Vand i en sløjfe:Sådan bekæmpes vandmangel på fjerntliggende øer

Hver sommer, tusindvis af turister rejser til Grækenlands idylliske øer for at nyde deres solrige strande. Selv den globale pandemi kunne ikke holde besøgende væk, men vandmangel måske. Mange græske øer overlever på vandimport og kæmper for at opfylde beboernes og landbrugets vandbehov – endsige turisternes.

Disse øer illustrerer de vanskeligheder, man står over for i andre dele af Europa. Klimaændringer gør ekstreme vejrbegivenheder som tørke hyppigere, mens antallet af befolkninger og konkurrerende prioriteter vokser, såsom landbrug og turisme, betyde, at der ikke er nok ferskvand til at gå rundt. Omkring hver femte mennesker i Middelhavsområdet lider af konstant vandstress - når efterspørgslen overstiger tilgængeligheden - ifølge Europa-Kommissionen.

For at løse disse problemer, projektet HYDROUSA afprøver sine vandteknologier på steder på tre græske øer.

"Det handler om at tackle problemer med vandknaphed i små og decentraliserede fjerntliggende regioner i Middelhavet, " forklarede professor Simos Malamis, en vandsystemspecialist ved Athens Nationale Tekniske Universitet, Grækenland og koordinator for HYDROUSA.

Holdet, som omfatter 28 partnere i industrien, akademi og regering, udvikler og integrerer forskellige teknologier til at indsamle, behandle, genbruge og genbruge vand. "Vi ønsker at gøre dette på en bæredygtig måde, i en løkke."

Bæredygtig genbrug er kernen i EU's handlingsplan for cirkulær økonomi, udgivet i 2020. Blokken sigter mod at 'fordoble sin cirkulære materialeanvendelse i det kommende årti, " som vil involvere at identificere værdi i produkter, der traditionelt er blevet betragtet som affald. Det har også investeret meget i forskningsprojekter, såsom HYDROUSA, at afprøve teknologier for at opnå denne cirkularitet og åbne dem op for regeringer og virksomheder.

Den cirkulære økonomi omfatter vandkredsløb, hvor vand behandles og genbruges, med værdi, der stammer fra udvundet 'affald' i vandet, såsom fosfor eller salte. HYDROUSA arbejder på at skabe disse sløjfer i fjerntliggende områder til gavn for lokale individer og industrier. Det har i øjeblikket seks pilotanlæg på de tre øer, afprøvning af 13 forskellige innovationer for at vise deres anvendelighed under forskellige scenarier.

Spildevand

Prof. Malamis' yndlingspilot, på Lesbos, omfatter det største antal integrerede teknologier, han siger. Spildevand fra en nærliggende by ankommer til et spildevandsrensningsanlæg, hvor anaerobe bakterier nedbryder det organiske stof, der er indeholdt i spildevandet. Dette trin producerer biogas, som kan opsamles og bruges som energiråvare. I anden fase, det primære rensede spildevand løber gennem et anlagt kunstigt vådområde, som består af en række plantearter, som renser vandet. Det resulterende vand udsættes derefter for højenergi ultraviolet lys for at dræbe patogener, hvorefter lokale landmænd kan bruge det til at gøde og vande deres afgrøder, Prof. Malamis forklarer.

For at vise, at det faktisk er sikkert at bruge, projektforskere er også ved at udvikle et agroskovbrugssted, vandes med deres behandlede vand.

I mellemtiden på Mykonos, HYDROUSA teknologier høster og opbevarer regnvand under jorden, så vandet ikke fordamper i den til tider straffende græske varme, og udbetaler derefter vandet til husstandene. På øen Tinos, projektets teknologier hjælper en økoturisthytte med at genbruge spildevand og regnvand, bruge det til at vande og gøde madhaver, som igen fodrer hytteturister og beboere i den nærliggende landsby.

Disse løsninger er afhængige af flere teknologier fusioneret sammen. "Vi har et system koblet sammen med et andet, som er fra forskellige virksomheder, integreret, at give det bedste resultat, " sagde Prof. Malamis.

For at bekæmpe vandmangel på fjerntliggende steder, et andet forskningsinitiativ, Projekt O, blander teknologier i vandstyringsmoduler og demonstrerer dem på fire små steder. Vigtigt, modulerne er mobile og kan installeres, hvor der ikke er andre faciliteter.

To steder er vandværker i Puglia, Italien og Almendralejo, Spanien, med en anden på et saltvandsanlæg i Eilat, Israel, og en med et tekstilfirma i Omis, Kroatien.

Lille skala

Store vandrensningsanlæg, som dem, der er almindelige i store byer, er designet til at behandle store mængder vand, ifølge Giulia Molinari, tidligere leder af Project O og nu hos IRIS, en virksomhed, der kommercialiserer højspændingsteknologi til at rense vand og arbejder med projektet. "Det er meget ineffektivt at replikere dem lokalt i lille skala, " sagde hun. "Vi forsøger at bruge en masse forskellige teknologier på den lille til mellemstore skala for at skræddersy kvaliteten til behovene (på webstedet)."

Men de forskellige steder og industrier har forskellige vandkrav. For eksempel, ikke alt behandlet vand behøver at være drikkeligt, hun siger. I industrien, spildevand, der renses til drikkekvalitet, ville være "overkonstrueret" og unødvendigt dyrt.

På Puglia-stedet, vandet er til folk at drikke. Det kommer fra en akvædukt, Acquedotto Pugliese, og dens kvalitet er variabel, nogle gange salt, nogle gange stærkt forurenet. Det betyder, at løsningen skal være fleksibel, og også i stand til at klare forholdsvis små mængder vand (ca. 20 kubikmeter om dagen). Denne situation er meget anderledes end i traditionel vandforvaltning, hvor hver dag, store mængder vand behandles på samme måde. "Vi kan justere behandlingen, så vi ikke behandler den for meget og bruger for meget energi, " sagde Molinari.

Projekt O's svar på de forskellige scenarier har været at skabe fire forskellige moduler, hver indeholder en kaskade af teknologier til at imødekomme vandkravene på hvert sted. Ved akvædukten i Puglia, for eksempel, modulet integrerer en desalinator (som fjerner salt fra vandet) og avancerede oxidationsteknikker (som bruger kemiske processer til at fjerne skadelige bakterier og organiske forurenende stoffer fra vand). På tekstilfabrikken i Kroatien, holdet udviklede et modul, der bruger sollys til at nedbryde giftige organiske forbindelser og desinficere vandet, mens sollyset i Spanien driver avancerede oxidationsprocesser og indeholder adsorptionsteknologier, der kan opsamle forurenende stoffer, mens et kontrolsystem integrerer to teknologier. Modulet, der bruges i Israel, genvinder næringsstoffer fra saltvand.

Molinari arbejder på en form for avanceret oxidationsteknologi, der bruger elektromagnetiske højspændingsimpulser til at nedbryde forurenende stoffer. Bruges i øjeblikket i modulerne på Puglia og Eilat steder, den korte, men kraftige energiudbrud skader sygdomsfremkaldende mikrober og nedbryder organiske forurenende stoffer, inklusiv mange forurenende stoffer, der giver anledning til bekymring.

Både Project O og HYDROUSA søger at løse et af de mest presserende problemer inden for vandforvaltning:hvordan man behandler vand og genbruger det på fjerntliggende steder, hvor der ikke findes en ensartet løsning, uden at bryde banken.

På baggrund af interessen fra industri og kommuner, begge mener, at de har adskillige levedygtige løsninger at tilbyde. Og efterhånden som ferskvand bliver mere og mere knapt rundt omkring i verden, regeringer og virksomheder vil lede efter teknologier til at behandle og genbruge de vandkilder, de har, også selvom det engang blev betragtet som affald.