Серая вода - Greywater

Слева: образец серой воды из офисного здания. Справа: та же серая вода после обработки в мембранном биореакторе.

Серая вода (или серая вода , sullage , также называемая серая вода в Соединенных Штатах) относится к бытовым сточным водам, образующимся в домашних хозяйствах или офисных зданиях из потоков без фекального загрязнения, т. Е. Всех потоков, кроме сточных вод из туалетов. Источники серой воды включают раковины , душевые , ванны , стиральные или посудомоечные машины. Поскольку серая вода содержит меньше патогенов, чем бытовые сточные воды, с ней, как правило, безопаснее обращаться, легче обрабатывать и повторно использовать на месте для смыва туалетов , ландшафтного орошения или орошения сельскохозяйственных культур и других непитьевых целей. В серой воде все еще могут содержаться патогены после стирки загрязненной одежды или мытья анальной области в душе или ванне.

Применение повторного использования серой воды в городских системах водоснабжения обеспечивает существенные преимущества как для подсистемы водоснабжения , поскольку снижает потребность в свежей чистой воде , так и для подсистем сточных вод за счет уменьшения количества сточных вод, требуемых для транспортировки и очистки. Очищенная серая вода имеет множество применений, например, для смыва туалета или орошения.

Обзор

Пример источника серой воды в доме: грязная вода после мытья пола
Городская децентрализованная очистка серых вод с построенными водно-болотными угодьями в Осло
установка очистки сточных вод с мембранным биореактором в подвале офисного здания во Франкфурте

Качественный

Серые воды обычно содержат следы человеческих отходов и, следовательно, не свободны от патогенов. Фекалии появляются при мытье анальной области в ванне и душе или в прачечной (стирка нижнего белья и подгузников). Качество серой воды может быстро ухудшаться во время хранения, поскольку она часто бывает теплой и содержит некоторые питательные вещества и органические вещества (например, мертвые клетки кожи), а также патогены. Накопленная серая вода также приводит к неприятному запаху по той же причине.

Количество

В домохозяйствах с обычными туалетами со смывом «серая вода» составляет около 65% от общего объема сточных вод, производимых этим домом. Это может быть хороший источник воды для повторного использования, потому что существует тесная взаимосвязь между производством серой воды и потенциальным спросом на воду для смыва туалетов.

Практические аспекты

Неправильное соединение труб может привести к тому, что резервуары для серой воды будут содержать определенный процент черной воды.

Небольшие следы фекалий, которые попадают в поток серой воды через сточные воды из душа, раковины или стиральной машины, не представляют практической опасности в нормальных условиях, если серая вода используется правильно (например, просачивается из сухого колодца или используется правильно. в сельском хозяйстве ирригации).

Терминология

В региональном использовании Гонконга альтернативным термином для серой воды является «грязная вода».

Процессы лечения

«Башни» серой воды используются для очистки и повторного использования серой воды в Арба-Мынче.
Подземный резервуар для рециркуляции серой воды

Отдельная очистка серой воды подпадает под концепцию разделения источников , которая является одним из принципов, обычно применяемых в подходах к экологической санитарии . Основное преимущество отделения серой воды от сточных вод туалета состоит в том, что количество патогенов значительно снижается, и, следовательно, серую воду легче обрабатывать и повторно использовать.

Когда серая вода смешивается со сточными водами туалета, это называется сточными водами или черными водами, и их следует очищать на очистных сооружениях или на местных очистных сооружениях, которые часто представляют собой септическую систему.

Серая вода из кухонных раковин содержит жиры , масла и жир , а также большое количество органических веществ. Перед сбросом в резервуар для серой воды он должен пройти предварительную очистку от этих веществ. Если это сложно применить, его можно направить в канализацию или в существующую канализацию .

Большую часть серой воды легче обрабатывать и перерабатывать, чем сточные воды, из-за более низкого уровня загрязнителей. При сборе с использованием отдельной водопроводной системы из черной воды, бытовая серая вода может быть переработана непосредственно в доме, саду или на предприятии и использована либо немедленно, либо обработана и сохранена. При хранении его необходимо использовать в течение очень короткого времени, иначе он начнет гнить из-за органических твердых веществ в воде. Переработанная серая вода такого типа никогда не бывает безопасной для питья , но можно использовать несколько этапов обработки, чтобы получить воду для мытья или смыва туалетов.

Процессы очистки, которые могут использоваться, в принципе такие же, как и процессы, используемые для очистки сточных вод, за исключением того, что они обычно устанавливаются в меньшем масштабе (децентрализованный уровень), часто на уровне дома или здания:

На построенных заболоченных территориях растения используют загрязнители серой воды, такие как частицы пищи, в качестве питательных веществ для своего роста. Однако остатки соли и мыла могут быть токсичными как для микробов, так и для растений, но могут поглощаться и разлагаться через построенные водно-болотные угодья и водные растения, такие как осока , тростник и травы.

Повторное использование

Мировые запасы водных ресурсов ухудшаются. Согласно отчету Организации Объединенных Наций, к 2025 году нехватка воды затронет 2,7 миллиарда человек, что означает, что каждый третий человек в мире будет затронут этой проблемой. Повторное использование серой воды стало хорошим способом решения этой проблемы, и повторное использование сточных вод также называют оборотной или очищенной водой .

Преимущества

Спрос на обычное водоснабжение и давление на системы очистки сточных вод снижается за счет использования серой воды. Повторное использование серой воды также снижает объем сточных вод, попадающих в водотоки, что может быть экологически выгодным. Во время засухи, особенно в городских районах, использование серой воды в садах или туалетных системах помогает достичь некоторых целей экологически устойчивого развития .

Потенциальные экологические преимущества рециркуляции серой воды включают:

На юго-западе США и на Ближнем Востоке, где доступное водоснабжение ограничено, особенно с учетом быстро растущего населения, существует настоятельная необходимость внедрения альтернативных водных технологий.

Потенциальные экономические выгоды от рециркуляции серой воды включают:

  • Может снизить потребность в пресной воде , а когда люди сокращают использование пресной воды, стоимость потребления воды для бытовых нужд значительно снижается, одновременно снижая нагрузку на глобальные водные ресурсы.
  • Может уменьшить количество сточных вод, попадающих в канализацию или систему очистки на месте.

Безопасность

Использование серой воды для орошения кажется безопасной практикой. Эпидемиологическое исследование 2015 года не выявило дополнительного бремени болезней среди пользователей серой воды, орошающих засушливые районы. Также изучалась безопасность повторного использования серой воды в качестве питьевой. Несколько органических микрозагрязнителей, включая бензол, были обнаружены в серых водах в значительных концентрациях, но большинство загрязняющих веществ были в очень низких концентрациях. Фекальное загрязнение, периферические патогены (например, кожа и слизистые ткани) и патогены пищевого происхождения являются тремя основными источниками патогенов в серой воде.

Повторное использование серой воды при смывании туалетов и орошении сада может привести к образованию аэрозолей . Они могут передавать болезнь легионеллы и представлять потенциальный риск для здоровья людей. Однако результат исследования показывает, что риск для здоровья из-за повторного использования серой воды либо для полива сада, либо для смыва туалетов не был значительно выше, чем риск, связанный с использованием чистой воды для тех же действий.

Орошение

Предполагается, что большая часть серой воды содержит некоторые компоненты типа «черной воды», в том числе патогены . Серую воду следует наносить ниже поверхности, где это возможно (например, через капельную линию поверх почвы, под мульчей или в траншеях, заполненных мульчей), а не распылять, так как существует опасность вдыхания воды в виде аэрозоля .

В любой системе с серой водой важно избегать токсичных материалов, таких как отбеливатели, соли для ванн , искусственные красители, очищающие средства на основе хлора , сильные кислоты / щелочи , растворители и продукты, содержащие бор , который в больших количествах токсичен для растений. Большинство чистящих средств содержат соли натрия , которые могут вызывать чрезмерную щелочность почвы , препятствовать прорастанию семян и разрушать структуру почвы за счет диспергирования глины. Почвы, орошаемые системами серой воды, могут быть изменены с помощью гипса ( сульфата кальция ) для снижения pH . Чистящие средства, содержащие аммиак , безопасны в использовании, так как растения могут использовать его для получения азота. Исследование орошения серой водой, проведенное в 2010 году, не выявило серьезных последствий для здоровья растений и предполагает, что накопление натрия в значительной степени зависит от степени вертикальной миграции серой воды через почву.

Некоторое количество серой воды можно поливать прямо из раковины в сад или контейнерное поле, получая дополнительную очистку от жизни почвы и корней растений.

Рекомендуется использовать нетоксичное мыло с низким содержанием натрия и средства личной гигиены для защиты растительности при повторном использовании серой воды для целей орошения.

Повторное использование в помещении

Переработанная серая вода из душевых и ванн может использоваться для смыва туалетов в большинстве европейских и австралийских юрисдикций, а также в юрисдикциях Соединенных Штатов, которые приняли Международный кодекс по сантехнике .

Такая система могла бы обеспечить сокращение потребления воды средним домохозяйством на 30%. Опасность биологического заражения устраняется с помощью:

  • Резервуар для очистки для удаления плавающих и тонущих предметов.
  • Интеллектуальный механизм управления, который смывает собранную воду, если она хранилась достаточно долго, чтобы быть опасной; это полностью позволяет избежать проблем с фильтрацией и химической обработкой.

Рециркуляция серой воды без очистки используется в некоторых жилищах для применений, где питьевая вода не требуется (например, для орошения садов и земель, смыва туалетов ). Его также можно использовать в жилищах, когда серая вода (например, из дождевой воды ) уже достаточно чиста с самого начала и / или не была загрязнена неразлагаемыми химическими веществами, такими как ненатуральное мыло (таким образом, вместо этого используются натуральные чистящие средства). Не рекомендуется использовать воду, которая находилась в системе фильтрации серой воды более 24 часов, поскольку в ней накапливаются бактерии, влияющие на воду, которая используется повторно.

Из-за ограниченной технологии очистки очищенная серая вода все еще содержит некоторые химические вещества и бактерии, поэтому при использовании очищенной серой воды в домашних условиях следует соблюдать некоторые меры безопасности.

Рекуперация тепла

В настоящее время доступны устройства, которые улавливают тепло от бытовых и промышленных серых вод с помощью процесса, называемого рекуперацией тепла сточной воды, рекуперацией тепла серой воды или рециркуляцией тепла горячей воды .

Вместо того, чтобы течь непосредственно в устройство для нагрева воды, поступающая холодная вода сначала проходит через теплообменник, где она предварительно нагревается теплом серой воды, вытекающей из таких действий, как мытье посуды или принятие душа. Обычные бытовые устройства, получающие серую воду из душа, могут утилизировать до 60% тепла, которое в противном случае было бы потрачено впустую.

Нормативные документы

Соединенные Штаты

Государственное регулирование, регулирующее бытовое использование серой воды для орошения ландшафтов (отвод для повторного использования), все еще находится в стадии развития и продолжает получать более широкую поддержку, поскольку фактические риски и выгоды рассматриваются и рассматриваются в более четкой перспективе.

«Серые воды» (по чисто юридическому определению) считаются в некоторых юрисдикциях «сточными водами» (все сточные воды, включая сточные воды и туалетные отходы), но в штатах США, которые принимают Международный кодекс по сантехнике , они могут использоваться для подпочвенного орошения и для смыв туалетов, а в штатах, где принят Единый Кодекс по сантехнике , его можно использовать в подземных полях для удаления сточных вод, которые сродни неглубоким полям для удаления сточных вод.

Вайоминг разрешает поверхностное и подпочвенное орошение и другое неспецифическое использование серой воды в соответствии с политикой Департамента качества окружающей среды, принятой в марте 2010 года. Калифорния , Юта , Нью-Мексико и некоторые другие штаты разрешают истинное подпочвенное капельное орошение серой водой. Там, где серые воды по-прежнему считаются сточными водами, они связаны теми же нормативными процедурами, которые приняты для обеспечения установки правильно спроектированных септических ям и систем удаления сточных вод, обеспечивающих долгий срок службы системы, а также для контроля распространения болезней и загрязнения. В таких регулирующих юрисдикциях это обычно означало, что отведение бытовых серых вод для орошения ландшафтов либо не разрешалось, либо не поощрялось дорогостоящими и сложными требованиями к утверждению системы канализации. Более широкое законное общественное отведение серой воды для орошения ландшафтов впоследствии было затруднено, что привело к тому, что повторное использование серой воды по-прежнему широко используется домовладельцами за пределами законных средств и предпочтение от них.

Однако, когда водосбережение становится необходимостью во все большем числе юрисдикций, давление со стороны бизнеса, политиков и общественности заставило регулирующие органы серьезно пересмотреть фактические риски в сравнении с фактическими выгодами.

В настоящее время все большее число регулирующих органов признают и принимают, что микробиологические риски повторного использования серой воды на уровне отдельного жилища, жители которого уже хорошо знали об этой серой воде, на самом деле представляют собой незначительный риск при надлежащем управлении без необходимости обременительных процедур утверждения. . Это отражено в недавно опубликованных правилах отвода серой воды Государственного департамента штата Новый Южный Уэльс и в недавнем принятии законодательства о серой воде в штате Монтана . На законодательной сессии 2009 года штат Монтана принял закон о расширении использования серой воды в многоквартирных и коммерческих зданиях. Департамент качества окружающей среды уже разработал правила и инструкции по проектированию систем повторного использования серой воды для всех этих применений. Существующий персонал будет рассматривать системы, предложенные для новых подразделений, вместе с обзором всех других компонентов системы сточных вод.

Строгие требования в отношении разрешений в Остине, штат Техас , привели к выдаче только одного разрешения на использование серых вод для жилых помещений с 2010 года. Сформирована рабочая группа для оптимизации процесса выдачи разрешений, и в 2013 году городские власти создали новый кодекс, который упростил требования, в результате чего было выдано еще четыре разрешения. .

В Калифорнии в последние годы была предпринята попытка решить проблему «серой воды» в связи с целями штата по сокращению выбросов парниковых газов (см. AB 32 ). Поскольку большое количество энергии (электричества) используется для перекачивания, очистки и транспортировки питьевой воды в пределах штата, водосбережение было определено как один из нескольких способов, с помощью которых Калифорния стремится сократить выбросы парниковых газов.

В июле 2009 года Комиссия по строительным стандартам Калифорнии (CBSC) одобрила добавление главы 16A «Системы повторного использования непитьевой воды» к Сантехническим кодексам Калифорнии 2007 года. Постановления о чрезвычайных ситуациях, разрешающие системы повторного использования «серой воды», были впоследствии поданы в Государственный секретарь Калифорнии в августе 2009 года и вступили в силу сразу после подачи. Законопроект 371 собрания (Goldberg 2006) и законопроект Сената 283 (DeSaulnier 2009) предписали Департаменту водных ресурсов Калифорнии (DWR) в консультации с Департаментом здравоохранения штата принять и представить в соответствии с правилами CBSC версию Приложения для штата. J (переименована в главу 16, часть 2) Единого сантехнического кодекса, чтобы обеспечить стандарты проектирования для безопасной установки в зданиях систем питьевой и оборотной воды. Ноябрь 2009 года CBSC единогласно проголосовал за принятие Калифорнийского кодекса двойного водопровода, который устанавливает стандарты штата для систем водоснабжения питьевой и оборотной воды в коммерческих, торговых и офисных зданиях, театрах, аудиториях, кондоминиумах, школах, отелях, квартирах, бараках, общежитиях, тюрьмах и т. Д. тюрьмы и исправительные учреждения. Кроме того, Калифорнийский Департамент жилищного строительства и общественного развития имеет стандарты «серой воды», а DWR также предложила стандарты проектирования двойной сантехники.

В Аризоне «серая вода» определяется как вода с БПК5 менее 380 мг / л, TSS <430 и содержанием жиров, масел и жиров (FOG) не более 75 мг / л. Компания Water Arizona рекомендует людям избегать прямого контакта с серой водой. В основном серые воды используются для подземного капельного орошения, поскольку поверхностное орошение не допускается. В Аризоне существует три типа использования: до квоты 400 галлонов в сутки на семью (около 1500 литров в день) разрешение не требуется для использования серой воды, разрешение от 400 до 3000 галлонов в сутки (1500 и 11355 литров в день соответственно). требуется и более 3000 галлонов в сутки (> 11 355 л в день) считается традиционным предприятием по очистке сточных вод. Другие ограничения включают ограничения на контакт, ограничения на использование на травянистых пищевых заводах, исключение опасных материалов и эффективное отделение от поверхностных вод.

Единый водопроводный кодекс, принятый в некоторых юрисдикциях США, запрещает использование сточных вод внутри помещений.

Объединенное Королевство

Рециркуляция серой воды относительно редко встречается в Великобритании, в основном из-за очень низких финансовых затрат и воздействия на окружающую среду водопроводной воды. Системы серой воды должны соответствовать BS8525 и Правилам водоснабжения (водопроводной арматуры) , чтобы избежать риска для здоровья.

Серая вода из помещений с одной канализацией может быть повторно использована на территории для декоративного орошения, орошения садов и газонов, смыва туалетов. Варианты повторного использования включают тростниковый слой с горизонтальным потоком (HFRB), тростниковый слой с вертикальным потоком (VFRB), систему рециркуляции воды с зеленой крышей (GROW), мембранный биореактор (MBR) и мембранный химический реактор (MCR).

Канада

Хотя Канада богатая водой страна, центр страны замерзает зимой, а летом случаются засухи. Есть места, где полив на открытом воздухе ограничен в сухой сезон, некоторая часть воды должна быть доставлена ​​из внешнего источника или затраты на месте высоки. В настоящее время стандарты повторного использования серой воды не являются строгими по сравнению с другими странами.

Национальный сантехнический кодекс, который полностью или частично принимается провинциями, указывает, что системы непитьевого водоснабжения должны использоваться только для снабжения туалетов и подземных ирригационных систем, сбор дождевой воды с водосточными желобами включен как форма серой воды. Министерство здравоохранения Канады опубликовало руководство по использованию серой воды для смыва туалетов, а строительные нормы Британской Колумбии включают подпочвенное орошение серой водой. В Альберте «Восстановленные сточные воды из любого источника нельзя использовать внутри страны, если они не одобрены и не проходят испытания и мониторинг качества воды со стороны местного муниципалитета». Саскачеван также обрабатывает серые воды как сточные воды.

Австралия

Бытовая серая вода с одного зараженного участка может быть повторно использована на территории декоративного сада, а также для полива газонов, смыва туалетов и стирки, в зависимости от типа серой воды и уровня очистки. Некоторые люди разумно повторно используют общий вес, но другие используют его еще хуже (без какой-либо обработки), например, купаются в ванне или просто переливают воду для стирки на лужайку, где дети и домашние животные могут подвергаться прямому воздействию. Департамент здравоохранения и общественных услуг (DHCS) уделяет особое внимание охране здоровья населения, а затем принимает меры по контролю и минимизации рисков для здоровья населения, связанных с повторным использованием «серой воды».

Кипр

Правительство Кипра реализовало четыре субсидии для экономии воды: буровые установки, бурение с уборными, установка систем циркуляции горячей воды и установка систем рециркуляции серой воды.

Иордания

Акцент на использовании серой воды в Иордании преследует две основные цели: сохранение водных ресурсов и социально-экономические аспекты. Амманская Исламская сеть развития и управления водными ресурсами (INWRDAM) в Иордании содействовала проведению исследований по повторному использованию сточных вод в Иордании. В настоящее время исследования серой воды в Иордании финансируются в основном Международным исследовательским центром развития (IDRC) в Оттаве, Канада, для установки и использования систем серой воды, основанных на создании небольших систем водно-болотных угодий в частных домохозяйствах. Стоимость этой системы составляет около 500 долларов США на семью.

Смотрите также

использованная литература