A hollandiai vízrendszerre egyre nagyobb nyomás nehezedik az éghajlatváltozás, a környezetszennyezés és a növekvő vízfogyasztás miatt. Ez azt jelenti, hogy hatékonyabban kell hasznosítani a rendelkezésre álló vizet. Az AquaConnect program keretében kutatók a vízügyi ágazatban dolgozó partnerekkel együttműködve dolgoznak egy intelligens, körforgásos vízgazdálkodási rendszer kifejlesztésén.
Tavaly nyáron újfent láthattuk, hogy Hollandia mennyire érzékeny az aszályra. Az esőhiány különösen nagy hatással volt a természetre, a mezőgazdaságra és az ivóvízkészletekre. Hollandiában századokon keresztül a víz távoltartására és elvezetésére helyezték a hangsúlyt, de most kiderült, hogy nagyobb szükségünk van erre a vízre, mint valaha.
A víz minősége szintén aggodalomra ad okot, az olyan problémák miatt, mint a szikesedés, a gyógyszermaradványok és az olyan iparban használatos anyagok miatt, mint a PFAS.
– A mennyiség és a minőség mindig összefügg – magyarázta Nora Sutton, a Wageningeni Egyetem és Kutatási Intézet (WIMEK) környezettechnológiai docense, a Wageningeni Környezet- és Klímakutató Intézet (WIMEK) munkatársa. – Ha a víz szennyezetté válik, a felhasználható és rendelkezésre álló vízmennyiség csökken. Tehát ezt nem lehet két különálló kérdésként kezelni.
Klímabiztos vízrendszer
E kihívások integrált megközelítésű kezelése érdekében a WUR más tudományos intézetekkel, vállalkozásokkal és vízipari partnerekkel közösen létrehozta az AquaConnect programot. A program 2021 szeptemberében indult, vezetője Huub Rijnaarts professzor. Célja egy klímabiztos vízrendszer megtervezése és megvalósítása a jövő nemzedéke számára.
– Egy ilyen rendszerhez a lehetőségek és megoldások széles skálájára van szükség – magyarázta Sutton. – Nemcsak a szigorú technológiai intézkedésekre van szükség, hanem egy körforgásos rendszer helyes kialakítására, valamint a termelők és fogyasztók hálózatára is. Emellett figyelembe kell venni a politikát, a jogszabályokat és a szabályozásokat, valamint a megoldások nyilvános támogatását. Mindezek a szempontok az AquaConnectben találkoznak. Ez az, ami ezt a megközelítést olyan innovatívvá teszi.
Haaksbergenben a kutatók vizet szivattyúznak, hogy megvizsgálják, hogyan viselkednek a tisztított szennyvízben még jelen lévő vegyszermaradványok a szántóföldek öntözése során.
Öt kutatási munkaprogram
A különböző szempontokat öt kutatási témakörbe, úgynevezett munkaprogramokba sorolták: a felszín alatti vízáramlás modellezésének módszerei; a körkörös vízfogyasztás kockázatainak vizsgálata; a szennyvizek tisztításának technológiái; az édesvízellátás szabályozása; és végül az intelligens vízhálózat kialakítása.
Sutton a szennyezési kockázatokat vizsgáló egység projektmenedzsere.
– Ebben a projektben a szennyeződések viselkedését vizsgáljuk azzal a céllal, hogy a körforgásos rendszerek vízminőségét meg tudjuk jósolni – folytatta Sutton. – Ilyen például a szennyvíztisztító telepekről származó tisztított szennyvíz – elfolyó szennyvíz – újrafelhasználása. Tudjuk, hogy a szennyvíz még így is tartalmaz szennyeződéseket, de nem tudjuk pontosan, hogy ezek milyen kockázatokat jelentenek az emberekre és a környezetre nézve.
Az átalakítási folyamatokat is tanulmányozzák
– Egyes anyagok a napfény vagy a baktériumok hatására megváltoztatják összetételüket, és ennek következtében károsabbá válnak – mutatott rá Sutton. – Mindezek a meglátások új irányelvek alapjául szolgálnak, amelyekre szükség van annak meghatározásához, hogy hol lehet biztonságosan használni a tisztított vizet.
Együttműködés a tudósok és a vízügyi ágazat között
Sutton szerint az AquaConnectben a tudományos intézetek és a vízügyi ágazat szereplői közötti együttműködés létfontosságú.
Azért tudunk valódi előrelépést elérni a gyakorlatban felmerülő problémákkal kapcsolatban, mert bevontuk a végfelhasználókat. Olyan helyszíneket használhatunk, mint például a Vitens által üzemeltetett talajvíz-kitermelő telephely, vagy a monitoring- és elemzőrendszerek.
A kutatáshoz a vízügyi partnerek is hozzájárulnak.
– A vízügyi igazgatóságok és az ivóvíz szolgáltatók pontosan tudják, hogy milyen kihívásokkal és korlátozásokkal kell szembenézniük – emelte ki a szakember.
Ez képezi az alapját annak a konstrukciónak, amelyen kutatóként dolgozunk. Kutatásaink során a lehetőségek szélesebb körét igyekszünk figyelembe venni, mint ahogyan azt a vízügyi ágazat tenné, vagyis a jelenleg hatályos jogszabályokon és szabályozásokon túlmutatóan vizsgálódunk.
A kutatás négy demonstrációs területen zajlik, amelyek mindegyike más-más kihívásokkal jár. – Hollandia keleti részén sok a magasabban fekvő homokos talaj, ahol a víz könnyen elfolyik. Ezért ezen a területen azt keressük, hogyan lehet a vizet hatékonyabban visszatartani. Zeelandban, ahol a nagy probléma az édesvíz korlátozott elérhetősége, az esővíz és a szennyvíz tárolásának és újrafelhasználásának lehetőségeit vizsgáljuk – mondta Sutten.
Zuid-Holland tartományban a kutatóink azt vizsgálják, hogyan lehetne okosan bevonni a víz fő fogyasztóit, például az ipart és az üvegházi kertészetet, hogy az egyik a másik megtisztított szennyvizét használhassa. A kutatás ezért városi környezetben is folyik. Az amszterdami Marineterrein kerületben kísérleti projektet indítottak a városi szennyvíz tisztítására és újrafelhasználására a városi parkok öntözésére. Ezeknek nyáron ugyanis nagyon nagy a vízigényük.
Jobb és hatékonyabb tisztítás
Sutton a technológiai megoldások kutatásában is részt vesz.
Ez olyan tisztítási módszereket foglal magában, mint a membrántechnológia és az elektrodialízis – magyarázta. – A membránok a kémiai és biológiai szennyeződések eltávolítására használhatók, míg az elektrodialízis olyan szervetlen anyagok, mint a só eltávolítására alkalmas. Ezeket a technológiákat már most is alkalmazza néhány ivóvíz szolgáltató vállalat, de még bőven van hová fejlődni. A fejlesztés magában foglalja a tisztítás hatékonyságának növelését és az optimálisabb energiafogyasztást. Azt is megvizsgáljuk, hogy az egyes technológiák milyen típusú alkalmazásokhoz és helyszínekhez alkalmasak leginkább.
Intelligens vízhálózat
A jobb tisztítás lehetőséget kínál az intelligens ivóvízhálózat fejlesztésére és kiépítésére is. Ez egy olyan hálózat, amelyben a felhasználók olyan módon kapcsolódnak egymáshoz, hogy „cserélni” tudják a vizet.
– Példaként említhetjük azokat a gazdálkodókat, akik egy helyi ipari park megtisztított szennyvizét használják az öntözésre. Ezáltal a vízfogyasztó egyben víztermelővé is válik. A vízcsere azonban megköveteli a kereslet és a kínálat szoros összehangolását. Ennek eléréséhez intelligens digitális eszközöket kell kifejleszteni, amelyek szimulációkat és optimalizálásokat végeznek. Ezért használjuk a „digitális vízhálózat” kifejezést is.
– Ezeknek a technológiai megoldásoknak a megvalósítása többet követel a vízügyi ágazattól, mint néhány egyszerű adaptációt – hangsúlyozta Sutton. – Másfajta gondolkodásmódra van szükség, olyanra, amely a lineáris fogyasztás helyett a körforgásra összpontosít. Ez nemcsak a felhasználókra, hanem a politikai döntéshozókra is vonatkozik. A vízről való teljes gondolkodásmódunkat át kell alakítani. Fontos, hogy az olyan változásokat, mint a tisztított szennyvíz újrafelhasználása és az esővíz felhasználása, a közvélemény is elfogadja. Ezt a társadalmi aspektust az államirányítási projekt munkacsomag foglalja magába, amely a biztonságot szolgáló szabályokat és irányelveket is vizsgálja (Ezeket nemzeti és európai szinten is szabályozzák.)
Változó törvények és rendeletek
A jelenlegi törvények és rendeletek ugyan nyújtanak némi védelmet, de időnként akadályt is jelenthetnek. Ez a helyzet a szennyvíz újrafelhasználása esetében.
Tavaly óta az európai szabályok lehetővé teszik az ilyen víz bizonyos célokra történő felhasználását, de a holland törvényeket még módosítani kell, hogy ez tükröződjön belőlük
– emelte ki Sutton, aki szerint azt is meg kell vizsgálni, hogy a vízszolgáltatók hogyan tudnak bánni a tiszta víz előállítása során keletkező visszamaradó hulladékokkal.
Egyes országokban a hulladékot egyszerűen a tengerbe dobják. Ez azonban komoly környezeti károkat okozhat bizonyos anyagok magas koncentrációja miatt. Hollandiában ezért szigorú szabályok vonatkoznak erre. De ettől még ki kell találni egy olyan megoldást, amely lehetővé teszi a vállalatok számára, hogy megszabaduljanak a keletkező hulladékoktól.
Végezetül a szakember elmondta, hogy reményei szerint a kutatásainak globális hatása lesz, amely kiterjed például Kaliforniára, arra a régióra, ahol ő maga is felnőtt.
Már gyerekként is láttam, milyen hatása lehet a szárazságnak. Rendszeresen szembesültünk vízhiánnyal, ezért otthon mindig nagyon óvatosan kellett bánnunk a vízfogyasztással. Ez ösztönzött arra, hogy ezen a területen dolgozzak. Szeretném, ha a Hollandiában kidolgozott megoldásokat egy nap Kaliforniában is alkalmazhatnám.
A hollandiai projekteken kívül az AquaConnectnek négy projektje van más országokban is. A Közel-Keleten a szennyvíztisztító telepekről és az iparból származó tisztított szennyvíz mezőgazdasági célú újrafelhasználásának lehetőségét vizsgálják, de Chilében, Vietnamban és Bangladesben is vannak kutatási projektjeik, amelyekben nagy potenciál rejlik.
A kihívások gyakran sokkal nagyobbak ezekben az országokban, mint például Hollandiában. A Közel-Keleti régiókban szinte semmilyen édesvíz-ellátással nem rendelkeznek, ezért hatalmas mennyiségű tengervizet kell sótalanítaniuk. Ez sok energiát igényel, és a keletkező hulladék kockázatot jelent a környezetre nézve, ezért hihetetlenül fontos a szennyvízkezelés kérdésének mielőbbi megoldása.
Forrás: https://www.wur.nl/en/news-wur/show-home/making-optimum-use-of-each-drop-of-water.htm
