Även om vattnet vi har använt för att tvätta händerna knappt är förorenat, det brukar gå i avloppet. Ett nyutvecklat system gör att handtvättvatten kan återvinnas, sparar alltså inte bara vatten, men också hjälpa till att förebygga infektionssjukdomar i utvecklingsländer.

Varje år, enligt WHO:s siffror, cirka fyra miljoner människor dör till följd av diarrésjukdomar eller luftvägsinfektioner. Särskilt i utvecklingsländer, dessa dödsfall beror till stor del på dålig hygien – problemet skulle avsevärt lindras genom regelbunden handtvätt. Men hur kan detta uppnås på platser där människor saknar tillgång till rent vatten, eller är ledningsvattnet inte tillgängligt?

Denna fråga tas upp av en grupp miljöingenjörer under ledning av ETH-professor Eberhard Morgenroth (chef för processteknik på Eawag), genomföra forskning som en del av Blue Diversion Autarky-projektet. De har nu utvecklat ett nätfritt reningssystem som tillåter gråvatten – relativt rent avloppsvatten från dusch, bad eller handtvätt – ska återvinnas upprepade gånger.

Som Morgenroth påpekar, medan kommersiella system redan finns tillgängliga som gör att gråvatten kan behandlas på plats för användning vid toalettspolning, det återvunna vattnet uppfyller inte de kvalitetskrav som krävs för att kunna användas för andra ändamål.

Bakterieantal lägre än i Zürich kranvatten

Detta är inte sant för det vattenreningssystem som utvecklats av Morgenroths team under de senaste sju åren, i samarbete med mikrobiologer, samhällsvetare, stadsplanerare och industridesigner:efter flera behandlingssteg, gråvattnet är luktfritt och färglöst, med ett bakterieantal som är lägre än för kranvatten från Zürich.

Den viktigaste komponenten i systemet är ett finporigt plastmembran (ultrafiltrering), som håller kvar patogena organismer. Den mikrobiella biofilmen som utvecklas på membranet bryter ner avförings- och urinföroreningarna i avloppsvattnet. Dock, eftersom näringsämneskoncentrationerna i handtvättvatten är relativt låga, biologisk behandlingsprestanda minskar snabbt:i en studie som nyligen publicerats av forskargruppen, Avlägsnandet av assimilerbart organiskt kol (AOC) visade sig vara 85 procent. Lösningen, som Morgenroth förklarar, är enkelt men effektivt:"Om vi ​​tillsätter näringsämnen – som kväve och fosfor – till handtvättsåpan, bakterierna fungerar mycket effektivt, med en borttagningsgrad på nästan 100 procent."

Efter ultrafiltrering, alla spår av organiskt material som finns kvar i avloppsvattnet avlägsnas med ett aktivt kolfilter. I det sista steget, en elektrolytisk cell används för att producera klor från löst salt, för att desinficera vattnet under lagring.

Även lämplig för tågtoaletter

Även om systemet främst är utformat för användning i underutvecklade regioner, Morgenroth säger att av ekonomiska skäl, "Det är orealistiskt att förvänta sig att ett företag idag ska producera handtvättstationer av det här slaget endast för utvecklingsländer." Teamet undersöker därför ytterligare potentiella tillämpningar – till exempel, på persontågstoaletter.

"Järnvägsoperatörer och tågutrustningsleverantörer är mycket intresserade av det system vi har utvecklat, säger Morgenroth. Han tror att tekniken skulle vara ekonomiskt attraktiv, eftersom handtvättvatten inte längre skulle behöva fyllas på konstant av järnvägspersonal. Morgenroth är också övertygad om att vattenåtervinning kommer att etableras förr eller senare – i Schweiz såväl som i andra länder – eftersom klimatmodeller tyder på att torka sannolikt kommer att bli vanligare i framtiden:"Ett ökande antal regioner kommer då inte längre att kunna att ge lyxen att använda rent dricksvatten för varje applikation."

Framgångsrik fälttest i Zürich Park

Funktionaliteten hos det nya vattenbehandlingssystemet demonstrerades av ett två månader långt fälttest som genomfördes i somras. En prototyp av handtvättsystem installerades på den tidigare platsen för Hardturm-stadion (Stadionbrache), fungerar för närvarande som ett gemensamt grönområde i staden Zürich. Även om systemet ibland användes av över hundra personer per dag, tillräckliga mängder rent, luktfri, färglöst vatten – fritt från bakterier och virus – fanns tillgängligt hela tiden.

Nästa två månader långa fälttest kommer att äga rum i en informell bosättning i Durban (Sydafrika), där systemet ska installeras i januari 2019. Forskarna kommer att undersöka om och hur väl systemet fungerar under en längre period i denna typ av miljö.