進階的廢水處理需求持續攀升中

Category: 2017 Created: Monday, 20 March 2017 12:32
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城市擴展大開了累積廢料與廢水的大門。起先,各城還有能力控制透過排水管流通的水,但情況正在轉變。今日的廢水夾雜了大量的砂礫,而且汙染程度比起過往嚴重許多。水資源仍然是今日地球最珍貴的物質,因此關乎如何處理廢水的重大變革也就顯得更加勢在必行。

譯者:華文版世界水資源日團隊

城市擴展大開了累積廢料與廢水的大門。起先,各城還有能力控制透過排水管流通的水,但情況正在轉變。今日的廢水夾雜了大量的砂礫,而且汙染程度比起過往嚴重許多。水資源仍然是今日地球最珍貴的物質,因此關乎如何處理廢水的重大變革也就顯得更加勢在必行。欲了解更多,請參考加州大學河濱分校贊助的資訊圖表:

growing need for advanced water treatment

 

為什麼需要改變廢水處理的方式?


最優秀的環境工程師不斷對美國施加壓力,強調廢水處理的方式必須有所改變。傳統的氧化處理法已經完全不足採用,這也是為什麼許多人正在嘗試研發一個更新、更有效的氧化處理法。

由於美國某些州正面臨重大危機,這個新方法又顯得特別重要。美國有些州已面臨水資源枯竭的問題。正歷經這個問題的州有德州、亞利桑納州、加州、堪薩斯州、科羅拉多州、奧勒岡州、俄克拉荷馬州、猶他州和內華達州。

事實上,一份研究指出:根據記載,美國康乃迪克州在2015年2至5月間乾旱程度最為嚴重。我們必須謹記幾年前,該州是美國東北部旱災的中心地。水資源的恐慌不僅止於此。美國國家環境保護局(EPA)發表了一份聲明提出,他們預估接下來的十年內有40到50州將會面臨缺水問題。

這絕對是應該盡快著手處理的問題。我們必須謹記缺水只會衍生更糟的疑難雜症,如:水質不良。另外一份調查指出,全球百分之八十的疾病都跟水質不良有關。

 

了解傳統的水處理程序

為要了解現況為何需要改變,首要了解現行的傳統水處理程序。
一般而言,第一步是要從廢水中除去大型物體。第一階段要將砂礫、沙石、石塊等物質從水中過濾出來,但除此之外,還有許多異物被丟進下水道。水通過砂石渠道過濾,可控制水的流速。這可使笨重或大型的物體沉積在水道底部。

理想狀態下,這道程序可以從水中除去大型物體,使水僅殘留有機物質。接下來,會進入廢水處理程序,除去有機物質。這道程序會移除水中大約百分之九十的有機物質。這是透過投入贅生物,如加入酵素或細菌幫助侵蝕有機廢物。傳統的廢水處理也有可能使用懸掛式的贅生物處理器。

第三階段的目的是要持續移除有機廢物,並提升廢水的品質。這個步驟只是第二階段的加強版,用濃度更高的酵素或細菌加以處置。第四階段只是單純將水消毒。這個過程包含在水中添加氯,並使用臭氧和紫外線殺死水中剩餘的有機物質。

這個過程聽起來很簡單,但是有一些無法忽視的問題必須被正視。問題之一是,為確保廢水可以獲得妥善處理,單單建設在過去20年就花了4000到6000億美元。

當然,各城使用回收水讓人樂觀其成,但是這種廢水處理程序製造出來的水並不是安全飲用水,這些水根本不夠乾淨。除此之外,更糟糕的是廢水處理製造了大量難以清除的淤泥。

 

廢水的新希望

環境工程師仍盼望逆轉局勢,一切都還有希望。他們希望利用新技術讓各城除了現有的選項外,還可以透過更多的方式回收並重新利用回收水。工程師們也在嘗試要從廢水水流中擷取被浪費的能源。

除此之外,工程師們也迫切需要更新暴風雨的雨水採集方式。以加州為例,暴風雨的雨水每年可以為該州增添1080到1370萬英畝的水量。

這些只是一些環境工程師眼前的目標。他們希望透過眾多革新的系統達成目的。其中一個目標是要使用薄膜過濾系統。這些系統在移除溶解物質上較為有效,如此一來,淤泥應該可以大量減少。也有人使用奈米科技結合大數據來降低薄膜過濾器的失誤率。這代表城市的廢水可以過濾的更乾淨,耗費的能源也相對減少。奈米科技應該也會大幅改善水力傳導性。

環境工程師欲改變城市廢水,使用過最有趣的方法,可能是引進微生物燃料電池。微生物吞蝕有機物質時,會產生能源。這些流失的能源現在可以透過微生物燃料電池加以利用,讓水質改善的程度超越已知的現狀。這樣,回收用水就不單只能用於灌溉。目標是要讓回收的水質提升至可飲用的狀態。

眾多工程師特別希望利用廢水的理由顯而易見。每當思及美國某些州幾近缺水的現狀,這個議題就更顯為重要。現狀絕對需要改變,而且不能是增加預算的改變,因為美國政府無法負擔。美國需要的是一個革命性的變革,而且現在就需要。

資料來源:http://engineeringonline.ucr.edu/resources/infographic/the-growing-need-for-advanced-water-treatment/