莱斯大学工程师让废水成为可直接饮用的再生水

莱斯大学研究人员称,向城市居民供水可以变得更有效率,这应该涉及到可饮用的再生废水。

莱斯大学布朗工程学院的研究人员以休斯敦为模型制定了一项计划,通过循环利用废水,使地表水(来自河流、水库或水井)可以再次饮用,可以减少28%的用水需求。

莱斯大学工程师让废水成为可直接饮用的再生水
莱斯大学的工程师开发的混合供水系统示意图

尽管未来先进净化系统所需的能源成本将是巨大的,但通过当地城市污水的 “直接饮用水循环利用 “技术补充城市供水,所节省的费用将远远超过成本。

研究人员与国家科学基金会支持的纳米技术水处理工程研究中心(NEWT)合作,开发了一个关于这种系统的环境、经济影响和效益的综合模型。

该研究表明,休斯敦计划对现有的污水处理系统进行重新配置,最终将把污水处理厂的数量从39家合并到12家,这将增强该市的“未来保障”供水。

“把污水处理到饮用水水质所需的所有技术都可以用上。”研究员李说。”现在的问题是,这些技术成本还是太高。因此,本研究的一个非常重要的部分就是要看一下技术需要多少成本,才能让整个事情在经济和能源方面都有意义。”

先进的水处理技术恰好是莱斯大学的科学家和工程师们正在深入研究的课题。

“改善饮用水的另一个方法是缩短输送时间,”她说:”由多个配水点的系统输送的水,将减少途中的化学和生物污染物。她指出,休斯敦已经分布良好的污水处理系统,让这些水可以饮用,将有助于缩短水输送时间。

该模型显示,在获取饮用水、处理水所需的能源、运输成本和不影响水质的情况下,总是会有一个权衡,并试图在这些因素之间找到一个合理的平衡点。该研究评估了这些相互冲突的目标,并详尽地研究了所有的可能性,以找到能够达到平衡的系统。

“最终,我们想知道,下一代供水系统应该是什么样子的。”李说。”系统的规模如何影响分配?它应该是一个巨大的集中式水源地,还是几个较小的分布式水源地?如果分散水源,应该有多少个水源,每个水源的供水面积应该有多大,分布在哪里?这些都是我们正在研究的问题。”她说。”很多人都在谈论这个问题,但很少有量化研究工作”

李承认,休斯敦可能不是主要市政基础设施系统中最有代表性的,因为该市的污水系统已经高度分散,但其供水系统却不是。今年2月发生的96英寸的水管断裂事故,切断了该市的大部分供水,这说明了高度集中的供水系统所面临的挑战。

“那是一个非同寻常的例子,但有很多小的漏水点在地下没有被发现,有可能让污染物进入家庭,”她说。

这项研究只关注了直接饮用水再利用,该模型显示,对于成熟的城市来说,这是一个更经济的选择,但她说,对于一个新开发项目–也就是说首次建立水分配系统–最好的选择可能是将饮用水和非饮用水分开供应。”在休斯顿这样的地方,从成本上来说,这是令人望而却步的,但对于一个新社区来说,这样做会更便宜。因为那里的废水可以得到最低限度的处理,不太适于饮用,但足以用于灌溉或冲厕所。”李说。

进一步了解这项研究成果

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