Orange County grondwateraanvulling

 

Locatie

Orange County, Californië is een stedelijk gebied gelegen aan de kust van de Stille Oceaan, ten zuiden van Los Angeles County. Met een bevolking van 3 miljoen mensen vanaf 2010, is het de derde meest dichtbevolkte provincie van Californië.

De uitdaging

Orange County Water District (OCWD) staat erom bekend in 1976 een van de eerste faciliteiten in de VS te hebben gebouwd om afvalwater om te zetten in gezuiverd water. Dit eerste project, Water Factory 21 genaamd, legde de basis voor een uitbreiding in 2008 naar 's werelds grootste geavanceerde waterzuiveringssysteem voor hergebruik van drinkwater. Hoewel het project aanvankelijk niet was ontworpen met het oog op de gezondheid van de oceaan, heeft het miljarden liters gezuiverd afvalwater bespaard van lozing in de oceaan, terwijl het ook zorgt voor schoon water voor honderdduizenden mensen in een droogtegevoelig gebied.

Tegen het midden van de jaren zeventig, na een bevolkingsgroei en een toegenomen vraag naar water, was de ondergrondse zoetwatervoerende laag van Orange County naar beneden gehaald. Zout water uit de oceaan sijpelde landinwaarts en vormde een bedreiging voor de drinkwatervoorziening van de provincie. De leiders van OCWD besloten een installatie te bouwen die het afvalwater van de provincie zou kunnen zuiveren, zodat OCWD het behandelde water terug in de watervoerende laag kon injecteren, waar het als een barrière fungeerde en het binnendringen van zout water kon voorkomen.

De faciliteit, bekend als Water Factory 21, was in staat om ongeveer 15 miljoen liter schoon water per dag te produceren. Naarmate de bevolking van de provincie groeide en er steeds meer water werd onttrokken uit ondergrondse watervoerende lagen, bleef het binnendringen van zout water een probleem. Droogte kwam ook veel voor, wat resulteerde in frequente watertekorten. Destijds kwam de watervoorziening van de provincie uit het grondwater, de Santa Ana-rivier, en werd ook tegen aanzienlijke kosten geïmporteerd uit de Colorado-rivier en uit Noord-Californië. Meer water importeren was niet zo betrouwbaar in tijden van droogte.

Een bijkomend probleem waarmee de provincie werd geconfronteerd, was dat een grote afvoerpijp, die gezuiverd afvalwater van een zuiveringsinstallatie naar de oceaan stuurde, zijn capaciteit had bereikt. Als de waterbronnen zouden worden uitgebreid om aan de vraag te voldoen, zou de buis het extra volume niet aankunnen.

OCWD-leiders wogen verschillende uitbreidingsplannen af, op zoek naar de meest betaalbare optie die ook de watervoorziening zou ondersteunen, zelfs tijdens droogtes, en bedachten uiteindelijk het Groundwater Replenishment System-project (GWRS). In het kader van dit plan werkte de OCWD samen met het Orange County Sanitation District (OCSD) om 's werelds grootste geavanceerde waterzuiveringssysteem voor hergebruik van drinkwater te bouwen.

Ondernomen acties

De door OCWD en OCSD gebouwde faciliteit werd in 2008 operationeel en kon aanvankelijk 70 miljoen liter schoon water per dag produceren. In 2015 werd de fabriek uitgebreid om 100 miljoen liter per dag te produceren, en de fabriek ondergaat momenteel een nieuwe uitbreiding die in 130 2023 miljoen liter per dag zal produceren.

Hoe het werkt

Voordat het naar de zuiveringsinstallatie gaat, ondergaat het afvalwater eerst een meer typisch zuiveringsproces, secundaire behandeling genaamd, dat bestaat uit staafzeven, gritkamers, druppelfilters, actief slib, zuiveringsmiddelen en desinfectie. Nadat dit proces is voltooid, wordt het naar de GWRS-fabriek gestuurd. De fabriek is ontworpen door het ingenieursbureau CDM Smith en maakt gebruik van een zuiveringsproces in drie stappen.

1 - De eerste stap is microfiltratie, waarbij gebruik wordt gemaakt van kleine holle vezels van polypropyleen, vergelijkbaar met rietjes, met kleine gaatjes in de zijkanten met een diameter van 0.2 micron (1/300 de diameter van een mensenhaar). Door water door de gaatjes naar het midden van de vezels te trekken, worden zwevende deeltjes en ziekteverwekkers uit het water gefilterd.

microfiltratie

Microfiltratie omvat het gebruik van kleine holle vezels van polypropyleen, vergelijkbaar met rietjes, met gaten in de zijkanten met een diameter van 0.2 micron (1/300 de diameter van een mensenhaar). Door water door de gaatjes naar het midden van de vezels te trekken, worden zwevende deeltjes en ziekteverwekkers uit het water gefilterd. Foto © Orange County Water District

2 - Tijdens de tweede stap ondergaat het water omgekeerde osmose, waarbij water onder druk door een fijn membraan wordt geperst dat ziekteverwekkers en chemicaliën, inclusief geneesmiddelen, verwijdert.

Omgekeerde Osmose

Na microfiltratie ondergaat het water omgekeerde osmose, waarbij water onder druk door een fijn membraan wordt geperst dat ziekteverwekkers en chemicaliën, inclusief geneesmiddelen, verwijdert. Foto © Orange County Water District

3 - De derde stap omvat een laatste behandeling met ultraviolet licht, dat het water desinfecteert door het DNA van de resterende ziekteverwekkers te denatureren; waterstofperoxide wordt ook gebruikt om ijzer, tannines en laagmoleculaire organische stoffen te verwijderen door middel van een geavanceerd oxidatieproces, dat de moleculaire bindingen van resterende verontreinigingen verbreekt. Mineralen worden weer aan het water toegevoegd om het te bufferen en de pH te stabiliseren, voordat ze het distributiesysteem binnengaan.

GWRS Ultraviolet licht (UV)

Een laatste behandeling met ultraviolet licht desinfecteert het water door het DNA van resterende ziekteverwekkers te denatureren; en waterstofperoxide wordt ook gebruikt om ijzer, tannines en laagmoleculaire organische stoffen te verwijderen door middel van een geavanceerd oxidatieproces, dat moleculaire bindingen van resterende verontreinigingen verbreekt. Foto © Orange County Water District

GWRS-behandeld water overtreft de nationale en federale voorschriften voor drinkwater. (Voor meer technische details, zie opent in een nieuw vensterTechnische rondleiding grondwateraanvulsysteem.) Het gezuiverde water, het grondwater en het oppervlaktewater worden ter plaatse aan uitgebreide monitoring onderworpen  opent in een nieuw vensterPhilip L. Anthony Laboratorium voor waterkwaliteit, waar het wordt getest op meer dan 500 verbindingen (de EPA regelt slechts 90, waardoor duizenden chemicaliën ongereguleerd blijven). Het laboratorium test water van ongeveer 1,500 locaties in het hele bekken, analyseert meer dan 20,000 monsters per jaar en rapporteert meer dan 400,000 resultaten. OCWD verzorgt ook regionale testen van meer dan 200 drinkwaterbronnen voor lokale drinkwaterleveranciers.

Na behandeling wordt ongeveer een derde van het geproduceerde volume geïnjecteerd in diepe putten langs de kust, waardoor een zoetwaterbarrière wordt gevormd tegen het binnendringen van zeewater, en de rest wordt gebruikt om het Orange County Groundwater Basin aan te vullen. Dit gebeurt door het water te laten poolen in grote vijvers en vervolgens via zwaartekracht door zand en grind te sijpelen voor eventuele opslag in een ondergrondse watervoerende laag. Hoewel het percolatieproces voor extra filtratie kan zorgen, is in het geval van OCWD het water al gezuiverd tot bijna-destillatieniveaus, en deze stap is grotendeels bedoeld voor een extra beschermingslaag die wordt opgelegd door drinkwaterregelaars in Californië. Dit levert ook een psychologisch voordeel op en helpt de afkeer van de consument tegen het gebruik van gerecycled water als aanvulling op traditionele drinkwaterbronnen te verminderen. Winkeliers halen het water uit het bassin via meer dan 400 putten en leiden het naar de consumenten.

Hoe succesvol is het geweest?

Het programma levert momenteel 100 miljoen liter per dag, wat genoeg water is om in de behoeften van 850,000 mensen te voorzien. Het grondwaterbekken van Orange County levert ongeveer 77% van de totale watervoorziening aan 2.5 miljoen mensen in het noorden en midden van Orange County. De fabriek ondergaat momenteel een nieuwe uitbreiding, die naar verwachting in 130 een capaciteit zal opleveren van 2023 miljoen liter per dag.

Hoewel dit systeem in de eerste plaats is geïnitieerd om schoon water voor huishoudelijk en zakelijk gebruik veilig te stellen en niet is geïnitieerd uit bezorgdheid over de impact van de lozing van gezuiverd afvalwater in de oceaan, heeft het systeem sinds de start in 2008 niettemin naar schatting 329 miljard gallons aan gerecycled schoon water. Een aanzienlijk deel van dat water zou waarschijnlijk in zee zijn geloosd als het systeem nooit was gebouwd en geïmplementeerd.

Het systeem zorgt nog steeds voor een afvalstroom. Het zuiveringsproces levert 85 procent schoon water op, terwijl 15 procent wordt teruggestuurd naar OCSD voor verdere verwerking. Op dit punt ziet het eruit als donkere ijsthee. Vaste stoffen worden gescheiden en naar een stortplaats gebracht. Wat overblijft wordt nog steeds in de oceaan geloosd via afvoerpijpen, die het water vijf mijl de oceaan in voeren op een diepte van tweehonderd voet onder het wateroppervlak.

OCSD oogst ook methaan en waterstof. De waterstof wordt gebruikt voor waterstofauto's en er is een laadstation bij de voordeur.

Het GWRS heeft als model gediend voor andere plaatsen, wat aantoont dat het recyclen van water kan werken en algemeen aanvaard wordt als afvalwaterzuiveringsoplossing in een relatief welvarend grootstedelijk gebied. Het district heeft samengewerkt met Singapore, dat ten minste drie kleinere fabrieken met vergelijkbare technologie heeft gebouwd en nu gebruikt, en talloze steden in Californië, de VS en de wereld overwegen nu of het terugwinnen van afvalwater voor hen zou kunnen werken.

Gezuiverd water

Mineralen worden weer aan het gezuiverde water toegevoegd om het te bufferen en de pH te stabiliseren, voordat ze het distributiesysteem binnengaan. Foto © Orange County Water District

Lessen uit het verleden

  • Publieke outreach kan nooit stoppen, en het moet vroeg en vaak gebeuren. Orange County leerde van vroege mislukkingen in San Diego in 1994 en Los Angeles in 2000, waar beiden probeerden te slagen voor waterrecyclingprogramma's en faalden. In LA speelden de percepties van sociale rechtvaardigheid een rol, aangezien het de armere gebieden waren die het gerecyclede water zouden ontvangen. San Diego heeft sindsdien een (duurdere, energie-intensieve) oceaanontziltingsinstallatie gebouwd.
  • OCWD heeft geïnvesteerd in het werken met scholen om kinderen te betrekken, inclusief een jaarlijks waterfestival voor 5e en 6e klassers en klassen gericht op jongvolwassenen, gegeven door lokale gemeenschapsscholen; het district biedt gratis rondleidingen door de fabriek aan het publiek; de website is geavanceerd, met vereenvoudigde uitleg en video's, evenals bibliotheken met meer diepgaande rapporten.
  • De GWRS is buitengewoon goed ontvangen. Van de 158 artikelen over de operatie die tussen 2000-2016 in tijdschriften zijn gepubliceerd, was er geen negatieve berichtgeving, waarbij de meerderheid van de artikelen als neutraal (72%) of positief (28%) werd beschouwd.
  • Het is effectief geweest om de medewerkers die de fabriek runnen te leren hoe ze in het openbaar over hun werk kunnen spreken zonder jargon, en om hen de outreach en presentaties te laten doen, in plaats van PR-firma's. Californië heeft onlangs een wet aangenomen die de faciliteit toestaat een klein deel van het daar geproduceerde water te bottelen, wat betekent dat het personeel het water naar festivals en gemeenschapsbeurzen kan brengen, zodat mensen kunnen zien dat het water sprankelend schoon is. De angst om gerecycled water te drinken neemt af met de vertrouwdheid.
  • Het hebben van een watervoerende laag waar het water opnieuw kan worden geïnjecteerd, biedt een psychologisch voordeel voor het wegnemen van de publieke afkeer. Het biedt ook een extra beschermingslaag, waardoor het gerecyclede water zich vermengt met het natuurlijke grondwater.
  • Verbeteringen in de membraantechnologie hebben de energiekosten van omgekeerde osmose sinds de jaren zeventig met 75% verlaagd.
  • Mensen vragen vaak waarom de provincie oceaanwater niet ontzilt. Het is uitdagender en duurder om zout water te zuiveren dan om rioolwater te zuiveren. Oceaanwater heeft ongeveer 35,000 ppm zouten, terwijl rioolwater minder dan 2000 ppm bevat.
  • Het is een grote financiële onderneming, met kosten van bijna $ 1 miljard, en schattingen voor het uitvoeren van hetzelfde programma liggen dichter bij $ 2 miljard.
  • In de loop van de tijd is de regelgeving verfijnd omdat gegevens zijn binnengekomen van faciliteiten zoals het GWRS. Toen het programma voor het eerst van start ging, vereiste de California Division of Drinking Water dat het water gedurende zes maanden ondergronds werd opgeslagen, wat voor een aantal uitdagingen op het gebied van infrastructuur en engineering zorgde. Nu is de ondergrondse opslagtijd teruggebracht tot drie maanden.

Financieringsoverzicht

De totale geschatte kosten van de GWRS-constructie bedragen bijna $ 1 miljard ($ 973 miljoen, met $ 481 miljoen aan constructiekosten voor de aanvankelijke faciliteit van 70 miljoen gallons per dag). Dit werd betaald met $ 135 miljoen aan laagrentende federale leningen en $ 167 miljoen aan laagrentende staatsleningen, waarbij subsidies het verschil maakten, inclusief $ 90 miljoen dollar aan subsidies van instanties, waaronder het California Department of Water Resources, de Environmental Protection Agency, Metropolitan Water District of Southern California, en anderen.

Het importeren van water van elders kost ongeveer $ 1,000 per acre-foot; terwijl de kosten van water geproduceerd bij GWRS $ 525 per acre-foot met subsidies zijn, of $ 850 per acre-foot zonder subsidies.

Leidende organisaties

Orange County Sanitation District en Orange County Water District

Partners

CDM Smith (techniek)
Black and Veatch (techniek)

Kennisbank

opent in een nieuw vensterKrantendekking van drinkwaterrecycling bij het grondwateraanvullingssysteem van Orange County Water District

opent in een nieuw vensterSanitaire wijk van Orange County

opent in een nieuw vensterOrange County Water District

Video: opent in een nieuw vensterVirtuele tour: grondwateraanvullingssysteem

pornopor youjizz xmxx leraar xxx Sekse
Translate »