Recykling szarej wody – jak ponownie wykorzystać wodę w budynkach?
Recykling szarej wody to jedno z rozwiązań, które przyczynia się do zrównoważonego gospodarowania zasobami wodnymi. W obliczu rosnących kosztów wody i coraz bardziej restrykcyjnych norm środowiskowych powtórne wykorzystywanie szarych ścieków staje się niezbędne. Systemy oparte na procesach filtracji i dezynfekcji umożliwiają dziś ponowne wykorzystanie wody z pryszniców, umywalek czy pralek do różnych czynności w domu i w ogrodzie.
Spis treści
- Czym jest szara woda i jak można ją ponownie wykorzystać?
- Na czym polega recykling szarej wody?
- Recykling szarej wody w gospodarstwach domowych i innych budynkach
- Recykling szarej wody – koszty inwestycji i potencjalne oszczędności
- Recykling szarej wody – najważniejsze przepisy i normy
Czym jest szara woda i jak można ją ponownie wykorzystać?
Szara woda, inaczej szare ścieki, to nic innego jak nieskażona woda ściekowa, wolna od fekaliów i moczu. Takie ścieki w domach powstają m.in. podczas wykonywania codziennych czynności, jak np. kąpiel, mycie rąk, mycie naczyń, pranie i czyszczenie powierzchni. Szara woda ma największy udział objętościowy w ściekach wytwarzanych w przeciętnym gospodarstwie domowym (ok. 50-80%). Nie zawiera znacznych ilości patogenów, zanieczyszczeń kałowych czy wysokiego stężenia pierwiastków, np. azotu i fosforu. Może więc zostać stosunkowo łatwo oczyszczona i powtórnie wykorzystana w procesie zwanym recyklingiem szarej wody.
Oczyszczanie szarych ścieków odbywa się w specjalnym systemie złożonym m.in. z rurociągów i zbiorników do gromadzenia wody. Taka dualna instalacja kanalizacyjna zapewnia oddzielenie wody szarej i czarnej, a także wody pitnej i oczyszczonej wody szarej. Ważne jest, aby obydwie instalacje były od siebie całkowicie odizolowane. W gospodarstwach domowych wodę uzyskaną z recyklingu szarej wody można wykorzystać m.in. do:
- spłukiwania toalet;
- podlewania ogrodów;
- zasilania fontann;
- zasilania stawów ozdobnych.
W obiektach przemysłowych i użyteczności publicznej szara woda może służyć np. do mycia pojazdów, nawadniania terenów zielonych, gaszenia pożarów czy w systemach chłodzenia. W rolnictwie szare ścieki po odpowiednim oczyszczeniu nadają się do nawadniania upraw.
Recykling szarej wody przynosi wiele korzyści – przede wszystkim ogranicza zużycie wody pitnej w gospodarstwach domowych nawet o 60%, co przekłada się na niższe rachunki za wodę. Wśród pozostałych korzyści odzysku szarej wody można wymienić:
- mniejsze obciążenie oczyszczalni ścieków;
- ograniczenie zanieczyszczenia środowiska naturalnego;
- zrównoważone gospodarowanie zasobami wodnymi;
- udział w odbudowie poziomu wód gruntowych;
- ograniczanie następstw okresów suszy;
- możliwość zastosowania związków biogennych w wodzie szarej do nawożenia gleby;
- ograniczenie stosowania środków chemicznych (w porównaniu do tradycyjnego oczyszczania ścieków).
Na czym polega recykling szarej wody?
W systemie recyklingu szarej wody wykorzystywane są fizyczne i biologiczne procesy oczyszczania, w tym: filtracja mechaniczna, oczyszczanie biologiczne, metody membranowe i dezynfekcja.
W pierwszym etapie przeprowadza się wstępne oczyszczanie. Podczas filtracji mechanicznej usuwane są większe cząstki stałe, takie jak piasek i resztki organiczne. Do tego celu służą filtry siatkowe, piaskowe i żwirowe, które redukują zawiesiny i ułatwiają dalsze procesy uzdatniania. Tego typu podczyszczanie szarych ścieków stosowane jest we wszystkich systemach recyklingu szarej wody. Kolejnym krokiem jest oczyszczanie biologiczne, czyli rozkład materii organicznej za pomocą mikroorganizmów. Bakterie rozkładają pozostałości organiczne, w tym tłuszcze, detergenty i resztki zanieczyszczeń. Systemy biologiczne stosowane są w formie:
- rotacyjnych styczników biologicznych;
- reaktorów z ruchomym złożem biologicznym;
- sekwencyjnych reaktorów porcjowych;
- sztucznych mokradeł;
- bioreaktorów membranowych.
W prostych układach zwykle wystarczy zastosowanie małych reaktorów lub złóż biologicznych. Jeśli wymagane jest wyższy stopień oczyszczenia, szare ścieki przepuszcza się przez system filtrów membranowych (tzw. ultrafiltracja lub nanofiltracja). Filtry te usuwają drobne cząstki, wirusy i bakterie, a także cząstki chemiczne i resztki detergentów. Ultrafiltracja to proces, w którym woda przepływa przez półprzepuszczalną membranę, usuwając cząsteczki o wielkości 0,1 do 0,01 μm. Nanofiltracja wykorzystuje zaś membrany o jeszcze mniejszych porach – od ok. 0,001 μm.
Ostatnim etapem recyklingu szarej wody jest dezynfekcja, która zabezpiecza wodę przed ponownym skażeniem biologicznym. Standardową i efektywną metodą stosowaną w domowych systemach jest dezynfekcja UV. Nie powoduje wprowadzania chemikaliów do wody i skutecznie zabija mikroorganizmy. Do dezynfekcji stosuje się też ozonowanie, rzadziej chlorowanie. Po przejściu przez cały proces, woda szara jest magazynowana w zbiornikach do późniejszego wykorzystania. Wybór rodzaju uzdatniania szarych ścieków zależy od rodzaju zanieczyszczeń oraz późniejszego przeznaczenia szarej wody.
Recykling szarej wody w gospodarstwach domowych i innych budynkach
Do recyklingu szarej wody w gospodarstwach domowych najczęściej stosuje się systemy składające się z filtrów mechanicznych (np. piaskowych lub siatkowych) i prostych biologicznych układów oczyszczania (np. złoża biologiczne lub małe bioreaktory). Systemy te nie zawsze obejmują filtrację membranową. Istotne jest, aby woda ściekowa była oczyszczona do poziomu odpowiedniego dla danego zastosowania.
Instalacje do zagospodarowania szarej wody w domach jednorodzinnych można łączyć z systemami odzysku wody opadowej i roztopowej – są to tzw. zestawy hybrydowe. System recyklingu wody szarej dla budynków jednorodzinnych może być wewnętrzny i zewnętrzny. Takie instalacje składają się m.in. z elementów, jak np.:
- zbiornik wody szarej;
- zbiornik wody czystej;
- dmuchawa doprowadzająca powietrze;
- stacja membran;
- filtry;
- pompa automatyczna;
- sterownik;
- węże połączeniowe.
Wewnętrzne systemy oczyszczania wody szarej cechują się niewielkimi rozmiarami i prostą konstrukcją. Można je zamontować w piwnicy, garażu lub kotłowni. Wydajność takiego systemu wynosi ok. 200 l/dobę, a oczyszczona woda może być wykorzystana do różnych czynności wewnątrz budynku. Systemy zewnętrzne bazują na zbiornikach podziemnych, mogą obejmować naturalne procesy oczyszczania – filtra podżwirowego i zastosowanie roślin. Zalicza się do nich także systemy hybrydowe do zagospodarowywania wody szarej i deszczowej. Decyzję o wykonaniu instalacji recyklingu szarej wody w domu jednorodzinnym najlepiej podjąć na etapie projektu budowy domu. W ten sposób można obniżyć koszty inwestycji.
W obiektach komercyjnych do recyklingu wody szarej częściej stosuje się systemy membranowe oraz dezynfekcję UV. Należy zaznaczyć, że procesy w tych obiektach nie zawsze obejmują pełne oczyszczanie biologiczne – częściej używa się metod mechanicznych i membranowych, które są wystarczające do zastosowań technicznych (np. chłodzenie, spłukiwanie toalet). W obiektach, takich jak hotele czy akademiki oczyszczanie biologiczne jest stosowane, gdyż takie ścieki zawierają zanieczyszczenia organiczne.
W obiektach przemysłowych i szpitalnych, w zależności od rodzaju przemysłu i zanieczyszczeń wody szarej, stosuje się bardziej zaawansowane systemy oczyszczania, w tym pełne, wielostopniowe oczyszczanie. Systemy te pozwalają na odzyskiwanie wody do dalszego wykorzystania w procesach technologicznych, co wymaga wyższej jakości wody. Jednak podobnie jak w przypadku obiektów komercyjnych, do niektórych zastosowań technicznych można pominąć pełne oczyszczanie biologiczne.
Recykling szarej wody – koszty inwestycji i potencjalne oszczędności
Wydatki związane z zastosowaniem systemu recyklingu szarej wody w domach jednorodzinnych zależą od wielu czynników, takich jak: wielkość budynku i zapotrzebowanie na wodę, rodzaj i zakres systemu oczyszczania szarej wody i jej późniejsze zastosowanie.
Inwestycja w systemy oparte na prostych filtrach oraz technologii biofiltracji to koszt rzędu 5-12 tys. zł. Bardziej zaawansowane instalacje z membranową filtracją to już wydatek rzędu ok. 15-30 tys. zł. W tym przypadku trzeba też liczyć się z większymi kosztami eksploatacyjnymi, wynikającymi głównie z potrzeby wymiany membrany, monitorowania jakości wody czy okresowej dezynfekcji. Inwestycja w system recyklingu szarej wody wymaga też zakupu zbiorników magazynujących (zależnie od pojemności, mogą kosztować ok. 1,5-6 tys. zł) i pompy (ok. 0,5-2 tys. zł).
Potencjalne oszczędności z recyklingu szarej wody wynikają ze zmniejszonego zużycia wody, mniejszej ilości generowanych ścieków, zastosowania wody szarej do nawadniania ogrodu. Zakładając, że recykling szarej wody pozwala odzyskać do 80% średniego zużycia wody pitnej do celów sanitarnych (ok. 150-200 l dziennie na osobę); w przeliczeniu można zaoszczędzić ok. 50-100 zł miesięcznie na osobę. W skali roku przeciętna 4-osobowa rodzina zaoszczędzi w ten sposób ok. 2-5 tys. zł. Wykorzystanie szarej wody wiąże się też z mniejszym wytwarzaniem ścieków.
W ciągu roku przeciętne gospodarstwo domowe może na tym zaoszczędzić kilkaset zł. Jeśli wodę z recyklingu szarej wody zastosuje się do podlewania ogrodu, oznacza to kolejne ok. 500-1500 zł mniej za rachunki rocznie. Biorąc pod uwagę powyższe oszczędności, zależnie od rodzaju systemu recyklingu wody szarej, szacunkowy okres zwrotu z inwestycji wynosi średnio 5-7 lat (dla prostych instalacji) i ok. 7-10 lat w przypadku zaawansowanych systemów recyklingu szarej wody.
Recykling szarej wody – najważniejsze przepisy i normy
Wykorzystanie szarej wody w gospodarstwach domowych i budynkach komercyjnych regulują przepisy prawne, które mają na celu zapewnienie bezpieczeństwa sanitarnego i ochrony zdrowia publicznego.
Wśród najważniejszych wymogów dotyczących ochrony wody pitnej w systemach recyklingu wody szarej można wskazać m.in.:
- konieczność oddzielenia instalacji wody pitnej i wody szarej;
- stosowanie zaworów zwrotnych i antyskażeniowych;
- magazynowanie wody szarej w osobnym zbiorniku;
- wyraźne oznakowania instalacji i punktów poboru wody szarej.
W Polsce kwestie wykorzystania szarej wody reguluje m.in. Rozporządzenie Ministra Zdrowia w sprawie jakości wody do picia (Dz.U. 2017, poz. 1567), które ustanawia wymagania dotyczące jakości wody, w tym szarych ścieków.
Zgodnie z powyższym, szara woda nie może być wykorzystywana do celów spożywczych, kąpieli czy mycia naczyń, co wynika z ryzyka skażenia mikrobiologicznego i chemicznego. Takie ścieki, zanim trafią do zbiorników ponownego wykorzystania, muszą zostać odpowiednio oczyszczone i zdezynfekowane. Ponadto, system recyklingu wody szarej musi spełniać normy instalacyjne określone w normie PN-EN 12056, a także wymogi dotyczące ochrony wody pitnej przed zanieczyszczeniem w instalacjach wodociągowych – norma PN-EN 1717.
Autor: Szymon Starnawski / Grupa Murator
Projekt wieżowca wyszedł spod ręki słynnego architekta Daniela Libeskinda i reprezentuje znamienny dla jego pracowni język dynamicznych form.
