piątek, maj 24, 2019

    Najnowsze wydanie


 PI 9_10/2018
Okładka 9 10

 

Systemy gromadzenia i wykorzystania wody deszczowej Zbiorniki retencyjne i systemy filtracyjne

sotralenz2Systemy gromadzenia i wykorzystania wody deszczowej cieszą się coraz większym zainteresowaniem. Być może chcemy być bardziej „eko”, a być może szukamy oszczędności, już nie tylko przez wykorzystanie na potrzeby domu energii ze źródeł odnawialnych. W każdym razie zwrócenie uwagi inwestorów na zagospodarowanie wody deszczowej jest dobrym objawem i miejmy nadzieję, że rynek będzie do tego odpowiednio przygotowany.

Myśląc o prawidłowym zagospodarowaniu wody deszczowej, mamy zazwyczaj do dyspozycji trzy rozwiązania. Wodę można:

  • w całości odprowadzać do kanalizacji deszczowej, o ile takowa w danej miejscowości istnieje;
  • odprowadzać kilka metrów od domu i tam wprowadzać do gruntu za pomocą skrzynek rozsączających, komór filtracyjnych, studni chłonnych lub innych rozwiązań gruntowych;
  • gromadzić w zbiornikach, a następnie wykorzystywać.

Przyjrzyjmy się bliżej ostatniej opcji, sprawdzając, jakie rozwiązania są w tym zakresie dostępne na naszym rynku: zbiorniki do mikroretencji, systemy filtracji, a także wchodzące w skład systemów dodatkowe elementy.

Cechy wody deszczowej

sotralenz1
1. Zużycie wody w gospodarstwie domowym w litrach/dobę/osobę z podziałem na poszczególne cele

Woda deszczowa wykorzystywana w gospodarstwach domowych lub innych obiektach powinna charakteryzować się następującymi cechami:

  • musi być bez zarzutu pod względem zdrowotnym;
  • powinna być bezbarwna, klarowna i bez zapachu;
  • nie powinna zawierać zanieczyszczeń stałych, np. piasku, liści;
  • powinna być uboga w składniki pokarmowe, powodujące „kwitnienie” wody;
  • nie może oddziaływać niekorzystnie na materiały, z którymi ma styczność.

Choć deszczówka nie nadaje się ani do spożycia, ani na potrzeby higieniczne, ma lepszą jakość niż woda w zbiornikach naturalnych, w których dozwolona jest kąpiel. Przede wszystkim jest miękka, tzn. nie ma w niej związków magnezu i wapnia, dzięki czemu znakomicie nadaje się do prania (lepsze pienienie, czyli mniej środków piorących oraz brak osadzania się kamienia na elementach pralek), mycia samochodu (nie pozostawia białych zacieków), podlewania roślin (zawiera składniki odżywcze, nie ma wapnia) oraz wszelkich prac porządkowych w domu i wokół niego. Dużą jej część można wykorzystać do spłukiwania toalet, do czego nie jest wymagana woda o jakości wodociągowej. Przedstawione na rys. 1 średnie dobowe zużycie wody w gospodarstwie domowym, wynoszące 150 l/osobę, z podziałem na różne cele, wyraźnie wskazuje, że ponad 50% z tej ilości można zastąpić wodą deszczową, obniżając rachunki, a nie obniżając komfortu życia. Jeżeli w domu jest zainstalowany system do spłukiwania WC czy do prania, w momencie, kiedy w zbiorniku gromadzącym deszczówkę zaczyna jej brakować, układ automatycznie przełącza się na pobór wody sieciowej – klient nawet nie wie, czy w danej chwili korzysta z wody deszczowej czy sieciowej.

Systemy deszczowe

System ogrodowy. To najprostsza forma wykorzystania deszczówki w gospodarstwie domowym. Woda gromadzona w zbiorniku jest przeznaczona do podlewania terenów zielonych, albo przez ręczne nawadnianie, albo przez system automatyczny. Deszczówkę wykorzystuje się także do celów porządkowych, jak mycie auta, tarasów itp. Woda doprowadzana jest do zbiornika poprzez system filtracji, a następnie za pomocą pompy samozasysającej lub zatapialnej dostarczana do punktu czerpalnego lub systemu nawadniania.
Systemy domowe (rys. 2, 3). Służą do zbierania i wykorzystania wody deszczowej wewnątrz budynku, głównie do spłukiwania toalet, pisuarów, zasilania pralek, a czasem także do nawadniania ogrodów (systemy domowo-ogrodowe). Układ pobierania wody oraz podawania jej do punktów czerpalnych pracuje w pełni automatycznie. Kiedy w zbiorniku zaczyna brakować wody deszczowej, centrala deszczowa, która jest „sercem” systemu, automatycznie przełącza się na pobór wody sieciowej. Systemy domowe mogą być także stosowane w innych obiektach niż budynki mieszkalne, np. przemysłowych, w hotelach czy halach logistycznych.
Każdy system domowy, oprócz podstawowego elementu, jakim jest zbiornik, powinien być wyposażony w elementy dodatkowe, takie jak: filtr, zespół poboru wody, centrala deszczowa lub pompa z dolewaniem wody do zbiornika.
Należy pamiętać, iż w przypadku systemów domowych lub domowo-ogrodowych konieczne jest zaprojektowanie i wykonanie osobnej instalacji wodociągowej wykorzystującej deszczówkę, a więc decyzję o zastosowaniu systemu należy podjąć już na etapie projektowania budynku.

sotralenz2 sotralenz3
2. System domowo-ogrodowy 3. Schemat połączeń domowego systemu wykorzystania deszczówki

Zbiorniki do retencji wody deszczowej

Ich zadaniem jest przede wszystkim retencja wymaganej ilości wody. Jej nadmiar jest odprowadzany przez przelew do

sotralenz4
4. Podziemny zbiornik tworzywowy z wyposażeniem wewnętrznym: filtrem koszowym, wężem do poboru wody wraz z koszem ssawnym, pływakiem i zaworem zwrotnym, systemem uspokojonego wlewu oraz syfonem

studni chłonnej lub innego odbiornika gruntowego. Na rynku mamy wiele różnych rodzajów takich zbiorników, ale generalnie można je podzielić na podziemne i naziemne. Wykonywane są z tworzyw sztucznych (np. polietylenu), betonu lub stali, przy czym inwestorzy najchętniej wybierają zbiorniki podziemne z tworzyw sztucznych. Zbiorniki te mają gładką wewnętrzną powierzchnię, a jeśli są wykonane metodą wytłaczania z rozdmuchem lub przez rotomoulding, nie mają szwów połączeniowych, więc ryzyko związane z ich rozszczelnieniem jest niewielkie. Stosuje się przy tym odpowiednie użebrowanie, które zabezpiecza ich ścianki przed naprężeniami gruntu. Kształty takich zbiorników to prostopadłościan lub walec (do układania w wykopie pionowo albo poziomo). Ich pojemność wynosi od 1000 do 50 000 l, a jeśli potrzebna jest większa, zbiorniki łączy się ze sobą w baterie w dolnej części, co gwarantuje jednakowy poziom wody w obu. Każdy ze zbiorników podziemnych (rys. 4) ma właz rewizyjny wraz z nadbudową, najczęściej w kolorze zielonym (harmonizującym z otoczeniem). Umożliwia to okresową kontrolę i serwis urządzeń. Zdecydowanie rzadziej wykorzystywane są podziemne zbiorniki z żelbetu (rys. 5), ponieważ są bardzo ciężkie i wymagają specjalistycznego sprzętu do rozładunku oraz montażu w wykopie. Ponadto są mniej odporne niż zbiorniki tworzywowe na warunki agresywne, głnie na korozję. Z biegiem lat beton może tracić swoją wytrzymałość. Zaletą zbiorników betonowych jest ich odporność na naprężenia, dzięki czemu mogą być posadowione w terenie przejezdnym. Najprostszym systemem do gromadzenia wody deszczowej są zbiorniki naziemne. Zasada ich działania jest podobna jak w systemach podziemnych: woda z dachu spływa systemem rur bezpośrednio do zbiornika, po drodze trafiając na filtr zamontowany zwykle na rurze spustowej, który ma zatrzymać głnie większe zanieczyszczenia (liście, igły itp.). Zbiorniki naziemne to zdecydowanie mniejsze pojemności: od 100 do 800 l. Woda z nich najczęściej czerpana jest do konewek, przez zainstalowany w dolnej części zawór, i wykorzystana głównie do podlewania roślin. Zbiorniki te dostępne są w szerokiej gamie wzorów, od najprostszych beczek po imitujące pnie drzew czy dzbany ceramiczne. Mogą one stanowić dekoracyjny element małej architektury ogrodowej.

sotralenz5
5. Betonowy zbiornik na deszczówkę z wyposażeniem oraz system domowy na bazie zbiornika betonowego

Dobór zbiornika

Bardzo ważne jest, szczególnie w przypadku systemów domowych, aby pojemność zbiornika na deszczówkę gwarantowała prawie w 100% zaspokojenie zapotrzebowania na tę część wody, która ma zastąpić wodę sieciową. Zbiornik nie powinien mieć zatem zbyt małej pojemności, ale nie może być także zbyt duży, aby woda w nim nie zalegała za długo. Jak podaje literatura, można go zwymiarować według poniższych uproszczonych metod:

  • 1 m3 zbiornika na 25 m3 dachu, z którego zbierana jest woda opadowa;
  • 5% średniego rocznego opadu;
  • 1 m3 zbiornika na 1 osobę korzystającą z instalacji;
  • 14-30-dniowe zapotrzebowanie na wodę do spłukiwania toalety oraz 3-miesięczne do podlewania ogrodu.

Jeśli zależy nam na bardzo dokładnym zwymiarowaniu zbiornika pod konkretne wymagania, trzeba przygotować swojego

sotralenz6
6. Efektywna powierzchnia dachu (czerwone pole)

rodzaju bilans, obliczając średni dopływ wody do zbiornika (uzysk) oraz dobowe zapotrzebowanie na wodę w obiekcie. Do obliczeń wykorzystuje się dane o opadach z kilku lat dla konkretnej lokalizacji geograficznej (podają to mapy IMGW). Niezależnie od kształtu oraz nachylenia dachu bierze się także pod uwagę efektywną powierzchnię dachu, czyli jego powierzchnię w rzucie poziomym (rys. 6), oraz współczynnik materiałowy pokrycia dachowego (bezwymiarowy współczynnik spływu), który np. dla dachówki ceramicznej wynosi 0,8. Przykład obliczenia uzysku wody deszczowej dla budynku o efektywnej powierzchni dachu 150 m2 pokrytego dachówką ceramiczną, przy rocznej wielkości opadów 600 dm3/m2, przedstawia rys. 7 cz. I.
Oprócz uzysku wody opadowej trzeba również obliczyć zapotrzebowanie, które wynika z liczby osób, które będą ją w danym obiekcie wykorzystywały, oraz jej przeznaczenia (rys. 7 cz. II). Zgromadzone dane pozwalają obliczyć wymaganą objętość zbiornika (rys. 7 cz. III) – w przypadku przedstawionego obiektu jego optymalna pojemność wynosi 5 m3.
Oczywiście, aby był to kompletny system potrzebne są dodatkowe elementy, takie jak: systemy poboru, filtracji iurządzenia do przesyłania wody do punktu poboru (zespoły pompowe).

sotralenz tabela
7. Przykład obliczania wymaganej objętości zbiornika – kolejne etapy

Systemy filtracji wody opadowej

Filtr to jeden z ważniejszych elementów instalacji. Daje możliwość trwałego utrzymania dobrej jakości gromadzonej wody deszczowej przez pozbawienie jej zanieczyszczeń organicznych, np. cząstek roślin, oraz mineralnych, głównie piasków. Może być instalowany wewnątrz zbiorników, na zewnątrz oraz na rurze spustowej odprowadzającej wodę. Filtr na rurze spustowej (rys. 8) najczęściej wykorzystywany jest w małych systemach (do 70 m2 powierzchni dachowej) przy doprowadzaniu wody do zbiorników naziemnych. Zamontowanie go w dolnej części rury zdecydowanie ułatwia jego czyszczenie i konserwację.
Filtry stosowane przy wprowadzaniu wody do zbiornika, zwłaszcza w większych systemach, to rozwiązania zbierające i przepływowe. Przykładem filtra zbierającego jest Garden (rys. 10), przeznaczony do powierzchni dachowej do 320 m2 przy natężeniu deszczu nie większym niż 200 l/s ∙ ha. Filtry zbierające wymagają minimum raz na 3-6 miesięcy usunięcia zanieczyszczeń zgromadzonych w koszu.
Inaczej funkcjonują filtry przepływowe, np. Sinus (rys. 11). Naniesione przez wodę zanieczyszczenia, które pozostały w filtrze, są okresowo odprowadzane poza zbiornik przez występujące co jakiś czas deszcze nawalne. Filtr można też doposażyć w zespół automatycznego czyszczenia. Jest w nim miejsce na montaż dyszy, za pomocą której na zewnętrzne ścianki podawany będzie strumień wody, który z kolei będzie obracać walec i jednocześnie wypłukiwać zanieczyszczenia. Czynność tę można inicjować ręcznie lub automatycznie (wystarczy prosty sterownik czasowy). Zaleca się, aby odbiornikiem nadmiaru wody ze zbiornika była kanalizacja deszczowa
Jak widać, rodzaj filtra zależy głównie od wielkości powierzchni dachowej. Zazwyczaj przy powierzchniach dachowych do około 300 m2 wykorzystywane są produkty opisane wyżej. Dla obiektów przemysłowych, gdy powierzchnie połaci dachowych dochodzą do kilku tysięcy m2, trzeba stosować inne rozwiązania – zespoły filtracyjne montowane jako osobne jednostki poza zbiornikiem. Przykłady takich rozwiązań to Twin Filter, który może obsłużyć powierzchnię dachową do 1254 m2 (rys. 11), czy też filtry zewnętrze VF, dla których maksymalna powierzchnia dachowa sięga 5800 m2 (rys. 12). Dokonując wyboru filtra do systemu zbierania deszczówki, trzeba więc wiedzieć, jaką powierzchnię dachową będzie on musiał obsłużyć oraz gdzie będzie zamontowany – wewnątrz, czy na zewnątrz zbiornika. Urządzenia do dużych powierzchni prawie zawsze są montowane jako osobne jednostki filtracyjne w gruncie, najczęściej w specjalnie do tego przeznaczonych studzienkach betonowych (rys. 13).

sotralenz8
8. Filtr Rainus z dwustopniowym systemem filtracji montowany na rurze spustowej oraz zasada jego działania. Energia strumienia spływającej wody jest tłumiona na przegrodach w górnej części obudowy filtra (1). Woda ostatecznie ulega uspokojeniu w małej studzience (2). Następnie przez przelew studzienki równomiernie spływa na kaskadę służącą do oczyszczania wstępnego (3), gdzie zbierane są grubsze zanieczyszczenia (4). Pod i za kaskadą znajduje się filtr wtórny o drobnych oczkach 0,7 x 1,7 mm (5). Przez jego przednią część usuwane są wszelkie zanieczyszczenia zebrane z wody (6). Oczyszczona woda odpływa w dł rurą spustową (7) do zewnętrznego zbiornika na wodę, innego miejsca poboru wody lub do systemu rozsączającego
sotralenz9
9. Filtr zbierający/koszowy Garden do montażu przed zbiornikiem oraz zasada jego działania. Woda deszczowa dopływa z rynny (1) do kosza filtra drobnooczkowego (wielkość oczka – 0,55 mm), gdzie zbierane są zanieczyszczenia (2). Oczyszczona woda wpływa do zbiornika podziemnego (4)
sotralenz10
10. Filtr przepływowy Sinus montowany przy wprowadzaniu wody do zbiornika i zasada jego działania. Woda dopływa do filtra (1), następnie przepływa przez system filtracyjny drobnooczkowy. Zanieczyszczenia pozostają wewnątrz filtra lub są wynoszone poza zbiornik (2). Oczyszczona woda spływa do wnętrza zbiornika (3)
sotralenz11a sotralenz11b
11. Filtr Twin z podwójnym systemem filtracyjnym – obsługiwana powierzchnia dachowa do 1254 m2. Zasada działania systemu: woda wpływa do rynienki uspokajającej przepływ, a stamtąd na stromą kaskadę polietylenową, gdzie rozpoczyna się pierwszy stopień filtracji i zatrzymywane są większe elementy. Za drugi stopień filtracji odpowiada filtr siatkowy ze stali nierdzewnej o oczkach 0,65 mm. Przefiltrowana przez niego woda odpływa do zbiornika
sotralenz12
12. Filtry zewnętrze VF – maksymalna powierzchnia dachowa do 5800 m2. Zasada działania: spływająca woda jest spiętrzana wzdłuż górnej krawędzi filtra (1), co zapewnia równomierne jej rozprowadzanie na całej długości wstępnego filtra kaskadowego, gdzie zbierane są duże zanieczyszczenia (2) i odprowadzane do kanalizacji (ścieku). Wstępnie oczyszczona woda przepływa przez drugi filtr – siatkowy (3) o oczkach 0,4 x 1,0 mm. Specjalna struktura siatki powoduje spływ zanieczyszczeń bezpośrednio na dno studni. Oczyszczona woda gromadzi się w dolnej części filtra skąd przez odpływ DN 200 kierowana jest do zbiornika (4). Zanieczyszczenia spływają przez studnię do kanalizacji (5)
sotralenz13
13. Instalacja filtra zewnętrznego w studni betonowej przy obiekcie biurowym

Niezbędne elementy dodatkowe

Zespół poboru wody, uspokojony wlew, syfony zbiorników to elementy, które podobnie jak zespoły filtracyjne, składają się na system deszczowy ogrodowy lub domowy. Każdy z nich pełni określoną funkcję, ważną dla prawidłowej pracy systemu oraz jakości wody.
Zespół poboru. Jest to odpowiedniej jakości wąż gumowy średnicy od 1” do 2” (zależnie od przewidywanego przepływu wody) z końcówką ssawną z filtrem siatkowym, pływakiem oraz zaworem zwrotnym, który instaluje się wewnątrz zbiornika. Jego zasadniczym zadaniem jest pobór wody ze zbiornika, ale jednocześnie stanowi on kolejny stopień oczyszczania wody oraz zabezpiecza ją przed skażeniem. Dzięki polietylenowemu pływakowi końcówka ssawna węża cały czas pływa na wysokości 15-20 cm poniżej lustra wody, skąd można pompować najczystszą wodę (na powierzchni mogą unosić się różnego rodzaju zanieczyszczenia). Ochronę przed zanieczyszczeniami zapewnia także filtr siatkowy na końcówce węża wykonywany ze stali nierdzewnej – wielkość oczka siatki 1,2 mm, natomiast ochronę przed skażeniem wody w zbiorniku – zaworów zwrotny z mosiądzu.
Uspokojony wlew (rys. 14). Ten element znacząco ogranicza prędkość napływającej do zbiornika wody, zapobiega tworzeniu przez nią zawirowań w zbiorniku oraz podnoszeniu się zanieczyszczeń, które już opadły na dno. Ponadto natlenia wodę znajdującą się przy dnie zbiornika, zapobiegając powstawaniu beztlenowych procesów rozkładu. Woda może spływać do uspokojonego wlewu rurą średnicy od DN110 do DN250.
Syfon przelewowy. Regularne przepełnianie zbiornika na deszczówkę ma kluczowe znaczenie dla jakości przechowywanej w nim wody. Zapobiega tworzeniu się warstwy zanieczyszczeń na jej powierzchni (kożucha), która może blokować dostęp tlenu i powodować procesy rozkładu beztlenowego. Dlatego też syfon przelewowy (rys. 15) powinien być na wyposażeniu każdego zbiornika na deszczówkę, umożliwiając usuwanie pływających na powierzchni wody zanieczyszczeń i tym samym natlenianie wody. Syfon powinien stanowić także zabezpieczenie przed gryzoniami – w tym celu wyposaża się go w siatkę ze stali nierdzewnej, która zapobiega wtargnięciu gryzoni do wnętrza zbiornika.

sotralenz14 sotralenz14b
14. Uspokojony wlew – element wykonawczy oraz schemat działania
sotralenz15
15. Syfon przelewowy


W następnym artykule przedstawię systemy pompowe, centrale deszczowe oraz elementy wykorzystywane do filtracji i dezynfekcji wody deszczowej już wprowadzonej do obiegu wewnątrz budynku.

 Autor: Artur Stadnik

homeWyszukiwarka

homeTagi

homeWydarzenia

UWAGA! Ten serwis używa cookies i podobnych technologii.

Brak zmiany ustawienia przeglądarki oznacza zgodę na to. Czytaj więcej…

Zrozumiałem