自然处理系统(NTSs)
我们对自然界中微生物的认知正在不断提升,这就有助于我们利用自然系统(NTSs)处理废水 (Kadlec and Knight, 1996)。NTSs中有多种多样的物理、化学、生物反应,这些反应可以非常快的“扼杀”污水中的大量污染 物。
例如,NTSs已被用于收集、贮存、 处理雨水,而它还可以去除污水中大量污染物,包括营养盐、细菌、持久性痕量污染物(药物和内分泌干扰物)。 经过长期实验表明,NTSs对于可饮用类水体的处理作用较好,因此在未来也将逐渐应用于水回用领域。
分离尿液的卫生间
如表2和图3所示,对卫生间的尿液进行分离是一个发展趋势。通过尿液分离,对尿液进行单独处理,既能使用最低的能耗,又能回收其中的营养元素,将其制为肥料 (Larsen et al., 2001; Maurer et al., 2006)。从分离的尿液中可以沉淀出鸟粪石,再用其作为原料生产农业肥料,虽然这还只是一个趋势,但科研人员们正在通往实践应用的道路上不断努力。
自控系统
图3所示系统的运行需要配备一个复杂的监控系统,以确保回收水的 “进”和“出”保持一定的平衡,同时还需要结合考虑雨水水量。产水系统必须有合理的自控系统,以保持整个系统 的完整性。另外,能耗会随着时间和季节发生变化,所以能耗也需要进行动态管理。目前,科研人员正在研究新一代的传感器和系统控制技术 (Shannon et al., 2008)。
总结与思考
根据英国医学期刊(British Medical Journal)的调研报 道, 在过去的150年间,现代的供水系 统和卫生系统对人类健康做出了最重要的贡献 (BMJ, 2007)。国家工程学会也认为现代供水系统和卫生系统是20世纪最伟大的工程成就之一 (Constable and Sommerville, 2003)。即使这样,我们应始终牢记,环境在不断变迁,供水和卫生系统需要不断更迭新技术和新工艺。 所以,我们将始终面对各种新型的、 有趣的、重要的挑战。
幸运的是,我们现有的技术已经能应对部分挑战,我们还需要对这些技术进行不断提炼和整合,使它们成为一个更高效、可持续的体系, 这也是所有工程师最擅长的事情。而挑战往往不是单一的,总会牵扯到相关行业和学科,那时,我们还将需要从其他行业与学科中寻求新的帮助 (Daigger, 2007a,b; 2008a,b; Daigger and Crawford, 2005)。