Переробка сірої води - відмінна стратегія боротьби із посухою

Сад, зрошений сірою водою та дощовою водою, Лос-Анджелес. Джеремі Левін / Flickr, CC BY

Багато регіонів США борються з нестачею води. Великі райони Заходу змагаються з помірною до сильної посухи, в той час як Каліфорнія зараз перебуває в Росії п’ятий рік однієї з найбільш екстремальних посух в її історії. Навіть не посушливі регіони, такі як Південний Схід, не звільняються від нестачі води. У той же час стрімкий приріст населення збільшує попит на воду у багатьох найбільш дефіцитних у країні регіонах, включаючи Каліфорнію, Неваду, Арізону, Техас та Флориду.

В цих умовах деякі державні та місцеві органи влади шукають інноваційні способи економії води. Однією із стратегій, що привертає все більше уваги, є використання сірої води - води з мийки ванної кімнати, душових кабін, ванн, шайб для одягу та мийки для білизни, але не з туалетів чи кухонь - для цілей, крім пиття, наприклад промивних туалетів.

Нещодавно Національні академії наук, техніки та медицини опублікували a доповідь який аналізує потенціал повторного використання сірих вод, наявні технології очищення та ризики для здоров’я та навколишнього середовища, пов'язані з повторним використанням. Комітет дослідження, в якому я працював, дійшов висновку, що повторне використання сірої води може покращити збереження води за рахунок розширення місцевих запасів води та забезпечення посухостійкого місцевого джерела води цілий рік.

Кілька способів використання

У постраждалих від посухи регіонах домогосподарства та підприємства вже почали використовувати сіру воду, а деякі будівельники встановлюють подвійні водопровідні системи в нових розробках для постачання очищеної сірої води для промивання туалету та, можливо, інших невідкладних цілей, таких як поливи садів. Замість того, щоб направляти в каналізацію, вода з душових камер або раковин зберігається у спеціалізованих резервуарах і обробляється залежно від способу її використання на місці.

Система переробки сірої води з рекуперацією тепла. Wipeout 997 / Wikimedia, CC BY-SAПовторне використання сірих вод не є новою стратегією, але протягом багатьох років водопровідні коди вимагають комбінування сірої води з чорною водою (стічні води з туалетів) та очищення через ту ж систему, що і каналізація. Однак за останнє десятиліття багато держав переглянули свої закони, що відображає зростаючий інтерес до використання сірих вод. Станом на 2014, стани 26 дозволяється деяка форма використання сірої води.

Просто використовувати повторно сіру воду для промивання туалетів зменшити споживання води в домашніх умовах на 24 відсотків, в середньому. Використання обробленої сірої води для задоволення потреб у воді для промивання туалету та прання може потенційно зменшити попит майже на 36 відсотків. Повторне використання сірих вод у нових багатоквартирних будинках дає чітку економію масштабу, але нам потрібно більше даних про вартість таких систем.

У посушливих регіонах, таких як Південна Каліфорнія, наш звіт показав, що повторне використання сірої води в побутових масштабах забезпечує більшу потенційну економію води (до 13 відсотків від загального водокористування), ніж захоплення дощової води з стоку на даху за допомогою великої цистерни (до 5 відсотків). Це тому, що сіра вода забезпечує постійне джерело води протягом літніх місяців, коли мало опадів або взагалі немає.

Власники будинків часто встановлюють сірі водні системи для досягнення енергоефективності та забезпечення надійного постачання води для мінімального зрошення під час посух. Однак повторне використання сірих вод для деяких програм може насправді не економити воду.

Пілотні дослідження повторного використання сірих вод для зрошення в програмах "Прання до ландшафту" в м Довгий пляж і Сан Франциско, Каліфорнія показали, що це фактично може призвести до збільшення використання води. Це може статися тому, що власники будинків розширюють свої ландшафтні ділянки або використовують більше води для інших цілей, коли у них є сіра вода.

Якщо збереження води є головною метою, першим кроком має бути зменшення споживання води на відкритому повітрі, а не використання сірої води для збереження ландшафтного дизайну, що не відповідає місцевим кліматичним умовам. Наприклад, у посушливих регіонах водоефективне озеленення забезпечує значно більші скорочення потреби в воді, ніж повторне використання сірої води.

Повторне використання сірої води для промивання туалету та іншого використання в приміщенні надає найбільші можливості для збереження води і не зменшує кількість води, доступної для споживачів води нижче за течією, як це може використовуватися для зовнішнього зрошення. Це особлива цінність у багатьох західних штатах, де закони про воду обмежити використання альтернативних запасів води для захисту доступності води для власників прав на воду за течією.

Потреба в керівництві

Сіра вода містить бактерії та збудники хвороб, тому її потрібно обробляти для використання в приміщенні. Лікування включало б дезінфекцію як мінімум, а іноді й видалення розчиненої органічної речовини. Системи для повторного використання сірого води в приміщенні потребують спеціальних водопровідних функцій, включаючи запобігання зворотного потоку та процеси очищення сірих вод. Ці системи повинні бути встановлені сертифікованим сантехніком, і технічне обслуговування має вирішальне значення.

Однак у багатьох штатах та місцевостях не було прийнято вказівок чи правил щодо використання сірих вод у приміщенні. Лос-Анджелес щойно вийшов вказівки щодо використання в приміщенні альтернативних джерел води, наприклад, сіра вода, на початку цього року. Сан-Франциско також розробив Програма без питної води в 2012, що включає використання сірої води для внутрішніх потреб.

Доступні стратегії лікування для видалення забруднюючих речовин із сірої води, але відсутність широко прийнятих вказівок щодо лікування для різних видів використання обмежує більш широке використання сірої води для внутрішнього використання. Розробка суворих, орієнтованих на ризик керівних принципів для громад, які їх не мають, може покращити безпеку та створити довіру громадськості, зменшуючи при цьому витрати на непотрібне лікування.

Загальний стандарт лікування також може дати можливість компаніям розробити системи лікування, які можна широко застосовувати, тим самим зменшуючи витрати для споживачів. The Федерація досліджень водного середовища в даний час спонсорує експертну колегію Національного інституту водних досліджень для розробки керівних принципів щодо використання в приміщенні альтернативних запасів води, таких як сіра вода.

Однак одне керівництво щодо лікування недостатньо для захисту здоров'я населення. Повторне використання сірих вод для задоволення потреб у приміщенні є найбільш практичним у сусідньому або багатоквартирному масштабі, де існує діюча система для нагляду за експлуатацією та обслуговуванням.

Важливо забезпечити, що системи функціонують так, як вони були розроблені для роботи, щоб людина не піддавався ризику для здоров'я від неправильно обробленої сірої води. Але нагляд за ними може створити додаткові тягарі для департаментів охорони здоров'я, які вже можуть бути розтягнуті. Місцеві правоохоронні органи отримали б користь від додаткових експертних рекомендацій щодо відповідних, економічно ефективних стратегій обслуговування, моніторингу та звітності.

При належному лікуванні та обслуговуванні систем повторного використання сіра вода може забезпечити безпечне та надійне місцеве водопостачання для мізерних міст.

Стефані Джонсон, старший співробітник Колегії з водних наук та технологій Національних академій наук, техніки та медицини, внесла свій вклад у цю статтю.