Udvinding af spildevand til gødning og energi for at forhindre vandmangel

Forvandler det snavsede vand, vi skyller ned i afløbet, til nye produkter, såsom ren energi og gødning, kan hjælpe med at forhindre reservoirer i at løbe tør og ændre den måde, denne værdifulde ressource ses på.

I øjeblikket, Vandforbrug risikerer at efterlade halvdelen af ​​verden over for alvorlig knaphed i 2030, da efterspørgslen overstiger udbuddet. Den lineære måde, vores samfund og industrier tænker på vand – konstant udvinde det til brug og derefter dumpe det tilbage i oceaner og floder – er uholdbar i en verden, der står over for udfordringerne med en voksende befolkning og klimaændringer.

"De naturlige vandressourcer er ikke uendelige, " sagde Dr. Christos Makropoulos, lektor ved Athens Nationale Tekniske Universitet, Grækenland, og Chief Information Officer for KWR, et vandforskningsinstitut i Holland. "De er meget afhængige af et stabilt klima, som i øjeblikket ændrer sig – og vi har baseret hele vores økonomi og levebrød på, at de bare er tilgængelige, når vi har brug for dem."

FN mener, at der kunne være vand nok til at dække verdens voksende behov, men kun hvis vi finder en bedre måde at få mest muligt ud af hver dråbe. En måde at gøre dette på er at tænke vand ud fra den cirkulære økonomi – at holde vandet i sociale eller industrielle systemer så længe som muligt og samtidig udvinde yderligere værdi fra det.

"Hvis du formår at rense og genbruge spildevand, og udvinde nyttige materialer og energi, som næringsstoffer, der kunne blive til gødning til landbruget, eller merværdiforbindelser til den kemiske industri – du både beskytter miljøet og beskytter dine byer og industrier (mod vandknaphed), " sagde Dr. Makropoulos.

Vandminedrift

Han er koordinator for NextGen, et projekt, der demonstrerer forskellige cirkulære vandteknologier på tværs af ti forskellige steder i Europa. I Holland bruger de konstruerede økosystemer til at behandle og genbruge spildevand fra et bryggeri. I Storbritannien, de udvikler teknologier til at udvinde metangas fra spildevandsrensningsanlæg, så den kan bruges som energikilde.

De har endda en bærbar spildevandsmineenhed i Grækenland, der udvinder spildevand, renser det med små membraner, desinficerer det og vander derefter offentlige parker.

Teknologierne på alle ti lokaliteter bruger vand på måder, der reducerer mængden, der skal udvindes, og dermed øger den regionale modstandskraft mod vandknaphed. De fleste af disse løsninger blev udviklet før NextGens start, men projektet er med til at forfine og fremme teknologien, samtidig med at det viser deres potentiale på en større, mere kommerciel fase.

"På hvert websted demonstrerer vi en anden opsætning, der lukker cyklussen med hensyn til energi, vand eller ressourcer, eller nogle gange en kombination af alle tre, " sagde Dr. Makropoulos. "En del af ambitionen her er at bruge disse steder som levende laboratorier, med andre ord som rum, hvor mennesker – som skoler, regionale myndigheder eller kommuner, eller virksomheder – kan besøge og forstå, hvordan de arbejder."

Dette er et afgørende skridt i at overbevise lokale regeringer og virksomheder om at ændre, hvordan de tænker om vand – at det er en vedvarende ressource snarere end en råvare, der skal udnyttes. I fortiden, cirkulære teknologier kæmpede for at opskalere, fordi regulatorer og markedet ikke satte pris på deres potentiale og undlod at skabe det kommercielle miljø, der var nødvendigt for at drive efterspørgslen.

Disse 'levende laboratorier' er også et værktøj til at hjælpe tilsynsmyndigheder med at se behovet for at ændre lovgivning, tilføjede Dr. Makropoulos. Forældede definitioner og regler for affald står i øjeblikket i vejen for, at nogle ressourcer udvundet fra spildevand kommer ind på markedet eller bliver omkostningskonkurrencedygtige.

Ifølge Ilaria Schiavi, en ressourcestyringsekspert hos IRIS, en italiensk bæredygtig teknologivirksomhed, mange europæiske lande har svært ved at forstå, hvordan den cirkulære økonomi fungerer i praksis.

"Der er ikke mange lande, der har strategier for cirkulær økonomi, og de, der har, er stadig ved at finde ud af, hvordan handlinger kan sive ned til planlægning på stedet, " hun sagde.

Det kan betyde, at muligheder for at skabe systemer, der reducerer en regions vandbehov, går glip af store udviklingsprojekter, som kan låse områder ind i den nuværende brug-og-kasser vandkultur.

"Tilgangen til vand har været, at det altid vil være der, og vi behøver ikke tænke på det, når vi udvider en by, " sagde Schiavi, som også er projektkoordinator for Projekt Ô, som har til formål at demonstrere forskellige teknologier og tilgange til cirkulær vandforvaltning. "Men det er ikke sandt længere."

Lavere regninger

Forskerne udvikler software til at hjælpe lokale myndigheder og virksomheder med at analysere og forstå de økonomiske fordele ved bæredygtige vandstrategier, såsom mængden af ​​penge, der spares ved at belønne dem, der bruger mindre vand, med lavere regninger. De demonstrerer også spildevandsgenbrugsteknologier, der letter presset på eksisterende spildevandsbehandlingsanlæg sammen med strategier for at bruge alternative kilder til lokalt vand, som regn eller fra industrielle kilder.

De fleste eksisterende vandbehandlingsanlæg blev bygget til at håndtere husholdningsspildevand, men med voksende forurenende stoffer fra nærliggende industri og ændrede vaner i samfundet, som den øgede brug af antibiotika, Planter skal nu klare forurenende stoffer, som de ikke oprindeligt var designet til. Denne cocktail af forurenende stoffer gør det dyrere at rense vandet, men også sværere at udvinde ressourcer, der kunne genbruges.

"Vi forsøger at handle på de forurenende stoffer tæt på kilden til forureningen, fordi de er koncentrerede nok til at blive behandlet effektivt, " sagde Schiavi.

Projektholdet har allerede hjulpet med at installere et rensningsanlæg på et israelsk akvakulturforskningscenter, der ville muliggøre 100 % genanvendelse af vandet, dermed eliminere behovet for at tage mere ud af havet.

Anlægget bruger alger til at rense spildevandet, som trækker næringsstoffer ud, og disse bruges derefter til fodring af lokalt opdrættede fisk eller som råmateriale til nutraceutiske (kosttilskud) eller andre industrielle anvendelser. Denne cirkulære tilgang forhindrer også spildevandet i at blive dumpet tilbage i miljøet, hvor det kan udløse enorme opblomstringer af giftige alger, der kan kvæle andet havliv.

"Den bedste måde at forhindre affald på er ikke at generere det, og det er den samme tilgang, vi ønsker at skabe med spildevand, " sagde Schiavi.