Vom Abwasser zum Trinkwasser
Auf der ganzen Welt haben 2 von 10 Menschen keinen Zugang zu sauberem Trinkwasser, und in den USA sind viele Staaten mit Wasserknappheit und Dürren konfrontiert. Unterdessen berichtet Robert Glennon in Unquenchable: Amerikas Wasserkrise und was dagegen zu tun ist, verwenden Amerikaner jeden Tag 24 Gallonen Wasser, um ihre Toiletten zu spülen — ungefähr 5,8 Milliarden Gallonen. Was für eine Verschwendung! Wenn die Weltbevölkerung weiter wächst und der Klimawandel zu mehr Wasserkrisen führt, wo finden wir genug Wasser, um unseren Bedarf zu decken?
In den USA geben wir Milliarden von Dollar aus, um Wasser auf Trinkwasserqualität zu behandeln, wenn wir nur 10% davon zum Trinken und Kochen verwenden und dann den größten Teil des Restes in die Toilette oder in den Abfluss spülen. Die zunehmende Verwendung von recyceltem Abwasser für Bewässerung, Landschaftsgestaltung, Industrie und Toilettenspülung ist daher ein guter Weg, um unsere Süßwasserressourcen zu schonen. Recyceltes Wasser wird auch verwendet, um empfindliche Ökosysteme aufzufüllen, in denen Wildtiere, Fische und Pflanzen anfällig bleiben, wenn Wasser für städtische oder ländliche Bedürfnisse umgeleitet wird. In Küstengebieten hilft recyceltes Wasser, Grundwasserleiter wieder aufzuladen, um das Eindringen von Salzwasser zu verhindern, das auftritt, wenn Grundwasser überpumpt wurde.
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Die Verwendung von recyceltem Wasser zum Trinken ist jedoch weniger verbreitet, vor allem, weil viele Menschen durch den Gedanken an Wasser, das in unseren Toiletten war, zu unseren Wasserhähnen abgestoßen werden. Aber einige Länder wie Singapur, Australien und Namibia sowie Staaten wie Kalifornien, Virginia und New Mexico trinken bereits recyceltes Wasser und zeigen, dass gereinigtes Abwasser sicher und sauber sein kann und dazu beiträgt, die Wasserknappheit zu lindern.
Der Begriff „Toilette zum Zapfen“, der verwendet wird, um Widerstand gegen das Trinken von recyceltem Wasser zu trommeln, ist irreführend, da recyceltes Wasser, das im Trinkwasser landet, einer umfassenden und gründlichen Reinigung unterzogen wird. Darüber hinaus wird es normalerweise dem Grund- oder Oberflächenwasser zur weiteren Reinigung zugesetzt, bevor es zu einer Trinkwasserversorgung geleitet wird, wo es erneut behandelt wird. Tatsächlich hat sich gezeigt, dass es weniger Verunreinigungen aufweist als bestehende aufbereitete Wasserversorgungen.
Es gibt eine Reihe von Technologien, um Wasser zu recyceln, je nachdem, wie rein es sein muss und wofür es verwendet wird. So wird es in der Point Loma-Kläranlage in San Diego gemacht – die Stadt untersucht derzeit die Machbarkeit des Recyclings von Trinkwasser.
Abwasser durchläuft zunächst eine fortgeschrittene Primärbehandlung, bei der Wasser von großen Partikeln getrennt wird, und gelangt dann in Sedimentationstanks, in denen Chemikalien verwendet werden, um den Primärschlamm nach unten absetzen und den Schaum nach oben aufsteigen zu lassen. Sobald das Wasser abgetrennt ist, wurden 80% der Feststoffe entfernt und das Abwasser ist sauber genug, um in den Ozean eingeleitet zu werden. (Obwohl Abwasser eine potenziell wertvolle Ressource ist, landet das meiste Abwasser, das an unseren Küsten produziert wird, im Ozean.)
Bei der Sekundärbehandlung werden dem Abwasser Bakterien zugesetzt, um organische Feststoffe aufzunehmen, wodurch Sekundärschlamm entsteht, der sich am Boden absetzt.
Die Tertiärbehandlung filtert das Wasser, um die verbleibenden Feststoffe zu entfernen, desinfiziert es mit Chlor und entfernt das Salz. In Kalifornien wird tertiär behandeltes Wasser als „recyceltes Wasser“ bezeichnet und kann für die Bewässerung oder Industrie verwendet werden.
Für indirekte Trinkwasserwiederverwendung —IPR) — recyceltes Wasser, das schließlich zu Trinkwasser wird – tertiär behandeltes Wasser durchläuft eine fortschrittliche Wassertechnologie und verbringt dann Zeit im Grundwasser oder Oberflächenwasser, z. B. in einem Reservoir, bevor es an die Trinkwasserversorgung gesendet wird. Die fortschrittliche Wassertechnologie beinhaltet zunächst eine Mikrofiltration, die alle verbleibenden Feststoffe herausfiltert.
Umkehrosmose. Fotokredit: fhemerick
Als nächstes beseitigt die Umkehrosmose, die Druck auf Wasser auf einer Seite einer Membran ausübt, durch die reines Wasser hindurchtreten kann, Viren, Bakterien, Protozoen und Pharmazeutika. Das Wasser wird dann durch ultraviolettes Licht (UV) oder Ozon und Wasserstoffperoxid desinfiziert. Schließlich wird es in Grundwasser- oder Oberflächenwasserreservoirs gegeben, wo es durchschnittlich 6 Monate verbleibt, um durch natürliche Prozesse weiter gereinigt zu werden. (Dies geschieht hauptsächlich, um die Angst der Öffentlichkeit vor dem Trinken von recyceltem Wasser zu lindern.) Einmal aus dem Grundwasser oder Reservoir entnommen, durchläuft das recycelte Wasser den Standard-Wasserreinigungsprozess, den das gesamte Trinkwasser durchläuft, um den Standards der US-Umweltschutzbehörde zu entsprechen.
Tatsächlich trinkt San Diego bereits recyceltes Wasser, da es 85% seines Wassers aus Nordkalifornien und dem Colorado River importiert, in das vorgelagerte Gemeinden wie Las Vegas Abwasser ableiten, das später für Trinkzwecke behandelt wird. Aufgrund der jüngsten Beschränkungen für das Wasser in Nordkalifornien und der Dürre am Colorado River investierte San Diego, das Abwasser zur Bewässerung recycelt, 11,8 Millionen US-Dollar in eine IPR-Studie. Das Demonstrationsprojekt in der North City Water Reclamation Plant wird 2013 enden. Während dieser Zeit produziert seine moderne Wasseraufbereitungsanlage 1 Million Gallonen gereinigtes Wasser jeden Tag, obwohl kein Wasser zum Reservoir geschickt wird.
IPR ist für San Diego wirtschaftlicher als das Recycling von mehr Abwasser für die Bewässerung, da recyceltes Bewässerungswasser durch spezielle lila Rohre geleitet werden muss, um es vom Trinkwasser zu trennen. Recyceltes Wasser ist auch kostengünstiger als Meerwasser zu entsalzen. In Orange County zum Beispiel kostet IPR $ 800- $ 850, um genug recyceltes Wasser für 2 Familien von 4 für ein Jahr zu produzieren. Die Entsalzung einer gleichen Menge Meerwasser würde aufgrund der benötigten Energiemenge 1.200 bis 1.800 US-Dollar erfordern.
Um mit der wachsenden Bevölkerung und dem Eindringen von Salz in das Grundwasser fertig zu werden, eröffnete der Orange County Water District in Kalifornien im Januar 2008 seine hochmoderne Wassergewinnungsanlage im Wert von 480 Millionen US-Dollar, die größte in den USA. Der Betrieb kostet 29 Millionen US-Dollar pro Jahr. Nach der fortschrittlichen Wasseraufbereitung wird die Hälfte des recycelten Wassers in den Grundwasserleiter injiziert, um eine Barriere gegen das Eindringen von Salzwasser zu schaffen. Die andere Hälfte geht zur weiteren Filtration durch die Böden in einen Versickerungsteich und landet dann nach etwa 6 Monaten in Trinkwasserbrunneneinlässen. Bis zu diesem Jahr wird erwartet, dass es 85 Millionen Gallonen pro Tag produziert.
Singapur, das keine natürlichen Grundwasserleiter und eine kleine Landmasse hat, kämpft seit Jahrzehnten darum, seinen Bewohnern eine nachhaltige Wasserversorgung zu bieten.
Foto: Jerry Wong
Im Jahr 2003 wurden die ersten Anlagen zur Herstellung von neuartigem, recyceltem Trinkwasser eröffnet, das durch fortschrittliche Membrantechniken wie Mikrofiltration, Umkehrosmose und UV-Desinfektion gereinigt wurde. Nach der Behandlung wird das Wasser in die Reservoirs gegeben. NEWater, das mehr als 65.000 wissenschaftliche Tests bestanden hat und die Trinkwasserstandards der Weltgesundheitsorganisation übertrifft, ist sauber genug, um für die Elektronikindustrie verwendet und als Trinkwasser abgefüllt zu werden. Es wird erwartet, dass es in diesem Jahr 2,5% des täglichen Gesamtverbrauchs Singapurs produzieren wird.
Namibia, das trockenste Land im südlichen Afrika, trinkt seit 1969 recyceltes Wasser. Die Wassergewinnungsanlagen produzieren 35% des Wassers für die Hauptstadt Windhoek. Bisher gab es keine negativen gesundheitlichen Auswirkungen im Zusammenhang mit dem Verbrauch von recyceltem Wasser.
Im Jahr 2001 wurde ein 55-Millionen-Dollar-Wasserrecyclingprojekt für das wassergeplagte Los Angeles von der Abneigung der Öffentlichkeit gegen den Gedanken, recyceltes Wasser zu trinken, versenkt und der Begriff „Toilette zum Anzapfen“ geboren. Sind die Ängste der Bevölkerung begründet?
Ein kürzlich veröffentlichter Bericht des Science Advisory Panel untersuchte die potenziellen Auswirkungen von „Chemicals of emerging concern“ (CECs) wie Pharmazeutika, Pestiziden und Industriechemikalien auf die menschliche Gesundheit in recyceltem Wasser. Die Wissenschaftler überprüften epidemiologische und andere Studien zu recyceltem Wasser aus den letzten 40 Jahren. Während einige frühe Studien über das Vorhandensein von Chlordesinfektionsnebenprodukten berichteten, stellte das Gremium fest, dass die Behandlungsmethoden zu diesem Zeitpunkt weniger ausgefeilt waren. Aktuelle Methoden wurden verfeinert und Desinfektionsnebenprodukte haben abgenommen. Neuere Studien zu recyceltem Wasser ergaben keine nachteiligen gesundheitlichen Auswirkungen bei Populationen, die recyceltes Wasser verwenden. Obwohl die Wissenschaftler anerkannten, dass die Auswirkungen einer langfristigen Exposition (über Generationen) gegenüber CECs und Substanzen, die noch nicht entdeckt wurden, unbekannt sind, kamen sie zu dem Schluss, dass es „robuste Beweise dafür gibt, dass recyceltes Wasser eine Quelle für sicheres Trinkwasser darstellt.“
Hoffentlich beginnt sich die öffentliche Meinung zu drehen. Dr. Shane Snyder, Professor für Umwelttechnik an der Universität von Arizona und Mitglied des Science Advisory Panel, untersucht nun die öffentliche Wahrnehmung von recyceltem Wasser und stellt fest, dass „wenn sie dem Versorgungsunternehmen vertrauen, Die Mehrheit der Menschen versteht, dass das Recycling von Wasser unvermeidlich ist.“
Die Wahrheit ist, dass alles Wasser immer wieder recycelt wird — kein Wasser auf der Erde ist wirklich makellos. Snyder schließt: „Wir werden recyceltes Wasser auf die eine oder andere Weise trinken, egal ob es aus dem stromabwärts gelegenen Fluss oder aus dem Grundwasser stammt. Ich bin der festen Überzeugung, dass wir dies durch technische Systeme tun sollten, in denen wir den Prozess aktiv steuern können.“