Aufbereitetes Wasser

Aufbereitetes oder aufbereitetes Wasser (auch Abwasserwiederverwendung oder Wasserrückgewinnung genannt) ist der Prozess der Umwandlung von Abwasser in Wasser, das für andere Zwecke wiederverwendet werden kann. Die Wiederverwendung kann die Bewässerung von Gärten und landwirtschaftlichen Feldern oder das Auffüllen von Oberflächenwasser und Grundwasser (dh Grundwasserneubildung) umfassen. Wiederverwendete Wasser kann auch auf die Erfüllung bestimmter Bedürfnisse in Wohnungen (z. B. Toilettenspülung), Unternehmen und Industrie gerichtet werden, und könnte sogar behandelt werden, um Trinkwasserstandards zu erreichen.Diese letzte Option wird je nach verwendetem Ansatz als „direkte Wiederverwendung von Trinkwasser“ oder „indirekte trinkbare Wiederverwendung“ bezeichnet. Umgangssprachlich bezieht sich der Begriff „to tap to tap“ auch auf die Wiederverwendung von Trinkwasser.

Die Wiederverwendung von Wasser für Wiederverwendungsanwendungen anstelle von Frischwasserversorgung kann eine wassersparende Maßnahme sein. Wenn das verwendete Wasser schließlich in natürliche Wasserquellen zurückgeleitet wird, kann es als Teil des natürlichen Wasserkreislaufs immer noch Vorteile für Ökosysteme haben, den Abfluss verbessern, das Pflanzenleben nähren und Grundwasserleiter wieder aufladen.

Die Wiederverwendung von Abwasser ist eine seit langem etablierte Praxis für die Bewässerung, insbesondere in trockenen Ländern. Durch die Wiederverwendung von Abwasser im Rahmen einer nachhaltigen Wasserwirtschaft bleibt Wasser als alternative Wasserquelle für menschliche Aktivitäten erhalten. Dies kann die Knappheit verringern und den Druck auf das Grundwasser und andere natürliche Gewässer verringern.

Hintergrund
Um nachhaltigeres Abwasser- und Abwassermanagement zu erreichen, werden Maßnahmen im Zusammenhang mit dem Ressourcenmanagement, wie die Wiederverwendung von Abwasser oder die Wiederverwendung von Fäkalien, die die wertvollen Ressourcen für produktive Zwecke verfügbar halten, im Vordergrund stehen. Dies wiederum unterstützt das menschliche Wohlergehen und eine umfassendere Nachhaltigkeit.

Vereinfachtes Wasser ist Wasser, das mehr als einmal verwendet wird, bevor es in den natürlichen Wasserkreislauf zurückkehrt. Fortschritte in der Abwasserbehandlungstechnologie ermöglichen Gemeinden, Wasser für viele verschiedene Zwecke wiederzuverwenden. Das Wasser wird je nach Quelle und Nutzung des Wassers und wie es geliefert wird, unterschiedlich behandelt.

Wiederholt durch die planetare Hydrosphäre gefahren, ist alles Wasser auf der Erde recyceltes Wasser, aber die Begriffe „recyceltes Wasser“ oder „wiedergewonnenes Wasser“ bedeuten typischerweise Abwasser, das von einem Haus oder Geschäft durch ein Abwassersystem zu einer Kläranlage geleitet wird, wo es behandelt wird auf ein Niveau, das mit seiner beabsichtigten Verwendung übereinstimmt.

Die Weltgesundheitsorganisation hat die folgenden Hauptantriebskräfte für die Wiederverwendung von Abwasser anerkannt:

zunehmende Wasserknappheit und Stress,
zunehmende Bevölkerungen und damit verbundene Ernährungssicherheitsprobleme,
zunehmende Umweltverschmutzung durch unsachgemäße Abwasserentsorgung, und
zunehmende Anerkennung des Ressourcenwertes von Abwasser, Exkrementen und Grauwasser.

Die Wiederverwertung und Wiederverwendung von Wasser gewinnt nicht nur in trockenen Regionen, sondern auch in Städten und kontaminierten Umgebungen zunehmend an Bedeutung.

Schon jetzt werden die Grundwasseraquifere, die von mehr als der Hälfte der Weltbevölkerung genutzt werden, überstrapaziert. Die Wiederverwendung wird weiter zunehmen, da sich die Weltbevölkerung in zunehmendem Maße urbanisiert und in Küstennähe konzentriert, wo die lokalen Süßwasservorräte begrenzt sind oder nur mit großem Kapitalaufwand zur Verfügung stehen. Durch die Wiederverwendung und das Recycling von Abwasser können große Mengen an Frischwasser eingespart werden, wodurch die Umweltverschmutzung verringert und der CO2-Fußabdruck verbessert wird. Wiederverwendung kann eine alternative Wasserversorgungsoption sein.

Arten und Anwendungen
Die meisten Anwendungen der Wasserrückgewinnung sind nicht trinkbare Nutzungen wie das Waschen von Autos, das Spülen von Toiletten, das Kühlen von Wasser für Kraftwerke, das Mischen von Beton, künstliche Seen, die Bewässerung für Golfplätze und öffentliche Parks sowie das hydraulische Fracking. Wo anwendbar, betreiben Systeme ein duales Rohrleitungssystem, um das recycelte Wasser vom Trinkwasser getrennt zu halten.

Die Hauptrückgewinnungswasseranwendungen in der Welt sind unten gezeigt:

Ungeplante indirekte Trinkwassernutzung existiert seit langem. Große Städte an der Themse oberhalb von London (Oxford, Reading, Swindon, Bracknell) leiten ihre aufbereiteten Abwässer („nicht trinkbares Wasser“) in die Themse ab, die stromabwärts Wasser nach London liefert. In den Vereinigten Staaten dient der Mississippi sowohl als Ziel für das Kläranlagenabwasser als auch als Quelle für Trinkwasser.

Städtische Wiederverwendung
Uneingeschränkt: Die Verwendung von aufbereitetem Wasser für nicht trinkbare Anwendungen in kommunalen Einrichtungen, wo der öffentliche Zugang nicht eingeschränkt ist.
Eingeschränkt: Die Verwendung von wiederaufbereitetem Wasser für nicht trinkbare Anwendungen in kommunalen Einrichtungen, in denen der öffentliche Zugang durch physische oder institutionelle Barrieren wie Umzäunungen, Hinweisschilder oder zeitliche Zugangsbeschränkungen kontrolliert oder eingeschränkt wird.

Landwirtschaftliche Wiederverwendung
Die Verwendung von aufbereitetem Wasser für die Bewässerung hat Vorteile, einschließlich der niedrigeren Kosten im Vergleich zu anderen Quellen und der Konsistenz des Angebots unabhängig von der Jahreszeit, den klimatischen Bedingungen und den damit verbundenen Wasserbeschränkungen. Wenn aufbereitetes Wasser für die Bewässerung in der Landwirtschaft verwendet wird, hat der Nährstoffgehalt (Stickstoff und Phosphor) des behandelten Abwassers den Vorteil, dass es als Dünger wirkt. Dies kann die Wiederverwendung von im Abwasser enthaltenen Exkrementen attraktiv machen.

Das Bewässerungswasser kann auf verschiedene Arten unterschiedlich genutzt werden:

Nahrungspflanzen, die roh gegessen werden: Pflanzen, die für den menschlichen Verzehr bestimmt sind, werden roh oder unverarbeitet gegessen.
Verarbeitete Nahrungsmittelkulturen: Kulturpflanzen, die für den menschlichen Verzehr bestimmt sind, werden nicht roh gegessen, sondern nach dem Behandlungsprozess (dh gekocht, industriell verarbeitet).
Non-Food-Pflanzen: Kulturen, die nicht für den menschlichen Verzehr bestimmt sind (z. B. Weide-, Futter-, Faser-, Zier-, Saat-, Wald- und Rasenkulturen).

In Entwicklungsländern verwendet die Landwirtschaft zunehmend unbehandeltes Abwasser zur Bewässerung – oft auf unsichere Art und Weise. Städte bieten lukrative Märkte für frische Produkte und sind daher für Landwirte attraktiv. Da die Landwirtschaft jedoch mit Industrie und kommunalen Nutzern um immer knapper werdende Wasserressourcen konkurrieren muss, gibt es für die Landwirte oft keine Alternative, sondern direkt mit ihren Siedlungsabfällen verschmutztes Wasser zu nutzen.

Mit der Verwendung von unbehandeltem Abwasser in der Landwirtschaft können erhebliche Gesundheitsrisiken verbunden sein. Abwasser aus Städten kann eine Mischung aus chemischen und biologischen Schadstoffen enthalten. In einkommensschwachen Ländern gibt es oft hohe Konzentrationen von Krankheitserregern aus Exkrementen. In Schwellenländern, in denen die industrielle Entwicklung die Umweltgesetzgebung übertrifft, steigen die Risiken durch anorganische und organische Chemikalien. Die Weltgesundheitsorganisation hat 2006 in Zusammenarbeit mit der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO) und dem Umweltprogramm der Vereinten Nationen (UNEP) Richtlinien für die sichere Verwendung von Abwasser entwickelt. Diese Leitlinien befürworten eine „Mehrfachbarriere“. Annäherung an die Abwassernutzung, zum Beispiel indem Landwirte dazu ermutigt werden, verschiedene risikomindernde Verhaltensweisen anzunehmen. Dazu gehört, die Bewässerung einige Tage vor der Ernte einzustellen, damit Krankheitserreger im Sonnenlicht absterben können, vorsichtig Wasser auftragen, um Blätter, die roh verzehrt werden können, nicht zu kontaminieren, Gemüse mit Desinfektionsmittel zu reinigen oder Fäkalienschlamm in der Landwirtschaft zu trocknen, bevor sie verwendet werden als menschlicher Dünger.

Wiederverwertung der Umwelt
Die Verwendung von aufbereitetem Wasser zur Schaffung, Verbesserung, Erhaltung oder Vermehrung von Gewässern, einschließlich Feuchtgebieten, aquatischen Lebensräumen oder Fließgewässern, wird als „Wiederverwendung der Umwelt“ bezeichnet. Zum Beispiel bieten mit Abwasser gespeiste Pflanzenkläranlagen sowohl Abwasserbehandlung als auch Lebensräume für Flora und Fauna.

Industrielle Wiederverwendung
Die Verwendung von wiederaufbereitetem Wasser zur Grundwasserneubildung, die nicht als Trinkwasserquelle genutzt wird.

Geplante Wiederverwendung von Trinkwasser
Die geplante Wiederverwendung von Trinkwasser wird öffentlich als ein vorsätzliches Projekt zur Wiederverwendung von Wasser für Trinkwasser anerkannt. Es gibt zwei Möglichkeiten, wie Trinkwasser zur Wiederverwendung geliefert werden kann – „Indirect Potable Reuse“ (IPR) und „Direct Potable Reuse“. Beide Formen der Wiederverwendung werden im Folgenden beschrieben und umfassen in der Regel ein formelleres öffentliches Verfahren und ein öffentliches Konsultationsprogramm, als dies bei de facto oder unbestätigter Wiederverwendung der Fall ist. Bei „indirekten“ Anwendungen zur Trinkwasserwiederverwendung wird das zurückgewonnene Abwasser direkt oder in Mischung mit anderen Quellen verwendet.

Die direkte Wiederverwendung von Trinkwasser wird auch als „to tap to tap“ bezeichnet.

Einige Wasserversorgungsunternehmen verwenden hoch aufbereitetes Abwasser aus kommunalen Abwässern oder Ressourcengewinnungsanlagen als zuverlässige, dürreresistente Trinkwasserquelle. Durch den Einsatz fortschrittlicher Reinigungsprozesse produzieren sie Wasser, das allen geltenden Trinkwasserstandards entspricht. System-Zuverlässigkeit und häufige Überwachung und Tests sind unerlässlich, um strenge Kontrollen zu erfüllen.

Der Wasserbedarf einer Gemeinde, Wasserquellen, öffentliche Gesundheitsvorschriften, Kosten und die Art der Wasserinfrastruktur, wie Verteilungssysteme, künstliche Stauseen oder natürliche Grundwasserbecken, bestimmen, ob und wie rückgewonnenes Wasser ein Teil davon sein kann die Trinkwasserversorgung. Einige Gemeinden verwenden Wasser zur Wiederauffüllung von Grundwasserbecken. Andere legen es in Oberflächenwasserreservoirs. In diesen Fällen wird das rückgewonnene Wasser mit anderen Wasservorräten gemischt und / oder für eine bestimmte Zeit gelagert, bevor es herausgezogen und erneut in einem Wasserbehandlungs- oder -verteilungssystem behandelt wird. In einigen Gemeinden wird das wiederverwendete Wasser direkt in Pipelines gegeben, die zu einer Wasseraufbereitungsanlage oder einem Verteilersystem gelangen.

Moderne Technologien wie Umkehrosmose und UV-Desinfektion werden häufig eingesetzt, wenn aufbereitetes Wasser mit der Trinkwasserversorgung gemischt wird.

Indirekte Wiederverwendung von Trinkwasser
Indirekte Trinkwasserwiederverwendung (IPR) bedeutet, dass das Wasser indirekt an den Verbraucher geliefert wird. Nachdem es gereinigt wurde, vermischt sich das wiederverwendete Wasser mit anderen Vorräten und / oder sitzt eine Weile in einer Art von Lagerung, künstlich oder natürlich, bevor es an eine Pipeline geliefert wird, die zu einer Wasseraufbereitungsanlage oder einem Verteilersystem führt. Dieser Speicher könnte ein Grundwasserbecken oder ein Oberflächenwasserreservoir sein.

Einige Kommunen verwenden und andere untersuchen die indirekte Trinkwasserwiederverwendung (IPR) von aufbereitetem Wasser. Zum Beispiel kann wiederaufbereitetes Wasser in unterirdische Grundwasserneubildung gepumpt werden oder bis zu (Grundwasserneubildung) Grundwasserleitern perkoliert, abgepumpt, erneut behandelt und schließlich als Trinkwasser verwendet werden. Diese Technik kann auch als Grundwasseraufladung bezeichnet werden. Dazu gehören langsame Prozesse weiterer Mehrfachreinigungsschritte über die Schichten Erde / Sand (Absorption) und Mikroflora im Boden (Biodegradation).

IPR oder sogar ungeplante Trinkwassernutzung wird in vielen Ländern eingesetzt, wo letztere in das Grundwasser abgeleitet werden, um das Eindringen von Salzlösung in Küstenaquiferen zurückzuhalten. Die Rechte des geistigen Eigentums umfassten im Allgemeinen eine Art von Umweltpuffern, aber die Bedingungen in bestimmten Bereichen haben einen dringenden Bedarf an direkteren Alternativen geschaffen.

Direkte Wiederverwendung von Trinkwasser
Die direkte Wiederverwendung von Trinkwasser bedeutet, dass das wiederverwendete Wasser direkt in Rohrleitungen geleitet wird, die zu einer Wasseraufbereitungsanlage oder einem Verteilersystem gelangen. Die direkte Wiederverwendung von Trinkwasser kann mit oder ohne „Engineering-Speicher“ wie unterirdischen oder oberirdischen Tanks erfolgen.

Bei einer direkten Trinkwasserwiederverwendung (DPR) wird Wasser direkt in Rohrleitungen geleitet, die zu einer Wasseraufbereitungsanlage oder einem Verteilersystem gelangen. Die direkte Wiederverwendung von Trinkwasser kann mit oder ohne „Engineering-Speicher“ wie unterirdischen oder oberirdischen Tanks erfolgen. Mit anderen Worten, DPR ist die Einleitung von Abwasser aus städtischen Abwässern nach umfangreicher Behandlung und Überwachung, um sicherzustellen, dass die strengen Anforderungen an die Wasserqualität jederzeit eingehalten werden, direkt in ein kommunales Wasserversorgungssystem.

Indirekte Trinkwasserwiederverwendung (IPR)
IPR entsteht durch die Erhöhung der Trinkwasserversorgung durch kommunales Abwasser, das auf ein IPR-Niveau behandelt wird, gefolgt von einem Umweltpuffer (z. B. Flüsse, Staudämme, Aquifere usw.), der der Trinkwasseraufbereitung vorausgeht. In diesem Fall durchläuft das städtische Abwasser eine Reihe von Behandlungsschritten, die Membranfiltrations- und Trennprozesse (z. B. MF, UF und RO) umfassen, gefolgt von einem fortgeschrittenen chemischen Oxidationsprozess (z. B. UV, UV + H2O2, Ozon).

Wiederverwendung im Weltraum
Die Abwasserrückgewinnung kann in Bezug auf die bemannte Raumfahrt von besonderer Bedeutung sein. Im Jahr 1998 gab die NASA bekannt, dass sie einen menschlichen Müllverwertungs-Bioreaktor gebaut habe, der für den Einsatz in der Internationalen Raumstation und einer bemannten Marsmission ausgelegt sei. Menschlicher Urin und Kot werden in ein Ende des Reaktors eingegeben und reiner Sauerstoff, reines Wasser und Kompost (Humane) werden von dem anderen Ende ausgegeben. Der Boden könnte für den Gemüseanbau genutzt werden und der Bioreaktor produziert auch Strom.

An Bord der Internationalen Raumstation konnten Astronauten aufgrund der Einführung des ECLSS-Systems recycelten Urin trinken. Das System kostet 250 Millionen US-Dollar und arbeitet seit Mai 2009. Das System recycelt Abwasser und Urin wieder in Trinkwasser, das zum Trinken, zur Zubereitung von Speisen und zur Sauerstofferzeugung verwendet wird. Dies reduziert die Notwendigkeit, die Raumstation so oft wieder zu versorgen.

Leistungen
Die Wiederverwendung von Wasser / Abwasser als alternative Wasserquelle kann erhebliche wirtschaftliche, soziale und ökologische Vorteile mit sich bringen, die die Motivation für die Umsetzung solcher Wiederverwendungsprogramme sind. Insbesondere in der Landwirtschaft kann die Bewässerung mit Abwasser dazu beitragen, die Erträge zu steigern, den ökologischen Fußabdruck zu verringern und sozioökonomische Vorteile zu fördern. Diese Vorteile umfassen:

Erhöhte Wasserverfügbarkeit
Substitution von Trinkwasser – halten Sie Trinkwasser für nicht trinkendes Wasser und Trinkwasser zurück (z. B. Industrie, Reinigung, Bewässerung, häusliche Nutzung, Toilettenspülung usw.)
Reduzierte übermäßige Entnahme von Oberflächen- und Grundwasser
Reduzierter Energieverbrauch bei Produktion, Behandlung und Verteilung von Wasser im Vergleich zur Verwendung von tiefen Grundwasserressourcen, Wasserimport oder Entsalzung
Reduzierte Nährstofffracht in Gewässer (dh Flüsse, Kanäle und andere Oberflächenwasserressourcen)
Reduzierte Herstellungskosten für die Verwendung von hochwertigem Wasser
Erhöhte landwirtschaftliche Produktion (dh Ernteerträge)
Reduzierter Einsatz von Düngemitteln (dh Erhalt von Nährstoffen, Verringerung des Bedarfs an Kunstdünger (z. B. Bodenernährung durch Nährstoffe in den behandelten Abwässern))
Verbesserter Umweltschutz durch Wiederherstellung von Bächen, Feuchtgebieten und Teichen
Erhöhte Beschäftigung und lokale Wirtschaft (z. B. Tourismus, Landwirtschaft).

Entwurfsüberlegungen

Verteilung
Nicht tankbares Regeneratwasser wird oft mit einem doppelten Rohrleitungsnetz verteilt, das die Wasserrohre vollständig getrennt von den Trinkwasserleitungen hält.

In vielen Städten, in denen aufbereitetes Wasser verwendet wird, ist es heute so gefragt, dass Verbraucher es nur an bestimmten Tagen nutzen dürfen. Einige Städte, die früher unbegrenzt wiederaufbereitetes Wasser zu einem Pauschalpreis angeboten hatten, beginnen nun, den Bürgern den Betrag in Rechnung zu stellen, den sie verbrauchen.

Behandlungsprozesse
Für viele Arten von Wiederverwendungsanwendungen muss Abwasser zahlreiche Abwasserbehandlungsprozessschritte durchlaufen, bevor es verwendet werden kann. Die Schritte könnten Screening, Primärabsetzen, biologische Behandlung, Tertiärbehandlung (z. B. Umkehrosmose) und Desinfektion umfassen.

Es gibt verschiedene Technologien, um Abwasser zur Wiederverwendung zu behandeln. Eine Kombination dieser Technologien kann strenge Behandlungsstandards erfüllen und sicherstellen, dass das aufbereitete Wasser hygienisch unbedenklich ist, dh frei von Bakterien und Viren. Die folgenden sind einige der typischen Technologien: Ozonisierung, Ultrafiltration, aerobe Behandlung (Membranbioreaktor), Vorwärtsosmose, Umkehrosmose, fortgeschrittene Oxidation.

Abwasser wird in der Regel nur zur Behandlung auf Sekundarbasis behandelt, wenn es zur Bewässerung verwendet wird.

Eine Pumpstation verteilt das wiederaufbereitete Wasser an die Nutzer in der Stadt. Dies können Golfplätze, landwirtschaftliche Nutzungen, Kühltürme oder in Deponien sein.

Alternative Optionen
Anstatt Abwasser zur Wiederverwendung zu behandeln, können andere Optionen ähnliche Effekte von Frischwassereinsparungen erzielen:

Grauwasser-Wiederverwendungssysteme – auf Haushaltsebene kann behandeltes oder unbehandeltes Grauwasser für Spültoiletten oder zum Bewässern des Gartens verwendet werden.
Regenwassernutzung und Regenwasserrückgewinnung Stadtgestaltungssysteme, die die Regenwassernutzung beinhalten und den Abfluss reduzieren, sind in Australien als Water Sensitive Urban Design (WSUD), in den USA als Low Impact Development (LID) und in United als „Urban Drainage Systems“ (SUDS) bekannt Königreich.
Meerwasserentsalzung – ein energieintensiver Prozess, bei dem Salz und andere Mineralien aus Meerwasser entfernt werden, um Trinkwasser für die Trinkwasserversorgung und Bewässerung zu produzieren, typischerweise durch Membranfiltration (Umkehrosmose) und Dampfdestillation.

Kosten
Die Kosten für wiederaufbereitetes Wasser übersteigen in vielen Regionen der Welt jene von Trinkwasser, wo eine ausreichende Frischwasserversorgung besteht. Allerdings wird das wiedergewonnene Wasser in der Regel zu einem günstigeren Preis an die Bürger verkauft, um seine Nutzung zu fördern. Da die Versorgung mit Frischwasser von den Vertriebskosten, dem erhöhten Bevölkerungsbedarf oder den klimaschutzreduzierenden Quellen begrenzt wird, werden sich auch die Kostenquoten verändern. Die Bewertung von aufbereitetem Wasser muss das gesamte Wasserversorgungssystem berücksichtigen, da es einen wichtigen Wert der Flexibilität in das Gesamtsystem bringen kann

Regenerierte Wassersysteme erfordern normalerweise ein doppeltes Rohrleitungsnetz, oft mit zusätzlichen Lagertanks, was die Kosten des Systems erhöht.

Hindernisse für die Umsetzung
Die Umsetzung und der Betrieb von Wassernutzungsregelungen in großem Maßstab stehen nach wie vor vor aufsichtsrechtlichen, wirtschaftlichen, sozialen und institutionellen Herausforderungen.
Wirtschaftlichkeit von Wasserwiederverwendungssystemen.
Kosten für die Überwachung der Wasserqualität und die Identifizierung von Kontaminanten.Schwierigkeiten bei der Identifizierung von Verunreinigungen können die Trennung von anorganischen und organischen Schadstoffen, Mikroorganismen, Kolloiden und anderen einschließen.
Vollständige Kostendeckung durch Wasserwiederaufbereitungssysteme – fehlende finanzielle Wasserpreissysteme vergleichbar mit bereits subventionierten konventionellen Aufbereitungsanlagen.

Gesundheitsaspekte
Aufbereitetes Wasser gilt als sicher, wenn es entsprechend verwendet wird. Aufbereitetes Wasser, das für das Nachfüllen von Aquiferen oder das Aufstauen von Oberflächenwasser vorgesehen ist, erhält eine angemessene und zuverlässige Behandlung, bevor es mit natürlich vorkommendem Wasser gemischt wird und natürlichen Wiederherstellungsprozessen unterzogen wird. Ein Teil dieses Wassers wird schließlich Teil der Trinkwasserversorgung.

Eine 2009 veröffentlichte Studie zur Wasserqualität verglich die Wasserqualitätsunterschiede von aufgearbeitetem / recyceltem Wasser, Oberflächenwasser und Grundwasser. Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass das wiederaufbereitete Wasser, das Oberflächenwasser und das Grundwasser in Bezug auf die Bestandteile ähnlicher sind als unähnlich. Die Forscher untersuchten 244 repräsentative Bestandteile, die typischerweise in Wasser vorkommen. Wenn festgestellt wurde, waren die meisten Bestandteile in der Teile pro Milliarde und Teile pro Billion Reichweite. DEET (ein Insektenspray) und Koffein wurden in allen Wasserarten und praktisch in allen Proben gefunden.Triclosan (in antibakterieller Seife und Zahnpasta) wurde in allen Wasserarten gefunden, aber in höherem Anteil (Teile pro Billion) in aufbereitetem Wasser als in Oberflächen- oder Grundwasser nachgewiesen. Sehr wenige Hormone / Steroide wurden in Proben nachgewiesen, und wenn sie nachgewiesen wurden, waren sie sehr niedrig. Halogenessigsäuren (ein Desinfektionsnebenprodukt) wurden in allen Arten von Proben gefunden, sogar im Grundwasser. Der größte Unterschied zwischen aufbereitetem Wasser und den anderen Gewässern scheint zu sein, dass aufbereitetes Wasser desinfiziert wurde und somit Desinfektionsnebenprodukte (aufgrund der Verwendung von Chlor) aufweist.

Eine Studie aus dem Jahr 2005 mit dem Titel „Bewässerung von Parks, Spielplätzen und Schulhöfen mit wiederaufbereitetem Wasser“ ergab, dass weder mikrobielle Krankheitserreger noch Chemikalien in Krankheits- oder Krankheitsereignissen auftraten und dass die Verwendung von aufbereitetem Wasser zur Bewässerung sich nicht messbar von der Bewässerung unterscheidet mit Trinkwasser.

Eine 2012 vom National Research Council in den Vereinigten Staaten von Amerika durchgeführte Studie ergab, dass das Risiko einer Exposition gegenüber bestimmten mikrobiellen und chemischen Kontaminanten durch das Trinken von wiedergewonnenem Wasser nicht höher zu sein scheint als das Risiko, das zumindest bei einigen aktuellen Trinkwasserbehandlungen auftritt Systeme und kann um Größenordnungen niedriger sein. Dieser Bericht empfiehlt Anpassungen des föderalen Regulierungsrahmens, die den Schutz der öffentlichen Gesundheit sowohl bei geplanter als auch bei ungeplanter (oder tatsächlicher) Wiederverwendung verbessern und das Vertrauen der Öffentlichkeit in die Wiederverwendung von Wasser stärken könnten.

Viele Menschen assoziieren ein Gefühl des Ekels mit wiedergewonnenem Wasser und 13% einer Umfragegruppe sagten, dass sie nicht einmal daran nippen würden. Das größte Gesundheitsrisiko für die Trinkwassernutzung von aufbereitetem Wasser besteht jedoch in der Möglichkeit, dass pharmazeutische und andere Haushaltschemikalien oder deren Derivate (umweltbeständige pharmazeutische Schadstoffe) in diesem Wasser bestehen bleiben. Dies wäre weniger bedenklich, wenn menschliche Exkremente durch Verwendung von Trockentoiletten oder Systemen, die Schwarzwasser getrennt von Grauwasser behandeln, außerhalb des Abwassers gehalten werden.

Um diesen Bedenken hinsichtlich des Quellwassers zu begegnen, verwenden die Wasseraufbereitungsanbieter Verfahren zur Behandlung mehrerer Barrieren und eine ständige Überwachung, um sicherzustellen, dass das wiedergewonnene Wasser sicher und für den beabsichtigten Endverbrauch geeignet behandelt wird.

Umweltaspekte
Es gibt Diskussionen über mögliche Auswirkungen auf Gesundheit und Umwelt. Um diese Bedenken auszuräumen, wurde von der WateReuse Research Foundation eine Risikobewertungsstudie zu potenziellen Gesundheitsrisiken von aufbereitetem Wasser und Vergleichen mit konventionellen Expositionen für Arzneimittel und Körperpflegeprodukte (PPCP) durchgeführt. In jedem der vier Szenarien, in denen Menschen mit recyceltem Bewässerungswasser in Kontakt kommen – Kinder auf dem Spielplatz, Golfer, Land- und Landarbeiter – zeigen die Ergebnisse der Studie, dass es zwischen einigen Jahren und Millionen von Jahren dauern könnte Jahre der Exposition gegenüber nicht-potenzfähigem recyceltem Wasser, um die gleiche Exposition gegenüber PPCPs zu erreichen, die wir an einem einzigen Tag durch Routineaktivitäten erhalten.

Die Verwendung von wiederaufbereitetem Wasser für nicht trinkbare Anwendungen spart Trinkwasser, da weniger Trinkwasser für nicht trinkbare Anwendungen verwendet wird.

Es enthält manchmal höhere Mengen an Nährstoffen wie Stickstoff, Phosphor und Sauerstoff, die bei der Bewässerung für die Düngung von Garten- und landwirtschaftlichen Pflanzen hilfreich sein können.

Die Verwendung von Wasserrückgewinnung verringert die Umweltverschmutzung, die in empfindliche Umgebungen gelangt. Es kann auch Feuchtgebiete fördern, was den Wildtieren in Abhängigkeit von diesem Ökosystem zugute kommt. Es hilft auch, die Chancen von Dürre zu stoppen, da das Recycling von Wasser die Verwendung von Frischwasser aus unterirdischen Quellen reduziert. Zum Beispiel hat die Wasseraufbereitungsanlage in San Jose / Santa Clara ein Wasserrecyclingprogramm ins Leben gerufen, um die natürlichen Salzwassersümpfe der San Francisco Bay zu schützen.

Die wichtigsten potenziellen Risiken, die mit der Wiederverwendung von aufbereitetem Abwasser für Bewässerungszwecke verbunden sind, wenn die Behandlung nicht angemessen ist, sind die folgenden:

Kontamination der Nahrungskette mit Mikroverunreinigungen, Krankheitserregern (zB Bakterien, Viren, Protozoen, Helminthen) oder Antibiotikaresistenzdeterminanten;
Bodenversalzung und Anhäufung verschiedener unbekannter Bestandteile, die sich negativ auf die landwirtschaftliche Produktion auswirken könnten;
Verbreitung der einheimischen mikrobiellen Lebensgemeinschaften;
Veränderung der physikalisch-chemischen und mikrobiologischen Eigenschaften des Bodens und Beitrag zur Akkumulation chemischer / biologischer Verunreinigungen (zB Schwermetalle, Chemikalien (zB Bor, Stickstoff, Phosphor, Chlorid, Natrium, Pestizide / Herbizide), natürliche Chemikalien (zB Hormone), Kontaminanten von Schwellenländern (CECs) (dh Pharmazeutika und ihre Metaboliten, Körperpflegeprodukte, Haushaltschemikalien und Lebensmittelzusatzstoffe und ihre Umwandlungsprodukte) usw.) und anschließende Aufnahme durch Pflanzen und Feldfrüchte;
übermäßiges Wachstum von Algen und Vegetation in Abwasser führenden Kanälen (dh Eutrophierung);
Verschlechterung der Grundwasserqualität durch die verschiedenen zurückgewonnenen Wasserverunreinigungen, die sich im Boden und in den Grundwasserleitern ausbreiten und ansammeln.

Beispiele

Australien
Wenn es in Australien Trockenperioden gibt, steigt das Interesse an regenerierten Abwässern.Brisbane wurde in diesem Trend als führend angesehen, und andere Städte und Gemeinden werden das West Corridor Recycled Water Project nach Abschluss überprüfen.

Während in Australien derzeit keine direkten Trinkwasserverwertungsanlagen in vollem Umfang betrieben werden, untersucht die Australian Antarctic Division die Option, in ihrer Forschungsstation in der Antarktis in Davis ein Programm zur Wiederverwendung von Trinkwasser einzurichten. Um die Qualität der Schiffsabwässer aus der Kläranlage Davis zu verbessern, wurden eine Reihe verschiedener bewährter Technologien für die Zukunft ausgewählt, wie Ozonisierung, UV-Desinfektion, Chlor sowie UF, Aktivkohlefiltration und RO.

Israel
Ab 2010 führt Israel die Welt in Bezug auf den Wasseranteil, den es recycelt. Israel behandelt 80% seiner Abwässer (400 Milliarden Liter pro Jahr), und 100% der Abwässer aus dem Großraum Tel Aviv werden als Bewässerungswasser für Landwirtschaft und öffentliche Arbeiten behandelt und wiederverwendet. Ab heute wird das gesamte zurückgewonnene Abwasser in Israel für landwirtschaftliche und Landverbesserungszwecke verwendet.

Namibia
Ein Beispiel für die direkte Wiederverwendung von Trinkwasser ist der Fall von Windhoek (Namibia, New Goreangab Wasserrückgewinnungsanlage (NGWRP)), wo gereinigtes Abwasser seit über 40 Jahren mit Trinkwasser gemischt wird. Es basiert auf dem Konzept der Mehrfachbehandlungsbarrieren (dh Vorozonierung, verstärkte Koagulation / Dissolved-Air-Flotation / schnelle Sandfiltration und anschließendes Ozon, biologische Aktivkohle / granulierte Aktivkohle, Ultrafiltration (UF), Chlorierung), um die damit verbundenen Risiken zu reduzieren Verbesserung der Wasserqualität. Das aufbereitete Abwasser macht heute etwa 14% der Trinkwasserproduktion der Stadt aus.

Singapur
In Singapur wird wiedergewonnenes Wasser als NEWater bezeichnet und direkt aus einer modernen Wasseraufbereitungsanlage für Bildungs- und feierliche Zwecke abgefüllt. Obwohl der Großteil des wiederverwendeten Wassers für die High-Tech-Industrie in Singapur verwendet wird, wird eine kleine Menge in Reservoirs für Trinkwasser zurückgeleitet.

Ende 2002 hatte das Programm – erfolgreich als NEWater gebrandmarkt – eine Akzeptanzquote von 98 Prozent erreicht, wobei 82 Prozent der Befragten angaben, dass sie das wiederverwendete Wasser direkt trinken würden, weitere 16 Prozent nur, wenn sie mit dem Wasser des Reservoirs gemischt wurden. Der produzierte NEWater nach der Stabilisierung (Zugabe von alkalischen Chemikalien) entspricht den WHO-Anforderungen und kann für seine vielfältigen Anwendungen (z. B. Wiederverwendung in der Industrie, Ableitung in ein Trinkwasserreservoir) eingesetzt werden.NEWater macht heute rund 30% der Gesamtnutzung Singapurs aus. Bis 2060 plant die Nationale Wasserbehörde von Singapur eine Verdreifachung der derzeitigen Kapazität von NEWater, um 50% des zukünftigen Wasserbedarfs von Singapur zu decken.

Südafrika
In Südafrika ist der Hauptgrund für die Wiederverwendung von Abwasser die Dürre.

So wurde in Beaufort West, Südafrika, Ende 2010 aufgrund der akuten Wasserknappheit (Produktion von 2.300 m3 pro Tag) eine direkte Abwasserrückgewinnungsanlage (WRP) zur Trinkwassergewinnung errichtet. Die Prozesskonfiguration basiert auf einem Multibarrierenkonzept und umfasst die folgenden Behandlungsprozesse: Sandfiltration, UF, zweistufige RO und durch UV-Licht desinfiziertes Permeat.

UNS
Die Führer in der Verwendung von aufbereitetem Wasser in den USA sind Florida und Kalifornien.

In einem Bericht des US National Research Council vom Januar 2012 stellte ein Komitee unabhängiger Experten fest, dass die Ausweitung der Wiederverwendung von kommunalem Abwasser für Bewässerung, industrielle Nutzung und Trinkwasservermehrung die verfügbaren Wasserressourcen der Vereinigten Staaten erheblich erhöhen könnte.

Ein Beispiel ist Orange County, das in Südkalifornien, USA, beheimatet ist und ein klassisches Beispiel für die indirekte Wiederverwendung von Trinkwasser enthält. In diesem Gebiet gibt es ein großflächiges künstliches Grundwasseranreicherungssystem, das eine dringend benötigte Süßwasserbarriere für eindringendes Meerwasser darstellt.

Wachstumsaussichten
Die Nachfrage nach der Nutzung der Abwasser-Recycling-Methode wächst schnell in der ganzen Welt, mit Unterschieden zwischen den Ländern. Bis zum Jahr 2015 schätzen die Hauptakteure im Wasserrecycling, dass sich die Menge an recyceltem Wasser von 19,4 Mio. m3 / Tag im Jahr 2005 auf rund 55 Mio. m3 / Tag im Jahr 2015 verdoppeln wird. Das Nachfragewachstum wird voraussichtlich geografisch variieren: sehr stark (40-60%) % Wachstum) in Gebieten mit hohem Wasserstress (Spanien, Australien, Italien) oder intensiver Urbanisierung (China), signifikant in den Industrieländern (ca. 25%).

In Frankreich hat sich die Anzahl der Projekte seit 2015 durch die Lockerung des Regulierungsrahmens und den Beginn einer ehrgeizigen Ausschreibung für Projekte der Wasseragentur Rhône-Mittelmeer-Korsika erhöht, die 2016 zur Finanzierung von etwa 40 Dateien geführt hat . Gleichzeitig intensiviert sich die Forschung, um Erkenntnisse für optimale Wiederverwendungspraktiken zu gewinnen und Empfehlungen für regulatorische Änderungen zu geben. Im Rahmen verschiedener Projekte in Frankreich und im Maghreb untersuchen die Wissenschaftler von Irstea zum Beispiel die Umwelt- und Gesundheitsrisiken der Wiederverwendung von Abwasser sowie die Phänomene von „Pfropfen“, die in Bewässerungsanlagen entstehen (Sedimentation, Entwicklung von Biofilmen, Ablagerungen) durch Ausfällung von Mineralsalzen). Die soziale Akzeptanz von Verbrauchern, Landwirten und gewählten Vertretern im Hinblick auf die Wiederverwendung von gereinigtem Abwasser ist ebenfalls Gegenstand der Untersuchung.