od ścieków do wody pitnej
na całym świecie 2 na 10 osób nie ma dostępu do bezpiecznej wody pitnej, a w Stanach Zjednoczonych wiele stanów napotyka niedobory wody i susze. Tymczasem Robert Glennon donosi w Unquenchable: America ’ s Water Crisis i co z tym zrobić, Amerykanie używają 24 galonów wody każdego dnia do spłukiwania toalet—około 5,8 miliarda galonów. Co za strata! W miarę jak globalna populacja nadal rośnie, a zmiany klimatu skutkują kolejnymi kryzysami wodnymi, gdzie znajdziemy wystarczającą ilość wody, aby zaspokoić nasze potrzeby?
w USA wydajemy miliardy dolarów na uzdatnianie wody do jakości wody pitnej, gdy zużywamy tylko 10% jej do picia i gotowania, a następnie spłukujemy większość reszty do toalety lub odpływu. Tak więc rosnące wykorzystanie ścieków pochodzących z recyklingu do nawadniania, kształtowania krajobrazu, przemysłu i spłukiwania toalet jest dobrym sposobem na oszczędzanie zasobów słodkiej wody. Woda poddana recyklingowi jest również wykorzystywana do uzupełniania wrażliwych ekosystemów, w których dzika przyroda, ryby i rośliny pozostają wrażliwe, gdy woda jest kierowana na potrzeby miejskie lub wiejskie. Na obszarach przybrzeżnych woda z recyklingu pomaga w naładowaniu warstw wodonośnych wód gruntowych, aby zapobiec przedostawaniu się słonej wody, która występuje, gdy woda gruntowa została nadmiernie pompowana.
Photo credit: notcub
wykorzystanie wody z recyklingu do picia jest jednak mniej powszechne, głównie dlatego, że wiele osób jest odpychanych przez myśl o wodzie, która była w naszych toaletach, idąc do naszych kranów. Ale kilka krajów, takich jak Singapur, Australia i Namibia oraz stany takie jak Kalifornia, Wirginia i Nowy Meksyk, już pije wodę z recyklingu, co pokazuje, że oczyszczone ścieki mogą być bezpieczne i czyste oraz pomagają zmniejszyć niedobory wody.
termin „toaleta Do kranu”, używany do zbierania sprzeciwu wobec picia wody z recyklingu, jest mylący, ponieważ woda z recyklingu, która trafia do wody pitnej, ulega rozległemu i dokładnemu oczyszczeniu. Ponadto zwykle dodaje się go do wód gruntowych lub powierzchniowych w celu dalszego oczyszczenia przed wysłaniem do źródła wody pitnej, gdzie jest ponownie oczyszczany. W rzeczywistości wykazano, że zawiera mniej zanieczyszczeń niż istniejące źródła uzdatnionej wody.
istnieje wiele technologii wykorzystywanych do recyklingu wody, w zależności od tego, jak czysta musi być i do czego będzie używana. Oto jak to się robi w oczyszczalni ścieków Point Loma w San Diego-miasto Bada obecnie możliwość recyklingu wody pitnej.
Ścieki najpierw przechodzą przez zaawansowane oczyszczanie pierwotne, w którym woda jest oddzielana od dużych cząstek, a następnie wchodzą do zbiorników sedymentacyjnych, w których stosuje się chemikalia, aby osad pierwotny osadzał się na dnie, a szumowiny unosiły się na górę. Po oddzieleniu wody 80% ciał stałych zostało usuniętych, a ścieki są wystarczająco czyste, aby mogły zostać odprowadzone do oceanu. (Chociaż ścieki są potencjalnie cennym zasobem, większość ścieków wytwarzanych wzdłuż naszych wybrzeży trafia do oceanu.)
w oczyszczaniu wtórnym bakterie są dodawane do ścieków w celu spożycia ciał stałych organicznych, wytwarzając wtórny osad, który osiada na dnie.
obróbka trzeciorzędowa filtruje wodę, aby usunąć pozostałości stałe, dezynfekuje ją chlorem i usuwa sól. W Kalifornii woda uzdatniona trzeciorzędowo nazywana jest „wodą z recyklingu” i może być używana do nawadniania lub przemysłu.
w przypadku pośredniego ponownego wykorzystania wody pitnej (IPR)—woda z recyklingu, która ostatecznie staje się wodą pitną—woda uzdatniona trzeciorzędowo podlega zaawansowanej technologii wody, a następnie spędza czas w wodach gruntowych lub powierzchniowych, takich jak zbiornik, zanim zostanie wysłana do zasobów wody pitnej. Zaawansowana technologia wodna polega przede wszystkim na mikrofiltracji, która odkształca wszelkie pozostałe ciała stałe.
Odwrócona osmoza. Fotorelacja: fhemerick
następnie Odwrócona osmoza, która wywiera ciśnienie na wodę po jednej stronie membrany, umożliwiając przejście czystej wody, eliminuje wirusy, bakterie, pierwotniaki i farmaceutyki. Woda jest następnie dezynfekowana światłem ultrafioletowym (UV) lub ozonem i nadtlenkiem wodoru. Na koniec dodaje się go do zbiorników wód podziemnych lub powierzchniowych, gdzie pozostaje średnio przez 6 miesięcy w celu dalszego oczyszczenia w procesach naturalnych. (Ma to na celu głównie uspokojenie publicznego niepokoju związanego z piciem wody z recyklingu.) Po pobraniu z wód gruntowych lub zbiornika woda z recyklingu przechodzi standardowy proces oczyszczania wody, który przechodzi cała woda pitna, aby spełnić standardy amerykańskiej Agencji Ochrony Środowiska.
w rzeczywistości San Diego pije już wodę z recyklingu, ponieważ importuje 85% swojej wody z Północnej Kalifornii i rzeki Kolorado, do których społeczności, takie jak Las Vegas, odprowadzają ścieki, które są później przetwarzane w celach pitnych. Ze względu na niedawne ograniczenia dotyczące wody w północnej Kalifornii i suszę na rzece Kolorado, San Diego, które przetwarza wodę ściekową w celu nawadniania, zainwestowało 11,8 miliona dolarów w badanie praw własności intelektualnej. Projekt demonstracyjny w Zakładzie rekultywacji wód North City zakończy się w 2013 roku. W tym czasie jego zaawansowany Zakład Oczyszczania Wody produkuje 1 milion galonów oczyszczonej wody każdego dnia, chociaż żadna woda nie jest wysyłana do zbiornika.
IPR jest bardziej ekonomiczny w San Diego niż recykling większej ilości ścieków do nawadniania, ponieważ woda z recyklingu musi być transportowana przez specjalne fioletowe rury, aby oddzielić ją od wody pitnej; rozbudowa infrastruktury rur fioletowych kosztowałaby więcej niż IPR. Woda z recyklingu jest również tańsza niż odsalanie wody morskiej. W Orange County, na przykład, IPR kosztuje $800 – $850 produkować wystarczającą ilość wody z recyklingu dla 2 rodzin 4 przez rok. Odsalanie równej ilości wody morskiej wymagałoby $1,200 – $1,800 ze względu na ilość potrzebnej energii.
aby poradzić sobie z rosnącą populacją i wtargnięciem soli do wód gruntowych, w kalifornijskim Okręgu wodnym Orange County w styczniu 2008 roku otwarto Najnowocześniejszy zakład rekultywacji wody o wartości 480 milionów dolarów, największy w USA. Jego eksploatacja kosztuje 29 milionów dolarów rocznie. Po zaawansowanym uzdatnianiu wody połowa odzyskanej wody jest wstrzykiwana do warstwy wodonośnej, aby utworzyć barierę przed wtargnięciem słonej wody. Druga połowa trafia do stawu perkolacyjnego w celu dalszej filtracji przez gleby,a następnie po około 6 miesiącach kończy się w ujęciach wody pitnej. Do tego roku ma produkować 85 milionów galonów dziennie.
Singapur, bez naturalnych warstw wodonośnych i małej powierzchni lądowej, od dziesięcioleci stara się zapewnić mieszkańcom zrównoważone zaopatrzenie w wodę.
Photo credit: Jerry Wong
w 2003 roku otworzyła pierwsze zakłady produkujące nową wodę pitną oczyszczoną za pomocą zaawansowanych technik membranowych, w tym mikrofiltracji, odwróconej osmozy i dezynfekcji UV. Po obróbce woda jest dodawana do zbiorników. NEWater, który przeszedł ponad 65 000 testów naukowych i przewyższa standardy wody pitnej Światowej Organizacji Zdrowia, jest wystarczająco czysty, aby mógł być stosowany w przemyśle elektronicznym i butelkowany jako woda pitna. Oczekuje się, że w tym roku Singapur będzie produkować 2,5% całkowitego dziennego spożycia.
Namibia, najbardziej suchy kraj w południowej Afryce, pije wodę z recyklingu od 1969 roku. Zakłady rekultywacji wody produkują 35% wody dla Windhoek, stolicy kraju. Do tej pory nie odnotowano żadnych negatywnych skutków dla zdrowia związanych ze zużyciem wody pochodzącej z recyklingu.
w 2001 roku projekt recyklingu wody w Los Angeles za 55 milionów dolarów został odrzucony przez opinię publiczną na myśl o piciu wody z recyklingu i narodził się termin „toaleta Do kranu”. Czy obawy społeczeństwa są ugruntowane?
niedawny raport panelu doradczego ds. nauki zbadał potencjalne konsekwencje dla zdrowia ludzkiego „chemikaliów pojawiających się obaw” (CECs), takich jak farmaceutyki, pestycydy i chemikalia przemysłowe, w wodzie z recyklingu. Naukowcy dokonali przeglądu badań epidemiologicznych i innych badań wody pochodzącej z recyklingu z ostatnich 40 lat. Podczas gdy niektóre wczesne badania donosiły o obecności produktów ubocznych dezynfekcji chlorem, panel zauważył, że metody leczenia w tym czasie były mniej wyrafinowane. Obecne metody zostały udoskonalone, a produkty uboczne dezynfekcji zmniejszyły się. Nowsze badania wody poddanej recyklingowi nie wykazały niekorzystnych skutków dla zdrowia w populacjach korzystających z wody poddanej recyklingowi. Chociaż naukowcy przyznali, że skutki długotrwałego narażenia (przez pokolenia) na CECs i substancje, które nie zostały jeszcze wykryte, są nieznane, doszli do wniosku, że „istnieją solidne dowody na to, że woda z recyklingu stanowi źródło bezpiecznej wody pitnej.”
mam nadzieję, że opinia publiczna zaczyna się zmieniać. Dr. Shane Snyder, profesor inżynierii środowiska na Uniwersytecie Arizony i członek panelu doradczego ds. nauki, bada obecnie publiczne postrzeganie wody z recyklingu i stwierdza, że ” jeśli ufają narzędziu, większość ludzi rozumie, że recykling wody jest nieunikniony.”
prawda jest taka, że cała woda jest poddawana recyklingowi w kółko-żadna woda na ziemi nie jest naprawdę nieskazitelna. Snyder podsumowuje: „będziemy pić wodę z recyklingu w taki czy inny sposób, niezależnie od tego, czy pochodzi ona z przepływu w dół, czy z wód gruntowych. Jestem głęboko przekonany, że powinniśmy to zrobić za pomocą zaprojektowanych systemów, w których możemy aktywnie kontrolować proces.”