van afvalwater naar drinkwater
over de hele wereld hebben 2 op de 10 mensen geen toegang tot veilig drinkwater, en in de VS hebben veel staten te maken met watertekorten en droogtes. Ondertussen, meldt Robert Glennon in Unquenchable: America ‘ s Water Crisis en wat te doen, Amerikanen gebruiken 24 liter water per dag om hun toiletten door te spoelen-ongeveer 5,8 miljard liter. Wat een verspilling! Terwijl de wereldbevolking blijft groeien en klimaatverandering leidt tot meer watercrises, waar vinden we dan genoeg water om aan onze behoeften te voldoen?
in de VS besteden we miljarden dollars aan het behandelen van water tot de kwaliteit van drinkwater wanneer we slechts 10% ervan gebruiken voor drinken en koken, en vervolgens het grootste deel van de rest door het toilet of afvoerputje spoelen. Het toenemende gebruik van gerecycled afvalwater voor irrigatie, landschapsarchitectuur, Industrie en toiletspoeling is dus een goede manier om onze zoetwaterbronnen te sparen. Gerecycled water wordt ook gebruikt om gevoelige ecosystemen aan te vullen waar wilde dieren, vissen en planten kwetsbaar blijven wanneer water wordt omgeleid voor stedelijke of landelijke behoeften. In kustgebieden helpt gerecycleerd water bij het aanvullen van grondwateraquifers om te voorkomen dat zoutwater binnendringt, wat optreedt wanneer grondwater is overgepompt.
Fotokrediet: notcub
het gebruik van gerecycleerd drinkwater is echter minder gebruikelijk, vooral omdat veel mensen worden afgestoten door de gedachte dat water in onze toiletten naar onze kranen gaat. Maar een paar landen als Singapore, Australië en Namibië, en staten als Californië, Virginia en New Mexico drinken al gerecycled water, waaruit blijkt dat gezuiverd afvalwater veilig en schoon kan zijn, en helpen watertekorten te verminderen.
de term “toilet naar kraan”, gebruikt om weerstand tegen het drinken van gerecycleerd water op te trommelen, is misleidend omdat gerecycleerd water dat in drinkwater terechtkomt, uitgebreid en grondig wordt gezuiverd. Daarnaast wordt het meestal toegevoegd aan grondwater of oppervlaktewater voor verdere reiniging voordat het wordt verzonden naar een drinkwatervoorziening waar het opnieuw wordt behandeld. In feite is aangetoond dat het minder verontreinigende stoffen bevat dan bestaande behandelde watervoorraden.
er zijn een aantal technologieën die worden gebruikt om water te recyclen, afhankelijk van hoe zuiver het moet zijn en waarvoor het zal worden gebruikt. Hier is hoe het wordt gedaan op de Point Loma rioolwaterzuiveringsinstallatie in San Diego—de stad onderzoekt momenteel de haalbaarheid van het recyclen van drinkwater.
afvalwater gaat eerst door een geavanceerde primaire behandeling, waarbij water wordt gescheiden van grote deeltjes, waarna het in sedimentatietanks terechtkomt, waar chemicaliën worden gebruikt om primair slib naar de bodem te laten bezinken en schuim naar de top te laten stijgen. Zodra het water is gescheiden, is 80% van de vaste stoffen verwijderd en is het afvalwater schoon genoeg om naar de oceaan te worden geloosd. (Hoewel afvalwater een potentieel waardevolle hulpbron is, komt het meeste afvalwater dat langs onze kusten wordt geproduceerd in de oceaan terecht.)
bij secundaire zuivering worden bacteriën toegevoegd aan het afvalwater om organische vaste stoffen op te nemen, waardoor secundair slib ontstaat dat zich op de bodem bezinkt.
tertiaire zuivering filtert het water om de overblijvende vaste stoffen te verwijderen, desinfecteert het met chloor en verwijdert het zout. In Californië wordt tertiair behandeld water “gerecycled water” genoemd en kan het worden gebruikt voor irrigatie of industrie.
voor Indirect drinkbaar hergebruik (IPR)—gerecycleerd water dat uiteindelijk drinkwater wordt—tertiair behandeld water ondergaat geavanceerde watertechnologie en brengt vervolgens tijd door in grondwater of oppervlaktewater, zoals een reservoir, alvorens naar drinkwatervoorzieningen te worden gestuurd. De geavanceerde watertechnologie omvat eerst microfiltratie die alle overblijvende vaste stoffen belast.
omgekeerde osmose. Foto krediet: fhemerick
vervolgens elimineert omgekeerde osmose, die druk uitoefent op water aan één zijde van een membraan dat zuiver water doorlaat, virussen, bacteriën, protozoa en geneesmiddelen. Het water wordt vervolgens gedesinfecteerd met ultraviolet licht (UV) of ozon en waterstofperoxide. Ten slotte wordt het toegevoegd aan grond-of oppervlaktewaterreservoirs waar het gemiddeld 6 maanden blijft om verder te worden gezuiverd door natuurlijke processen. (Dit wordt voornamelijk gedaan om de publieke bezorgdheid over het drinken van gerecycled water te sussen.) Eenmaal getrokken uit het grondwater of reservoir, het gerecycleerde water gaat door de standaard waterzuivering proces al drinkwater ondergaat om te voldoen aan de Amerikaanse Environmental Protection Agency normen.In feite drinkt San Diego al gerecycleerd water omdat het 85% van zijn water importeert uit Noord-Californië en de Colorado rivier, waar stroomopwaarts gemeenschappen zoals Las Vegas afvalwater lozen dat later voor drinkdoeleinden wordt behandeld. Vanwege de recente beperkingen op Noord-Californië water en de droogte op de Colorado rivier, San Diego, die recyclebaar rioolwater voor irrigatie, geïnvesteerd $11,8 miljoen in een IPR-studie. Het demo-project bij de Waterwinningsinstallatie van North City loopt in 2013 af. Gedurende deze tijd, produceert zijn geavanceerde waterzuiveringsinstallatie 1 miljoen gallons gezuiverd water elke dag, hoewel er geen water naar het reservoir wordt gestuurd.
IPR is voordeliger voor San Diego dan recycling van meer afvalwater voor irrigatie zou zijn omdat gerecycleerd irrigatiewater via speciale paarse leidingen moet worden getransporteerd om het te scheiden van drinkwater; uitbreiding van de paarse pijpinfrastructuur zou meer kosten dan IPR. Gerecycled water is ook goedkoper dan het ontzilten van zeewater. In Orange County, bijvoorbeeld, IPR kost $ 800- $ 850 om genoeg gerecycled water te produceren voor 2 gezinnen van 4 voor een jaar. Het ontzilten van een gelijke hoeveelheid zeewater zou $1.200-$1.800 nodig hebben vanwege de hoeveelheid energie die nodig is.In januari 2008 opende het Orange County Water District in Californië een state-of-the-art water Regeneration facility van 480 miljoen dollar, de grootste in de VS. Het kost 29 miljoen dollar per jaar. Na een geavanceerde waterbehandeling wordt de helft van het gerecycleerde water in de aquifer geïnjecteerd om een barrière te vormen tegen het binnendringen van zoutwater. De andere helft gaat naar een percolatievijver voor verdere filtratie door de bodem, en dan na ongeveer 6 maanden, eindigt in drinkwater putinname. Tegen dit jaar wordt verwacht dat het 85 miljoen liter per dag zal produceren.
Singapore, dat geen natuurlijke watervoerende lagen heeft en een kleine landmassa heeft, heeft al tientallen jaren moeite om zijn inwoners een duurzame watervoorziening te bieden.
foto: Jerry Wong
in 2003 opende zij de eerste fabrieken voor de productie van Nieuwwater, gerecycled drinkwater gezuiverd door geavanceerde membraantechnieken, waaronder microfiltratie, omgekeerde osmose en UV-desinfectie. Na de behandeling wordt het water toegevoegd aan de reservoirs. NEWater, dat meer dan 65.000 wetenschappelijke tests heeft doorstaan en de drinkwaternormen van de Wereldgezondheidsorganisatie overtreft, is schoon genoeg om te worden gebruikt voor de elektronica-industrie en om te worden gebotteld als drinkwater. Verwacht wordt dat het dit jaar 2,5% van de totale dagelijkse consumptie van Singapore zal produceren.Namibië, het droogste land in zuidelijk Afrika, drinkt sinds 1969 gerecycled water. De waterwinningsinstallaties produceren 35% van het water voor Windhoek, de hoofdstad. Tot op heden heeft het verbruik van gerecycleerd water geen negatieve gevolgen voor de gezondheid gehad.In 2001 werd een waterrecyclingproject van 55 miljoen dollar voor het met water gestreste Los Angeles tot zinken gebracht door de afkeer van het publiek bij de gedachte om gerecycled water te drinken en de term “toilet to tap” werd geboren. Zijn de angsten van het publiek gegrond?
in een recent rapport van het wetenschappelijk adviespanel werden de mogelijke gevolgen voor de menselijke gezondheid onderzocht van “chemicals of emerging concern” (MEC ‘ s) zoals farmaceutische producten, pesticiden en industriële chemicaliën in gerecycleerd water. De wetenschappers bekeken epidemiologische en andere studies van gerecycled water van de afgelopen 40 jaar. Hoewel sommige vroege studies de aanwezigheid van chloordesinfectie bijproducten meldden, merkte het panel op dat de behandelingsmethoden op dat moment minder geavanceerd waren. De huidige methoden zijn verfijnd en desinfectie bijproducten zijn afgenomen. Recentere studies van gerecycleerd water hebben geen nadelige gevolgen voor de gezondheid bij populaties die gerecycleerd water gebruiken. Hoewel de wetenschappers erkenden dat de effecten van langdurige blootstelling (over generaties) aan MEC ‘ s en aan stoffen die nog niet zijn gedetecteerd onbekend zijn, concludeerden ze dat er “degelijk bewijs was dat gerecycleerd water een bron van veilig drinkwater is.”
hopelijk begint de publieke opinie te veranderen. Dr. Shane Snyder, hoogleraar Milieutechniek aan de Universiteit van Arizona en lid van het science advisory panel, bestudeert nu de publieke perceptie van gerecycled water en stelt vast dat “als ze het nut ervan vertrouwen, de meerderheid van de mensen begrijpt dat recycling van water onvermijdelijk is.”
de waarheid is dat al het water steeds opnieuw wordt gerecycled—geen enkel water op aarde is echt ongerept. Snyder concludeert: “we gaan hoe dan ook gerecycled water drinken, of het nu uit stroomafwaarts of grondwater komt. Ik ben er sterk van overtuigd dat we dit moeten doen door middel van engineered systemen waar we het proces actief kunnen controleren.”