加州喷泉谷——奥兰治县的一位居民冲完厕所后，水流经南加州社区的下水道系统，蜿蜒流向卫生工厂，去除固体物质，通过管道输送到隔壁的废水回收设施，经过三次不同的净化过程，直到干净到可以饮用。
“它尝起来像水，”本月早些时候一个温暖的下午，奥兰治县水区(Orange County water District)项目的执行董事梅胡尔·帕特尔(Mehul Patel)站在最后的净化处理设施外，从采样站的一个透明塑料杯里喝了一口后说。
“它就像其他的水一样，但它经历了很多，”他说。“人们不应该判断它来自哪里，而应该判断它现在在哪里。”
在美国，没有一个大的社区，甚至是奥兰治县，现在把厕所里的水直接转化为干净的饮用水。但帕特尔的演示可能会让我们看到未来，因为全国各地的州和社区都在设计新的工厂，以实现这一目标，在气候变得更加干燥的情况下，让社区更好地控制自己的供水。
在这个国家的许多地方，这个想法仍然是新的。官员们还面临着来自怀疑论者的一些阻力，他们担心先进的净化系统成本高昂，而公众不习惯饮用曾经是他们自己的废物。
每天，奥兰治县的地下水补给系统(当地人称为GWRS)净化来自250万居民的1.3亿加仑废水。它是世界上最大的废水回收工厂，也是美国第一个回收其县每盎司废水的工厂。这个由管道、净化器和化学反应组成的系统，已经成为任何想要在另一个州采用类似项目的水务官员必须参观的地方。
帕特尔预计会有更多的游客，因为加州高级水务官员定于本月晚些时候批准新规定，允许各县净化废水，并立即将其注入饮用水供应系统。如果如预期的那样获得批准，相关规定将于7月生效。
目前，奥兰治县所有的回收废水都被用来补充其地下水含水层，并保护其免受海水入侵。这些水随后被泵出并再次净化，达到饮用水标准，并分配到全县。短期内没有计划改变这个分两部分的过程。
一些金州社区也这样做;另一些人则把回收的废水用于灌溉田地、水上公园，或者干脆把废水倒进太平洋。
但是，由于该州未来面临更干旱的局面，来自科罗拉多河和内华达山脉的水量可能不可靠，高级水务官员表示，该州需要更多的饮用水来源。
“我们花了很多钱和精力把水从加州的不同地方运到南加州，在那里用一次就倾倒在海洋里，”加州水资源控制委员会副主任达林·波尔赫莫斯(Darrin Polhemus)说。“这可能不是处理弹性问题的最聪明的方法。”
全国各地的社区，甚至在日益干旱的西部以外，都在使用再生废水来补充因人口增加、地下水含水层过度抽取、夏季炎热和降水减少而枯竭的水供应。
亚利桑那州、佐治亚州、德克萨斯州和弗吉尼亚州的设施正在抽取数百万加仑的回收废水。科罗拉多州、佛罗里达州、爱荷华州和堪萨斯州的监管机构正在考虑如何使用它。例如，在亚利桑那州，一些城市使用回收的废水来补充休眠的河流和酿造啤酒;其他人用它来补充地下含水层，冷却工厂或保持公园和高尔夫球场的绿色。但很少有废水直接进入饮用水供应系统。
南加州大学土木与环境工程助理教授Daniel McCurry预计，在20年内，至少有一半的州将采用废水回收，以满足更炎热、更干燥的气候对水文的需求。
他说:“那些你通常不会认为干旱或缺水的地方开始建造这些工厂。”“这只会加速。
“任何主要依赖地下水的地方，未来都将进行水再利用。”
它是如何工作的
科罗拉多州的城堡石镇位于落基山脉以东的一个山谷中。
直接将废水回收为饮用水，最终将使居民能够保留更多宝贵的水供应。该镇将能够在2021年升级的水处理厂一次又一次地回收市政用水，而不是继续将处理过的废水送入东梅溪(East Plum Creek)，因为那里的水量可能会因蒸发而损失。
“我们更多的是保持一个闭环，我们把水直接带回来，”城堡岩石水主管马克·马洛(Mark Marlowe)说。
虽然该工厂已经具备了这种能力，但它还没有将处理过的废水直接送到客户那里;马洛说，可能需要三到五年的时间才能满足该州1月份宣布的关于饮用水再利用的新规定。这些规定包括在实施前进行一整年的水质监测和社区宣传活动。
虽然城堡岩将花费更多的钱来遵守这些规定，但它也希望通过减少水必须移动的距离来节省能源成本。马洛说，城市的污水实际上会提供更可预测的水质。由于冬天盐分流失或暴风雨增加了水中的沉积物，小溪的水质变化很大。
“没有新的水源，”马洛说。“这真的只是一个问题，水是通过自然过程还是通过人为的工程解决方案进行循环利用。”
在奥兰治县，将人类粪便转化为清洁水的科学得到了充分展示。
帕特尔带着一位记者参观了位于洛杉矶东南部占地15英亩的污水回收厂，周围的空气中弥漫着浓重的死水气味。他在三个展示水槽前停了下来，这些水槽是为当地学生和来自外地的水利官员经常光顾而设计的——一个装满了琥珀色的水，另一个装满了黄色的水，第三个则是清澈的水，每个都展示了经过三个净化步骤后的废水。
从微过滤开始，废水通过中空塑料纤维上的微孔被吸收。在反渗透过程中，水被迫通过玻璃纤维管包裹的紧密缠绕的膜片上的小1000倍的孔。在高级氧化过程中，水受到紫外线和过氧化氢的照射。
从污水到饮用水，这个过程需要20个小时。
在接下来的十年里，洛杉矶和圣地亚哥等南加州城市计划回收废水直接作为饮用水使用。这两种方法都比奥兰治县用于确保在水到达消费者之前去除病原体的方法增加了更多的净化步骤。
帕特尔说:“随着干旱变得越来越严重，人们的兴趣也在增加。”
即使在典型的水资源丰富的中西部地区，不可预测的供应也使一些社区考虑将废水转化为饮用水。
在爱荷华州南部，奥西奥拉镇可能成为该州第一个使用处理过的废水作为饮用水供应的城镇。据《得梅因纪事报》报道，三年的干旱使该镇的西湖水位处于危险的低位。
这个话题在上个月由堪萨斯水务局主办的一次水资源会议上反复出现。
在一次演讲中，堪萨斯农村水协会(Kansas Rural Water Association)的技术助理杰森·所罗门(Jason Solomon)绘制了一张尼奥肖河的地图，地图上布满了厕所图标，标出了社区向河里排放处理过的废水的几十个地方。有时，这些排放物离下游依靠水的下一个城镇的进水阀不远。
他的观点是:目前的系统距离直接回收废水只有一步之遥。就水质而言，河流和水库既是一种精神障碍，也是一种物质障碍，所罗门说，他的组织帮助全州的小型供水商。
他认为，考虑到废水的污名和成本，直接回收废水在堪萨斯州可能还有很长的路要走。但这是一个值得考虑的想法，因为最近的干旱威胁着饮用水供应，即使是在该州传统上最潮湿的地区。
“我们为什么不直接从污水处理厂取水呢?”他在接受采访时说。“我们为什么要把它放回河里呢?”在河里会变得更脏。”
尽管专家们说科学是明确的，但说服公众一直是一个挑战，包括在南加州。
30年前，洛杉矶县(Los Angeles County)试图将当地媒体所称的“抽水马桶”引入该地区，但官员们遭到了政客和居民的强烈抵制。它终止了这个项目。
加州大学伯克利分校(University of California, Berkeley)伯克利水中心(Berkeley Water Center)主任戴维·塞德拉克(David Sedlak)说，“令人讨厌”的因素可能具有挑战性。
“当你看到一些还没有进行水循环利用的社区时，他们必须从头开始建立合法性，”塞德拉克说，他最近出版了一本关于水解决方案的书。
“有时候，这意味着改变透明和开放的文化。有时这意味着与公众合作，让他们看到并理解它。”
塞德拉克说，人们通常认为来自河流的水比实际情况更干净;公众可能没有完全理解，它可以包括农业径流或一些上游社区的废水。
未来在德克萨斯州埃尔帕索的工厂将包括一个教育展示区，这样学生和其他游客就可以看到处理过程背后的科学。
这个耗资1.3亿美元的净化设施毗邻现有的污水处理厂，将把处理过的废水直接送回饮用水系统。埃尔帕索水务公司(El Paso Water)的公关和营销总监克里斯蒂娜·蒙托亚-哈尔特(Christina Montoya-Halter)说，工程预计将于明年开始，但在过去的十年里，该市一直在努力教育公众，并与公众建立信任。
“我不想说这很容易，”她说。“但我们在埃尔帕索的处境不同，因为我们一直在谈论多元化的必要性。”
该市从格兰德河和地下蓄水层取水，并经营一家海水淡化厂来处理含盐地下水。
新处理厂将于2027年投入运营，预计每天可生产1,000万加仑水，约占该市年需水量的6%。但它被认为是至关重要的供应，因为埃尔帕索在大约十年的时间里没有得到格兰德河的全部分配。
该公司负责工程、运营和技术服务的副总裁Gilbert Trejo说，直接处理废水的成本大约是其他处理方法的两倍。
Trejo是一个促进循环水使用的国家贸易组织的董事会成员，他预计直接回收废水将成为主流，因为官员们越来越多地将其视为解决水资源短缺的一种方法。
“这不仅仅是干旱州和干旱地区的解决方案，”他说。“这也解决了水资源丰富地区的许多问题。”
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