水の処理に長いプロセス

下水を川に流せるほどきれいな状態にするには、複数の段階の処理が必要です。

そして、地下水、貯水池の水、または川の水が飲料水として使用される前に、個別の多段階の処理プロセスを経る必要があります。 専門家らによると、治療の強度は主に水源に依存するという。

ノースジャージー州の下水処理施設と飲料水処理施設が通常どのように機能するかは次のとおりです。

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ハッケンサック川のほとりにあるリトルフェリーにあるバーゲン郡公益事業局の下水処理場は、バーゲン郡の 47 の町の 50 万人の住民から毎日 6,500 万ガロンの生下水を処理しています。

到着した下水は、まず垂直の鋼棒で作られたスクリーンを通過し、ぼろ布、ガラス、石などの大きな破片を捕集します。 次に、下水はポンプで部屋に送られ、そこで下水の流れが遅くなり、砂や砂利などの小さな無機物質が底に沈みます。

下水は、長さ約 100 フィート、深さ約 8 フィートの一連の 16 個の大きな長方形の一次処理タンクでさらに減速され、重い有機物質、つまりうんこは底に沈みますが、油などの軽い固体は底に沈みます。油脂や石鹸カスが浮いてきます。 同当局の水質汚染管理部長スティーブン・アスキュー氏によると、この措置により汚染物質の約40％が除去されるという。

浮遊するスカムは機械制御された水平金属棒で水面からすくい取られ、埋め立て地に送られます。 一部は保持され、嫌気性消化装置に入れられ、そこで微生物が分解して天然ガスであるメタンを生成します。 メタンはいくつかのユニットで捕捉されて燃焼され、処理プラントのエネルギー需要の約 40 パーセントをカバーするのに十分な電力を生成します。

一方、16 基の一次タンクの底にある重い固形物は除去され、脱水されて、汚泥を処理するニューアークの別の処理プラントに輸送されます。 アスキュー氏によると、100万ガロンの下水から約250ポンドの固形物が生成されるという。

次に、部分的に浄化された排水は、一連のコンクリート製の軌道または曝気タンクに移動し、酸素とともにバクテリアやその他の自然発生微生物が注入されます。この方法は活性汚泥法と呼ばれます。 酸素は、下水中の微生物が繁殖し、繁殖し、下水シチュー中の有機物を消費するのを助けます。 注入された酸素は下水を巻き上げ、レースウェイをウィリー・ウォンカ工場の泡立つチョコレートの川のように見せます。

下水と細菌の混合物は曝気槽から沈殿槽に流れ、そこで微生物のコロニーが底に沈殿します。 微生物は曝気タンクにリサイクルされてプロセスを永続させます。

汚染物質の 50% を除去するこの第 2 段階の終わりまでに、排水は飲料水と同じくらい透明になりますが、それほどきれいではありません。 この時点で、排水に塩素が添加されて消毒され、病原性細菌やウイルスが死滅します。 この施設では 1 日あたり約 5,000 ガロンの塩素を使用します。

しかし、塩素は川の魚や他の水生生物に害を及ぼす可能性があるため、塩素の大部分を中和するために追加の化学物質である重硫酸ナトリウムが添加されます。

プロセス全体には 6 時間かかります。

処理された排水はハッケンサック川に放出されます。

「川に影響を与えないように処理しています」とアスキュー氏は語った。 「川の水がきれいな場合、私の仕事はそれをきれいに保つことです。場合によっては、排水は川の水よりもさらにきれいです。」

産業顧客が処理施設で処理できないものを排水溝に投棄しないように、当局は許可を発行し、産業施設の排出量を定期的に監視しています。 場合によっては、現場では下水を公共システムに放出する前に前処理する必要があります。

リンカーンパークにあるツーブリッジ下水道局の施設での処理プロセスは似ていますが、トゥーブリッジはハッケンサック川よりも体積が少ない淡水域であるポンプトン川に排水を放出しているため、より多くのステップがあります。 さらに、川の水をワナク貯水池に戻すポンプ場は、トゥーブリッジの排水放水管の下流のすぐ近くにあります。

Two Bridges の下水は活性汚泥プロセスを 2 回経ます。 砂を除去するためにふるいにかけられた後、廃水は以前の廃水から除去された汚泥と混合され、業界で「混合液」と呼ばれる組み合わせが作成されます。 酸素も添加されます。 汚泥を導入すると、酸素だけでなく食物も豊富に含まれるため、急速に繁殖できるバクテリアも導入されます。 数時間後、バクテリアは下水中の有機物の多くを消費し、微生物はタンクの底に沈んで、より透明な水から分離されます。

Two Bridges の施設では、処理する未処理下水のバッチごとにこのプロセスを 2 回実行します。

さらに、廃水とともに川の水に放出されたときに藻類の発生を引き起こし、酸素レベルを低下させる可能性がある栄養素であるリンを除去するために、ポリ塩化アルミニウムが添加されています。

微生物が沈降した後、処理された廃水は、砂、砂利、無煙炭で構成される部屋サイズの大きなフィルターにポンプで送られ、残留固形物の捕捉に役立ちます。 処理された廃水は、フィルターを通過する前に許可基準を満たすのに十分なほどきれいだが、廃水をさらにきれいにするための追加のステップであると工場監督のアーネスト・デグロー氏は述べた。

最後に、トゥー ブリッジの施設では、消毒に塩素を使用する代わりに、処理された廃水に紫外線を照射します。 これにより、排水とともに塩素が川に入る可能性がなくなり、塩素を中和するために追加の化学物質を使用する必要がなくなります。

この施設は、新しいポンプ場と頭首工施設（下水が最初に工場に到達するエリア）に加え、公共施設とバックアップ電源のアップグレードに 1,750 万ドルを投資しています。 この計画には、使い捨ての赤ちゃんのおしりふきなどの無機物質をより効果的に除去するためのバースクリーンを備えた新しい砂除去施設が含まれています。 おしりふきは流せるとよく宣伝されていますが、トイレットペーパーのように分解することはなく、ポンプ機構が詰まる可能性があり、処理プロセスにコストがかかり、スタッフを危険にさらす可能性があります。

飲料水処理プラントはいくつかの非常に似た手順に従いますが、一部のプラントは水源に基づいた飲料水の水質基準を満たすために他のプラントよりも多くのことを行う必要があります。 パセーイク・バレー水委員会のディレクター、ジョセフ・ベラ氏は「すべてのプラントは水源を中心に設計されている」と語った。

水がハッケンサック川を下ってオラデル貯水池に到達すると、ポンプは冬の間は 1 日あたり最大 8,000 万ガロン、夏の間はその 2 倍の量を、営利水道会社スエズが運営する貯水池のほとりにある処理施設に吸い込みます。バーゲン郡の大部分にサービスを提供しています。

工場での処理の最初の部分はかなり単純です。水は大きなスクリーンを通過し、小枝、葉、さらには魚など、ポンプ機械に詰まる可能性のあるあらゆるものをキャッチします。

その後、水のpHを下げるために硫酸が導入される、とスエズのニュージャージー事業のシステムサポート責任者リック・テクキオ氏は語った。 pH が高すぎると水のアルカリ性が高まり、味に影響を与えたり、配管を腐食したりする可能性があります。

次に、凝固剤を水に加えて小さな固形物を結合させ、除去しやすくする、とテクキオ氏は語った。

オゾンは鉄とマンガンを除去するために添加されます。 次に、水はたらいに流れ込み、空気がポンプで送り込まれます。このプロセスは溶解空気浮選と呼ばれ、残りの固体を表面に押し出すため、それらをすくい取ることができます。 溶解空気浮上処理後、次亜塩素酸ナトリウムを添加して消毒します。

水はフィルターとして機能する大きな長方形のタンクにポンプで送られ、各タンクには無煙炭、粗い砂、細かい砂の 3 層の材料が充填されています。 水が材料に浸透するにつれて、残った固体は顆粒に結合します。

最後に、植物から出る水に少量の次亜塩素酸ナトリウムと水酸化ナトリウムが加えられます。

プロセス全体には約 5 時間かかります。

一部の治療施設では、水を消毒するために塩素や紫外線を使用します。

ほとんどの標準的な下水および飲料水処理施設には、排水管に流されるステロイドや医薬品、パーソナルケア製品に含まれるマイクロビーズなど、新たに懸念される汚染物質を除去する設備がありません。

下水を使用する飲料水処理施設では、水を飲めるほどきれいにするためにさらに多くの手順を追加する必要があります。 たとえば、カリフォルニア州オレンジ郡水道区の施設には、逆浸透と呼ばれるプロセスが含まれています。 水は半透性プラスチックで作られた膜を通して高圧で絞られ、水中に溶解した化学物質、鉛、殺虫剤、ウイルス、医薬品が除去されます。