Tym artykułem rozpoczynamy serię kilku publikacji poświęconych tematowi wody szarej i jej wykorzystania. Na pierwszy ogień rzucamy więc przegląd rozwiązań z tego zakresu w Europie i na świecie.

Woda szara jest tym, co odpływa z prysznicy, wanien, umywalek, pralek czy zlewów kuchennych (często pomija się to źródło ze względu na duże stężenie zanieczyszczeń organicznych), innymi słowy wodą wykorzystaną wcześniej, w różnych celach, o niewielkim stopniu zanieczyszczenia, nieposiadającą kontaktu z produktami przemiany materii.

Na świecie to alternatywne źródło wody nie jest żadnym novum. W wielu krajach woda szara jest chętnie wykorzystywana do nawadniania upraw, ogrodów, trawników, a także prania i spłukiwania toalet. W różnych częściach świata różnie podchodzi się do tematu ponownego wykorzystywania zużytej wody.

Za oceanem

W wielu częściach Stanów Zjednoczonych wodę szarą wykorzystuje się do nawadniania terenów zielonych bez żadnego oczyszczania. Bardzo popularne, ze względu na swoją prostotę i niski koszt budowy, są systemy nazywane tam „Laundry-to-Landscape”, w wolnym tłumaczeniu z pralki w teren. Wodę z pralki rozprowadza się na niezbyt oddaloną, niewielką powierzchnię za pomocą rurociągów rozgałęzionych, o małej średnicy (1″), posadowionych płytko w gruncie, doprowadzając wodę do drzew czy innych roślin. Wodę do przewodów wtłacza pompa wewnątrz pralki (stąd mały zasięg).

Jest to świetne rozwiązanie dla majsterkowicza z przedmieścia, zwykle tworzone w ramach schematu „zrób to sam”, niezbyt wymagające w kwestii zabiegów konserwacyjnych.

Istnieje kilka rozwiązań prefabrykowanych umożliwiających wykorzystywanie wody szarej na rynkach amerykańskim i kanadyjskim oraz wiele więcej na rynku australijskim (systemy australijskie mają bardziej złożoną budowę i bardziej przypominają te europejskie, o których nieco później). Systemy te pozwalają wykorzystywać odzyskaną wodę do nawadniania lub/i spłukiwania toalet.

W krajach tych występują systemy wykorzystujące serie filtrów mechanicznych oczyszczających zabrudzoną wodę, z pompami kierującymi filtrat do systemu nawadniającego. Filtry należy oczyszczać ręcznie, a kiedy zostaną one zablokowane, woda jest kierowana do kanalizacji sanitarnej.

Inne rozwiązania, przygotowujące wodę do spłukiwania toalet, są bardziej skomplikowane i zazwyczaj wymagają bieżącej konserwacji, tj. regularnego oczyszczania filtrów i ewentualnego dozowania środków dezynfekujących zapobiegających powstawaniu przykrych zapachów. Dobór takiego urządzenia i jego montaż powinien zostać przeprowadzony przez profesjonalistów, w przeciwnym wypadku istnieje ryzyko szybkiego uszkodzenia lub nieskutecznego działania.

Na uwagę zasługuje system stosujący czterostopniowy proces oczyszczania obejmujący flotację (wspomaganą napowietrzaniem), filtrację przez złoże, filtrację przez węgiel aktywny oraz dezynfekcję UV. Ponadto system jest w stanie odzyskiwać ciepło z oczyszczanego medium. Producent deklaruje odzysk 3 z 4 watów energii potrzebnej do podgrzania wody w domu.

Inne systemy bazują na tabletkach z chlorem zabijających mikroby i przykre zapachy, jednak wielu użytkowników skarży się na problemy z tymi systemami (zapach chloru oraz narosty bakterii przy braku ciągłości stosowania tabletek).

Interesującą ciekawostką ze Stanów Zjednoczonych są systemy stosowane w już wybudowanych dużych budynkach użyteczności publicznej i biurowcach, gdzie woda szara jest wymieszana ze ściekami czarnymi. Przykładowo – budynki, takie jak Solaris w Nowym Jorku, oczyszczają na miejscu wszystkie ścieki i wykorzystują je do spłukiwania toalet. Jest to możliwe dzięki zastosowaniu bioreaktorów membranowych (MBR), bardzo interesującej technologii dającej ogromne możliwości. Tych bioreaktorów używa się do oczyszczania, przechowywania i ponownego użycia ścieków do spłukiwania toalet, nawadniania oraz w układach chłodniczych. Pozwalają na zmniejszenie poboru wody z miejskiej sieci wodociągowej o ponad 75% i spadek zużycia energii związanej z pompowaniem wody do różnych części miasta.

Piasny202-1

Rys. Bioreaktor membranowy z dyfuzorem talerzowym (od spodu).

W Europie

Wróćmy na Stary Kontynent i skupmy się na sytuacji systemów do wody szarej w naszym sąsiedztwie.

W krajach takich jak Niemcy, Holandia, Dania czy Wielka Brytania powszechnie stosuje się systemy oczyszczania i ponownego wykorzystania wody szarej. Jednak z uwagi na dość restrykcyjne przepisy dotyczące jakości oczyszczonej wody (o bilansie jakościowym oraz ilościowym wody szarej w następnym artykule) systemy te są zwykle bardziej wyrafinowane i skomplikowane niż np. te stosowane powszechnie w Stanach Zjednoczonych.

Zacznę od najmniej wyrafinowanych. Na początek trochę informacji na temat wykorzystywanych pomyślnie do oczyszczalni hydrofitowych. Oczyszczanie wody szarej, przeprowadzonej wcześniej przez osadnik pozwalający na zajście procesu sedymentacji, jest osiągane dzięki filtracji przez warstwę gleby porośniętej roślinami trzcinowymi, która znacznie redukuje zanieczyszczenia organiczne i obniża koncentrację bakterii kałowych. Dobrze zaprojektowane i wykonane złoża dają w rezultacie klarowną i bezwonną ciecz, którą można bezpiecznie przechowywać przez kilka dni, jednak przed użyciem oczyszczonej wody warto zastosować lampy UV w celu jej dezynfekcji.

Minusami tego rozwiązania są: wymagana duża powierzchnia oraz duże straty na parowanie. System generuje niskie koszty w porównaniu z innymi metodami i jest przyjazny dla środowiska.

Nieco bardziej zaawansowanym technicznie rozwiązaniem są wielostopniowe złoża tarczowe (RBC – Rotating Biological Contactor), również poprzedzane osadnikiem umożliwiającym usunięcie największych frakcji zanieczyszczeń oraz zakończone osadnikiem wtórnym pozwalającym na usunięcie biomasy. Obracające się tarcze pozwalają na rozwój mikroorganizmów tlenowych bez stosowania dodatkowego systemu napowietrzania. Przy zastosowaniu dodatkowej dezynfekcji promieniowaniem UV generują wysokiej jakości wodę oczyszczoną, możliwą do wykorzystania na wiele sposobów. Nie wymagają zbyt wiele miejsca i mogą być umieszczane wewnątrz budynków.

Innym rozwiązaniem są sekwencyjne reaktory porcjowe (SBR – „Sequencing Batch Reactor”), będące odmianą systemów wykorzystujących osad czynny. Jak sama nazwa wskazuje, praca takiego systemu nie jest ciągła. Występują cztery etapy oczyszczania: napełnianie, napowietrzanie, osiadanie i dekantacja. Zazwyczaj urządzenia mają budowę modułową, a liczba modułów zależy od ilości przerabianej wody szarej. Na podstawowe wyposażenie takiego systemu składają się: osadnik wstępny, reaktor biologiczny z dyfuzorem, w którym wytwarza się osad czynny oraz zbiornik na oczyszczoną wodę szarą. Zazwyczaj oczyszczoną wodę szarą przed wykorzystaniem należy dodatkowo zdezynfekować promieniowaniem UV.

Ostatnią technologią, o której wspominam w artykule, jest technologia bioreaktorów membranowych (MBR – Membrane Bio-Reactor), która opanowała rynek komercyjnych rozwiązań z zakresu oczyszczania i wykorzystywania wody szarej. Spośród wszystkich prezentowanych wcześniej urządzeń reaktory MBR wytwarzają wodę oczyszczoną o najwyższej jakości. Podstawowe urządzenie składa się z dwóch zbiorników. W pierwszym umieszczony jest bioreaktor membranowy z dyfuzorem, który pełni dwie funkcje: napowietrza wodę szarą dopływającą do reaktora, a także oczyszcza membranę z zanieczyszczeń gromadzących się na jej powierzchni w trakcie filtracji. Dzięki temu, że membrana filtracyjna ma bardzo małe pory (nawet 50 nm), woda oczyszczona jest wolna od bakterii, a także wirusów i cząstek zawieszonych. Systemy te wymagają również mniej przestrzeni niż tradycyjne systemy z osadem czynnym.

W Polsce

Temat wykorzystania wody szarej jest w naszym kraju jeszcze stosunkowo mało znany. Mianem wody szarej często błędnie określa się wykorzystywaną w budynkach wodę deszczową. Zrealizowane inwestycje przewidujące ponowne wykorzystywanie zużytej wody można prawdopodobnie policzyć na palcach jednej ręki. Jednak wciąż wzrasta świadomość projektantów oraz architektów dotycząca tych rozwiązań, co powinno przekładać się na wiedzę wśród inwestorów, a to z kolei na wzrost realizacji tego typu przedsięwzięć.

Woda szara jest niezawodnym i pewnym źródłem wody, którą można ponownie wykorzystać. W przeciwieństwie do wody deszczowej jej dostępność nie jest uzależniona od warunków atmosferycznych. Ilość wytwarzanej i zużywanej wody szarej jest łatwa do zbilansowania. Bogata w azot i fosfor stanowi doskonałe źródło tych makroelementów dla roślin i może zmniejszać nie tylko ilość wody wodociągowej wykorzystywanej do podlewania, ale też zastąpić konieczność stosowania nawozów sztucznych. Odzyskiwanie wody szarej jest znakomitym środkiem na zmniejszenie presji antropogenicznej na naturalne zasoby wody, naszego najcenniejszego surowca, pierwiastka życia.

Tomasz Makowski

Mariusz Piasny

Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij