piątek, maj 24, 2019

    Najnowsze wydanie


 PI 9_10/2018
Okładka 9 10

 

Recykling wody deszczowej i wody szarej

sotr 9Mimo że w Polsce nie ma sprecyzowanych przepisów dotyczących wykorzystywania wody deszczowej czy szarej, coraz częściej przy inwestycjach w budownictwo mieszkaniowe i komercyjne rozważa się taki recykling. Powód jest oczywisty – wzrost opłat za wodę i kanalizację zwiększa opłacalność przedsięwzięć, rośnie też rynkowa wartość budynków.

Obecnie coraz popularniejsze stają się w Polsce rozwiązania techniczne pozwalające na wykorzystanie deszczówki w budynku (rys. 1). Zdecydowanie gorzej wygląda rozwój systemów oczyszczania i wykorzystania wody szarej, co jest związane głównie z wysokim kosztem instalacji, ale też barierą psychologiczną u części inwestorów – wątpliwościami co do powtórnego stosowania już raz zużytej wody. Wykorzystanie wody szarej wydaje się jednak perspektywiczne m.in. ze względu na stabilność zasilania (niezależność od opadów atmosferycznych) i opłacalne zwłaszcza w obiektach zbiorowego zakwaterowania, zakładach przemysłowych, centrach rekreacji i sportu oraz hotelach, czyli tam, gdzie jest zużywana duża ilość wody. Instalując system, można zaoszczędzić nawet do 40% wody wodociągowej. Zarówno wykorzystanie deszczówki, jak i wody szarej na potrzeby budynku, wymaga wykonania instalacji dualnej, za pomocą której oczyszczoną wodę będzie się przesyłać do punktów poboru. To zasadnicze podobieństwo, ponieważ układy te znacząco się różnią od siebie.

Instalacja deszczówki w budynku

sotr 1
1. Możliwości wykorzystania wody deszczowej w budynku
 
Zalety środowiskowe odzysku wody
Instalując system deszczowy lub system do oczyszczania wody szarej zyskujemy my, jako użytkownicy, ale także środowisko naturalne i to w wielu obszarach. Zalety stosowania tych systemów to m.in.:
  • zmniejszony pobór wody pitnej z rzek i innych zbiorników wodnych, a co za tym idzie mniejsze opłaty za pobór wody sieciowej;
  • mniejszy wpływ na środowisko dzięki mniejszej ilości ścieków, co oznacza ograniczenie rozbudowy sieci kanalizacyjnej i oczyszczalni ścieków;
  • zmniejszenie potrzebnego ciśnienia w sieci wodociągowej i kanalizacyjnej ze względu na mniejszy pobór wody i mniejszą ilość ścieków;
  • mniejsze zużycie energii i chemikaliów w porównaniu z tradycyjnym oczyszczaniem wody;
  • odbudowanie się poziomu wód gruntowych.

Zbieranie, magazynowanie i wy- korzystanie wody deszczowej zostało szczegółowo opisane w poprzednich wydaniach PI (3/2015 i 5/2015). Przypomnę więc tylko zasadnicze elementy takiej instalacji i wymogi. Jeśli woda ma być wprowadzona do budynku, konieczne jest wykonanie dualnej instalacji zasilającej – osobno do wody pitnej i osobno do deszczowej. Cały system jest odpowiednio rozbudowany (w stosunku do systemów ogrodowych) i często zautomatyzowany. Zwykle obejmuje:

  • zbiornik z pokrywą wykonany z polietylenu, wyposażony w pływający pobór wody, czyli wąż ssawny z sitem filtracyjnym, zaworem zwrotnym oraz kulą pływającą, a także syfon przelewowy i uspokajacz doprowadzający wodę w głąb zbiornika;
  • system filtracyjny;
  • układ pompowy.

Woda pobierana jest ze zbiornika za pomocą węża ssawnego, który połączony jest z przewodem tłoczącym wodę do budynku. Instalacja tłoczna po przejściu przez ścianę budynku doprowadza wodę do centrali deszczowej, która odpowiada za monitoring ilości wody w zbiorniku deszczowym oraz jej pompowanie pod odpowiednim ciśnieniem do poszczególnych punktów poboru. Centrala stanowi „mózg” całego systemu.

Oczywiście instalacja w budynku może być mniej lub bardziej rozbudowana, wszystko zależy od wymagań inwestora. Są jednak pewne minimalne wymagania, które trzeba spełnić niezależnie od skomplikowania układu – przedstawiam je poniżej.

Materiał odporny na korozję. Instalację deszczową (dualną) powinno się wykonywać z rur z tworzywa sztucznego, gdyż woda deszczowa jest korozyjna. Jej pH oscyluje między wartościami 5 i 7,5, przy czym jej jakość jest mocno powiązana z terenem, na którym jest zlokalizowany budynek.

Szczelność instalacji. Przewód tłoczny to najczęściej 1” rura PE. Wykonując tę część instalacji, należy dopilnować, aby połączenia między wężem ssawnym w zbiorniku a przewodem tłocznym były szczelne. Jeżeli popełni się błąd montażowy i nie uzyskania pełnej szczelności, do instalacji będzie zasysane powietrze, w konsekwencji czego może dojść do zapowietrzania systemu i ciągłego przełączania go przez centralę na pobór wody pitnej, mimo że w zbiornikach będzie zgromadzona woda deszczowa.

Odcięcie dopływu i odpływu wody. Instalacja powinna być w odpowiednich miejscach wyposażona w zawory odcinające, które w razie awarii lub innej potrzeby pozwolą szybko odciąć dopływ lub odpływ wody deszczowej.

Pomiar zużycia wody. Wprawdzie nie ma uregulowań prawnych dotyczących pomiarów ilości zużywanej wody deszczowej, jednak zaleca się, aby układ był wyposażony:

  • w wodomierz zliczający wodę deszczową, która jest pompowana do systemu;
  • w wodomierz zliczający wodę wodociągową dostarczoną do centrali deszczowej w przypadku braku wody deszczowej w zbiorniku.

Oznakowanie instalacji. Całą instalację wewnętrzną doprowadzającą wodę deszczową należy odpowiednio opisać (rys. 3), instalując tabliczki informacyjne „woda niezdatna do spożycia”, tak aby użytkownik wiedział, jaka część instalacji odpowiedzialna jest za wprowadzenie do budynku wody deszczowej (niezdatnej do spożycia).

Instalacja wody szarej

Europejska Norma 12056-1 definiuje wodę szarą jako wodę zabrudzoną, wolną od fekaliów. W praktyce pojęcie to oznacza nieprzemysłową wodę ściekową wytwarzaną w czasie różnych domowych procesów, takich jak mycie naczyń, kąpiel czy pranie, nadającą się w ograniczonym zakresie do powtórnego wykorzystania (do spłukiwania misek ustępowych, pisuarów czy podlewania terenów zielonych, rys. 5).W budynkach, w których wykorzystuje się wodę szarą, oprócz dualnej instalacji doprowadzającej do odbiorników oczyszczoną wodę szarą, należy także wykonać podwójny system kanalizacyjny (rys. 6).

Odzysk i oczyszczenie szarej wody wymagają zainstalowania podwójnego systemu kanalizacji. Pierwszego – do zbierania i odprowadzania do kanalizacji ścieków z fekaliami, pochodzących z misek ustępowych oraz pisuarów. Drugiego – do zbierania i odprowadzania do oczyszczenia i powtórnego wykorzystania ścieków z umywalek, wanien oraz prysznicy.

Podobnie jak w przypadku systemu deszczowego, instalacje doprowadzające wodę powinny być od siebie całkowicie odizolowane, aby nie doszło do kontaktu oczyszczonej wody szarej z wodą wodociągową. System powinien być odpowiednio opomiarowany za pomocą wodomierza, który będzie sumował ilość wody szarej oczyszczonej podawanej do systemu oraz ilość wody awaryjnie dolewanej do zbiornika. Zbiornik magazynowy czystej wody możemy uzupełniać zebraną wcześniej wodą deszczową.

sotr 2   sotr 4
2. Instalacja wody deszczowej w budynku wraz z filtrami narurowymi, zaworami odcinającymi, filtrem antyskażeniowym oraz manometrem
sotr 3 4. System zagospodarowania wody deszczowej Sotralentz EP5000 AT112 SINUS pozwalający na magazynowanie, a następnie wykorzystanie wody deszczowej do celów bytowo-gospodarczych zarówno wewnątrz budynku (spłukiwanie WC, pranie), jak i na zewnątrz (podlewanie trawnika, mycie auta). Elementy systemu: 1 – system rynnowy zbierający wodę deszczową z powierzchni dachowej; 2 – zbiornik podziemny; 3 – zespół filtracyjny „SINUS”; 4 – system poboru wody deszczowej; 5 – instalacja przelewu burzowego i ilościowego; 6 – centrala deszczowa; 7 – instalacja tłocząca wodę deszczową do odbiorników wewnątrz budynku (WC, pralka); 8 – punkt poboru wody deszczowej (podlewanie ogrodu, prace porządkowe); 9 – instalacja wody wodociągowej (awaryjne uzupełnienie centrali deszczowej wodą deszczową); 10 – przelew awaryjny centrali deszczowej 
3. Prawidłowy opis przewodów tłocznych instalacji wody deszczowej w budynku

Oczyszczanie wody szarej

Na rynku dostępnych jest kilkadziesiąt różnych systemów, które przygotowują wodę szarą do ponownego użycia. Głównie są to układy modułowe: od małych wydajności dobowych dla domów jednorodzinnych, do dużych instalacji o wydajności rzędu kilkuset m3/h. Oczyszczanie zebranej wody polega głównie na filtracji, czasem także na napowietrzaniu oraz dezynfekcji. Oczyszczona i przygotowana w ten sposób woda jest higienicznie czysta i może być powtórnie użyta. Systemy do oczyszczania wody szarej generalnie bazują na dwóch układach oczyszczania:

  • składającym się z trzech cykli; zazwyczaj jest to kolejno wstępna filtracja, napowietrzanie i mieszanie, aby poprawić warunki dla biologicznego oczyszczania, a na końcu – dezynfekcja w postaci lamp UV niszczących mikroorganizmy chorobotwórcze lub ozonatorów, które oprócz niszczenia patogenów poprawiają też jakość odpływającej wody przez dodatkowe utlenianie związków organicznych;
  • składającym się z dwóch cykli: napowietrzania ścieków zgromadzonych w zbiornikach w celu odpowiedniego ich natlenienia i pobudzenia do pracy mikroorganizmów, a następnie filtracji, najczęściej membranowej, która zatrzymuje najdrobniejsze zanieczyszczenia.

Małe systemy oczyszczania wody szarej w zależności od zaawansowania wykorzystują dwa lub trzy zbiorniki. W systemach dwuzbiornikowych, w pierwszym zbiorniku zachodzą procesy biologicznego oczyszczania oraz filtracji, drugi jest magazynem wody oczyszczonej, natomiast w systemach trzyzbiornikowych dwa zbiorniki zazwyczaj są poprzedzone zbiornikiem buforowym, do którego dopływa woda szara, która później jest podawana do systemu oczyszczania (rys. 8, 9). Oczyszczona i zdezynfekowana woda szara za pomocą układu pompowego jest podawana do odbiorników sanitarnych.

sotr 5   sotr 6
5. Miejsca wytwarzania oraz wykorzystania wody szarej   6. Schemat instalacji z systemem oczyszczania wody szarej w budynku

 

O wodzie w aktach prawnych
Podstawowym aktem prawnym regulującym gospodarowanie wodą jest ustawa Prawo wodne. W myśl tej ustawy korzystanie z wód polega na ich używaniu na potrzeby ludności oraz gospodarki i nie może ono powodować pogorszenia stanu ekologicznego wód i ekosystemów od nich zależnych.
Woda deszczowa. Zgodnie z wymaganiami rozporządzenia w sprawie warunków technicznych (WT), jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU Nr 75, poz. 690): Działka budowlana, na której sytuowane są budynki, powinna być wyposażona w kanalizację umożliwiającą odprowadzenie wód opadowych do sieci kanalizacji deszczowej lub ogólnospławnej. W razie braku możliwości przyłączenia do kanalizacji deszczowej lub ogólnospławnej, dopuszcza się odprowadzenie wód opadowych na własny teren nieutwardzony, do dołów chłonnych lub do zbiorników retencyjnych. W rozporządzeniu brakuje informacji, w jaki sposób woda deszczowa ma być zagospodarowana. Niestety, do dziś nie ma też normy wskazującej, jak wykonywać urządzenia budowlane służące do retencjonowania deszczówki, dlatego punktem odniesienia dla firm zajmujących się systemami zagospodarowania deszczówki są wzorce z innych państw, szczególnie z Niemiec. Brakuje także konkretnych wytycznych w sprawie procedur przy montażu takich systemów. Firmy instalacyjne bazują więc na wytycznych dotyczących przydomowych oczyszczalni ścieków (POŚ), które wymagają, aby budowę instalacji zgłosić w starostwie powiatowym.
W zakresie usytuowania (podobnie jak dla POŚ – w WT), należy przestrzegać zasad dotyczących umiejscawiania, wykopów oraz montażu elementów systemu w odniesieniu do innych istniejących lub planowanych obiektów oraz instalacji. Ważne jest, aby nie dopuścić do skażenia wtórnego wody wodociągowej wodą deszczową, dlatego urządzenia typu centrale deszczowe powinny mieć przerwę powietrzną typu AA, zgodnie z normą PN-EN 1717.
Warunki, które należy spełnić przy odprowadzeniu ścieków do wód lub do ziemi – w przypadku deszczówki dotyczy to odprowadzenia nadmiaru wody (po napełnieniu zbiornika) lub przelewu podczas dużej nawałnicy do systemu rozsączania – określa rozporządzenie Ministra Środowiska z 24 lipca 2006 r. Zgodnie z nim:
Wody opadowe oraz roztopowe wprowadzane do wód lub do ziemi nie mogą zawierać więcej niż 100 mg/l zawiesiny ogólnej, a także nie więcej niż 15 mg/l węglowodorów ropopochodnych.
W przypadku instalacji do wykorzystania deszczówki stosowanie separatorów będzie więc konieczne, gdy zamierza się zbierać wodę z dużych terenów parkingowych czy przemysłowych, gdzie odbywa się ruch kołowy. Nie dotyczy to raczej instalacji domowych. W Polsce nie jest obecnie wymagane pozwolenie dotyczące korzystania z systemu zbierania i wykorzystania wody deszczowej, jeżeli służy ona głównie do celów ogrodowych czy porządkowych. Jeżeli woda ta będzie zasilać odbiorniki typu WC, pralka, pisuar, instalację należy zgłosić w miejscowym zakładzie wodociągowym celem jej opomiarowania, ale gdy korzysta się z własnej oczyszczalni ścieków, takowego obowiązku nie ma.
Woda szara. Wykonanie instalacji wody szarej, należy rozpocząć od zaprojektowania oddzielnej kanalizacji sanitarnej, m.in. w oparciu o normę PN-EN 12056-2. Opisane są tam cztery typy systemów kanalizacyjnych, zależnie od projektowanego napełnienia podejść kanalizacyjnych lub rodzaju odprowadzanych ścieków. W Polsce najczęściej stosowany jest system I, w którym wykorzystany jest pojedynczy pion kanalizacyjny, najrzadziej – instalacja z rozdzielną kanalizacją sanitarną, czyli system IV, który polega na podziale pionów kanalizacyjnych na te do ścieków czarnych oraz te do szarych (kanalizacja dualna).
Podobnie jak w przypadku wody deszczowej, aktualnie w Polsce nie ma żadnych szczegółowych przepisów regulujących ponowne wykorzystanie ścieków szarych w budynkach czy wskazujących jakiekolwiek technologie w tym zakresie. Przy projektowaniu zaleca się korzystać z przepisów obowiązujących w państwach UE, gdzie wykorzystywanie wody szarej staje się coraz bardziej popularne, np. z brytyjskiej normy BS8525-1:2010, Greywater Systems. Zawarte są w niej metody projektowania, zasady montażu, jakość wody, monitoring, sposób eksploatacji czy oznakowanie instalacji. W przypadku dualnej instalacji wewnętrznej doprowadzającej wodę deszczową lub wodę szarą do punktów czerpalnych, należy opierać się na normie PN-EN 1717:2003.
Wielce prawdopodobne jest, że w najbliższym czasie obie kwestie zostaną odpowiednio znormalizowane. Trwają prace europejskiej grupy roboczej WG50, zajmującej się tworzeniem i aktualizacją norm europejskich w zakresie zagospodarowania wód deszczowych oraz oczyszczania i wykorzystania wody szarej.

Zużycie energii elektrycznej

sotr 7
7. Przykładowy filtr membranowy wraz z pompą mamutową

Aby wykorzystywać wodę deszczową i oczyszczoną wodę szarą, trzeba zainwestować w system, który będzie zbierał, oczyszczał i pompował wodę do odbiorników. Do jego pracy potrzebna jest energia elektryczna. Zdecydowanie mniej energii zużyje jednak system do wody deszczowej – głównie przy pompowaniu wody do odbiornika, niż system oczyszczania wody szarej. W tym drugim przypadku energia elektryczna będzie wykorzystywana przy procesie napowietrzania ścieków, a także przy dezynfekcji oraz pompowaniu oczyszczonej wody do systemu. Zapotrzebowanie na energię w dużej mierze jest zatem uzależnione od ilości wody, jaka musi być oczyszczona.

Odzysk ciepła

Przy rozważaniu inwestycji w system wykorzystania wody deszczowej czy wody szarej na potrzeby budynku, warto również zastanowić się nad jednoczesnym odzyskiem energii z tej wody. Odzysk ciepła z jednego czy drugiego czynnika może zdecydowanie obniżyć koszty eksploatacyjne budynku, ale też przyczynić się zwiększenia wartości nieruchomości czy uzyskania certyfikatów. Podstawą konstrukcji urządzeń do odzysku ciepła ze zużytej wody jest przeciwprądowy wymiennik ciepła, który instaluje się w miejscu wpływu zimnej wody do zasobnika ciepłej wody. Nośnikiem ciepła jest wówczas ciepła woda wypływająca z kranu, zmywarki czy pralki. Dzięki takiemu rozwiązaniu woda wpływająca do systemu grzewczego jest wstępnie podgrzana.

Potrzebne wsparcie systemowe

W związku z potrzebą redukcji emisji CO2, ostatnio w naszym kraju wiele się mówi o „zielonej energii”. Powstają programy finansujące budowę elektrowni wiatrowych, słonecznych czy też wykorzystujących biomasę, wspomaga się rozwój odnawialnych źródeł energii zarówno na poziomie małych inwestycji, jak i w dużej skali. Podnosi się wymogi efektywności energetycznej, udziela wsparcia związanym z tym przedsięwzięciom. Trudno się jednak oprzeć wrażeniu, że przy tym wszystkim zapomniano o najcenniejszym darze, bez którego nie będzie życia na naszej planecie, jakim jest woda pitna. O wodzie w Polsce mówi się zazwyczaj tylko przy okazji powodzi lub dotkliwych susz, ale po nadaniu krzykliwych relacji z wydarzeń temat szybko zanika. Tymczasem zasoby wody pitnej kurczą się w szybkim tempie, a dodatkowo Polska jest krajem mało zasobnym w wodę (poziom porównywalny z Egiptem). Dlaczego więc nic się nie robi, aby ten stan poprawić? Dobrym pomysłem byłoby wprowadzenie programów dofinansowania dla inwestorów, którzy chcą instalować systemy gromadzenia i wykorzystania wody deszczowej lub wody szarej, a także promowanie tych rozwiązań przez NFOŚiGW – przy wykorzystaniu odpowiednich kampanii informacyjnych.

sotr 8   sotr 9
8. Schemat oczyszczania wody szarej   9. Przykładowa instalacja trzyzbiornikowa do gromadzenia i oczyszczania wody szarej


Autor: Artur Stadnik

 

Mimo że w Polsce nie ma sprecyzowanych przepisów dotyczących wykorzystywania wody deszczowej czy szarej, coraz częściej przy inwestycjach w budownictwo mieszkaniowe i komercyjne rozważa się taki recykling. Powód jest oczywisty – wzrost opłat za wodę i kanalizację zwiększa opłacalność przedsięwzięć, rośnie też rynkowa wartość budynków.

homeWyszukiwarka

homeTagi

homeWydarzenia

UWAGA! Ten serwis używa cookies i podobnych technologii.

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

Zrozumiałem