Jak zmieniała się branża wodno-kanalizacyjna w ostatnich latach? W jakim kierunku będzie się rozwijać?

Branża wodno-kanalizacyjna szybko się rozwija, a zmiany dotyczą nie tylko instalacji w pomieszczeniach sanitarnych czy kuchniach, lecz także sieci wodno-kanalizacyjnej na zewnątrz budynków. Dziś w dobie zmieniających się warunków klimatycznych, wiele regionów odczuwa niedobór lub brak wody, a z każdym rokiem staje się ona coraz bardziej deficytowym zasobem naturalnym.

Jeszcze kilka lat temu jednym z głównych celów oszczędzania wody było obniżenie rachunków za jej pobór. Obecnie są nimi przede wszystkim skuteczne ograniczenie zużycia, minimalizowanie strat, odzysk i magazynowanie wody, a co za tym idzie wpływ na ochronę środowiska, dlatego jednymi z najważniejszych wyzwań branży wodociągowo-kanalizacyjnej stały się ekologiczne technologie i ich rozwój.

Spersonalizowane łazienki

Jeszcze 10 lat temu oznaką nowoczesności w łazienkach były perlatory, baterie termostatyczne i bezdotykowe z czujnikiem podczerwieni, a także wodooszczędne systemy spłukiwania z dwudzielnym przyciskiem bądź rozwiązania bezdotykowe. Obecnie są one niemal standardem, zwłaszcza w nowych budynkach biurowych i użyteczności publicznej, które często już na etapie projektowania podlegają certyfikacji energetycznej (np. LEED, BREEAM), doceniającej oszczędne gospodarowanie wodą.

Do łazienek wkraczają nowe technologie – smart home zaczyna dotyczyć również pomieszczeń sanitarnych. Elektronika jest coraz częściej wykorzystywana w armaturze sanitarnej, choć obecnie producenci starają się, by była jak najbardziej ukryta, niewidoczna dla użytkownika. Inteligentne sterowanie wyposażeniem (np. armatura, bidety, wellness, spa) już nie tylko w obiektach użyteczności publicznej, lecz także w domach prywatnych, pozwala spersonalizować urządzenia w każdej łazience, dopasowując ich parametry do indywidualnych potrzeb i trybu życia. Umożliwia nawet połączenie jej ze światem za pomocą lustra, pełniącego funkcję ekranu komputera. Wszelkiego rodzaju aplikacje umożliwiają ponadto pomiary zużycia wody i sterowanie zdalne z każdego zakątka świata.

Cienka ceramika

Wykonanie umywalek lub wanien o nietypowym wzornictwie do tej pory wymagało stosowania materiałów kompozytowych, szkła lub stali emaliowanej. Na rynku pojawiła się ekstremalnie cienka, a jednocześnie trwała i odporna ceramika z zaawansowanego technologicznie materiału SaphirKeramik™. Innowacyjna technologia, rozszerzając możliwości istniejących na rynku rozwiązań, nadaje materiałowi nieosiągalne do tej pory właściwości i swobodę w projektowaniu. Wiąże się to jednak z kolejnymi wyzwaniami dla wykonawców – praca będzie wymagała większej ostrożności i dokładności podczas wykańczania wnętrz.

Stelaże i przyciski

Stelaże podtynkowe były prawdziwym przełomem w sposobie montażu wyposażenia. Dziś to zwykle podstawowy sposób mocowania m.in. podwieszanych muszli ustępowych czy bidetów. Aby stał się on bezproblemowy dla instalatorów i zmniejszał ryzyko popełnienia błędów, producenci oferują dziś stelaże niemal w całości dostarczane jako zmontowane.

Przyciski uruchamiające do WC – w różnych formach i kolorystyce – stosowane w stelażach zazwyczaj działają poprzez naciśnięcie, dotknięcie lub zbliżenie dłoni. Pojawiają się jednak i na tym polu nowinki, takie jak zastąpienie klasycznego przycisku efektownie wyglądającym, podświetlonym pokrętłem, które staje się ciekawym akcentem stylistycznym. To nowa propozycja technologii spłukiwania i sposób obsługi. Elektroniczny system umieszczony pod gałką przekazuje sygnał do mechanizmu znajdującego się w spłuczce uruchamiając w ten sposób spłukiwanie. Przekręcenie w lewo uruchamia pełne spłukiwanie, a w prawo – małe.

Miska WC w nowej odsłonie

Doskonalenie technologii produkcji i systemów spłukiwania pozwolił na stworzenie misek WC częściowo pozbawionych kołnierza, z których łatwiej było usuwać zanieczyszczenia oraz ograniczyć rozwój bakterii, ale to tylko w pewnym stopniu poprawiło komfort użytkowania. Od kilku lat rynek powoli zdobywają miski bezkołnierzowe (zwane też rimlees, rimfree, bez kołnierza lub bezrantowe). W porównaniu do tradycyjnych modeli utrzymanie higieny jest zdecydowanie łatwiejsze. W bezkołnierzowych miskach WC woda jest rozprowadzana przez dyszę wzdłuż całego obwodu wewnątrz misy, a niektóre modele mają nawet specjalnie wyprofilowany spiralny kształt. Takie konstrukcje wymagają do spłukania zużycia 2 lub 4 l wody na jedno spłukanie (w standardowych to 3 i 6 l), co pozwala zaoszczędzić nawet do 30% wody. Oczywiście to nie jedyne rozwiązanie podnoszące komfort użytkowania z misek WC – nieocenione i coraz częściej stosowane są nowoczesne deski WC – trwałe, cienkie i wolnoopadające. Od niedawna rynek zrewolucjonizowały miski WC z funkcją bidetu, które można dopasowywać do swoich potrzeb oraz obsługiwać za pomocą pilota.

Baterie w 3D

Choć druk 3D nie jest nową technologią, to użyty do produkcji baterii może zrewolucjonizować sposób korzystania z wody. Już kilka lat temu zaprezentowano metalowe baterie o ażurowej konstrukcji (pod nią schowano kanaliki przewodzące wodę), stworzone dzięki drukarkom 3D. Kolejne warstwy wykonywane są ze stopionego metalu, aż do uzyskania całego produktu. Bateria powstaje w ciągu 24 godzin – potem jest szlifowana i polerowana. Dziś kolejne firmy zaczynają wprowadzać takie produkty do swojej oferty. Futurystyczne, a zarazem minimalistyczne krany i baterie składają się z elementów powstających metodą spieku proszku metalowego i zbudowanych średnio z ok. 4700 warstw o gr. 0,06 mm. Po zakończeniu drukowania każdy z nich poddaje się dodatkowej obróbce na maszynie CNC, a w ostatnim etapie ich powierzchnię ręcznie szlifuje przy pomocy drobnej szczotki. Zastosowanie tej technologii na większą skalę (nie tylko do tworzenia prototypów czy próbnych modeli) na pewno nie tylko wyróżni takich producentów na rynku, ale też przede wszystkim uprości proces produkcji oraz sam produkt poprzez zmniejszenie liczby jego elementów. Może też w przyszłości całkowicie odmienić sposób projektowania i wytwarzania armatury, a użytkownikom pozwolić na indywidualną personalizację produktów z pozoru produkowanych masowo.

Ogrzewacze wody

Nowoczesne, elektroniczne, przepływowe ogrzewacze wody w szybki sposób przygotowują ciepłą wodę użytkową przy jednoczesnym komforcie obsługi oraz nadzwyczajnej jakości i wysokiej wydajności. Wykorzystanie nowoczesnej technologii pozwala na uzyskanie nawet do 30% oszczędności energii i zużycia wody w porównaniu do tradycyjnych, hydraulicznie sterowanych ogrzewaczy. Wysoka sprawność elektronicznych ogrzewaczy oraz możliwość podłączenia kilku punktów poboru wody do jednego urządzenia pozwala na oszczędność energii i wody, a także obniżenie nakładów na takie rozwiązanie. W najnowszych elektronicznie sterowanych ogrzewaczach wody można znaleźć np. kilka programów wellness, bezstopniową regulację temperatury na życzenie, funkcję ECO i wiele innych.

Kanalizacja niskoszumowa

Drgania instalacji wywołane przepływającymi ściekami, przenoszone są na konstrukcję budynku za pośrednictwem obejm mocujących. Słyszalny szum wewnątrz instalacji jest wynikiem ruchu spadających ścieków wokół ścianek przewodu i mieszania się ich z powietrzem. Najgłośniejsze dźwięki generowane są m.in. w kształtkach (np. kolanach, trójnikach), w przewodach odpływowych oraz poprzez stałe elementy mocowań (obejmy), które przenoszą drgania na konstrukcję budynku. Wszystko to powoduje uciążliwy hałas dla użytkowników budynku. Przez lata producenci instalacji kanalizacyjnych oraz projektanci szukali sposobu na jego zniwelowanie. Obecnie dokuczliwy hałas można niemal wyeliminować dzięki systemom kanalizacji niskoszumowej. Bazują one na grubościennych  rurach i kształtkach wykonanych głównie ze wzmocnionego minerałami polipropylenu o wysokiej gęstości nawet do 1,9 g/cm³, który wykorzystuje się w rdzeniu rur lub w całym ich przekroju. Istotnym elementem w tłumieniu drgań instalacji są mufy nasadowe ze specjalną uszczelką manszetową, służące do łączenia rur bezkielichowych na pionach kanalizacyjnych. Ponadto obejmy do mocowania instalacji wyposażane są w izolującą akustycznie wkładkę gumową. Takie modyfikacje materiałowe i konstrukcyjne w elementach instalacji kanalizacyjnych, wraz z poprawnym ich projektowaniem w budynku, skutecznie zmniejszają hałas, dzięki zatrzymaniu go we wnętrzu instalacji oraz zdolności rozpraszania drgań.

Alarm przecieku

Wprowadzenie instalacji z tworzyw sztucznych i sposób łączenia elementów zdecydowanie przyspieszył montaż w porównaniu do stosowanej wcześniej instalacji miedzianej. Czas wykonania połączenia bądź przygotowania końcówki przewodu liczy się już w sekundach. Jednak nawet doświadczony i wprawny monter może popełnić błąd, zwłaszcza gdy liczba złączek jest duża. Jedną z przyczyn niedoboru wody są właśnie jej straty w systemach wodociągowych – szacuje się, że nawet na poziomie 20-30% uzdatnionej wody w skali światowej. Już kilka lat temu przedstawiono specjalne rozwiązanie, które ułatwia wykrywanie przecieków dokładnie i skutecznie, zanim rozpocznie się kosztowne odsłanianie sieci i poszukiwanie źródła problemu. To złączki ze specjalnym systemem, tzw. LBP (ang. Leak Before Press), który sygnalizuje widocznym wyciekiem wody omyłkowo niezaprasowane połączenie. Dzięki temu już podczas bezciśnieniowego napełnienia instalacji, miejsce to zostanie natychmiast zlokalizowane i naprawione.

Podobne rozwiązanie jest już dostępne na polskim rynku. To kształtka, która poza ww. funkcją kontroli nieszczelności przed zaciśnięciem, ma także dodatkową, innowacyjną Acoustic Leak Alert (akustyczne wykrywanie nieszczelności), która podczas wykonywania prób ciśnieniowych sprężonym powietrzem informuje poprzez głośny gwizd (80 dB) o niedokręceniu złączki. Takie rozwiązanie pozwala wykryć nieszczelności zarówno podczas próby ciśnieniowej wodnej, jak i powietrznej.

Wykorzystanie wody opadowej

Nie mniej istotny jest aspekt zagospodarowania wody opadowej, której wiele się marnuje, zwłaszcza w aglomeracjach miejskich. Stają się one coraz bardziej „zabetonowane” i uszczelnione, co w konsekwencji prowadzi do zjawiska miejskiej wyspy ciepła, zanieczyszczenia powietrza, zmniejszenia bioróżnorodności oraz zanieczyszczenia i degradacji zasobów wód powierzchniowych i podziemnych. Wskaźnik wielkości nieprzepuszczalnej powierzchni kształtuje się dla Polski na poziomie 100-150 m²/osobę – to trzykrotnie więcej niż limit określony przez Światową Organizację Zdrowia. Dodatkowo większość polskich miast w związku ze zmianami klimatycznymi jest narażona nie tylko na suszę, ale i na podtopienia oraz gwałtowne powodzie, dlatego należy zapewnić zrównoważone gospodarowanie wodami opadowymi, pozwalające utrzymać równowagę pomiędzy dopływem a odpływem wód opadowych. Niemal 90% wód opadowych w miastach jest odprowadzanych do systemów odpływowych. Na szczęście coraz częściej stosuje się rozwiązania umożliwiające jej zatrzymanie i wykorzystanie. Tym bardziej, że od zmian w prawie wodnym, które nastąpiły w 2017 roku, wody opadowe i roztopowe nie są już uważane za ścieki, co pozwala tworzenie różnych rozwiązań ich zagospodarowania. Projektanci starają się wykorzystać potencjał wód opadowych, używając ich np. do systemów sanitarnych lub podlewania zieleni. W nowych budynkach, zarówno użyteczności publicznej, jak i mieszkalnych, często projektuje się dachy zielone z powierzchnią biologicznie czynną oraz zbiorniki retencyjne na wody opadowe z zapasem przeznaczonym na wodę nawalną.

Pasywna oczyszczalnia

Według danych GUS ok. 45% mieszkańców wsi nadal nie jest objętych systemem kanalizacji. Niestety ścieki nie zawsze są zbierane w szczelnych szambach i regularnie odwożone do oczyszczalni. Naukowcy z Wydziału Biologii Uniwersytetu Warszawskiego przedstawili ekonomiczną i ekologiczną alternatywę dla gospodarki ściekowej na terenach wiejskich – pasywny system oczyszczania ścieków typu Constructed Wetlands. Oczyszczalnia naśladuje warunki hydrauliczne i siedliskowe naturalnych ekosystemów bagiennych, w których gleba występuje w stanie nasycenia wodą. Na odpowiednio zaprojektowanych filtrach zachodzi biologiczny proces oczyszczania z udziałem różnorodnych mikroorganizmów, zasiedlonych w rozwiniętym systemie korzeni oraz kłączy roślin wodnych i wodolubnych. To naturalne i ekologiczne rozwiązanie, bez stosowania chemii, bardziej energooszczędne niż oczyszczalnie tradycyjne, wymagające precyzyjnej kontroli wielu parametrów. Mikroorganizmy degradują i asymilują związki węgla, zatrzymują związki fosforu i metale ciężkie, odpowiadają za asymilację i ulatnianie związków azotu oraz wytrącanie związków siarki. Dostosowują się one do zmieniających się warunków, np. ilości materii do przetworzenia czy temperatury.

Cyfryzacja – technologie teleinformatyczne

Nowe technologie teleinformatyczne i cyfrowe wkraczają również do branży wodno-kanalizacyjnej. Wiele przedsiębiorstw sięga po zaawansowane technologie, m.in.: Internet Rzeczy (Internet of Things – IoT), wszechobecną łączność, aplikacje i usługi oparte na chmurze obliczeniowej (cloud computing), a także analitykę dużych zbiorów danych (big data). Systemy komputerowe sterowania i nadzoru, zdalny odczyt i przesył danych pozwalają na monitorowanie i zbieranie większej ilości informacji, szybsze ich przetwarzanie oraz generowanie raportów ułatwiających podejmowanie trafnych decyzji. Dzięki nim można uzyskać wiedzę o średnim zużyciu na danym liczniku, a także prowadzić odczyty, wystawiać faktury na podstawie odczytanych danych, drukować zestawienia sprzedaży oraz informować odbiorców o zadłużeniach i nadpłatach. Nowoczesne rozwiązania informatyczne pozwalają również na dokładną inwentaryzację obiektów sieci wodociągowej i kanalizacyjnej, aktywną kontrolę wycieków, zarządzanie ciśnieniem w sieciach wodociągowych, odnową oraz wymianą rur i armatury, poprawę jakości wody, a także sterowanie operacyjne siecią wodociągową i kanalizacyjną. Przykładem praktycznych wdrożeń IoT (internet rzeczy) są m.in. sensory i mikrokontrolery montowane na rurach wodociągów i sieci kanalizacyjnych, które pomagają kontrolować jakość wody i wykrywać nieszczelności.

Stale rozwijające się, nowoczesne oprogramowanie komputerowe pozwala dziś na szerokie wspomaganie projektowania, realizacji i montażu  wyrobów stosowanych w instalacjach wodno-kanalizacyjnych. Procesy te można łatwiej i szybciej zoptymalizować, a tym samym wygenerować oszczędności energii i kosztów.

Drony w branży wod-kan

Jeszcze 10 lat temu drony były nowością i traktowane raczej jako atrakcyjny, ale drogi sposób na filmowanie ziemi z góry. Dzisiaj są dostępne w wielu modelach i , by móc używać drona do celów innych niż rekreacyjne, trzeba mieć specjalne uprawnienia. Obecnie drony są wykorzystywane w bardzo wielu dziedzinach, dotarły także do branży wod-kan. Innowacyjną technologię inspekcji sieci kanalizacyjnej zastosowano w Wodociągach Miejskich w Radomiu. Sprawdzano w ten sposób stan techniczny połączeń w kolektorze kanalizacji deszczowej. Dron umożliwia przeprowadzenie takiej kontroli praktycznie przez jedną osobę i to bez wchodzenia do kanału czy studzienki kanalizacyjnej, co jest istotne, zwłaszcza w przypadku przewodów w bardzo złym stanie technicznym. Obecnie specjaliści zajmujący się inspekcją z użyciem dronów rozbudowują kolejne jego funkcje, m.in. geolokalizacja drona w sieci, budowanie modelu 3D w oparciu o technologie laserowe, pobieranie próbek wody z trudno dostępnych miejsc czy też inspekcja sieci w poszukiwaniu wycieków.

Prawo i świadomość społeczna

25-30 lat temu ustawodawcy w zasadzie rozpoczynali dopiero starania o poprawę jakości wody, dokonywali zmian w Prawie wodnym i procedurach kontroli zasobów wodnych. Obecnie coraz bardziej zaostrzają przepisy dotyczące zarówno wody pitnej, jak i wody dla przemysłu oraz ścieków. Oczyszczalnie ścieków są zobowiązane spełnić wymogi obowiązujących przepisów ochrony środowiska, a zakłady przemysłowe szukać i stosować rozwiązania optymalizujące zużycie wody do celów produkcyjnych.

W obliczu zagrożenia suszą i ogólnej tendencji do bycia „eko” świadomość społeczeństwa, a także władz, dotycząca oszczędzania wody i utrzymania jej jakości, powoli wzrasta. W Polsce podejmuje się np. konsultacje społeczne projektu planu przeciwdziałania skutkom suszy (PPSS), będącego kluczowym etapem strategicznego projektu pod nazwą Stop suszy! realizowanego przez Państwowe Gospodarstwo Wodne Wody Polskie, którego prezes jest zobligowany do jego realizacji przepisami ustawy Prawo wodne. Plan PPSS ma być przyjęty w 2020 roku w drodze rozporządzenia ministra właściwego do spraw gospodarki wodnej.

Pomysły na obniżenie deficytu i ochronę wody pojawiają się w sferze prawa unijnego, np. Europejski Zielony Ład, czyli plan działań Unii Europejskiej dotyczących ochrony środowiska oraz przeciwdziałaniu zmianom klimatycznym. Ponadto w dyrektywie UE w sprawie wody pitnej ustanowiono minimalne normy jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi (picia, gotowania, innych celów domowych) w celu ochrony przed zanieczyszczeniami. Nowe przepisy uaktualniają normy jakości wody z kranu i ustalają minimalne wymogi higieniczne dla materiałów mających kontakt z wodą pitną (takich jak rury lub krany), aby uniknąć zanieczyszczeń. Zmiana ta jest wynikiem pierwszej w historii udanej europejskiej inicjatywy obywatelskiej Right2Water. (którą podpisało ok. 1,8 mln osób). Ogólnym celem tych nowelizacji jest zapewnienie wysokiego poziomu ochrony środowiska i zdrowia przed niekorzystnymi skutkami zanieczyszczonej wody pitnej.

Dorota Czernek