解决水资源短缺问题

在希腊试点的水再利用新技术
2021年3月29日

把杯子浸入水中。

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每年夏天,成千上万的游客前往希腊田园诗般的岛屿,享受阳光明媚的海滩。即使是全球大流行也无法阻止游客,但水资源短缺可能会。许多希腊岛屿依靠进口水生存,难以满足居民和农业的用水需求,更不用说游客的需求了。

这些岛屿说明了欧洲其他地区面临的困难。气候变化使干旱等极端天气事件更加频繁,而迅速增长的人口数量以及农业和旅游业等相互竞争的优先事项意味着没有足够的淡水可供使用。根据欧盟委员会的数据,地中海地区约有五分之一的人遭受持续的水压力——当需求超过可用性时。

为了解决这些问题,HYDROUSA项目正在希腊三个岛屿上试验其水技术。

希腊雅典国立技术大学的水系统专家、HYDROUSA项目协调员Simos Malamis教授解释说:“这是关于解决地中海小而分散的偏远地区的缺水问题。”

这个团队包括28个来自工业界、学术界和政府的合作伙伴,他们开发并整合了不同的技术来收集、处理、回收和再利用水。“我们希望以可持续的方式、在一个循环中做到这一点。”

可持续再利用是欧盟2020年发布的循环经济行动计划的核心。该集团的目标是“在未来十年内将循环材料使用率提高一倍”,这将涉及识别传统上被认为是废物的产品的价值。它还在研究项目上投入了大量资金,例如HYDROUSA,以试验技术来实现这种循环,并向政府和企业开放。

循环经济包括水循环,其中水经过处理和再利用,其价值来自于从水中提取的“废物”,如磷或盐。HYDROUSA正致力于在偏远地区建立这些循环,以造福当地的个人和工业。目前,它在三个岛屿上有六个试验点,试验13种不同的创新,以展示它们在不同场景下的适用性。

废水

马拉米斯教授说,他最喜欢的莱斯沃斯岛试点项目包含了最多的综合技术。来自附近城镇的废水到达污水处理厂,在那里厌氧细菌分解废水中含有的有机物。这一步骤产生沼气,沼气可以被收集起来作为能源原料。在第二阶段,初级处理过的废水通过一个人工湿地,该湿地由多种植物组成,可以清洁水。马拉米斯教授解释说,然后将产生的水暴露在高能紫外线下杀死病原体,之后当地农民可以用它来施肥和灌溉他们的作物。

为了证明它实际上是安全的,项目研究人员还在开发一个农林用地,用他们处理过的水进行灌溉。

与此同时,在米科诺斯岛,HYDROUSA技术收集雨水并将其储存在地下,这样水就不会在希腊有时令人难受的高温中蒸发,然后将水分配给家庭。在Tinos岛上,该项目的技术帮助生态旅游小屋回收废水和雨水,用它来灌溉和施肥菜园,从而为附近村庄的游客和居民提供食物。

这些解决方案依赖于多种技术的融合。马拉米斯说,我们将不同公司的一个系统与另一个系统结合在一起,进行整合,以产生最佳效果。

为了解决偏远地区的水资源短缺问题,另一项研究计划“项目O”正在将技术融入水管理模块,并在四个小地点进行示范。重要的是,这些模块是可移动的,可以安装在没有其他设施的地方。

其中两个地点是意大利普利亚和西班牙阿尔门德拉莱霍的自来水公司,另一个地点是以色列埃拉特的一家海水工厂,还有一个地点是克罗地亚奥米斯的一家纺织公司。

小范围内

大型水处理厂,比如大城市里常见的那些,是设计用来处理大量水的,Giulia Molinari说,她曾是Project O的经理,现在在IRIS公司工作,IRIS是一家将高压技术用于清洁水的商业化公司,与该项目合作。她说,在当地小规模复制它们的效率非常低。“我们正尝试在中小规模上使用许多不同的技术,以根据(场地)的需求定制质量。”

但不同的场所和行业对水的需求不同。她说,例如,并非所有处理过的水都必须是可饮用的。在工业中,将废水处理到饮用水平将是“过度设计”的,而且不必要地昂贵。

在普利亚遗址,水是供人们饮用的。它来自一条名为Acquedotto Pugliese的渡槽,水质变化无常,有时含盐量高,有时污染严重。这意味着解决方案需要灵活,并且能够处理相对少量的水(每天约20立方米)。这种情况与传统的水管理非常不同,在传统的水管理中,每天都以同样的方式处理大量的水。莫利纳里说:“我们可以调整治疗方法,这样我们就不会过度治疗和消耗过多的能量。”

O项目对不同场景的回应是创建了四个不同的模块,每个模块都包含一系列技术来解决每个站点的水需求。例如,在普利亚的渡槽中,该模块集成了一个脱盐器(从水中去除盐)和先进的氧化技术(使用化学过程从水中去除有害细菌和有机污染物)。在克罗地亚的纺织厂,该团队开发了一个利用阳光分解有毒有机化合物并对水进行消毒的模块,而在西班牙,阳光为高级氧化过程提供动力,并包含可以收集污染物的吸附技术,而控制系统集成了两种技术。以色列使用的模块从咸水中回收营养物质。

Molinari致力于一种先进的氧化技术,使用高压电磁脉冲来分解污染物。目前在普利亚和埃拉特基地的模块中使用的是这种短暂但强大的能量爆发,它可以破坏导致疾病的微生物,并降解有机污染物,包括许多新出现的污染物。

Project O和HYDROUSA都在寻求解决水管理中最紧迫的问题之一:如何在没有一刀切解决方案的偏远地区处理和再利用水,同时又不破坏银行。

考虑到工业界和市政当局的兴趣,双方都认为他们有许多可行的解决方案可以提供。随着淡水在世界范围内变得越来越稀缺,政府和公司将寻找技术来处理和再利用他们拥有的任何水源,即使这些水源曾经被认为是废物。

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