från avloppsvatten till dricksvatten
över hela världen har 2 av 10 personer inte tillgång till säkert dricksvatten, och i USA står många stater inför vattenbrist och torka. Samtidigt rapporterar Robert Glennon i Unquenchable: America ’ s Water Crisis och vad man ska göra åt det, amerikaner använder 24 liter vatten varje dag för att spola sina toaletter—cirka 5,8 miljarder liter. Vilket slöseri! När den globala befolkningen fortsätter att växa och klimatförändringen resulterar i fler vattenkriser, var hittar vi tillräckligt med vatten för att möta våra behov?
i USA spenderar vi miljarder dollar på att behandla vatten till dricksvattenkvalitet när vi bara använder 10% av det för att dricka och laga mat, spola sedan det mesta av resten ner i toaletten eller avloppet. Så den växande användningen av återvunnet avloppsvatten för bevattning, landskapsarkitektur, industri och toalettspolning är ett bra sätt att spara våra färskvattenresurser. Återvunnet vatten används också för att fylla på känsliga ekosystem där vilda djur, fiskar och växter lämnas sårbara när vatten avleds för stads-eller landsbygdsbehov. I kustområden hjälper återvunnet vatten att ladda grundvattenvattenförekomster för att förhindra intrång av saltvatten, vilket uppstår när grundvattnet har pumpats över.
Fotokredit: notcub
användningen av återvunnet vatten för att dricka är dock mindre vanligt, till stor del för att många människor avvisas av tanken på vatten som har varit i våra toaletter som går till våra kranar. Men några länder som Singapore, Australien och Namibia och stater som Kalifornien, Virginia och New Mexico dricker redan återvunnet vatten, vilket visar att renat avloppsvatten kan vara säkert och rent och hjälpa till att lindra vattenbrist.
termen” toalett till kran”, som används för att trumma upp motstånd mot att dricka återvunnet vatten, är vilseledande eftersom återvunnet vatten som hamnar i dricksvatten genomgår omfattande och grundlig rening. Dessutom tillsätts det vanligtvis till grundvatten eller ytvatten för ytterligare rengöring innan det skickas till en dricksvattenförsörjning där det behandlas igen. I själva verket har det visat sig ha färre föroreningar än befintliga renade vattenförsörjning.
det finns ett antal tekniker som används för att återvinna vatten, beroende på hur rent det behöver vara och vad det ska användas till. Så här görs det vid Point Loma avloppsreningsverk i San Diego—staden studerar för närvarande möjligheten att återvinna vatten för att dricka.
avloppsvatten går först igenom avancerad primärbehandling där vatten separeras från stora partiklar och går sedan in i sedimentationstankar där kemikalier används för att få primärslam att sedimentera till botten och avskum stiga till toppen. När vattnet har separerats har 80% av de fasta ämnena tagits bort och avloppsvattnet är tillräckligt rent för att släppas ut i havet. (Även om avloppsvatten är en potentiellt värdefull resurs, hamnar de flesta avloppsvatten som produceras längs våra kuster i havet.)
vid sekundär behandling tillsätts bakterier till avloppsvattnet för att inta organiska fasta ämnen, vilket ger sekundärt slam som sätter sig i botten.
tertiär behandling filtrerar vattnet för att avlägsna det fasta materialet som finns kvar, desinficerar det med klor och tar bort saltet. I Kalifornien kallas tertiärbehandlat vatten ”återvunnet vatten” och kan användas för bevattning eller industri.
för indirekt drickbar återanvändning (IPR)—återvunnet vatten som så småningom blir dricksvatten-tertiärt behandlat vatten genomgår avancerad vattenteknik och spenderar sedan Tid i grundvatten eller ytvatten, till exempel en behållare, innan den skickas till dricksvattenförsörjning. Avancerad vattenteknik innebär först mikrofiltrering som spänner ut eventuella kvarvarande fasta ämnen.
omvänd osmos. Foto Kredit: fhemerick
nästa, omvänd osmos, som applicerar tryck på vatten på ena sidan av ett membran som tillåter rent vatten att passera, eliminerar virus, bakterier, protozoer och läkemedel. Vattnet desinficeras sedan med ultraviolett ljus (UV) eller ozon och väteperoxid. Slutligen läggs det till grundvatten eller ytvattenreservoarer där det stannar i genomsnitt 6 månader för att renas ytterligare genom naturliga processer. (Detta görs främst för att dämpa allmänhetens oro över att dricka återvunnet vatten.) När det återvunnits från grundvattnet eller reservoaren går det återvunna vattnet genom standardvattenreningsprocessen som allt dricksvatten genomgår för att uppfylla US Environmental Protection Agency-standarder.
faktum är att San Diego redan dricker återvunnet vatten eftersom det importerar 85% av sitt vatten från norra Kalifornien och Colorado River, i vilka uppströms samhällen som Las Vegas släpper ut avloppsvatten som senare behandlas för dricksändamål. På grund av de senaste begränsningarna av norra Kalifornien vatten och torka på Colorado River, San Diego, som återvinner avloppsvatten för bevattning, investerade 11,8 miljoner dollar i en IPR-studie. Demoprojektet vid North City Water Reclamation Plant kommer att avslutas 2013. Under denna tid producerar dess avancerade Vattenreningsanläggning 1 miljon liter renat vatten varje dag, även om inget vatten skickas till behållaren.
IPR är mer ekonomiskt för San Diego än att återvinna mer avloppsvatten för bevattning skulle bero på att återvunnet bevattningsvatten måste transporteras genom speciella lila rör för att separera det från dricksvatten. Återvunnet vatten är också billigare än avsaltning av havsvatten. I Orange County kostar till exempel IPR $800-$850 för att producera tillräckligt med återvunnet vatten för 2 familjer på 4 i ett år. Avsaltning av lika mycket havsvatten skulle kräva $1,200 – $1,800 på grund av den mängd energi som behövs.
för att hantera sin växande befolkning och saltintrång i grundvattnet öppnade Orange County Water District i Kalifornien sin toppmoderna vattenåtervinningsanläggning på 480 miljoner dollar, den största i USA, i januari 2008. Det kostar 29 miljoner dollar per år att fungera. Efter avancerad vattenbehandling injiceras hälften av det återvunna vattnet i akvariet för att skapa en barriär mot saltvattenintrång. Den andra hälften går till en perkolation damm för ytterligare filtrering av marken, och sedan efter ca 6 månader, hamnar i dricksvatten väl intag. I år förväntas det producera 85 miljoner liter per dag.
Singapore, utan naturliga akviferer och en liten landmassa, har kämpat för att tillhandahålla en hållbar vattenförsörjning för sina invånare i årtionden.
Foto Kredit: Jerry Wong
2003 öppnade den de första växterna för att producera NEWater, återvunnet dricksvatten renat genom avancerade membrantekniker inklusive mikrofiltrering, omvänd osmos och UV-desinfektion. Efter behandling tillsätts vattnet till behållarna. NEWater, som har passerat mer än 65 000 vetenskapliga tester och överträffar Världshälsoorganisationens dricksvattenstandarder, är tillräckligt ren för att användas för elektronikindustrin och för att tappas som dricksvatten. Det förväntas producera 2.5% av Singapores totala dagliga konsumtion i år.
Namibia, det mest torra landet i södra Afrika, har druckit återvunnet vatten sedan 1969. Vattenåtervinningsanläggningarna producerar 35% av vattnet för Windhoek, huvudstaden. Hittills har det inte förekommit några negativa hälsoeffekter i samband med förbrukningen av återvunnet vatten.
år 2001 sänktes ett 55 miljoner dollar vattenåtervinningsprojekt för Vattenstressade Los Angeles av allmänhetens avsky vid tanken på att dricka återvunnet vatten och termen ”toalett till kran” föddes. Är allmänhetens rädsla grundad?
en ny rapport från science advisory panel undersökte de potentiella konsekvenserna för människors hälsa av ”kemikalier av framväxande oro” (CECs) som läkemedel, bekämpningsmedel och industrikemikalier i återvunnet vatten. Forskarna granskade epidemiologiska och andra studier av återvunnet vatten från de senaste 40 åren. Medan vissa tidiga studier rapporterade närvaron av klordesinfektion biprodukter noterade panelen att behandlingsmetoder vid den tiden var mindre sofistikerade. Nuvarande metoder har förfinats och desinfektionsbiprodukter har minskat. Nyare studier av återvunnet vatten fann inga negativa hälsoeffekter i populationer som använder återvunnet vatten. Även om forskarna erkände att effekterna av långvarig exponering (över generationer) för CEC och för ämnen som ännu inte har upptäckts är okända, drog de slutsatsen att det fanns ”robusta bevis för att återvunnet vatten utgör en källa till säkert dricksvatten.”
förhoppningsvis börjar den allmänna opinionen vända. Dr. Shane Snyder, Professor i miljöteknik vid University of Arizona och medlem av science advisory panel, studerar nu allmänhetens uppfattning om återvunnet vatten och finner att ”om de litar på verktyget förstår majoriteten att återvinning av vatten är oundvikligt.”
sanningen är att allt vatten återvinns om och om igen—inget vatten på jorden är verkligen orört. Snyder avslutar, ” vi kommer att dricka återvunnet vatten på ett eller annat sätt, oavsett om det kommer från nedströms flöde eller grundvatten. Jag tror starkt att vi bör göra det genom konstruerade system där vi aktivt kan styra processen.”