
الإدارة المستدامة لمياه الصرف الصحي

ويغطي نظام الصرف الصحي في مدينة يوكوهاما بالكامل تقريبًا مساحتها الكبيرة التي تضم أكثر من 3.5 مليون نسمة. يبلغ إجمالي طول أنابيب الصرف الصحي حوالي 11,000 كيلومتر، أي ما يعادل المسافة بين مدينة يوكوهاما ومدينة نيويورك بالولايات المتحدة الأمريكية. تعالج محطات معالجة مياه الصرف الصحي الـ11 في المدينة التي شُيدت بين عامي 1962 و1984 يومياً حوالي 1,500,000 م3 من مياه الصرف الصحي. يعالج نظام الصرف الصحي تحديات الاستدامة في كفاءة استخدام الموارد، والحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري، والحد من مخاطر الفيضانات في سياق مجتمع متقدم في السن ومرونة وطنية. كما اعتمدت تقنيات معالجة متقدمة سعياً لتحسين الظروف الصحية وجودة المياه في الأنهار والجداول.
السياق
التحديات التي تمت مواجهتها
يواجه نظام الصرف الصحي العديد من تحديات الاستدامة فيما يتعلق بخدماته. أولاً، من المتوقع أن تقوم المدينة بتحديث جزء كبير من أنظمة البنية التحتية لمياه الصرف الصحي في غضون الثلاثين عاماً القادمة حيث أن معظمها تم تشييده منذ أكثر من 20 عاماً. لا يؤثر تقادم أنابيب الصرف الصحي والبنية التحتية المتقادمة بشكل مباشر على جودة خدمة الصرف الصحي فحسب، بل إنها تعرض الحياة اليومية والأنشطة الاجتماعية والاقتصادية في المدينة للخطر، مثل الحفر في الطرقات بسبب تلف الأنابيب، والتي يجب منعها. ثانياً، تسعى المدينة إلى تطبيق نظام صرف صحي مستدام بيئياً. على سبيل المثال، على الرغم من أن النظام يغطي منطقة المدينة بالكامل، إلا أن التخثث في المسطحات المائية المغلقة لا يزال قائماً. وعلاوة على ذلك، تصل الكمية الكبيرة من الحمأة المتولدة يومياً في محطات المعالجة إلى حوالي 20% من إجمالي النفايات الصناعية.
الموقع
العملية
ملخص العملية
يعد التمويل المستدام من بين أكبر التحديات التي يواجهها نظام الصرف الصحي في سياق مجتمع متقدم في السن. ولتقليل التكلفة الإجمالية، يجب إدارة مجموعة من المرافق بطريقة منهجية. لا تساهم إعادة تدوير المياه والحمأة المعالجة في الحفاظ على البيئة فحسب، بل تساعد أيضًا على استرداد تكاليف الصيانة والتجديد في نظام الصرف الصحي. كما أن تطبيق التقنيات المتقدمة يعزز جودة المياه المعالجة، فضلاً عن استعادة الموارد وتوليد الطاقة الكهربائية.
اللبنات الأساسية
المخططات المالية للإدارة المستدامة لمياه الصرف الصحي
وللتعامل مع شبكات الصرف الصحي المتقادمة، تم وضع خطة تجديد بشكل منهجي وتنفيذها مع مراعاة خطة الميزانية بشكل كامل. وقد تم تحديد المنطقة التي تم فيها إنشاء نظام الصرف الصحي قبل الحرب العالمية الثانية كمنطقة تجديد المرحلة الأولى، تليها منطقة تجديد المرحلة الثانية حيث تم إنشاء نظام الصرف الصحي من عام 1945 إلى عام 1970، ولتأمين ميزانية تجديد البنية التحتية للصرف الصحي والاستمرار في تقديم خدمات سليمة، كان من الضروري تحسين الأوضاع المالية. على سبيل المثال، تم وضع هدف لخفض معدل الاعتماد على سندات الشركات لتحسين الأساس المالي لخدمات الصرف الصحي. وبالإضافة إلى ذلك، تم استحداث نظام التمويل الشخصي لتقليل تكلفة إعادة تدوير الحمأة. وقد تم تعزيز الإدارة اليومية للنظم لإطالة عمر المرافق والأنابيب، ويجري تطوير قاعدة بيانات للبيانات والمعلومات عن نظم الصرف الصحي.
عوامل التمكين
- خطط منهجية لتجديد مرافق البنية التحتية المتدهورة
- آلية مالية لاسترداد الموارد
- تطوير قاعدة بيانات للبيانات والمعلومات عن أنظمة الصرف الصحي
الدرس المستفاد
يعد التمويل المستدام من بين أكبر التحديات التي يواجهها نظام الصرف الصحي في سياق مجتمع متقدم في العمر. حيث تعمل مراقبة المرافق وصيانتها بشكل منتظم على إطالة عمر مرافق الصرف الصحي. وهذا يقلل في النهاية من التكلفة الإجمالية لدورة حياة النظام على المدى الطويل. وعلاوة على ذلك، تساعد المخططات المالية عن طريق استرداد الموارد والتعاون بين القطاعين العام والخاص على استرداد تكلفة الاستثمار والإدارة.
استخدام المياه المستصلحة
تُستخدم مياه الصرف الصحي المعالجة لأغراض مختلفة في المدينة. تقوم ثلاث محطات لمعالجة مياه الصرف الصحي بمعالجة المياه المعالجة بالأوزون بينما تحتوي جميع المحطات على مرافق لتصفية مياه الصرف الصحي بالرمل. تُستخدم المياه المعالجة بالأوزون في المراحيض والمجاري المائية الاصطناعية الصغيرة وأنظمة تكييف الهواء. يتم استصلاح المياه المرشحة بالرمل لتنظيف محطات معالجة مياه الصرف الصحي والمراحيض. تدر مياه الصرف الصحي المعالجة عائدات من خلال بيعها لتنظيف أنابيب الصرف الصحي ومحطات البناء. تتوافق جودة المياه المستصلحة مع المعايير التي تحددها الحكومة الوطنية للاستخدامات المختلفة.
عوامل التمكين
- تقنيات تنظيف مياه الصرف الصحي واستخدامها في أغراض مختلفة
- الأسواق الناضجة للمياه المستصلحة
الدرس المستفاد
نظرًا لأن المياه أصبحت موردًا ثمينًا بشكل متزايد، تصبح المياه المعاد تدويرها أكثر قيمة أيضًا. فبمجرد معالجتها عن طريق التدابير المناسبة، يمكن أن تكون مياه الصرف الصحي المعاد تدويرها مورداً مفيداً في مناسبات مختلفة. وعلاوة على ذلك، يمكن تخصيص الإيرادات الناتجة عن بيع المياه المعاد تدويرها لمشغلي القطاع الخاص لإعادة الاستثمار في تعزيز أو إعادة تأهيل محطات المعالجة ومرافق الصرف الصحي من أجل الإدارة المستدامة.
الاستفادة من الموارد المتولدة من معالجة الحمأة
كما يتم إعادة تدوير الحمأة المتولدة من عملية معالجة مياه الصرف الصحي في مدينة يوكوهاما. تُنقل الحمأة المتولدة من إحدى عشرة محطة لمعالجة مياه الصرف الصحي إلى محطتين لمعالجة الحمأة، ثم تخضع لعمليات التكثيف والهضم والتجفيف. وبعد المعالجة، ينخفض وزن الحمأة بمقدار 400 مرة ويصبح منتجًا صحيًا عديم الرائحة. ويتم استرداد الغاز المتولد أثناء عملية الهضم كمصدر للطاقة ويستخدم لتوليد الكهرباء والوقود للحرق في محطات المعالجة. وبالإضافة إلى ذلك، يستخدم الرماد بعد الحرق كمادة خام لتحسين التربة والأسمنت.
عوامل التمكين
- تقنيات الاستفادة من الحمأة المعالجة
الدرس المستفاد
يتم توليد كمية لا يستهان بها من الحمأة من محطات معالجة مياه الصرف الصحي، تصل إلى حوالي 20% من إجمالي النفايات الصناعية في اليابان. ويتسبب الطمر التقليدي لهذا المنتج الثانوي في عدم وجود مساحة كافية في مواقع التخلص من النفايات والتلوث البيئي. يمكن للحكومات المحلية وهيئات إدارة مياه الصرف الصحي أن تقلل من الحجم الكبير للتخلص النهائي من الحمأة عن طريق معالجة الحمأة بحذر وإعادة تدويرها إلى سماد للأراضي الزراعية ومواد البناء ومصدر للطاقة.
عملية المعالجة المتقدمة لزيادة تحسين جودة المياه
ساهم نظام الصرف الصحي في تحسين جودة المياه العامة. ارتفع معدل تغطية مياه الصرف الصحي من 85% في عام 1989 إلى 99.8% في عام 2013. لا تتدفق مياه الصرف الصحي غير المعالجة إلى الأنهار، وتحسنت جودة مياه الأنهار بشكل ملحوظ. انخفضت قيم حمض BOD في الأنهار الرئيسية في المدينة بنسبة 40 - 87% في عام 2013 عن تلك التي كانت في عام 1984. من ناحية أخرى، لا تزال المغذيات في المسطحات المائية المغلقة مثل البحيرات والمياه الساحلية قائمة، ولمواجهة هذه المشكلة، أدخلت مدينة يوكوهاما تكنولوجيا معالجة متقدمة لإزالة النترات والفوسفور التي تساهم في التخثث. وارتفع عدد محطات المعالجة التي تطبق عملية المعالجة المتقدمة من محطتين في عام 1996 إلى ثماني محطات في عام 2013. ونتيجة لذلك، ارتفع معدل إزالة النيتروجين والفوسفور.
عوامل التمكين
- تقنية معالجة متقدمة لإزالة النيتروجين والفوسفور من مياه الصرف الصحي
الدرس المستفاد
لا تقوم محطات معالجة مياه الصرف الصحي بإزالة المواد الضارة بالكامل من مياه الصرف الصحي. وتساهم بقايا النترات والفوسفور في المياه المعالجة في التخثث خاصة عندما يتم تصريفها في المسطحات المائية المغلقة. وللحفاظ على البيئة المائية الغنية، يجب معالجة جميع مياه الصرف الصحي بوسائل جماعية أو فردية قبل تصريفها في المسطحات المائية. وعلاوة على ذلك، فإن تطبيق التقنيات الفعالة والمراقبة المستمرة أمر ضروري لتحسين جودة المياه.
التأثيرات
الأثر الاقتصادي: تحاول المدينة الحد من الاعتماد الكبير على سندات الشركات، وهناك هدف جديد تم تحديده للخطة متوسطة الأجل الحالية يهدف إلى زيادة تحسين الوضع المالي للمدينة في إدارة مياه الصرف الصحي، مثل تدابير استعادة الموارد لتقليل تكلفة المعالجة وزيادة الإيرادات عن طريق بيع مواد إعادة التدوير، ومشاركة القطاع الخاص في إدارة مياه الصرف الصحي لخفض التكلفة، وتصدير الخبرة والتكنولوجيا لنظام الصرف الصحي في يوكوهاما (على سبيل المثال. تكنولوجيا معالجة مياه الصرف الصحي إلى مدينة باتام في إندونيسيا في إطار مشروع للوكالة اليابانية للتعاون الدولي).
الأثر الاجتماعي: يساهم نظام الصرف الصحي في يوكوهاما في تحسين الصرف الصحي في المدينة. وبالإضافة إلى ذلك، توفر الجداول الصغيرة التي تستخدم فيها المياه المعالجة بالأوزون واجهة مائية ممتازة ومساحة ترفيهية للمواطنين. وتساهم الجهود المبذولة لتحقيق الاستدامة لأنظمة الصرف الصحي في التخفيف من آثار الفيضانات أثناء الفيضانات.
التأثير البيئي: تحسنت جودة المياه في الأنهار والجداول والمياه الساحلية في يوكوهاما بسبب نظام الصرف الصحي. كما أدى تحسن جودة المياه إلى زيادة تنوع الأسماك في الأنهار الرئيسية. وأظهرت الدراسات عودة أسماك مثل سمك الكاليفش والسلمون وأسماك المنوة في المياه العذبة. ويأتي حوالي 20% من انبعاثات غازات الدفيئة الناتجة عن الأعمال والخدمات التي تديرها مدينة يوكوهاما من إدارة مياه الصرف الصحي.
المستفيدون
- سكان مدينة يوكوهاما
- الشركات الخاصة في مدينة يوكوهاما