Kalifornien wird voraussichtlich Vorschriften erlassen, die eine umfassende Aufbereitung von Abwässern, die Umwandlung in reines Trinkwasser und die direkte Abgabe an die Wasserhähne der Menschen ermöglichen.
Die Vorschriften werden voraussichtlich am Dienstag vom State Water Resources Control Board genehmigt und ermöglichen es Wasserversorgern, mit dem Bau fortschrittlicher Aufbereitungsanlagen zu beginnen, die Abwasser in eine Quelle für sauberes Trinkwasser verwandeln.
Die neuen Regeln stellen einen wichtigen Meilenstein in den Bemühungen Kaliforniens dar, die Vorräte durch das Recycling von mehr Wasser, das in die Kanalisation fließt, zu erweitern.
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„Wir schaffen eine neue Versorgungsquelle, die wir zuvor entsorgt oder als Abfall betrachtet haben“, sagte Heather Cooley, Forschungsdirektorin am Pacific Institute, einer Denkfabrik für Wasser in Oakland. „Da wir versuchen, unsere Gemeinden widerstandsfähiger gegen Dürre und Klimawandel zu machen, wird dies wirklich ein wichtiger Teil dieser Lösung sein.“
In vielen Gegenden Kaliforniens behandeln Wasserbehörden seit Jahrzehnten Abwasser und verwenden es wieder. Oftmals leiten sie das Abwasser zur Bewässerung im Freien oder zu Einrichtungen, wo aufbereitetes Wasser in den Boden eindringt, um Grundwasserleiter wieder aufzufüllen.
Die Vorschriften ermöglichen die sogenannte „direkte Trinkwasserwiederverwendung“, bei der hochaufbereitetes Wasser direkt in das Trinkwassersystem eingespeist oder mit anderen Vorräten gemischt wird.
Cooley und andere Wasserexperten sagen, es sei unzutreffend, dies als „Toilette zum Wasserhahn“ zu bezeichnen, ein Begriff, der in den 1990er Jahren von Gegnern der Pläne, recyceltes Wasser zur Grundwasserauffüllung im San Gabriel Valley zu verwenden, populär gemacht wurde. Sie sagen, dass das Abwasser einem äußerst anspruchsvollen Aufbereitungsprozess unterzogen wird und wissenschaftliche Untersuchungen gezeigt haben, dass das hochreine Wasser trinkbar ist.
„Hier geht es wirklich um die Rückgewinnung von Ressourcen und nicht um die Verschwendung wertvoller Ressourcen“, sagte Cooley. „Ich denke, das ist wirklich eine spannende Gelegenheit, zur Verwirklichung dieser Vision eines stärker zirkulären Ansatzes für Wasser beizutragen.“
Der gesetzlich vorgeschriebene Prozess der Ausarbeitung der Vorschriften hat bei den staatlichen Regulierungsbehörden mehr als ein Jahrzehnt gedauert. Es beinhaltete eine Überprüfung durch ein Expertengremium.
„Wir wollten unbedingt sicherstellen, dass die öffentliche Gesundheit oberste Priorität hat, damit die Öffentlichkeit Vertrauen hat“, sagte Darrin Polhemus, stellvertretender Direktor der Trinkwasserabteilung des State Water Board.
„Wir haben ein sehr umfassendes Regelwerk“, sagte Polhemus. „Es findet breite Unterstützung und wir glauben, dass wir es so weit gebracht haben, dass jeder mit dem, was es präsentiert, zufrieden ist.“
Der Bau von Anlagen zur Abwasserreinigung ist teuer, und es wird wahrscheinlich mehrere Jahre dauern, bis die Kalifornier das aufbereitete Wasser trinken. Aber Los Angeles, San Diego und der Metropolitan Water District in Südkalifornien planen alle die direkte Wiederverwendung von Trinkwasser als Teil der laufenden Investitionen in das Recycling von mehr Abwasser.
Die Vorschriften präzisieren die Anforderungen an Infrastruktur, Behandlungstechnologien und Überwachung, sagte Polhemus, und gewährleisten „dreifache Redundanz für jeden der Bereiche, die wir behandeln“, einschließlich Bakterien und Viren sowie Chemikalien.
Das Wasser durchläuft verschiedene Aufbereitungsstufen, durchläuft unter anderem Aktivkohlefilter und Umkehrosmosemembranen und wird unter anderem einer Desinfektion mit UV-Licht unterzogen.
Die Vorschriften verlangen eine so gründliche Reinigung, dass dem Wasser am Ende des Prozesses wieder Mineralien zugesetzt werden müssen, damit das Wasser wieder einen Geschmack und eine chemische Zusammensetzung erhält, die typischem Trinkwasser ähneln.
„Dies wird mit Abstand das am besten aufbereitete und qualitativ hochwertigste Wasser sein, das der Öffentlichkeit zur Verfügung gestellt wird“, sagte Polhemus. „Es ist eine unglaubliche Menge an Behandlung.“
Sobald die Vorschriften vom State Water Board genehmigt wurden, müssen sie noch vom Amt für Verwaltungsrecht genehmigt werden, was im nächsten Jahr erwartet wird.
Die Aufbereitungstechnologie ähnelt dem Verfahren zur Meerwasserentsalzung, die Wiederaufbereitung von Abwasser erfordert jedoch weniger Energie und ist kostengünstiger als die Umwandlung von Salzwasser in Süßwasser. Polhemus sagte, die Kosten für die Abwasserreinigung würden wahrscheinlich etwa halb so hoch sein wie die Kosten für die Entsalzung von Meerwasser.
In anderen wasserarmen Teilen der Welt, darunter Namibia und Singapur, wird seit Jahren die direkte Wiederverwendung von Trinkwasser praktiziert. Einige Gemeinden in Texas tun dies ebenfalls. Colorado verfügt über Regeln, die die Wiederverwendung von Trinkwasser erlauben, während Arizona und Florida Vorschriften entwickeln.
In Kalifornien betreiben einige Behörden seit Jahren indirekte Trinkwasserwiederverwendung, bei der hochaufbereitetes Wasser zur Auffüllung des Grundwassers verwendet und später abgepumpt, aufbereitet und als Trinkwasser geliefert wird.
Orange County verfügt beispielsweise über sein Grundwasseraufbereitungssystem, das größte Projekt seiner Art weltweit. Das System reinigt das Abwasser mithilfe eines dreistufigen, fortschrittlichen Aufbereitungsprozesses. Anschließend versickert das Wasser und wird in das Grundwasserbecken eingespritzt, wo es Teil der Wasserversorgung wird.
Während Orange County bei der indirekten Wiederverwendung von Trinkwasser bleiben will, sehen andere Wasserbezirke laut Polhemus die direkte Wiederverwendung als einen Ansatz, der durch die Nutzung bestehender Infrastruktur Kosten spart, anstatt separate Systeme für recyceltes Wasser zu bauen.
Diese Strategie bietet Städten und Wasserbehörden auch eine neue Möglichkeit, die Abhängigkeit von importierten Vorräten zu verringern und den Einsatz von recyceltem Wasser zu erhöhen – einer Quelle, die Wassermanager als relativ dürresicher ansehen.
„Unsere Gemeinden werden selbst bei der schlimmsten Dürre immer Abwasser erzeugen. Und wenn dies verfügbar ist, kann das Angebot wirklich erweitert und die Widerstandsfähigkeit erhöht werden“, sagte Polhemus.
Das Recycling von mehr Abwasser bringt auch andere Vorteile für die Umwelt mit sich, da die Menge des behandelten Abwassers, das in die Küstengewässer fließt, verringert wird.
„Es ist schonender für die Umwelt, aus der Sie das Wasser entnehmen, es ist schonender für die Umwelt, an die Sie es abgeben, und versetzt uns in die Lage, unsere Umwelt insgesamt besser zu schützen“, sagte Polhemus.
Die Komplexität und Kosten der Kläranlagen werden dazu führen, dass große, gut finanzierte Behörden die Technologie zuerst übernehmen werden, sagte Polhemus. Die direkte Wiederverwendung von Trinkwasser sei auch für Küstengebiete geeignet, sagte er, da bei der Umkehrosmosebehandlung, ähnlich wie bei einer Entsalzungsanlage, Sole erzeugt werde, die vor der Küste abgelassen werden könne.
Zur Frage, wie viel gereinigtes Wasser verwendet werden könnte, sagte Polhemus, wenn einige Küstengemeinden während einer Dürre 10 bis 15 % ihrer Versorgung aus aufbereitetem Abwasser decken könnten, würde dies eine erhebliche Verbesserung bei der Diversifizierung der Versorgung bedeuten.
„Eines Tages könnten es 25 bis 40 % der Wasserversorgung einiger Gemeinden sein“, sagte Polhemus. „Irgendwann könnten wir den Großteil des Abwassers, das jetzt in den Ozean fließt, genauso wie aufbereitetes Abwasser recyceln.“
Der Metropolitan Water District plant, im Rahmen seines Pure Water Southern California-Projekts mit der direkten Trinkwasserwiederverwendung zu beginnen und in Carson eine 6-Milliarden-Dollar-Anlage zu bauen, die zum größten Wasserrecyclingprojekt des Landes werden soll.
Die Lieferung des ersten aufbereiteten Wassers ist bereits im Jahr 2028 geplant. Zunächst sagt der Bezirk, dass die Vorräte hauptsächlich dazu verwendet werden, Grundwasserbecken für eine spätere Verwendung aufzufüllen, wobei ein Teil des Wassers auch für Ölraffinerien und andere industrielle Nutzer bestimmt sein wird.
Bis 2032 planen die MWD-Beamten, täglich 115 Millionen Gallonen gereinigtes Wasser zu produzieren. Sie gehen davon aus, dass 25 Millionen Gallonen pro Tag direkt an eine Anlage in La Verne geschickt werden, um dort mit anderen Vorräten aus dem Colorado River und Nordkalifornien gemischt und als Trinkwasser in die gesamte Region geliefert zu werden – eine Menge, die voraussichtlich auf 60 steigen wird Millionen Gallonen pro Tag, sobald die Anlage ihre volle Kapazität von 150 Millionen Gallonen pro Tag erreicht.
Je nachdem, wie nass oder trocken ein Jahr ist, kann der Bezirk mehr Wasser in Grundwasserleitern speichern oder mehr gereinigtes Wasser direkt in das Verteilungssystem einspeisen, sagte Deven Upadhyay, Geschäftsführer und stellvertretender Geschäftsführer des MWD.
„Wir integrieren diese Flexibilität in die Gestaltung dieses Programms“, sagte Upadhyay. „Wenn Sie mehr auf die direkte Wiederverwendung von Trinkwasser drängen müssten, könnten Sie dies tun und Ihre Lieferungen an die Grundwasserbecken zurückfahren.“
Er sagte, dass Flexibilität wertvoll sei, da Kalifornien mit immer extremeren Dürren zu kämpfen habe, die durch den Klimawandel angeheizt würden.
„Wir gehen davon aus, dass diese importierten Lieferungen mit der Zeit zurückgehen werden. Und wir wollen das verbrauchte Wasser so weit wie möglich wiederverwenden und versuchen, diesen Wasserverbrauchskreislauf zu schließen“, sagte Upadhyay. „Da es sich um eine so dürresichere Versorgung handelt, schafft es für uns wirklich ein weiteres Maß an Widerstandsfähigkeit.“
Der Metropolitan Water District fungiert als Großhändler für Südkalifornien und beliefert Städte und Behörden, die 19 Millionen Menschen in sechs Landkreisen versorgen.
Derzeit werden im Einzugsgebiet von Metropolitan rund 450.000 Acres Abwasser recycelt, was dem Wasserverbrauch von etwa 1,3 Millionen Haushalten entspricht.
Das Wasserrecyclingprojekt des MWD sowie das Operation Next-Projekt in Los Angeles und das Pure Water-Projekt in San Diego werden den Einsatz von recyceltem Wasser nach ihrer Fertigstellung drastisch erhöhen, sagte Upadhyay.
„Bis zum Abschluss dieser drei Projekte sollten wir mit einer Verdoppelung des recycelten Wassers rechnen, das Südkalifornien produziert und trinkt“, sagte Upadhyay.
Und ein Teil davon werde den neuen Vorschriften des Staates zu verdanken sein, die eine direkte Wiederverwendung ermöglichen, sagte er.
„Es ist ein wichtiger Meilenstein für den Staat“, sagte Upadhyay. „Dies wird dazu führen, dass Wasserbehörden im ganzen Bundesstaat damit beginnen, Projekte zur Wiederverwendung von Trinkwasser zu planen, die zu einer widerstandsfähigeren Wasserzukunft Kaliforniens führen.“
In der Bay Area plant der Santa Clara Valley Water District auch die Wiederverwendung von Trinkwasser.
In einer Studie aus dem letzten Jahr sagten Forscher des Pacific Institute, dass Kalifornien derzeit etwa 23 % seines kommunalen Abwassers recycelt und das Potenzial hat, die Menge, die recycelt und wiederverwendet wird, mehr als zu verdreifachen.
Cooley sagte, ein Teil davon werde durch direkte Wiederverwendung anfallen und für die Gemeinden genutzt werden.
„Es ist nur ein Teil des Puzzles, wenn es darum geht, das volle Potenzial von recyceltem Wasser auszuschöpfen“, sagte Cooley. „Dies ist ein wichtiger Beitrag dazu, unsere Gemeinden widerstandsfähiger zu machen.“
Die öffentliche Akzeptanz für das Recycling von Wasser sei gestiegen, da die Menschen immer schwerere Dürren erlebten und Recyclingprojekte ausgeweitet würden, sagte Cooley.
Dennoch, sagte sie, sei die Akzeptanz nicht universell und „es ist wichtig, die Bedenken der Menschen wirklich offen anzusprechen, da Gemeinschaften dies als Option betrachten.“
Sie sagte, die Wiederverwendung von mehr Wasser sei neben der Auffangung von mehr Regenwasser und der Verbesserung der Wassernutzungseffizienz eine von mehreren Strategien, die Kalifornien übernehmen sollte.
Peter Gleick, Mitbegründer und emeritierter Präsident des Pacific Institute, wies darauf hin, dass die heute verwendeten Wasserrecycling-Technologien im Grunde die gleichen Ansätze seien, die auch Astronauten auf der Internationalen Raumstation nutzen.
„Es handelt sich nicht um eine Toilette zum Wasserhahn“, sagte Gleick und fügte hinzu, dass man es besser als „Toilette zu einem unglaublich hochentwickelten System, das unglaublich reines Wasser zum Wasserhahn produziert“ beschreiben kann.
In seinem Buch „The Three Ages of Water“ schrieb Gleick, dass die Wiederverwendung von Wasser eine wertvolle neue Versorgung darstellt und Teil einer Reihe von Lösungen für langfristige Wassernachhaltigkeit sein sollte.
„Hochwertiges Wasser aus Abwasser ist ein Gewinn“, schrieb Gleick. „Wir verfügen über die Fähigkeit und Technologie, aus Abwasser jeder Qualität unglaublich sauberes Wasser zu erzeugen, und wir sollten die Kapazität dafür rasch erweitern.“