kwa mara na kemikali za sumu zinazotokana na taka za viwanda.

Kielelezo\(\PageIndex{a}\): Hatua katika mmea wa matibabu ya maji machafu. Hatua nyingi za usindikaji katika mmea wa kawaida wa matibabu ya maji taka ni pamoja na pretreatment (uchunguzi na kuondolewa kwa mchanga na changarawe), matibabu ya msingi (kutulia au kuelea kuondoa yabisi hai, mafuta, na mafuta), matibabu ya sekondari (aerobic bakteria utengano wa yabisi hai), matibabu ya juu (utengano wa bakteria wa virutubisho na filtration), disinfection (kemikali au matibabu ya UV kuua bakteria), na ama kutokwa kwa maji ya uso au kutumia tena. Tu pretreatment, matibabu ya msingi, matibabu ya sekondari, na digestion sludge ni inavyoonekana hapa. Maji taka ya awali huingia kabla, ingawa baadhi yanaweza kutoroka kutokana na kufurika. Uchunguzi huondoa vipengele vingi, vinavyoingia takataka. Air imeongezwa, safu ya juu (scum) imeondolewa, na sludge (yabisi ambayo hukaa chini) huondolewa wakati wa matibabu ya msingi. Aeration zaidi inahitajika kwa ajili ya matibabu ya sekondari ili kutoa oksijeni kwa bakteria ya aerobic ambayo huvunja vipengele vya kikaboni katika maji. Sludge zaidi imeondolewa. Sludge kuondolewa wakati wa matibabu ya msingi na sekondari hupata digestion sludge. Hii inahusisha sludge kavu, kavu kumaliza, na uzalishaji wa methane. Picha na Leonard G. (CC-BY-SA).

Kisha, yabisi ya kikaboni katika majivu yanaharibiwa na bakteria ya aerobic (inayohitaji oksijeni) katika matibabu ya sekondari. Hapa majivu yanaletwa kuwasiliana na oksijeni. Microorganisms aerobic kuvunja sehemu kubwa ya mambo ya kikaboni kwa vitu madhara kama vile dioksidi kaboni. Matibabu ya msingi na ya sekondari pamoja yanaweza kuondoa hadi 90% ya BOD. Baada ya klorini ili kuondoa maudhui yake ya bakteria, majivu kutoka kwa matibabu ya sekondari yanarudi kwenye maji ya uso wa ndani.

Mango ya kikaboni iliyojilimbikizia zinazozalishwa wakati wa matibabu ya msingi na ya sekondari (sludge) inatibiwa kwa njia mbalimbali ikiwa ni pamoja na ovyo wa taka, incineration, matumizi kama mbolea, na mtengano wa bakteria anaerobic, unaofanywa kwa kukosekana kwa oksijeni. Uharibifu wa anaerobic wa sludge hutoa gesi ya methane, ambayo inaweza kutumika kama chanzo cha nishati.

Ingawa mchanganyiko wa matibabu ya msingi na ya sekondari huondoa zaidi ya mambo ya kikaboni katika maji taka, kupunguza BOD, wengi wa nitrojeni na fosforasi katika maji taka hubakia katika maji taka (sehemu ya maji taka). Katika matibabu ya juu, bakteria hutumiwa kuondoa virutubisho vilivyobaki, na filtration hutokea. Zaidi ya hayo, mbinu kadhaa zinapatikana ili kuondoa chumvi zilizoharibiwa kutoka kwenye maji taka ya maji taka, lakini yote ni ghali sana.

Wakati wa kuzuia disinfection, matibabu zaidi inahusisha disinfection na klorini, ozoni, mwanga ultraviolet, au bleach kuua viumbe Hatimaye, maji ya kutibiwa hutolewa kwenye maji ya uso (kwa kawaida mto wa ndani) au hutumiwa tena kwa madhumuni mengine, kama vile umwagiliaji, uhifadhi wa mazingira, na recharge ya chini ya ardhi ya bandia

Septic Tank mfumo

Mfumo wa tank septic ni mfumo wa matibabu ya maji taka ya mtu binafsi kwa nyumba katika mazingira ya kawaida ya vijiji. Vipengele vya msingi vya mfumo wa tank septic (takwimu\(\PageIndex{b}\)) ni pamoja na mstari wa maji taka (inlet) kutoka nyumba, tank septic, na shamba la kukimbia. Tangi ya septic ni chombo kikubwa ambako sludge hukaa chini, ambapo microorganisms hutengana na viumbe hai vya kikaboni anaerobically. Shamba la kukimbia ni mtandao wa mabomba ya perforated ambapo maji yaliyofafanuliwa huingia ndani ya udongo na hutakaswa zaidi na bakteria. Matatizo ya uchafuzi wa maji hutokea ikiwa matatizo ya tank ya septic, ambayo hutokea wakati mfumo umeanzishwa katika aina mbaya ya udongo au kuhifadhiwa vibaya.

Kielelezo\(\PageIndex{b}\): Mfumo wa tank septic kwa matibabu ya maji taka. Inlet husafirisha maji taka kwenye tank ya septic (juu). Ndani ya tank septic (chini), sludge hukaa chini ya majivu ya kioevu. Bakteria ya anaerobic hupiga sludge. Scum inaelea juu ya majivu, na hewa juu yake inaitwa kichwa cha kichwa. Bandari mbili za ukaguzi hupanua juu ya tank ya septic, iliyozikwa chini ya ardhi. Pia inapatikana kwa njia ya manhole. Uharibifu huacha shimo ndani ya shamba la kukimbia, ambalo lina mabomba (laterals) na mashimo madogo ndani yao. Maji hutolewa na yanaweza kuingia ndani ya ardhi na kutakaswa zaidi na bakteria. Picha na Utafiti wa Kijiolojia wa Marekani (uwanja wa umma).

Kushughulikia Maji Matibabu Kimataifa

Kwa nchi nyingi zinazoendelea, misaada ya kifedha ni muhimu kujenga vituo vya kutosha vya matibabu ya maji machafu. Shirika la Afya Duniani linakadiria akiba ya makadirio ya gharama angalau dola 5 kwa kila dola 1 zilizowekeza katika utoaji wa maji safi na usafi wa mazingira. Akiba ya gharama ni kutokana na akiba ya huduma za afya, faida katika kazi na uzalishaji wa shule, na vifo vya kuzuia. Mbinu rahisi na za gharama nafuu za kutibu maji nyumbani ni pamoja na klorini, filters, na disinfection ya jua. Njia mbadala ni kutumia teknolojia ya ardhi ya mvua iliyojengwa (mabwawa yaliyojengwa kutibu maji machafu), ambayo ni rahisi na ya bei nafuu kuliko mmea wa kawaida wa matibabu ya maji taka.

Attributions

Ilibadilishwa na Melissa Ha kutoka vyanzo vifuatavyo:

• Matibabu ya Maji kutoka Biolojia ya Mazingira na Mathayo R. Fisher (leseni chini ya CC-BY)
• Matibabu ya maji taka kutoka Biolojia na John W. Kimball (leseni chini ya CC-BY)
• Aliyekuwa Mpango wa Taifa Mwafaka: Kuweka Maji taka Ghafi na Machafu Stormwater Kati ya Maji ya Taifa Letu. EPA. Ilipatikana 01-18-2021. (uwanja wa umma)