Evolution of Sanitation and Wastewater Technologies ...

Evolution of Sanitation and Wastewater Technologies through the Centuries

Edited by

A. N. Angelakis and J. B. Rose

Contents

List of reviewers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xix

List of authors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxiii

Prolegomena: Probing the past and facing the future. . . . . . . . . . . . . . . . . . xxvii

Chapter 1 Sanitation and wastewater technologies in Minoan Era . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 A. N. Ange/akis, E. Kavou/aki, and E. G. Dialynas 1.1 Prolegomena . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 Physical Setting of the Island Grete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

1.2.1 Location . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.2.2 Climatic conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.2.3 Hydrology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

1.3 Major Sanitary Technologies in Minoan Era . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.3.1 Use of harvested water in minoan crete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.3.2 Sewerage and drainage systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.3.3 Bathrooms and lustral basins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.3.4 Roads . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.3.5 Toilets or lavatories . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 1.3.6 Outlets and disposal and reuse sites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

1.4 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 1.5 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

vi Evolution of Sanitation and Wastewater Technologies through the Centuries

Chapter 2 Sanitation and wastewater technologies in Harappallndus valley civilization (ca. 2600-1900 BC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Saifu/lah Khan 2.1 lntroduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 2.2 Physical Settings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 2.3 History, Culture, and Town Planning of Indus Valley Civilization . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

2.3.1 lntroduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 2.3.2 History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 2.3.3 Culture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 2.3.4 Town planning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

2.4 Water and Sanitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 2.4.1 The great bath . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 2.4.2 Water treatment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 2.4.3 Baths and wells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 2.4.4 Drainage system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 2.4.5 Irrigation system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 2.4.6 Rainwater harvesting and storage system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 2.4.7 Public toilets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 2.4.8 Dockyard at Lothal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

2.5 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 2.6 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

Chapter 3 Sanitation and water management in ancient South Asia . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Hila/ Franz Fardin, Annick Holle, Emmanuele Gautier-Costard, and Jacques Haury 3.1 lntroduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 3.2 Wastewater Management During the Harappan Period . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

3.2.1 Indus Valley palaeogeography and culture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 3.2.2 Sanitation centralised systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 3.2.3 Sanitation decentralised systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 3.2.4 Harappan wastewater management perspectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

3.3 Wastewater Management During Early Historie Times . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 3.3.1 Northern and Central South Asia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 3.3.2 Southern South Asia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

3.4 Discussion: Cultural and Technical Innovations and Diffusions in Ancient South Asia 49 3.5 Conch.Jsion and Perspectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 3.6 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

Chapter4 Evolution of sanitation and wastewater technologies in Egypt through centuries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Fatma A. El-Gohary 4.1 lntroduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

Contents VII

4.1.1 Historical perspective . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 4.1.2 Evolution of sanitation in ancient time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

4.2 Sanitation in Ancient Egypt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 4.3 Domestic Wastewater Treatment in the Modem World . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

4.3.1 International level . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 4.3.2 Trends in the development of wastewater services in Egypt . . . . . . . . . . . . . . 63

4.4 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . . . . . . 67 4.5 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

Chapter 5 Sanitation and wastewater in the Centra/ Andean Region, Peru: An overview from Pre-Columbian and Colonia/ times to nowadays . . . . . . . 69 A. Reyes-Knoche 5.1 lntroduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

5.1.1 The environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 5.1.2 lndicative timeline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 5.1.3 Population development . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 5.1.4 Water qualities over time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 5.1.5 Water availability versus demand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

5.2 Pre-Columbian Era (ca. 3000 BC to 1532 AD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 5.2.1 Eradication of hunger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 5.2.2 No water-related diseases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

5.3 From the Spanish Colony (1532-1821) to Early Republican Times Around the Beginning of the XX Century . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 5.3.1 Colonial settlements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 5.3.2 Water resources management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 5.3.3 Urban water supply and sanitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 5.3.4 Rural water supply and sanitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

5.4 From Around the Beginning of the XX Century Till Today . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 5.4.1 Snap-shots of water supply and sanitation development . . . . . . . . . . . . . . . . 86 5.4.2 Protection of water sources, pollution hazards, and water qualities . . . . . . . . 93 5.4.3 Actual developments and trends . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

5.5 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 5.6 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

Chapter 6 History of urban wastewater and stormwater sanitation technologies in Hellas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 G. P. Antoniou, G. Lyberatos, E. /. Kanetaki, A. Kaiafa, K. Voudouris, and A. N. Angelakis 6.1 Prolegomena . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 6.2 Prehistoric Times . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

viii Evolution of Sanitation and Wastewater Technologies through the Centuries

6.2.1 Minoan crete . .... ... .... .... . . ..... . .... .. .. . .. . .. . . .. . .. . .. . 6.2.2 Other locations ... ... . . . ... .. ......... ... ............ .. . . . . .. .

6.3 Historical Times .. . . ...... ....... .. . .... .. ..... . . .... . .... .... . .. .. . . 6.3.1 lntroduction ... . . .. .. ...... .. ... . . . ... .. ..... . . . ..... .. . . .... . 6.3.2 Classical period ....... .... . ............... .. . .. ... .. .. . ... . . . . 6.3.3 Hellenistic period . .. . . .... .. . .... .... . . .. . . .. .. . ...... . ....... . 6.3.4 Roman period (ca. 67 BC-330 AD) .. .. .. .. .. . . .... ..... . . . . . . ... .

6.4 Medieval Times .. ... .. . .... . . . .. . .. .. . . ....... .... . .. ...... . .. .... . . 6.4.1 lntroduction . . . . . . .. ... . .. . .. .. ... . . .. ... ... . ... . ............ . 6.4.2 The Byzantine period (ca. 330-1453 AD) ............. . ....... . .... . 6.4.3 The Venetian period (ca. 1204-1669 AD) .. . . . . ... .. . . ...... . ..... . .

6.5 Modem Times .... .......... . ... .. . ........ ... .. . .. . ... ... .... .. . . . . 6.5.1 The Ottoman period (ca. mid 14th-1923 AD) ... . . ... . ... .... ... . ... . 6.5.2 The Present times (1900 AD to the present) .. .. .. . . . . . .... . .. . .. .. . .

6.6 Future Trends ..... . ......... .. .... . .... .... .. . ..... . .. .... .. ... ... . 6.7 Discussion and Conclusions . ............... . .............. .. .... .. ... . 6.8 References .... .. . ... ... . . ..... .... . . . . . . ... .. . . . ...... . .. . ........ .

Chapter 7 Evolution of sanitation and wastewater technologies in Iran through the centuries: Past and present ....... . ... . .. . .. . ..... . .. .. ..... .. ... . Saeid Neirizi, Seyed Ali, Seyed Navid Mahmoudnian, and Jalal Jooshesh 7.1 lntroduction .. . ......... . . . ..... . ... . .. ... .... .. .. .. ..... ....... ... . 7.2 Traditional Wastewater Disposal Systems in Urban and Rural Regions of Iran ... .

7.2 .1 Coastal regions near Persian Gulf and Caspian Sea ................. . 7.2.2 Central regions ...... . .... .. . . .. . . ...... .. . . ...... . . .. . .. .... . 7.2.3 Mountains .. . .. .. . .... . .. ... ......... .. ....... ..... .. . . ..... .

7.3 Absorbing Weil (Septic and Leaching Cesspool or Cesspit) . .... . . . . . .... . ... . 7.3.1 The location of absorbing weil within the building ................ ... . . 7.3.2 Discharge of absorbing wells ......... ....... .. ... . . . . . .. ....... . 7.3 .3 The role of absorbing wells in treating domestic wastewater . . .. . .. ... . . 7.3.4 Problemsand consequences of absorbing wells ... ..... ...... . . .... . 7.3.5 Operation and maintenance of absorbing wells ... . ... .. .. .... . ... . . . 7.3.6 Social acceptability ............ . ........... .. . .... .. .. . .. .. .. . . 7.3.7 The overall economic impacts ... ..... . .... .. ... .... . . . .. ...... . . .

7.4 Sanitation .... ... ..... . ....... ....... .... .. .. . . .... . . .. .. ... ...... . 7.4.1 Comparison between the traditional lranian baths with those of other nations

7.4.2 7.4.3 7.4.4 7.4.5 7.4.6 7.4.7

Common traits ..... . .... . . . . ... ..... . .. ... ........ ... ........ . The architecture of ancient baths in Iran . . .......... . ... ... . . ...... . The bath's spatial connection .. ... .. ...... . ...... ... .... . ....... . The climatology of traditional baths ........ . . . . . . .. . . ... . .... .. .. . . The bath's position at the construction site . .. ....... . . ...... .. ... . . . Materials used in the construction of the baths .... ... ....... .... .... . Heating system in traditional baths . ..... . ... .. .. . . ........ .... . .. .

101 106 107 107 108 109 116 123 123 124 128 130 130 135 135 136 141

147

147 148 148 149 149 149 150 151 153 153 156 156 156 157

157 158 158 159 159 159 160

Contents

7.4.8 Water supply ................................................ . 7.4.9 Light and lighting ............................................. . 7.4.10 Decoration of bath ............................................ . 7.4.11 Frameworks and arches ....................................... . 7.4.12 Hoorno .................................................... . 7.4.13 Bathing rites and customs ...................................... . 7.4.14 Customs inside the bath ................................. • ...... 7.4.15 Bathing materials ............................................. . 7.4.16 People working in public baths .................................. . 7.4.17 The time for using public baths in the past ......................... . 7.4.18 Ancient baths in Iran ............................ .............. .

7.5 Present Situation ................................................... . 7.5.1 Management ................................................ . 7.5.2 Technologies ................................................ . 7.5.3 Achievements ............................................... .

7.6 Conclusions 7.7 References

Chapter 8 Sanitation and wastewater and stormwater management in ancient Kingdom of Macedonia, Hellas .................................... . A. Kaiafa, E. Papaniko/aou, V. Me/fos, C. Papacharalampou, and K. Voudouris 8.1 lntroduction ....................................................... . 8.2 General Characteristics and Water Supply ............... ..... ........... . 8.3 Sanitation and Wastewater Hydraulic Works in Ancient Macedonia ............ .

8.3.1 Aigai (Vergina) ............................................... . 8.3.2 Pella ...................................................... . 8.3.3 Dion ....................................................... . 8.3.4 Olynthus ......... ....................................... ... . 8.3.5 Thessaloniki ................................................ . 8.3.6 Amphipolis .................................................. . 8.3.7 Philippoi .................................................... .

8.4 Conclusions ....................................................... . 8.5 References ....................................................... .

Chapter 9 The hlstory of the development of urban sanitation and wastewater technologies in Cyprus .......................................... . Panayiota Azina and Nicho/as Kathijotes 9.1 Prolegomena ...................................................... . 9.2 Physical Setting .................................................... .

9.2.1 Location ...... .............................................. . 9.2.2 Climatic conditions ....................... .................... .

ix

160 160 161 162 162 162 162 163 163 164 164 166 166 167 170 173 174

175

175 176 177 178 179 181 184 185 186 187 189 189

191

191 191 191 192

x Evolution of Sanitation and Wastewater Technologies through the Centuries

9.3 Hydrology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193 9.3.1 Precipitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193 9.3.2 Air temperatures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193 9.3.3 Winds . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194

9.4 Development of Sanitation and Wastewater through the Mellenia . . . . . . . . . . . . . . 194 9.4.1 Prehistoric Times . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194 9.4.2 Historical Times . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195 9.4.3 Medieval times . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204 9.4.4 Modern times (1571-1960 AD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204 9.4.5 Present time (Republic of Cyprus) (1960-today) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205

9.5 Epilogue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206 9.6 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206

Chapter 10 The history of sanitation and wastewater management in Portugal . . . . . . . 209 Santino Eugenio Di Berardino 10.1 Historical Context . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 10.2 Middle Ages Sanitation in Portugal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 10.3 Sanitation in Recent Times: Evacuation, Drainage and Treatment . . . . . . . . . . . . . . 215 10.4 Example of Sustainable Sanitation in Portugal the Christ Convent . . . . . . . . . . . . . . 218

10.4.1 lntroduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218 10.5 Water Supply to the Castle And The Monastery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219

10.5.1 Rain water supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 10.5.2 Water supply of the monastery by an aqueduct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220 10.5.3 Storage and distribution of water . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221 10.5.4 Runoff and drainage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222

10.6 Sewage Drainage and Treatment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 10.7 Concluding Remarks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225 10.8 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226

Chapter 11 From Volubilis to Fez: Water, witnessed a transfer of an International Heritage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227 H. Benqlilou, S. Bensaid, and M. EI Faiz 11.1 lntroduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227 11.2 Volubilis Hydraulic System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228

11.2.1 Public fountains . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231 11.2.2 Volubilis houses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232 11.2.3 Thermal baths . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 11. 2 .4 Latrines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233

11.3 Management and Maintenance of The Volubilis Hydraulic System . . . . . . . . . . . . . . 234 11.4 Fes Hydraulic System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235

11.4.1 Mosques and lslamic schools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239 11.4.2 Fez houses ... . .. . ............ .. ......................... ; . . . 241

Contents xi

11.4.3 Public latrines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241 11.4.4 Handicraft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242 11.4.5 Bathhouse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242

11.5 The lssue of Maintenance of The Fez Hydraulic System: The Al-Fachtali Model 242 11.5.1 The legal constraints of the model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242 11.5.2 The mathematical formulation of the model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243 11.5.3 The terminological aspects of the problem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245 11.5.4 Scope and contributions of the mathematical model of al-Fachtali . . . . . . . 245

11.6 Similarities Between Fes and Volubilis Hydraulic Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246 11.7 Evolution of The Hydraulic System of Fes and Volubilis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247 11.8 Discussion and Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248 11.9 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249

Chapter 12 Sanitation and wastewater technologles in ancient Roman eitles Giovanni De Feo, Sabino De Gisi, and Meisha Hunter

251

12.1 lntroduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251 12.2 Sanitation and Wastewater Technologies in Pompeii . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252

12.2.1 Toilets and cesspits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252 12.2.2 Drainage and sewerage systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253

12.3 Sanitation and Wastewater Technologies in Herculaneum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255 12.3.1 Toilets and cesspits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255 12.3.2 Drainage and sewerage systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256

12.4 Sanitation and Wastewater Technologies in Ostia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261 12.4.1 Toilets and cesspits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262 12.4.2 Drainage and sewerage systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262

12.5 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266 12.6 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266

Chapter 13 The sanitary system in ancient Roman civilization: An insight on Tunisia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269 Olfa Mahjoub and Mohamed Thameur Chaibi 13.1 lntroduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269

13.1.1 A historical glimpse on Roman Tunisia (Africa Proconsularis) . . . . . . . . . . . 269 13.1.2 Chapter structure and scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270

13.2 Water Resources and Supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271 13.3 Sanitary System in Roman Tunisia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275

13.3.1 Sanitary system and urban planning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275 13.3.2 Access to sanitation and social considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277

13.4 Connection to Sewers and Wastewater Collection ....................... : . . 278 13.4.1 Public premises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279 13.4.2 Private houses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281

xii Evolution of Sanitation and Wastewater Technologies through the Centuries

13.5 Wastewater Treatment and Reuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282 13.6 Roman Sanitary System and Public Health . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283 13.7 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285 13.8 Sanitary Facilities in Selected Roman Cities in Tunisia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286

13.8.1 Sanitation facilities in Carthage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286 13.8.2 Sanitation and water facilities in Bulla Regia (Henchir Hammam Darradji) 291 13.8.3 Sanitation facilities in Tuburbo Majus (Henchir Kasbat) . . . . . . . . . . . . . . . . 293 13.8.4 Sanitation facilities in Thugga (Dougga) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293


Chapter 14 Revisiting the technical and social aspects of wastewater management in ancient Korea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301 Mooyoung Han and Mikyeong Kim 14.1 lntroduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301 14.2 Wastewater Management in Traditional Houses of Ancient Korea . . . . . . . . . . . . . . 302

14.2.1 Water and wastewater flow in a traditional household . . . . . . . . . . . . . . . . . 302 14.2.2 Nutrient flow generated by typical traditional house . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303 14.2.3 Wastewater management system in a traditional village . . . . . . . . . . . . . . . . 303

14.3 Technical Aspects of Traditional Wastewater Treatment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305 14.3.1 Water dropwort fields . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305 14.3.2 Jetgan toilet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305 14.3.3 Pit latrine toilet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306· 14.3.4 Separated excreta jars (Ojum-janggun and Ddung-janggun) . . . . . . . . . . . . 307

14.4 Social Education for Wastewater Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307 14.5 lmportance and Characteristics of Traditional Wastewater Management Practices 308

14.5.1 The separation of faeces with urine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308 14.5.2 Resource recovery from wastewater . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308 14.5.3 Small-scaled and decentralized management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308 14.5.4 Ecological concepts in wastewater management system . . . . . . . . . . . . . . . 308 14.5.5 Emphasis on social responsibility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309

14.6 Lessons.from the Past for the lmprovement of Current Wastewater Management Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309


Chapter 15 Drainage and sewerage systems at ancient Athens, Hellas . . . . . . . . . . • . . . 313 E. D. Chiotis and L. E. Chioti 15.1 lntroduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313 15.2 Types of Drainage and Sewerage Structures: Pipelines, Channels

and Galleries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . • . . . . . . . . 315

Contents xiii

15.3 Drainage of Representative Areas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317 15.3.1 Drainage in the hydrologic basin north of the Acropolis hill . . . . . . . . . . . . . 317 15.3.2 Drainage at the southern slopes of the Acropolis hill . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318

15.4 Underground Structures of Doubtful Interpretation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320 15.5 Lavatories and Latrines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322 15.6 Possible Sanitation Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323

15.6.1 Sanitation and water supply at the excavation fcr the New Acropolis Museum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323

15.6.2 The Plague during the Peloponnesian war . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325 15.7 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326 15.8 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327

Chapter 16 Sewerage system of Diocletian's Palace in Split- Croatia Jure Margeta, Katjia Marasovic, and Snjeiana Perojevic

331

16.1 lntroduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331 16.2 Palace Water System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333 16.3 Drainage System of the Palace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334

16.3.1 The concept . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334 16.3.2 Elements of the sewerage system and its characteristics . . . . . . . . . . . . . . . 336 16.3.3 Afterroman period . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338

16.4 The Discussion and Conclusion - Lesson Learned . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341 16.5 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343

Chapter 17 The evolution of sanitation in the rural area of Southwest China: With case of Dai vil/ages of Xishuangbana, Yunnan province . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345 Xiao Yun Zheng and Yao Yu Zheng 17.1 lntroduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345 17.2 Sanitation in the Dai Traditional Society . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346

17.2.1 Personal sanitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346 17.2.2 Water facilities of daily life . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347 17.2.3 Tap water . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350

17.3 Transformation of Sanitation in Dai Areas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350 17.3.1 Water supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350 17.3.2 Current situation of water use . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350 17.3.3 Sanitation change . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351 17.3.4 Popularization of teilet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352 17.3.5 The changes of the wastewater management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353

17.4 Evaluating the Impact of the Development of Sanitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354 17.4.1 The social changes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354 17.4.2 Environmental impacts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355 17.4.3 Cultural impacts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356

17.5 Discussion and Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358 17.6 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359

xiv Evolution of Sanitation and Wastewater Technologies through the Centuries

Chapter 18 Evolution of sanitation services in the city of Rome between urban development and environmenta/ quality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361 Renato Drusiani, Alessandro Zanobini, and Gianmarco Margaritora 18.1 lntroduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361 18.2 The C/oaca Maxima . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362 18.3 The Role of the Roman Sewer System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364

18.3.1 Management aspects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364 18.3.2 Organizational and regulatory aspects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370

18.4 Development of the Sewerage-Water Treatment System after the Fall of the Roman Empire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373 18.4.1 Sewer network development from the Middle Ages

until the end of the 19th century . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373 18.4.2 Present-day configuration of the sewer system of the Capital . . . . . . . . . . . 377 18.4.3 Future development of a sustainable urban drain system

for the city of Rome . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379 18.5 Discussion and Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381 18.6 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382

Chapter 19 History of the Sewerage System in Barcelona, Spain: From its Origins to Garcia Farla Plan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383 Montse Martinez, Pere Maigrat, Cristina Vila, Roman L/agostera, and Miquel Salgot 19.1 lntroduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383 19.2 Roman Sewerage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385 19.3 Medieval Barcelona . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387 19.4 18th and 19th Century . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389 19.5 The Problem of Soil's and Water's Putrefaction: The Miasmas . . . . . . . . . . . . . . . . . 390 19.6 Characteristics of the Sewer System in Barcelona Before the Cerda Plan . . . . . . . . 392 19.7 From Cerda to Garcfa Faria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392 19.8 'Salus Populi Suprema Lex Est': The Utopia of Garcia Faria . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394 19.9 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398 19.10 Referenees . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398

Chapter 20 A brief history of the sewerage system in Prague and the role of William Heer/ein Lindley . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401 Jan Palas, Jaroslav Jasek, and Ondrej Benes 20.1 A Short History of Sanitation in the City of J!>rague . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401

20.1.1 Prague - history and first sewers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401 20.1.2 Progress over next centuries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402

20.2 Towards a Modern Concept of Sanitation System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402 20.2.1 The first tender for the Prague master plan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402

Co~e~s xv

20.2.2 The second master plan tender . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404 20.3 The Arrival of W. H. Lindley . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405

20.3.1 When two are fighting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405 20.3.2 Building the new sewers of prague . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407

20.4 The First Wastewater Treatment Plant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 409 20.4.1 Construction and operation start-up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 409 20.4.2 Between the wars . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413 20.4.3 Post-war years . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415

20.5 Epilogue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416 20.6 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416 Appendix 1 • • • • • • • • • • • • • • . . . • . . . . • . . . . • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • . • • 417 Appendix II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 417

Chapter 21 Waterborne diseases in the Hippocratic treatise: Airs, Waters, Places 419 Maria E. Galanaki 21.1 lntroduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419 21.2 Cities Exposed to Warm Winds - Profusive and Saltish Waters . . . . . . . . . . . . . . . . 420 21.3 Cities Exposed to Cold Winds - Hard and Cold Waters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423 21.4 Cities which Lie Between the Summer and the Winter Rising of the Sun . . . . . . . . . 423

21.4.1 Cities lying towards sunrise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423 21.4.2 Cities lying towards sunset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423

21.5 Other Kinds of Healthy and Unhealthy Waters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424 21.5.1 Stagnant waters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424 21.5.2 Waters flowing from rocks and from soils which produce

thermal waters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424 21.5.3 Salty waters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424 21.5.4 Rain and snow waters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425 21.5.5 River and lake waters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425

21.6 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 426 21.7 Appendix of Hippocratic Medical Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 426 21.8 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 427

Chapter 22 Ancient Greek and Roman authors on health and sanitation Heikki S. Vuorinen

429

22.1 lntroduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 429 22.2 Therapeutics Above All . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 429 22.3 Airs, Waters, Ptaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431 22.4 Galen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431 22.5 Sanitation After All . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432 22.6 Non-Medical Authors on Sanitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433 22.7 Epilogue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 434

xvi Evolution of Sanitation and Wastewater Technologies through the Centuries

22.8 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435 Appendix 1 • • . • • . . . • . . . • • • • . . . . . . • • • • • • • . • . . • . • • • . . • . . . • • • • • . • • . • . • • . . • . 436

Chapter 23 Hi torical d eve/opment of sanitation from the 19th century to nowadays: Centralized vs decentralized wastewater management systems . . . . . . . . . 437 Paolo Roccaro, Antonel/a E. Santamaria, and Federico G.A. Vagliasindi 23.1 lntroduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 437 23.2 Wastewater Collection and Treatment in the 19th Century . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438 23.3 Centralized Wastewater Treatment Plants: The Gold Technology . . . . . . . . . . . . . . 444 23.4 Decentralized Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448 23.5 Kuhn and the Scientific Revolution: ls Back Progress the Future

ECO-Sanitation? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454 23.6 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454

Chapter 24 The history of land application and hydroponic systems for wastewater treatment and reuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 457 V. A. Tzanakakis, S. Koo-Oshima, M. Haddad, N. Apostolidis, and A. N. Angelakis 24.1 lntroduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 457 24.2 Evolution of Wastewater Collection and Land Application and Hydroponic

Treatment Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 458 24.2.1 Bronze ages (ca. 3200-1100 BC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 458 24.2.2 Indus valley civilizations (ca. 2600-1900 BC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459 24.2.3 Historical times (ca. 800 BC-330 AD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 460 24.2.4 Medieval times (ca. 300-1500 AD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463 24.2.5 Aztecs (ca. 1100-1521 AD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .464 24.2.6 Modem times (ca. 15th to the present) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464

24.3 Environmental Concerns and Public Health . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 468 24.4 Emerging Trends . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472 24.5 Discussion and Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473 24.6 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 474

Chapter 25 Evolution and impacts of water and industrial wastewater management in Lavrion, Hellas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481 Kostas Komnitsas, Anthimcs Xenidis, Nymphodora Papassiopi, Andreas Angelakis 25.1 lntroduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481 25.2 Ancient Activities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483 25.3 Modern Activities and Related Environmental Impacts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 485 25.4 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 491 25.5 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 491

Contents xvii

Chapter 26 The Water Court of Valencia, Spain (Wastewater) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493 F. Hernandez-Sancho and M. Molinos-Senante 26.1 Origen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493 26.2 The Scope of the Water Court: Huerta De Valencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493 26.3 Managing the Farmer Communities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 496 26.4 Constitution and Organisation of the Water Court . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 497 26.5 Water Court Processes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 498 26.6 Spaken Trials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 499 26.7 Enforcement of Judgments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 501 26.8 Other lssues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 502 26.9 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503 26.10 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503

Chapter 27 An overview and synthesis of the evolution of sanitation, and wastewater techno/ogies through the centuries: past, present, and future . . . . . . . . . . . 505 J. B. Rose and A. N. Angelakis 27.1 Prolegomena . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 505 27.2 Prehistorical Times . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 506 27.3 Historical Times . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 508 27.4 Case Studies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 513 27.5 History of Water Borne Diseases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 515 27.6 Sanitation in Modern Times . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 516 27.7 Sanitation in Present Times and for Cities of the Future . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 519

27.7.1 Healthy waters understood . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 519 27.7.2 Resource recovery facilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 520 27.7.3 Potable water reuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 521 27.7.4 lntegrated water resource management (IWRM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 524

27.8 Epilogue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 524 27.9 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525

Evolution of Sanitation and Wastewater Technologies ...

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Transcript of Evolution of Sanitation and Wastewater Technologies ...