Varje sommar, tusentals turister reser till Greklands idylliska öar för att njuta av deras soliga stränder. Inte ens den globala pandemin kunde hålla besökare borta, men vattenbrist kanske. Många grekiska öar överlever på vattenimport och kämpar för att tillgodose invånarnas och jordbrukets vattenbehov – än mindre turisters.

Dessa öar illustrerar svårigheterna i andra delar av Europa. Klimatförändringarna gör att extrema väderhändelser som torka blir vanligare, samtidigt som befolkningen ökar och konkurrerar om prioriteringar, såsom jordbruk och turism, betyder att det inte finns tillräckligt med färskvatten för att gå runt. Ungefär en av fem personer i Medelhavsområdet lider av konstant vattenstress – när efterfrågan överstiger tillgängligheten – enligt Europeiska kommissionen.

För att ta itu med dessa problem, projektet HYDROUSA testar sin vattenteknik vid platser på tre grekiska öar.

"Det handlar om att ta itu med vattenbristfrågor i små och decentraliserade avlägsna regioner i Medelhavet, " förklarade professor Simos Malamis, en vattensystemspecialist vid National Technical University of Athens, Grekland och koordinator för HYDROUSA.

Laget, som inkluderar 28 partners inom industrin, akademi och regering, utvecklar och integrerar olika tekniker för att samla in, behandla, återvinna och återanvända vatten. "Vi vill göra detta på ett hållbart sätt, i en slinga."

Hållbar återanvändning är kärnan i EU:s handlingsplan för cirkulär ekonomi, publicerades 2020. Blocket strävar efter att "fördubbla sin cirkulära materialanvändning under det kommande decenniet, " vilket kommer att innebära att identifiera värde i produkter som traditionellt har betraktats som avfall. Man har också investerat mycket i forskningsprojekt, som HYDROUSA, att testa teknologier för att uppnå denna cirkularitet och öppna dem för regeringar och företag.

Den cirkulära ekonomin inkluderar vattenslingor, där vatten behandlas och återanvänds, med värde som härrör från extraherat "avfall" i vattnet, såsom fosfor eller salter. HYDROUSA arbetar för att skapa dessa slingor i avlägsna områden för att gynna lokala individer och industrier. Det har för närvarande sex pilotanläggningar på de tre öarna, testa 13 olika innovationer för att visa deras tillämpbarhet under olika scenarier.

Avloppsvatten

Prof. Malamis favoritpilot, på Lesbos, innehåller det största antalet integrerade tekniker, han säger. Avloppsvatten från en närliggande stad kommer till ett avloppsreningsverk, där anaeroba bakterier bryter ner det organiska materialet som finns i avloppsvattnet. Detta steg producerar biogas, som kan samlas in och användas som energimaterial. I den andra fasen, det primärt renade avloppsvattnet rinner genom ett konstruerat konstgjort våtmark, som består av ett antal växtarter, som renar vattnet. Det resulterande vattnet utsätts sedan för ultraviolett ljus med hög energi för att döda patogener, varefter lokala bönder kan använda den för att gödsla och bevattna sina grödor, Prof. Malamis förklarar.

För att visa att det faktiskt är säkert att använda, projektforskare utvecklar också en agroskogsanläggning, bevattnas med sitt behandlade vatten.

Under tiden, på Mykonos, HYDROUSA-teknik skördar och lagrar regnvatten under marken, så att vattnet inte avdunstar i den ibland straffande grekiska värmen, och sedan betalar ut vattnet till hushållen. På ön Tinos, projektets teknologier hjälper en ekoturistlodge att återvinna avloppsvatten och regnvatten, använder den för att bevattna och gödsla matträdgårdar som i sin tur matar loger och invånare i den närliggande byn.

Dessa lösningar förlitar sig på att flera tekniker slås samman. "Vi har ett system kopplat till ett annat, som kommer från olika företag, integrerad, för att ge det bästa resultatet, " sa Prof. Malamis.

För att bekämpa vattenbrist på avlägsna platser, ett annat forskningsinitiativ, Projekt O, blandar teknik i vattenhanteringsmoduler och demonstrerar dem på fyra små platser. Viktigt, modulerna är mobila och kan installeras där det inte finns andra faciliteter.

Två platser är vattenverk i Puglia, Italien och Almendralejo, Spanien, med en annan på en saltvattenanläggning i Eilat, Israel, och en med ett textilföretag i Omis, Kroatien.

Liten skala

Stora vattenreningsverk, som de som är vanliga i stora städer, är utformade för att behandla stora mängder vatten, enligt Giulia Molinari, en tidigare chef för Project O och nu med IRIS, ett företag som kommersialiserar högspänningsteknik för att rena vatten och arbetar med projektet. "Det är mycket ineffektivt att replikera dem lokalt i liten skala, " sa hon. "Vi försöker använda många olika tekniker i små till medelstora skala för att skräddarsy kvaliteten efter behoven (på webbplatsen)."

Men de olika platserna och industrierna har olika vattenbehov. Till exempel, inte allt behandlat vatten behöver vara drickbart, hon säger. Inom industrin, avloppsvatten som renats till drickskvalitet skulle vara "överkonstruerat" och onödigt dyrt.

På platsen i Puglia, vattnet är till för folk att dricka. Det kommer från en akvedukt, Acquedotto Pugliese, och dess kvalitet varierar, ibland salt, ibland kraftigt förorenad. Det betyder att lösningen måste vara flexibel, och klarar även av jämförelsevis små mängder vatten (cirka 20 kubikmeter om dagen). Denna situation skiljer sig mycket från den i traditionell vattenförvaltning, där varje dag, stora mängder vatten behandlas på samma sätt. "Vi kan anpassa behandlingen så att vi inte behandlar den för mycket och använder för mycket energi, " sa Molinari.

Projekt O:s svar på de distinkta scenarierna har varit att skapa fyra olika moduler, var och en innehåller en kaskad av teknologier för att tillgodose vattenkraven på varje plats. Vid akvedukten i Puglia, till exempel, modulen integrerar en avsaltare (som tar bort salt från vattnet) och avancerade oxidationstekniker (som använder kemiska processer för att avlägsna skadliga bakterier och organiska föroreningar från vatten). På textilfabriken i Kroatien, laget utvecklade en modul som använder solljus för att bryta ner giftiga organiska föreningar och desinficera vattnet, medan solen i Spanien driver avancerade oxidationsprocesser och innehåller adsorptionstekniker som kan samla föroreningar, medan ett kontrollsystem integrerar två teknologier. Modulen som används i Israel återvinner näringsämnen från saltvatten.

Molinari arbetar på en form av avancerad oxidationsteknik som använder högspänningselektromagnetiska pulser för att bryta ner föroreningar. Används för närvarande i modulerna på anläggningarna i Puglia och Eilat, den korta, men kraftfulla utbrott av energi skadar sjukdomsorsakande mikrober och bryter ner organiska föroreningar, inklusive många föroreningar av ny oro.

Både projekt O och HYDROUSA vill ta itu med ett av de mest angelägna problemen inom vattenhantering:hur man behandlar vatten och återanvänder det på avlägsna platser, där det inte finns någon lösning som passar alla, utan att bryta banken.

Med tanke på intresset från industri och kommuner, båda tror att de har många livskraftiga lösningar att erbjuda. Och i takt med att färskvatten blir allt knappare runt om i världen, regeringar och företag kommer att leta efter teknik för att behandla och återanvända alla vattenkällor de har, även om det en gång ansågs vara avfall.