Genom att förvandla det smutsiga vattnet spolar vi ner i avloppet till nya produkter, som ren energi och gödselmedel, kan hjälpa till att förhindra att behållare torkar och ändra hur denna värdefulla resurs ses.

För närvarande, vattenanvändning riskerar att lämna halva världen inför allvarlig brist fram till 2030 eftersom efterfrågan överträffar utbudet. Det linjära sättet våra samhällen och industrier tänker på vatten - att ständigt utvinna det för användning och sedan dumpa det tillbaka i hav och floder - är ohållbart i en värld som står inför utmaningarna från en växande befolkning och klimatförändringar.

"Naturliga vattenresurser är inte oändliga, "sa Dr Christos Makropoulos, Docent vid National Technical University of Athens, Grekland, och informationschefen för KWR, ett vattenforskningsinstitut i Nederländerna. "De är mycket beroende av ett stabilt klimat, som för närvarande förändras - och vi har baserat hela vår ekonomi och försörjning på att de bara är tillgängliga när vi behöver dem. "

FN tror att det kan finnas tillräckligt med vatten för att möta världens växande behov, men bara om vi hittar ett bättre sätt att få ut det mesta av varje droppe. Ett sätt att göra detta är att tänka på vatten när det gäller den cirkulära ekonomin - att hålla vatten inom sociala eller industriella system så länge som möjligt och samtidigt extrahera ytterligare värde från det.

"Om du lyckas behandla och återanvända avloppsvatten, och utvinna användbara material och energi, som näringsämnen som kan bli gödningsmedel för jordbruket, eller förädlade föreningar för den kemiska industrin-du skyddar både miljön och skyddar dina städer och industrier (mot vattenbrist), "sa Dr Makropoulos.

Vattenbrytning

Han är koordinator för NextGen, ett projekt som visar olika cirkulära vattentekniker på tio olika platser i Europa. I Nederländerna använder de konstruerade ekosystem för att behandla och återanvända avloppsvatten från ett bryggeri. I Storbritannien, de utvecklar teknik för att utvinna metangas från avloppsreningsverk så att den kan användas som energikälla.

De har till och med en bärbar avloppsvattenbrytningsenhet i Grekland som utvinner avloppsvatten, rengör det med små membran, desinficerar den och bevattnar sedan offentliga parker.

Tekniken på alla tio platser använder vatten på ett sätt som minskar mängden som måste utvinnas och ökar därför den regionala motståndskraften mot vattenbrist. De flesta av dessa lösningar utvecklades innan NextGens start, men projektet hjälper till att förfina och avancera tekniken samtidigt som den visar sin potential på ett större, mer kommersiellt stadium.

"På varje webbplats visar vi en annan uppställning som stänger cykeln när det gäller energi, vatten eller resurser, eller ibland en kombination av alla tre, "sa Dr Makropoulos." En del av ambitionen här är att använda dessa platser som levande laboratorier, med andra ord som utrymmen där människor - som skolor, regionala myndigheter eller kommuner, eller företag - kan besöka och förstå hur de fungerar. "

Detta är ett avgörande steg för att övertyga lokala regeringar och företag att ändra hur de tänker om vatten - att det är en förnybar resurs snarare än en vara som ska utnyttjas. Förr, cirkulär teknik kämpade för att skala upp eftersom tillsynsmyndigheter och marknaden inte uppskattade deras potential och misslyckades med att skapa den kommersiella miljö som behövs för att driva efterfrågan.

Dessa "levande laboratorier" är också ett verktyg för att hjälpa tillsynsmyndigheter att se behovet av att ändra lagstiftning, tillade Dr. Makropoulos. Föråldrade definitioner och regler för avfall står för närvarande i vägen för att vissa resurser som utvinns från avloppsvatten kommer ut på marknaden eller blir kostnadskonkurrenskraftiga.

Enligt Ilaria Schiavi, en resurshanteringsexpert på IRIS, ett italiensk företag för hållbar teknik, många europeiska länder kämpar för att förstå hur den cirkulära ekonomin fungerar i praktiken.

"Det är inte många länder som har strategier för cirkulär ekonomi och de som gör det är fortfarande på att räkna ut hur åtgärder kan rinna ner till planering på marken, " Hon sa.

Detta kan innebära att möjligheter att skapa system som minskar en regions vattenbehov missas i stora utvecklingsprojekt, som kan låsa in områden i den nuvarande användnings-och-kassera vattenkulturen.

"Tillvägagångssättet till vatten har varit att det alltid kommer att finnas där och vi behöver inte tänka på det när vi förstorar en stad, "sa Schiavi, som också är projektkoordinator för Project Ô, som syftar till att demonstrera olika tekniker och tillvägagångssätt för cirkulär vattenhantering. "Men det är inte sant längre."

Lägre räkningar

Forskarna utvecklar programvara för att hjälpa lokala myndigheter och företag att analysera och förstå de ekonomiska fördelarna med hållbara vattenstrategier, till exempel hur mycket pengar som sparas genom att belöna dem som använder mindre vatten med lägre räkningar. De demonstrerar också teknik för återvinning av avloppsvatten som minskar trycket på befintliga avloppsreningsanläggningar tillsammans med strategier för att använda alternativa källor till lokalt vatten, som regn eller från industriella källor.

De flesta befintliga vattenreningsverk byggdes för att hantera avloppsvatten, men med växande föroreningar från närliggande industri och förändrade vanor i samhället, som den ökade användningen av antibiotika, växter måste nu hantera föroreningar som de inte ursprungligen var avsedda för. Denna cocktail av föroreningar gör det dyrare att rengöra vattnet, men också svårare att extrahera resurser som kan återanvändas.

"Vi försöker agera på föroreningarna nära källan till kontaminationen eftersom de är tillräckligt koncentrerade för att behandlas effektivt, sa Schiavi.

Projektgruppen har redan hjälpt till att installera en reningsanläggning vid ett israeliskt forskningscenter för vattenbruk som skulle möjliggöra 100% återvinning av vattnet, vilket eliminerar behovet av att ta mer ur havet.

Anläggningen använder alger för att rena avloppsvattnet, som drar ut näringsämnen och dessa används sedan för utfodring av lokalt odlad fisk eller som råvara för näringsämnen (kosttillskott) eller andra industriella tillämpningar. Detta cirkulära tillvägagångssätt förhindrar också att avloppsvattnet dumpas tillbaka i miljön, där det kan utlösa enorma blomningar av giftiga alger som kan kväva annat marint liv.

"Det bästa sättet att förhindra avfall är att inte generera det och det är samma tillvägagångssätt som vi vill skapa med avloppsvatten, sa Schiavi.