19:10:42

Yarının Şehri Tuvalet Suyunuzla Çalışabilir

Bir bodrum katında, Epic Cleantec adlı şirket, binanın gri suyunu – insan atığı veya yiyecek artıkları içermeyen kirli su – yakalıyor ve ince filtreleme ve klor ve UV ışığıyla dezenfeksiyon için tanklardan ve boru labirentinden geçiriyor. Ortaya çıkan sıvı daha sonra tuvaletleri ve pisuarları doldurmak için üst kata geri aktarılıyor ve atık sudaki ‘atıkların’ en azından bir kısmı alınıyor…

Epic Cleantec‘in kurucu ortağı ve CEO’su Aaron Tartakovsky, ‘Yönetmelik gereği suyu yalnızca içilemez uygulamalar için yeniden kullanıyoruz’ diyor. “Bilimsel olarak içme suyu kalitesinde üretim yapabiliyoruz.” Nitekim şirket bu binadan geri dönüştürülmüş suyla bira üretti. Tartakovsky, ‘Atık suyu – ki bence yeniden adlandırılmaya acilen ihtiyaç duyulan bir terim – temiz suya, yenilenebilir enerjiye ve toprağa dönüştürüyoruz’ diyor.

Teorik olarak evinizden çıkan kullanılmış su, bir arıtma tesisinin onu işlemesi için gereken enerji miktarının 10 katını içerir. Su kuruluşları tarafından desteklenen ABD’li kâr amacı gütmeyen bir kuruluş olan Su Araştırma Vakfı‘nın CEO’su Peter Grevatt, aynı zamanda değerli besinler ve mineraller açısından da zengin olduğunu söylüyor. Epic Cleantec, suyu geri dönüştürmenin yanı sıra, bir binanın atık suyundan enerji çıkarabilen ve bunu üst kata geri dönen suyu ısıtmak için kullanabilen ve böylece elektrik faturalarını azaltabilen ısı eşanjörleri üzerinde deneyler yapıyor. Şirket ayrıca, insan atığı ve mutfak lavaboları ve bulaşık makinelerinden gelen gıda organiklerini de içeren konut sakinlerinin kara suyunu toprak iyileştirmeye dönüştüren bir sistem geliştiriyor.

Suyun bu tür yeniden kullanımı, suyun tamamını doğaya salmak yerine geri dönüştüren son teknoloji tesisler sayesinde belediye düzeyinde de giderek daha fazla gerçekleşiyor. Epic Cleantec‘in başardığı şey, bir su geri dönüşüm tesisinin yaptıklarını esasen yüksek bodrumlara sığacak bir sisteme indirgemek, belediyenin atık su arıtımındaki yükü hafifletmek ve su kaynakları üzerindeki baskıyı azaltmaktır.

Sistem ne olursa olsun, su geri dönüşümünün önümüzdeki yıllarda büyük oranda artması gerekecek. Bugün insanlığın yüzde 56’sı şehirlerde yaşıyor, ancak bu oran 2050’ye kadar yüzde 70’e çıkacak. Şehirler, özellikle nüfusları zenginleştikçe – ve dolayısıyla daha israf ettikçe – ve kentsel endüstriyel faaliyetler arttıkça çok fazla su emiyor. Bu arada iklim değişikliği, ABD’nin güneybatısı gibi insanların akın ettiği pek çok yeri kurutuyor. Grevatt, ‘Halihazırda en yüksek düzeyde su sıkıntısı yaşayan yerlere baktığınızda, bu yerlerin çoğunun en hızlı büyüyen yerlerdir’ diyor. ‘Kaynakları nasıl kurtaracağımızı anlamamız inanılmaz derecede önemli.’

Yakın zamanda yapılan bir çalışma, bu kentsel büyümenin nasıl ortaya çıkacağına dair şaşırtıcı dinamikleri ortaya koydu. Sera gazları, bir şehir büyüdükçe alt çizgisel olarak ölçekleniyor; bu, kısmen toplu taşıma gibi konulardaki verimlilik nedeniyle nüfus artışından daha yavaş bir oranda anlamına geliyor. Çöp sahasına atılan katı atık doğrusal olarak ölçeklenir; bu da insan nüfusundaki değişikliklerle birlikte aynı hızda arttığı anlamına gelir. Atık su süper doğrusal olarak ölçeklendiğinden, artan nüfustan daha hızlı büyüyor.

Başka bir deyişle: Bir şehir büyüdükçe, enerji kullanımı daha verimli olmasına rağmen su konusunda daha fazla israf olur. Araştırmanın yazarlarından New York Üniversitesi endüstriyel ekolojisti Mingzhen Lu, ‘Nedenini anlamakta zorlandık’ diyor. ‘Bulduğumuz en iyi açıklama, şehir büyüklüğüyle süper doğrusal olan zenginlik yaratmayla güçlü bir bağlantının olabileceğiydi. İnsan toplumu olarak ürettiğimiz her dolar karşılığında, su tüketiyoruz. Öte yandan, daha fazla servete sahip olduğunuzda, daha fazla suyu daha cömert kullanacağınız yönünde bir tartışma da ortaya çıkabilir.”

Kentsel su kullanımı arttıkça, atık su arıtımında risk her zamanki gibi devam ediyor: atıkların çevreye pompalanması. Santa Fe Enstitüsü‘nün teorik fiziksel biyoloğu Chris, ‘Sanırım geleceğin toplumlarının son birkaç yüz yılda en çılgınca olduğunu düşündüğü şeylerden biri, atık suyu tarım arazilerine geri pompalamak yerine okyanusa boşaltmamız olacak’ diyor. makalenin ortak yazarı Kempes.

Atık sudan tatlı su elde etme teknolojisi onlarca yıldır mevcuttur. 1981’den bu yana suyun geri dönüştürüldüğü San Diego’da, iki su geri kazanım tesisi birlikte her gün (yıllık ortalama) 21 milyon galon su üretiyor ve önümüzdeki yıllarda daha fazla kapasite ekleniyor. Teknik olarak bu su içilebilir sayılmaz, dolayısıyla tarım ve sanayi için kullanılır. Ancak 2026’da San Diego, daha gelişmiş arıtma teknikleri sayesinde içme suyu sağlamaya başlayacak: Atık su, ozonla vurularak bakteri ve virüsler öldürülüyor, ardından filtrelerden ve daha sonra gözenekleri çok küçük olan, temelde yalnızca su moleküllerinin geçebildiği ultra ince zarlardan geçiyor. Sonuçta günde 30 milyon galon su üretmeye başlamayı ve 2035 yılına kadar şehrin içme suyunun yarısını bu şekilde sağlamayı hedefliyorlar.

Bu süreç pahalı olsa da (suyu işlemek için tesislerin inşası çok pahalıya mal oluyor ve sıvıyı bu kadar ince zarlardan geçirmek çok fazla enerji gerektiriyor), teknoloji olgunlaşıyor ve maliyetler düşüyor. San Diego’nun kamu hizmetleri müdürü Juan Guerreiro, ‘Gerçekten çılgın olan şey, su açısından zengin olan diğer kurumlardan ve bölgelerden ziyaretçilerimizin olması’ diyor. “Bu projelere yönelmek isteyeceklerini düşünmezsiniz. Ancak atık su sistemlerimizde halihazırda bulundurduğumuz suyun çevre yönetimi açısından geri dönüştürülmesinin gerçekten faydalı olduğunu fark ediyorlar.’ Geri dönüşüm, örneğin nehir suyuna olan talebin azaltılmasına yardımcı olabilir ve böylece oradaki balık türlerinin korunmasına yardımcı olabilir.

Atık su geri dönüşümünün daha zorlu olan diğer yarısı, tesislerin biyokatılar veya çamur olarak biriktirdiği katı insan atığıdır. ABD’de üretilen çamurun yüzde 56’sı araziye uygulanıyor, yüzde 27’si çöp depolama alanlarına atılıyor ve yüzde 16’sı yakılıyor. Yediğimiz yiyeceklerdeki tüm karbona ek olarak çamur, bizim – ve endüstrilerin – kanalizasyona attığımız kimyasallarla da karışıyor.

2022 yılında Maine, kanser ve hormonal sorunlarla bağlantılı bir grup kimyasal olan PFAS ile kirlenmesi nedeniyle çamurun gübre olarak kullanımını yasakladı. Çamurun ayrıca mikroplastiklerle yüklü olduğu da biliniyor: Çok fazla çamaşır yıkadığımızda milyonlarca sentetik elyaf kopuyor ve atık su tesisine karışıyor. Tarlalara uygulanan çamurun, çevreyi bozan önemli bir mikroplastik kaynağı olduğu ortaya çıktı.

Grevatt, endüstrinin bu kirletici maddeleri izole etmenin yollarını araştırdığını, böylece hem onları çevreden uzak tutabilmek hem de atık karbon ve besin maddelerinin potansiyelini güvenli bir şekilde açığa çıkarabileceğini söylüyor. Grevatt, ‘Olağanüstü derecede zorlu’ diyor. ‘Atık su arıtma operasyonları üreticiler değil, her türlü farklı kaynaktan gelen PFAS’ın alıcılarıdır.’

Çamura alternatif bir seçenek biyokömürdür. Bu organik maddeyi özel bir odada piroliz olarak bilinen bir işlemle ısıtırsanız, konsantre karbona dönüşür. Startup’lar bunu mısır sapları gibi tarımsal atıklarla, yeraltına gömdükleri odun kömürü ve petrol üretmek için yapıyor. (Bu bitkiler büyüdükçe karbonu hapsettiler, yani bu durumda aslında karbonu toprağa geri koyarak atmosferden uzaklaştırmış olursunuz.) Çiftçiler ayrıca tarlalarına biyokömür serpiyorlar, bu da mahsul verimini artırabiliyor ve karbon ekleyebiliyor. topraklara.

Araştırmacılar aynı tekniği atık su katıları için kullanmayı, temel olarak çamuru katı bir ürüne dönüştürmeyi deniyor. ‘Eğer piroliz yaparsanız – çünkü bu termokimyasaldır, ısıtılmış bir süreçtir – bu bakterileri, bu patojenleri, bu virüsleri öldürürsünüz. Çok daha temiz” diyor Cornell Üniversitesi‘nde atık su üzerine çalışan mühendis Fengqi You. Ayrıca çamur, tesisten çiftliğe nakledilmesi gereken ağır ve hantal bir sıvıdır. ‘Bunun içinde çok fazla su taşıyorsun ve yoğunluk da düşük. Ancak biyokömür hafiftir; torbalara koyabilirsiniz ve taşımayı kolaylaştırır.” Böylece üreticiler bunu uzaktaki çiftliklere daha kolay gönderebilir, ancak aynı zamanda daha yerel olarak, atık su kaynağına daha yakın olan kentsel çiftliklere de dağıtabilirler.

Bir atık su tesisi, mikropların katı atığı yediği ve yan ürün olarak metan ‘biyogazı’ saldığı oksijensiz odalarda da yakıt üretebilir. You, ‘Bu biyogaz ısı üretmek için yakılabilir’ diyor. New York’ta, bir atık su tesisine tam güç sağlayabilir, ancak aynı zamanda bir tıp merkezi de dahil olmak üzere yakınlardaki binaları ısıtmak için biyogaz kullanmayı da deniyoruz. Bir binanın doğal gazla ısıtılması atmosfere karbon emisyonu katıyor, ancak biyogaz yediğimiz mahsullerden geldiğinden ve atmosferden karbon çekerek büyüyen kanalizasyon sistemine karıştığında, biyogazın yakılması bir karbon döngüsü oluşturuyor.

Bu mikroplar biyogaz oluşturmadan önce uçucu yağ asitleri de üretiyorlar. Colorado Eyalet Üniversitesi’nde atık su üzerinde çalışan çevre mühendisi Sybil Sharvelle, bunların jet yakıtına, hatta şehir içi araç filoları için yakıta dönüştürülebileceğini söylüyor. Sharvelle, ‘Bu uçucu yağ asitlerinin her çeşidinin çok değeri var’ diyor.

Sonuç olarak, suyun kaynaktan şehre ve denize uzanan doğrusal yolu eğrilmeye başlıyor. Atık suyun geleceği döngüseldir; içme suyuna, kentsel çiftlikler için gübreye ve enerjiye geri dönüştürülecektir. Doğal olmamak şöyle dursun, yeniden tasarlanmış tuvalet suyunu içmek, doğanın amaçladığı türde bir becerikliliktir. Kempes, ‘Geri dönüşüm doğada her yerde mevcut’ diyor. “Kullanılmayan bir enerji veya besin kaynağı varsa, birisi onu kullanmanın bir yolunu bulur. Eğer bir gübre yaratabilir, suyu temizlemenin bir yolunu bulabilir ve aynı anda ısı ve elektrik üretebilirseniz, bu, biyolojinin milyarlarca yıl boyunca evrimleştiğini gördüğümüz şeyin bir yansımasıdır.’

Bu içeriği beğendiyseniz lütfen çevrenizle paylaşınız…