PuraAguaSF
El proyecto PureWaterSF es un proyecto de investigación que explora cómo podemos tratar y producir de manera confiable agua purificada a pequeña escala (de construcción) utilizando aguas residuales generadas en el sitio.
Para este proyecto, la SFPUC tomará aproximadamente el 80% del agua reciclada producida actualmente por el sistema de tratamiento de humedales construido llamado Living Machine ™ en la sede de la SFPUC. El proceso PureWaterSF purificará aún más esta agua, llevándola a un nivel que se espera que cumpla o supere los estándares de agua potable. Los datos de este proceso se recopilarán y analizarán, y el agua producida se devolverá al sistema de agua no potable (no potable) del edificio para la descarga de los inodoros. Este proyecto está destinado únicamente a la investigación, con el objetivo de recopilar datos que puedan informar un diálogo estatal más amplio sobre el uso del agua purificada. El proyecto también se adherirá y ayudará a informar las futuras regulaciones de reutilización potable de California.
¿Sabía Que?
- ¿The Living Machine es uno de los primeros edificios del país con tratamiento in situ de aguas grises y negras que se recicla para tirar de la cadena?
- ¿The Living Machine reduce el uso de agua de la sede de la SFPUC en aproximadamente un 65%, ahorrando 800,000 galones de agua por año?
- Los humedales son a menudo menos costosos de construir que las opciones tradicionales de tratamiento de aguas residuales y aguas pluviales, tienen bajos gastos de operación y mantenimiento y pueden manejar niveles fluctuantes de agua (USEPA, 2006).
- ¿Ya se están utilizando procesos avanzados de purificación para reciclar y reutilizar el agua en naves espaciales y cruceros? ¡Incluso en Disneyland!
- Solo en California, hay otros 9 proyectos de agua purificada en curso, incluidos Santa Clara, Los Ángeles, el condado de Orange y San Diego.
- Para 2027, se proyecta que el volumen de agua reciclada producida en los Estados Unidos aumente un 37% de 4.8 mil millones de galones por día a 6.6 mil millones de galones por día (WaterReuse, 2018)
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Investigar objetivos
El objetivo de este proyecto de investigación es demostrar cómo las tecnologías avanzadas de purificación y monitoreo de agua pueden convertir de manera confiable las aguas residuales de los edificios en un suministro de alta calidad para satisfacer diversos usos finales. Varios objetivos nos ayudan a lograr este objetivo:
- Examinar la confiabilidad de un sistema de purificación de agua a escala de edificio
La investigación examina la confiabilidad de un sistema de purificación que mide parámetros comunes como el cloro, el pH, la turbidez (qué tan clara es el agua) y la temperatura. Esta información se recopila regularmente mediante el monitoreo en tiempo real y proporciona información valiosa sobre la confiabilidad de estos sistemas a nivel de edificio. - Cree una línea de base de investigación a través de análisis avanzados de la calidad del agua
El proyecto sigue las recomendaciones de los expertos estatales para utilizar análisis específicos de la calidad del agua para abordar las lagunas de conocimiento en la industria. Estos análisis incluyen análisis no objetivo (NTA), que miden sustancias para las que normalmente no hemos medido o creado objetivos antes, y evaluaciones biológicas, que pueden probar el nivel general de bioactividad en muestras de agua. Los datos de esta investigación pueden ayudar a informar las deliberaciones regulatorias en todo el estado. - Promover la ciencia transparente a través de la divulgación y la comunicación.
El proyecto se centra en promover prácticas científicas transparentes a través de la divulgación y la comunicación mediante el uso de: hojas informativas, una pantalla mural digital, un video de recorrido digital, recorridos en persona y este sitio web. Todos estos componentes trabajan para fomentar una mayor comprensión del agua purificada en nuestras comunidades. La retroalimentación del público informará aún más el trabajo futuro de la SFPUC. - Brinde nuevas oportunidades con la capacitación de operadores en el sitio.
PureWaterSF brinda una oportunidad única para que los operadores reciban capacitación en el lugar con un sistema de purificación de agua a escala de edificio en la sede de la SFPUC. Los comentarios del operador ayudarán a informar la planificación y el desarrollo del sistema.
- Si desea obtener más información sobre la investigación del agua purificada en San Francisco, Inscribete para nuestra lista de correos.
- Toma un corto encuesta y dinos lo que piensas acerca de PureWaterSF.
- Registrarse y recorrer el Proyecto de Investigación PureWaterSF en 525 Golden Gate Avenue en San Francisco.
- Examinar la confiabilidad de un sistema de purificación de agua a escala de edificio
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Esquema del sistema Living Machine
Living Machine ™ es un sistema de humedales artificiales que proporciona reutilización de agua no potable en el sitio en la sede de la SFPUC (SFPUC HQ). Recoge y trata las aguas residuales del edificio y reutiliza esta agua para la descarga del inodoro. El sistema tiene una capacidad de 5,000 galones por día.
- Tanque primario: Las aguas residuales se envían primero a un tanque de tratamiento primario donde las aguas residuales se depositan y se filtran con una cámara de basura y sedimentación para separar los sólidos más grandes. El agua residual filtrada luego fluye a los Tanques de Ecualización y Recirculación.
- Tanques de ecualización y recirculación: las aguas residuales filtradas se envían luego al tanque de ecualización que retiene las aguas residuales y actúa como un amortiguador hasta que se puede enviar al tanque de recirculación. El tanque de recirculación dosifica los humedales con un flujo constante de aguas residuales durante todo el día.
- Humedales de flujo de marea: Los humedales Tidal Flow están ubicados fuera de la sede de la SFPUC a lo largo de Golden Gate Avenue. Estos están diseñados para imitar los humedales naturales de marea. El agua del tanque de recirculación llena las macetas de los humedales de abajo hacia arriba y luego el agua se drena por gravedad de regreso al tanque de recirculación. Los medios de grava en estas macetas permiten el crecimiento de una biopelícula saludable que alberga una población diversa de microorganismos que se alimentan de los nutrientes de las aguas residuales. Las macetas se llenan y se vacían 12 veces al día.
- Pulido de humedales de flujo vertical: al final de los 12 ciclos, el efluente se envía a los Humedales de Flujo Vertical donde se remueve el material orgánico restante y los compuestos nitrogenados.
- desinfección: Luego, el agua se envía a través de un proceso de desinfección donde se filtra para eliminar los sólidos y reducir la turbidez, se envía a través de una unidad ultravioleta para desactivar bacterias y virus, y se envía a través de un alimentador de tabletas de cloración para evitar el crecimiento en las tuberías de agua reciclada del edificio.
- Tanque de agua reciclada: Una vez que se completa el proceso de tratamiento anterior, el agua se almacena en el tanque de agua reciclada y se usa para el inodoro y el orinal.
El agua tratada contenida en el tanque de agua reciclada también se está utilizando ahora como fuente de agua para el proyecto de investigación PureWaterSF, donde el agua se somete a un tratamiento avanzado hasta los estándares de potabilidad y se analiza con fines de investigación antes de devolverla al sistema no potable del edificio. Consulte el enlace Living Machine ™ para obtener más información.
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Esquema del sistema PureWaterSF
El sistema PureWaterSF agregará un sistema avanzado de tratamiento de agua al sistema de humedales de ingeniería existente de Living Machine ™ de la SFPUC. El sistema PureWaterSF toma esta agua ya tratada y la purifica para generar (aproximadamente) 1,296 galones por día de agua altamente purificada a una velocidad de aproximadamente 0.9 galones / minuto. Esta agua de alta calidad cumple con los estándares de agua potable utilizando los procesos de purificación más avanzados disponibles, incluida la ultrafiltración, la ósmosis inversa y la luz ultravioleta con oxidación avanzada.
- Ultrafiltración:
Después del muestreo y la prueba inicial de la calidad del agua, el agua extraída de Living Machine ™ primero pasa por ultrafiltración (UF), que implica el paso de aguas residuales recicladas a través de membranas de fibras huecas muy finas y la eliminación de partículas, bacterias y protozoos. Después de pasar a través de la membrana, el agua filtrada contiene principalmente sal disuelta y moléculas orgánicas. Muestreo: El efluente de UF se muestrea en busca de cloraminas, cloro libre, nitrato, TOC, DOC, UV254 y turbidez. - Osmosis inversa:
El siguiente paso es la ósmosis inversa (RO), donde el agua se empuja a través de una membrana semipermeable a alta presión para eliminar impurezas como virus, sales disueltas, pesticidas y la mayoría de los compuestos orgánicos. Es el mismo proceso que se utiliza para desalar el agua de mar. Muestreo: Se toman muestras del permeado de ósmosis inversa en busca de TOC, nitrato, nitrito, turbidez, pH, temperatura, cloro libre y UV254. - Luz ultravioleta con oxidación avanzada:
El paso final es la luz ultravioleta con oxidación avanzada que expone el agua a la luz ultravioleta (UV) combinada con hipoclorito de sodio para desinfectar cualquier patógeno y reducir aún más los productos químicos a niveles no detectables. Muestreo: Se toman muestras del agua tratada para detectar cloro libre y UVT.
Las hojas informativas descargables sobre el proyecto están disponibles aquí:
- Ultrafiltración:
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Rendimiento y confiabilidad del sistema PureWaterSF
Asegurar un rendimiento confiable del sistema:
Las pruebas de agua se realizan en cada paso para garantizar que cada elemento de nuestro sistema esté eliminando de manera eficiente y efectiva los microorganismos para los que fue diseñado. Esta prueba evalúa el rendimiento del sistema en términos de la confiabilidad general del sistema y qué tan bien el sistema puede alcanzar continuamente los estándares de calidad del agua. Se tomarán muestras individuales a intervalos regulares y se analizarán para determinar los parámetros convencionales de calidad del agua, como el pH, el cloro y la dureza, así como para detectar posibles contaminantes, como productos farmacéuticos, bacterias o virus.
Al final del proceso de aproximadamente 30 minutos, podemos confirmar que se lograron todos los objetivos del tratamiento y comparamos el agua purificada con los estándares de agua potable.
Usando Advanced Analytics para detectar "incógnitas desconocidas" en nuestra agua:
Luego damos un paso más para obtener una comprensión más holística del agua que producimos. Realizamos una prueba que puede indicar cualquier rastro de compuestos, como productos farmacéuticos y de cuidado personal, que normalmente son muy difíciles de detectar. Para esta prueba, utilizamos análisis de datos avanzados, que incluyen bioensayos (evaluaciones biológicas) y análisis no objetivo (NTA) para medir los efectos biológicos de varios productos químicos a nivel de trazas que se encuentran en nuestro sistema de agua. Con esta prueba, estamos tratando de ir más allá de la comprensión de lo que se ha eliminado hacia una mejor comprensión de lo que queda en el agua.
Monitoreo en tiempo real:
Mientras el sistema se ejecuta, realiza un monitoreo continuo en tiempo real para evaluar el rendimiento del sistema y la confiabilidad general. Este monitoreo en tiempo real evalúa las siguientes medidas estándar de la calidad del agua:
Sólidos totales disueltos (TDS) - Los TDS son sales inorgánicas y materia orgánica que se disuelven en agua. El TDS es un indicador de la calidad general del agua. La EPA establece un estándar secundario de agua potable para TDS en 500 mg / L. Un nivel elevado de TDS no es un peligro para la salud.
Carbono orgánico total (TOC) - TOC es una medida del nivel de moléculas orgánicas o contaminantes en el agua purificada. El TOC en sí mismo no tiene efectos sobre la salud, pero proporciona un medio para la formación de subproductos de desinfección tóxicos.
Turbiedad - La turbidez es la medida de la claridad relativa de un líquido. El material que hace que el agua sea turbia incluye arcilla, limo, algas de materia orgánica e inorgánica finamente divididas, compuestos orgánicos de colores solubles, plancton y otros organismos microscópicos.
Absorción ultravioleta (UVA) - UVA representa la cantidad de luz absorbida por los componentes del agua (energía luminosa que no llega al detector). Los rayos UVA se utilizan comúnmente como un indicador de la calidad general del agua o el potencial de formación de subproductos de desinfección.
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Nuestros socios del proyecto
El equipo reunido para este proyecto de investigación está excepcionalmente calificado en su experiencia con el desarrollo regulatorio, diseño, permisos e implementación de proyectos de agua purificada.
La SFPUC es líder en el uso innovador y sostenible del agua en un entorno urbano. Con la adopción de la Ordenanza de agua no potable en septiembre de 2012, la SFPUC instaló un sistema de tratamiento de humedales construido llamado Living Machine ™ en su sede. La SFPUC está llevando a cabo este proyecto de investigación para investigar cómo purificar aún más esta agua tratada según los estándares del agua potable con reutilización directa. El Fundación de Investigación del Agua (WRF) es una cooperativa líder sin fines de lucro que promueve la ciencia del agua para proteger la salud pública y el medio ambiente. Se rige por las empresas de servicios públicos y ofrece soluciones de investigación científica y conocimientos a las partes interesadas para el agua potable, las aguas residuales, las aguas pluviales y la reutilización del agua. WRF está apoyando los componentes operativos y de divulgación del proyecto PureWaterSF. El Oficina de Reclamación de EE. UU. (USBR) administra, desarrolla y protege los recursos hídricos para el público estadounidense de una manera ambiental y económicamente racional. USBR que respalda el tratamiento a escala de edificios para la reutilización directa de agua potable y el control inteligente para el monitoreo del rendimiento en tiempo real bajo su Programa de Investigación y Desarrollo de Desalinización y Purificación de Agua (DWPR). Ingenieros de carollo es una consultora ambiental especializada en planificación, diseño y construcción de instalaciones para agua y aguas residuales. Carollo ha sido un líder de la industria en la investigación de sistemas de monitoreo y trenes de tratamiento de reutilización potable y proporciona experiencia técnica en el diseño, instalación y monitoreo del sistema PureWaterSF. Woodard y Curran es una empresa integrada de ingeniería, ciencia y operaciones con servicios que abordan los desafíos de infraestructura, medio ambiente, recursos hídricos, energía y fabricación. Para el proyecto PureWaterSF, la firma apoya a la SFPUC en la coordinación del proyecto, la administración de subvenciones y la instalación del proyecto de demostración, así como en la divulgación interna y pública. Instintos de datos se especializa en divulgación pública y educación para proyectos de agua y agua reciclada. La firma está apoyando a la SFPUC en el desarrollo de materiales educativos y de divulgación pública para el proyecto PureWaterSF. El análisis de datos para el proyecto de investigación PureWaterSF está respaldado por: Autoridad del Agua del Sur de Nevada (SNWA) es una colección de siete agencias locales de agua y aguas residuales formadas para abordar los problemas del agua a escala regional y para proporcionar un servicio de agua sostenible, adaptable y responsable. SNWA supervisará mensualmente los productos farmacéuticos y de cuidado personal (PPCP), compuestos perfluorados (PFC), NDMA, NDMA FP, THM / HAA FP y fluorescencia EEM para este proyecto de investigación. Este trabajo será realizado por el Dr. Eric Dickenson en SNWA. El Universidad de California, Davis (UC Davis) proporcionará un análisis no objetivo (NTA) y bioensayos (evaluaciones biológicas) para probar la presencia de ciertas sustancias químicas en el agua. Estos análisis avanzados serán realizados mensualmente por el Dr. Michael Denison en UC Davis, profesor del Departamento de Toxicología Ambiental. Todos los análisis anteriores siguen las recomendaciones de la Junta Estatal de Control de Recursos Hídricos para utilizar NTA y bioensayos para comprender mejor la importancia de las "incógnitas desconocidas" en nuestro sistema de agua.