a Szennyvíztől az Ivóvízig
az egész világon 2 10 emberből nem fér hozzá biztonságos ivóvízhez, és az Egyesült Államokban sok állam vízhiánnyal és aszályokkal szembesül. Robert Glennon az Unquenchable: America ‘ s Water Crisis and What to Do About It című könyvében azt írja, hogy az amerikaiak naponta 24 liter vizet használnak a WC—k öblítésére-ez körülbelül 5,8 milliárd gallon. Micsoda pazarlás! Mivel a globális népesség tovább növekszik, és az éghajlatváltozás további vízválságokat eredményez, hol találunk elegendő vizet az igényeink kielégítésére?
az Egyesült Államokban dollármilliárdokat költünk arra, hogy a vizet ivóvízminőségre kezeljük, amikor csak 10% – át használjuk ivásra és szakácsra, majd a maradék nagy részét a WC-be vagy a csatornába öblítjük. Tehát az újrahasznosított szennyvíz növekvő felhasználása öntözésre, tereprendezésre, iparra és WC-öblítésre jó módja az édesvízkészletek megőrzésének. Az újrahasznosított vizet az érzékeny ökoszisztémák feltöltésére is használják, ahol a vadon élő állatok, a halak és a növények sérülékenyek maradnak, amikor a vizet városi vagy vidéki szükségletekre terelik. A part menti területeken az újrahasznosított víz elősegíti a talajvíz víztartó rétegeinek feltöltését, hogy megakadályozza a sós víz behatolását, amely akkor következik be, amikor a felszín alatti vizet túlszivattyúzták.
Photo credit: notcub
az újrahasznosított víz használata az iváshoz azonban kevésbé gyakori, főleg azért, mert sok embert taszít a víz gondolata, amely a WC-ben volt, a csapjainkhoz megy. De néhány ország, például Szingapúr, Ausztrália és Namíbia, valamint Kalifornia, Virginia és Új-Mexikó már újrahasznosított vizet iszik, bizonyítva, hogy a tisztított szennyvíz biztonságos és tiszta lehet, és segít enyhíteni a vízhiányt.
a “WC-t csapolni” kifejezés, amelyet az újrahasznosított víz ivásával szembeni ellenállás növelésére használnak, félrevezető, mert az ivóvízbe kerülő újrahasznosított víz kiterjedt és alapos tisztításon megy keresztül. Ezenkívül általában a talajvízhez vagy a felszíni vízhez adják további tisztítás céljából, mielőtt ivóvízellátásba küldik, ahol ismét kezelik. Valójában kimutatták, hogy kevesebb szennyező anyagot tartalmaz, mint a meglévő kezelt vízkészletek.
számos technológiát alkalmaznak a víz újrahasznosítására, attól függően, hogy milyen tisztának kell lennie, és mire fogják használni. Így történik ez a San Diego-i Point Loma szennyvíztisztító telepen-a város jelenleg tanulmányozza az ivóvíz újrahasznosításának megvalósíthatóságát.
a szennyvíz először fejlett elsődleges kezelésen megy keresztül, amelynek során a vizet elválasztják a nagy részecskéktől, majd belép az ülepítő tartályokba, ahol vegyi anyagokat használnak az elsődleges iszap leülepedésére az aljára, és a söpredék a tetejére emelkedik. Miután a vizet elválasztották, a szilárd anyagok 80% – át eltávolították, és a szennyvíz elég tiszta ahhoz, hogy az óceánba kerüljön. (Bár a szennyvíz potenciálisan értékes erőforrás, a partjaink mentén termelt legtöbb szennyvíz az óceánba kerül.)
a másodlagos kezelés során baktériumokat adnak a szennyvízhez, hogy szerves szilárd anyagokat nyeljenek be, másodlagos iszapot hozva létre, amely az aljára ülepszik.
a harmadlagos kezelés kiszűri a vizet, hogy eltávolítsa a maradék szilárd anyagot, fertőtleníti azt klórral, és eltávolítja a sót. Kaliforniában a harmadlagos kezelt vizet “újrahasznosított víznek” nevezik, és öntözésre vagy iparra használható.
közvetett ivóvíz—újrafelhasználáshoz (IPR)—újrahasznosított víz, amely végül ivóvízré válik-a tercier-kezelt víz fejlett víztechnológián megy keresztül, majd időt tölt a talajvízben vagy a felszíni vízben, például egy tározóban, mielőtt ivóvízellátásba küldenék. A fejlett víztechnológia először magában foglalja a mikroszűrést, amely kiszűri a maradék szilárd anyagokat.
fordított ozmózis. Fotó jóváírás: Fhemerick
ezután a fordított ozmózis, amely nyomást gyakorol a membrán egyik oldalán lévő vízre, lehetővé téve a tiszta víz áthaladását, megszünteti a vírusokat, baktériumokat, protozoonokat és gyógyszereket. A vizet ezután ultraibolya fénnyel (UV) vagy ózonnal és hidrogén-peroxiddal fertőtlenítik. Végül hozzáadják a talajvízhez vagy a felszíni víztározókhoz, ahol átlagosan 6 hónapig marad, hogy természetes folyamatokkal tovább tisztítsák. (Ez elsősorban az újrahasznosított víz ivásával kapcsolatos lakossági szorongás csillapítására szolgál.) Miután a felszín alatti vizekből vagy a tartályból kivonták, az újrahasznosított víz a szokásos víztisztítási folyamaton megy keresztül, minden ivóvíznek meg kell felelnie az Egyesült Államok Környezetvédelmi Ügynökségének szabványainak.
valójában San Diego már újrahasznosított vizet iszik, mert vizének 85% – át Észak-Kaliforniából és a Colorado folyóból importálja, amelybe az olyan upstream közösségek, mint Las Vegas, szennyvizet bocsátanak ki, amelyet később ivási célokra kezelnek. Az észak-kaliforniai víz és a Colorado folyó aszályának közelmúltbeli korlátozásai miatt San Diego, amely újrahasznosítja a szennyvizet öntözésre, 11,8 millió dollárt fektetett be egy IPR tanulmányba. Az Északi városi Vízvisszanyerő üzem demo projektje 2013-ban ér véget. Ez idő alatt fejlett víztisztító létesítménye naponta 1 millió liter tisztított vizet termel, bár vizet nem küldenek a tározóba.
az IPR San Diego számára gazdaságosabb, mint az öntözésre szánt szennyvíz újrahasznosítása azért lenne, mert az újrahasznosított öntözővizet speciális lila csöveken keresztül kell továbbítani, hogy elválasszák az ivóvíztől; a lila cső infrastruktúra bővítése többe kerülne, mint az IPR. Az újrahasznosított víz olcsóbb, mint a tengervíz sótalanítása. Orange megyében például az IPR 800-850 dollárba kerül, hogy elegendő újrahasznosított vizet állítson elő 2 4 fős család számára egy évre. Azonos mennyiségű tengervíz sótalanításához 1200-1800 dollárra lenne szükség a szükséges energiamennyiség miatt.
a növekvő népesség és a só behatolása a felszín alatti vizekbe, a kaliforniai Orange County Water District megnyitotta 480 millió dolláros korszerű vízvisszanyerő létesítményét, amely a legnagyobb az Egyesült Államokban 2008 januárjában. A működés évente 29 millió dollárba kerül. Fejlett vízkezelés után az újrahasznosított víz felét befecskendezik a víztartóba, hogy gátat képezzenek a sós víz behatolása ellen. A másik fele egy perkolációs tóba kerül a talaj további szűrésére, majd körülbelül 6 hónap elteltével ivóvízkút-bevitelbe kerül. Ebben az évben várhatóan napi 85 millió gallont termel.
Szingapúr, ahol nincsenek természetes víztartók és kis szárazföldek, évtizedek óta küzd azért, hogy fenntartható vízellátást biztosítson lakosainak.
fotó: Jerry Wong
2003-ban megnyitotta az első üzemeket, amelyek új, újrahasznosított ivóvizet állítottak elő fejlett membrántechnikákkal, beleértve a mikroszűrést, a fordított ozmózist és az UV fertőtlenítést. A kezelés után a vizet hozzáadjuk a tartályokhoz. A NEWater, amely több mint 65 000 tudományos teszten ment keresztül, és meghaladja az Egészségügyi Világszervezet ivóvízre vonatkozó szabványait, elég tiszta ahhoz, hogy az elektronikai iparban felhasználható legyen, és ivóvízként palackozható legyen. Szingapúr teljes napi fogyasztásának 2,5% – át fogja termelni ebben az évben.
Namíbia, Dél-Afrika legszárazabb országa 1969 óta fogyaszt újrahasznosított vizet. A vízvisszanyerő üzemek a víz 35% – át termelik Windhoek, a főváros. A mai napig nem voltak negatív egészségügyi hatások az újrahasznosított víz fogyasztásával kapcsolatban.
2001-ben egy 55 millió dolláros víz-újrahasznosítási projektet a víz-stresszes Los Angeles-ben a lakosság ellenszenve az újrahasznosított víz ivásának gondolatától, és megszületett a “WC-t csapolni” kifejezés. Megalapozottak a közvélemény félelmei?
egy friss tudományos tanácsadó testület jelentése megvizsgálta az újrahasznosított vízben található “új aggodalomra okot adó vegyi anyagok” (CEC), például gyógyszerek, peszticidek és ipari vegyi anyagok lehetséges emberi egészségre gyakorolt hatásait. A tudósok áttekintették az elmúlt 40 év újrahasznosított vízével kapcsolatos epidemiológiai és egyéb tanulmányokat. Míg néhány korai tanulmány klór fertőtlenítő melléktermékek jelenlétéről számolt be, a testület megjegyezte, hogy az akkori kezelési módszerek kevésbé voltak kifinomultak. A jelenlegi módszereket finomították, a fertőtlenítési melléktermékek pedig csökkentek. Az újrahasznosított vízzel kapcsolatos újabb tanulmányok nem találtak káros egészségügyi hatásokat az újrahasznosított vizet használó populációkban. Bár a tudósok elismerték, hogy a hosszú távú (generációkon át tartó) expozíció hatásai a CEC-eknek és a még nem kimutatott anyagoknak ismeretlenek, arra a következtetésre jutottak, hogy “szilárd bizonyíték van arra, hogy az újrahasznosított víz a biztonságos ivóvíz forrása.”
remélhetőleg a közvélemény kezd fordulni. Dr. Shane Snyder, Az Arizonai Egyetem Környezetmérnöki professzora és a tudományos tanácsadó testület tagja most tanulmányozza az újrahasznosított víz közvéleményét, és megállapítja ,hogy ” ha bíznak a hasznosságban, az emberek többsége megérti, hogy a víz újrahasznosítása elkerülhetetlen.”
az igazság az, hogy minden vizet újra és újra újrahasznosítanak—a Földön egyetlen víz sem igazán érintetlen. Snyder arra a következtetésre jut, hogy ” újrahasznosított vizet fogunk inni, így vagy úgy, függetlenül attól, hogy a folyásirányból vagy a talajvízből származik-e. Erősen hiszem, hogy ezt olyan mérnöki rendszerekkel kell megtennünk, ahol aktívan irányíthatjuk a folyamatot.”