Nennen Sie es nicht „Wasserhahn-Toilette“ – Kalifornien plant, Abwasser in Trinkwasser umzuwandeln

Umkehrosmose, ein Schritt im Wasserreinigungsprozess, beseitigt mehr als 99 % aller Verunreinigungen in der Pure Water Southern California Demonstration Plant in Carson.

Lauren Justice / CalMatters

Rachel Becker, CalMatters

Nach den vorgeschlagenen Regeln, die von staatlichen Wasserbehörden vorgestellt wurden, könnten Kalifornier erstmals hochreines Abwasser trinken, das direkt in die Trinkwasserversorgung geleitet wird.

Der dürregefährdete Staat greift seit mehr als 60 Jahren auf recyceltes Wasser zurück, um seine knappen Vorräte aufzufüllen. Die aktuellen Vorschriften verlangen jedoch, dass das Wasser zunächst in einem Reservoir oder Grundwasserleiter angehalten wird, bevor es in die Wasserhähne fließen kann.

Die neuen, gesetzlich vorgeschriebenen Vorschriften erfordern eine umfassende Behandlung und Überwachung, bevor Abwasser zu Wasserhähnen geleitet oder vor einer Trinkwasseraufbereitungsanlage mit Rohwasser vermischt werden kann.

„Von der Toilette bis zum Wasserhahn“ ist das nicht.

Zwischen Spülung und Wasserhahn gibt es eine Reihe von Schritten, um Chemikalien und Krankheitserreger zu entfernen, die im Abwasser verbleiben, nachdem es bereits einer herkömmlichen primären, sekundären und manchmal auch tertiären Behandlung unterzogen wurde.

Es wird mit Ozon durchsprudelt, von Bakterien zersetzt, durch Aktivkohle gefiltert, mehrfach unter hohem Druck durch Umkehrosmosemembranen gedrückt, mit einem Oxidationsmittel wie Wasserstoffperoxid gereinigt und mit hochintensivem UV-Licht bestrahlt. Ausgefilterte wertvolle Mineralien, wie z. B. Kalzium, werden wiederhergestellt. Und schließlich wird das Abwasser der regelmäßigen Behandlung unterzogen, der derzeit jedes Trinkwasser unterzogen wird.

„Ganz ehrlich, es wird das sauberste Trinkwasser sein, das es gibt“, sagte Darrin Polhemus, stellvertretender Direktor der Trinkwasserabteilung des Bundesstaates.

Die 62 Seiten vorgeschlagenen Regeln, an denen mehr als ein Jahrzehnt gearbeitet wurde, lösen unter Gesundheits- oder Wasserexperten kaum oder gar keine Debatte aus. Ein Gremium aus Ingenieuren und Wasserqualitätswissenschaftlern hielt eine frühere Version der Vorschriften für den Schutz der öffentlichen Gesundheit, äußerte jedoch Bedenken, dass der Aufbereitungsprozess energieintensiv sein würde.

„Ich hätte mein ganzes Leben lang nicht gezögert, dieses Wasser zu trinken“, sagte Daniel McCurry, Assistenzprofessor für Bau- und Umweltingenieurwesen an der University of Southern California.

Es wird erwartet, dass dieses Wasser teurer ist als importiertes Wasser, aber angesichts des anhaltenden Klimawandels auch eine erneuerbarere und zuverlässigere Versorgung für Kalifornien darstellt. Der größte Teil des gereinigten Abwassers – etwa 400 Millionen Gallonen pro Tag allein im Los Angeles County – wird in Flüsse, Bäche und die Tiefsee eingeleitet.

Der am 21. Juli veröffentlichte Regelentwurf steht vor seiner endgültigen Fassung noch vor einer Reihe öffentlicher Kommentare, einer Anhörung und einer Begutachtung durch ein anderes Expertengremium. Das State Water Resources Control Board ist gesetzlich verpflichtet, bis Ende Dezember darüber abzustimmen, kann die Frist jedoch bei Bedarf verlängern. Sie würden voraussichtlich im nächsten April in Kraft treten und es wird viele Jahre dauern, bis die Menschen die Wasserhähne erreichen.

Heather Collins, Wasseraufbereitungsmanagerin für den Metropolitan Water District in Südkalifornien, sagte, die Vorschriften würden dem Bezirk mehr Sicherheit darüber geben, wie er gemeinsam mit den Sanitation Districts des Los Angeles County ein riesiges Wasserrecyclingprojekt im Wert von mehreren Milliarden Dollar gestalten könne. Der Bezirk importiert Wasser, das 19 Millionen Südkalifornier versorgt.

Die gemeinsame Initiative namens Pure Water Southern California hat bereits 80 Millionen US-Dollar vom Staat erhalten. Die erste Phase des Projekts, die bis 2032 abgeschlossen sein könnte, wird voraussichtlich etwa 115 Millionen Gallonen recyceltes Wasser pro Tag produzieren, genug für 385.000 Haushalte in Südkalifornien.

Der Großteil ist für die Wiederauffüllung der Grundwasservorräte der örtlichen Wasserbehörden vorgesehen, aber etwa 20 % könnten in die Trinkwasserversorgung vor der bestehenden Aufbereitungsanlage für importiertes Wasser von Metropolitan eingespeist werden.

„Wir sind aufgeregt“, sagte Collins. „Es hilft uns, besser darüber zu informieren, was unser Projekt beinhalten muss, damit wir eine klimaresistente Versorgung für unsere Agenturen in Südkalifornien bereitstellen können.“

Die neuen Regeln kommen zu einer Zeit, in der die Wasserversorger Kaliforniens aufgrund endloser Dürrezyklen nach neuen Wasserquellen wie gereinigtem Abwasser suchen. Im Jahr 2021 verbrauchten die Kalifornier etwa 732.000 Acre Fuß an recyceltem Wasser, was der Menge entspricht, die von etwa 2,6 Millionen Haushalten verbraucht wird, obwohl ein Großteil davon für Nichttrinkzwecke wie die Bewässerung von Landschaften, Golfplätzen und Feldfrüchten verwendet wird.

Im vergangenen Jahr forderte Gouverneur Gavin Newsom, den Verbrauch von recyceltem Wasser in Kalifornien bis 2030 um etwa 9 % zu erhöhen und bis 2040 mehr als zu verdoppeln.

„Beim Wasserrecycling geht es darum, neues Wasser zu finden und nicht nur die Knappheitsmentalität zu akzeptieren – wir müssen in unserem Ansatz einfallsreicher sein“, sagte Newsom letzten Mai vor der Demonstrationsanlage Pure Water Southern California von Metropolitan.

Ein Teil des recycelten Wassers wird bereits zum Wiederauffüllen von unterirdischen Trinkwasserspeichern verwendet. Dieser Prozess wird als indirekte Trinkwasserwiederverwendung bezeichnet und wird seit den 1960er Jahren in den Landkreisen Los Angeles und Orange eingesetzt. Aber eine Wasserbehörde muss über einen sauberen und bequemen Ort zur Lagerung des teuren, hochreinen Wassers verfügen. „Sie wollen dieses recycelte Abwasser, das Sie mit so viel Mühe gereinigt haben, nicht in einen schmutzigen, verschmutzten Grundwasserleiter einleiten, nur um es wieder zu ruinieren“, sagte McCurry.

Um diese Nutzungsmöglichkeiten zu erweitern, beauftragte der Landesgesetzgeber 2010 die Wasserbehörde mit der Prüfung der Möglichkeit, recyceltes Wasser entweder direkt in ein öffentliches Wassersystem oder direkt vor einer Wasseraufbereitungsanlage einzuspeisen. Im Jahr 2017 legten sie eine Frist für die Ausarbeitung der Vorschriften bis Ende 2023 fest.

Kalifornien wird nicht das erste sein; In Colorado gibt es bereits Vorschriften, und 2013 wurde in Texas die landesweit erste Anlage zur direkten Wiederverwendung von Trinkwasser gebaut. In Florida und Arizona sind Vorschriften in Arbeit.

Die landesweiten Vorschriften Kaliforniens dürften jedoch die strengsten sein, sagte Andrew Salveson, Cheftechnologe für Wasserwiederverwendung bei Carollo Engineers, einem auf Wasseraufbereitung spezialisierten Beratungsunternehmen für Umwelttechnik.

„Sie sind konservativer als anderswo“, sagte er. „Und ich bin nicht kritisch. Da wir uns im US-Bundesstaat Kalifornien noch in den Anfängen der Umsetzung (direkter Wiederverwendung von Trinkwasser) befinden, unternehmen sie maßvolle und konservative Schritte.“

Das Wasser, das Toiletten hinunterspült, Waschbecken herunterwirbelt, aus Industrieanlagen fließt und von landwirtschaftlichen Feldern fließt, ist voller Viren, Parasiten und anderer Krankheitserreger, die Menschen krank machen können. Auch Chemikalien verunreinigen dieses Abwasser, von industriellen perfluorierten „Ewig-Chemikalien“ bis hin zu Medikamenten, die mit dem Urin ausgeschieden werden. Durch die Umgehung von Grundwasserspeichern oder Reservoirs, um gereinigtes Abwasser direkt in Rohre zu leiten, besteht weniger Spielraum für Fehler.

Die neuen Vorschriften würden die Beschränkungen für Krankheitserreger verschärfen und die Beseitigung von mehr als 99,9999 % der durchfallverursachenden Viren und bestimmter Parasiten erfordern. Darüber hinaus gibt es eine Reihe von Behandlungen, die darauf abzielen, chemische Schadstoffe wie Medikamente gegen Krampfanfälle, Schmerzmittel, Antidepressiva und andere Arzneimittel abzubauen. Medikamente können die herkömmliche Abwasserbehandlung umgehen, sodass sie in geringen Konzentrationen im recycelten Abwasser und Grundwasser vorkommen.

McCurry sagte, dass die zusätzlichen Technologien gut darin seien, Arzneimittel wegzuspülen, so dass es „eine Menge Redundanz mit sich bringe, sie direkt hintereinander zu haben“, sagte er. „Wenn man versucht, jedes Arzneimittel, das man sich vorstellen kann, im Produktwasser einer dieser Anlagen zu messen, liegt es unterhalb der Nachweisgrenze.“

Die neuen Regeln erfordern eine umfassende Überwachung, um sicherzustellen, dass die Behandlung funktioniert. Einige schädliche Chemikalien wie Blei und Nitrate, die für Babys und Kleinkinder gefährlich sind, werden wöchentlich getestet. andere, monatlich. Und Wasserversorger müssen auch das Abwasser selbst überwachen, bevor es überhaupt in die Behandlung gelangt, und zwar auf chemische Spitzen, die auf illegale Ablagerungen oder Verschüttungen hinweisen könnten.

„Wir glauben, dass wir die chemischen Klassen in den Behandlungsprozessen abdecken, sodass wir Materialien entfernen, von denen wir nicht einmal wissen, dass sie vorhanden sind“, sagte Polhemus vom Wasserverband.

Jennifer West, Geschäftsführerin von WateReuse California, einem Handelsverband für Wasserrecycling, sagte, sie freue sich, endlich die kalifornischen Vorschriften zu sehen, hoffe jedoch, dass der Staat den Wasserversorgern mehr Flexibilität einbauen werde, um die Aufbereitungspalette zu ändern, wenn sich die Technologien ändern.

Richard Gersberg, emeritierter Professor für Umweltgesundheit an der San Diego State University, sagte, er unterstütze die Verwendung hochaufbereiteter Abfälle für die Trinkwassergewinnung. Er schlägt jedoch vor, dass der Staat Langzeitstudien finanziert, in denen die gesundheitlichen Auswirkungen bei Menschen, die es trinken, mit denen verglichen werden, deren Trinkwasser aus einer anderen Quelle, beispielsweise Flüssen, stammt, „was am Ende schlimmer sein könnte.“ Wahrscheinlich ist es das“, sagte er.

Angesichts des riesigen und sich ständig verändernden Cocktails an Chemikalien, die ständig im Einsatz sind, „wissen wir nicht, was wir nicht wissen“, sagte Gersberg. „Wenn das in Kalifornien riesig wird, und das wird es, glaube ich, … sollten wir zumindest ein wenig Geld ausgeben.“

All diese Behandlung und Überwachung dürften kostspielig sein, weshalb Polhemus davon ausgeht, dass sie weitgehend auf große städtische Gebiete beschränkt wird, die viel Abwasser produzieren, wie etwa Los Angeles County. Die Schätzung des Metropolitan Water District in Höhe von 3,4 Milliarden US-Dollar für den Bau des Projekts stammt aus dem Jahr 2018 und ist seitdem wahrscheinlich gestiegen, so Sprecherin Rebecca Kimitch.

Für kleine und mittlere Gemeinden, sagte Polhemus, „ist es nicht möglich, eine kleinräumige Vereinbarung zu treffen.“

Der Orange County Water District, der seit langem führend in der Aufbereitung von recyceltem Wasser ist, ist zu dem Schluss gekommen, dass die direkte Weiterleitung an die Kunden auch für ihn nicht rentabel ist, da er bereits so viel in die Wiederauffüllung seines sorgfältig gepflegten Grundwasserleiters investiert hat.

Es würde „die Hinzufügung weiterer Behandlungsprozesse und steigende Betriebskosten erfordern“, sagte Vorstandsvorsitzende Cathy Green in einer Erklärung. „Die örtlichen Wasserversorgungsunternehmen sind derzeit gut gerüstet, um Kunden in unserem Versorgungsgebiet weiterhin kostengünstig mit Trinkwasser über das Grundwasserbecken von Orange County zu versorgen.“

Für andere Regionen wie das Silicon Valley könnten sich die Kosten jedoch lohnen, da der Klimawandel die staatlichen Vorräte immer weiter schrumpft.

„Derzeit ist es teurer als Wasser, das wir während einer Dürre importieren könnten. Aber wer weiß, was in Zukunft passieren wird“, sagte Kirsten Struve, stellvertretende Beamtein der Wasserversorgungsabteilung des Santa Clara Valley Water District, der etwa 2 Millionen Menschen versorgt.

„Deshalb müssen wir uns vorbereiten.“

Die Wasserbehörde von Santa Clara, bekannt als Valley Water, plant ein 1,2-Milliarden-Dollar-Projekt in Palo Alto, um etwa 10 Millionen Gallonen Wasser pro Tag für die Grundwasserneubildung zu produzieren, aber Struve sagte, sie hoffe, dass die Anlage auch für die direkte Wiederverwendung von Trinkwasser genutzt werde die Zukunft.

Der Zeitpunkt der Verordnungen widersprach auch der Realität der Planung für Monterey One Water auf der Monterey-Halbinsel. Der Versorger injiziert seit drei Jahren gereinigtes Abwasser in den Grundwasserleiter am Meer und produziert damit etwa ein Drittel der örtlichen Versorgung, sagte General Manager Paul Sciuto. Man arbeite daran, das Projekt bis 2025 auszuweiten, sagte Sciuto.

„Ich bekomme die Frage: ‚Dieses Wasser ist so rein, warum steckt man es in die Erde?‘ Warum kannst du es nicht einfach servieren?‘ „, sagte er. „Und ich verweise immer darauf, dass es zum jetzigen Zeitpunkt keine Vorschriften gibt, die uns das erlauben.“

Da der Staat nun näher an der Fertigstellung sei, sagte er, „zeigt sich ein Punkt am Horizont, den man anstreben muss.“

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