Nijanse sive. Projektovanje zgrada da čiste i ponovo koriste otpadnu vodu

18.04.2013. | Build magazin

Sistemi prečišćavanja sivih voda na licu mesta nude efikasno rešenje za očuvanje vode, samo ukoliko su projektanti spremni da ulože vreme i trud, a investitori radi da ih plate.

„Ili dovedete vodu u Los Anđeles, ili dovedete Los Anđeles do vode.“ Kada je glumac Džon Hjuston u filmu Chinatown, izgovorio tu čuvenu rečenicu, on je mislio na vodoprivrednu zaveru u srcu filma. Ali, on nije uspeo da navede treće potencijalno rešenje nestašice vode: reciklažu.

Bitka oko kalifornijske reke Ovens koja je inspirisala film iz 1974. godine je odavno zaboravljena, ali sporovi oko vode se nastavljaju i danas. Sa povećanom svetskom populacijom, procenama Ujedinjenih nacija da oko milijardu ljudi nema pristupa čistoj vodi, pitanja i borba oko svake kapi vode će samo eskalirati. Prema procenama Agencije za zaštitu životne sredine Sjedinjenih Američkih Država, amerikanci svakodnevno koriste 99 milijardi litara vode, od kojih se 30% koristi na otvorenom, prvenstveno za navodnjavanje, i 13% za konzumiranje.

Sa sve češćim pojavama suša koje pogađaju svet, upravljanje vodama i konzervacija vode u objektima su postali još kritičnija pitanja nego ranije. Pored nestašica vode zbog ekstremnih klimatskih događaja, ekološke i ekonomske prednosti koje sistemi za reciklažu i tretman otpadnih voda nude čine ih važnim temama koje bi arhitekte trebalo da razmatraju.

Šta su otpadne vode?

Prvo, brzi kurs o tipovima otpadnih voda: Sive vode se sastoje od otpadnih voda iz lavaboa, mašina za pranje sudova i veša, fontana sa vodom za piće i tuševa. Kod komercijalnih zgrada, voda iz mehaničkih sistema, kao i voda koja se koristi za čišćenje takođe mogu da spadaju u ovu klasifikaciju. Sive vode ne uključuju vodu koja je može da dođe u kontakt sa fekalnim materijama. Ona se može podeliti na tamnu sivu vodu - više zagađenu vodu iz kuhinjskih lavaboa i mašina za pranje sudova koje sadrže masti i delove hrane; i svetlu sivu vodu - koja dolazi iz kuhinjskih lavaboa, kada i tuševa.

Crna voda, više kontaminirani pandan sivoj vodi, uključuje neprečišćenu vodu koja sadrži ili ima rizik od stupanja u kontakt sa ljudskim otpadom iz toaleta i pisoara; neke opštine, gradovi i države kategorizuju vodu za pranje pelena kao crnu vodu. Tretman i ponovna upotreba otpadnih voda, posebno crne vode, je koncept koji je još uvek u povoju i on obično produžava vreme dobijanja građevinskih dozvola, a na kraju ipak ne mora biti odobren. Ali u regionima gde je nestašica vode uobičajena, stambeno prečišćavanje sive vode postoji već neko vreme, kaže Kejti Spataro (Katie Spataro), direktor istraživanja u Kaskadija savetu zelene gradnje (Cascadia Green Building Council). „Mnogo država je sada usvojilo propise, posebno kada vide vrednost (u smanjenju potršnje vode).“ Propisi variraju od države do države i od okruga do okruga, i upotreba sistemi prečišćavanje sivih voda više preovladava u zapadnim i južnim državama.

Za arhitekte koji nisu upoznati sa projektovanjem sistema za prečišćavanje otpadnih voda na licu mesta, postavljanje sistema za sive vode u tandemu sa drugim metodama smanjenja potrošnje vode, poput česama sa niskim protokom i sakupljanjem kišnice, jeste veliki korak ka smanjanju ukupne potrošnje pijaće vode jedne zgrade.

Odlazak u sivilo

Bez obzira na njihovu veličinu i kapacitet, sistemi prečišćavanja sivih voda uglavnom obuhvataju iste osnovne komponente: cevi za sakupljanje na izvoru i za prenos do mehanizma za filtriranje; septičku jamu ili rezervoar gde se sakupljena tečnost drži radi tretmana ili se podvrgava tretmanu; i sistem filtracije za uklanjanje otpada i prašine. Većina sistema takođe zahteva pumpu kako bi se filtrirana otpadna voda pomerila do tačke ponovnog korišćenja, iako mnogi koriste princip gravitacije. Na primer, zgrada može poslati sivu vodu na nižem stepenu spolja za podzemno navodnjavanje.

Sistemi prečišćavanja sivih voda kreću se u rasponu od jednostavnih proizvoda sa polica za kuću, koji recikliraju otpadnu vodu iz sudopere za upotrebu u ispiranju toaleta, do složenih, prilagođenih sistema za velike komercijalne projekte. Svi oni se oslanjanju na neki metod filtracije ili tretmana. Ispod ćete naći pregled prednosti i mana nekoliko zajedničkih metoda, opisano od strane Pacifičkog instituta (Pacific Institute), neprofitne organitacije za ekološka istraživanja iz Kalifornije:

  • Filteri sa aktivnim ugljem ugrađeni u odvodne cevi mogu jednostavno i efikasno da uklone mnoge organske hemikalije i neorganska jedinjenja, kao što je hlor, iz otpadnih voda. Ali ovi filteri su skupi i ne uklanjanju sve nečistoće. Ovi nedostaci se primenjuju i na peščane filtere, kao i filtere od kore ili biljaka, od kojih su svi podložni začepljenjima.
  • Aerobni biološki tretman podrazumeva pumpanje kiseonika u otpadne vode dok je ona u rezervoarima kako bi se nahranile korisne bakterije, koje se zauzvrat hrane organskim zagađivačima. Iako je njegov dizajn mnogo komplikovaniji, ovaj sistem omogućava skaladištenje prečišćene sive vode na licu mesta.
  • Membranski bioreaktori kombinuju bio-loški tretman – korišćenjem mikroorganizma koji konzumiraju zagađivače – sa filtracijom za uklanjanje nečistoća i patogena. U principu, oni su veoma efikasni.
  • Hemikalije kao što su ozon i hlor, takođe mogu da se koriste za dezinfekciju bakterija, organske materije, ostataka deterdženta i drugih zagađivača za dugoročno skladištenje sive vode. Zbog toksičnih nusprodukta od ovih hemikalija (iako minimalnih u količini), ova opcija je manje ekološka, tako da je ultraljubičasto (UV) svetlo steklo popularnost za dezinfekciju. UV svetla funkcionišu tako što remete DNK patogena, čineći ga bezopasnim.

Većina sistema za prečišćavanje sivih voda koji se primenjuju u zgradama koriste kombinaciju dva ili više metoda koje su pomenute gore.

Transport sive vode do njenog krajnjeg odredišta za ponovno korišćenje (poput navodnjavanja ili za vodokotlić) što je brže moguće je imperativ, kaže Pit Munjoz (Pete Muñoz), viši inženjer u preduzeću za konzervaciju i ekološku restauraciju Biohabitats. „Trik sa prečišćenom sivom vodom jeste da je iskoristite što brže možete, u roku od 12 do 24 sata, i da ne dozvolite da ona stoji i da se raspadne unutar rezervoara ili vodovoda.“ Problem, kaže on, jeste da mnogi državni normativi preciziraju da septičke jame (koje mogu biti potrebne za prečišćavanje sive vode na licu mesta) moraju biti veličine za dvodnevno zadržavanje. Ako se siva voda drži u takvim posudama slične veličine u toliko dugom vremenskom periodu, ona će začepiti odvod kada se pusti.

Studentsko stanovanje - Barrett

Za sistem za preradu sive vode Državnog univerziteta Arizone, Munjoz i Biohabitats su projektovali sanacioni sistem sa kapacitetom od 10.000 galona dnevno, koji procesuira vodu iz tuševa i lavaboa prebivališta Barrett sa 1.700 kreveta i kanališe je u okolni pejzaž. Voda se prvo proverava kako bi se uklonile dlake i čestice đubreta, a zatim kontinualno cirkuliše kroz jednostavan sistem za filtraciju peskom kako bi se koristila za spoljašnje podzemno navodnjavanje. Pošto voda stalno cirkuliše po stopi od tri do četiri puta dnevno, ona ne razvija filamentous bakteriju, i čista voda je uvek dostupna za trenutnu upotrebu.

Podzemno navodnjavanje koje koristi sivu vodu je poželjnija opcija od navodnjavanja prskanjem, koje „se oslanja na viši nivo kontrole i prefinjenosti“ i koje bi podrazumevalo dezinfekciju vode zbog potencijalnog kontakta sa ljudima, kaže Munjoz. Azot u otpadnoj vodi je korisan za vegetaciju.

Gusti klaster zgrada stambenog razvoja Barrett je pogodan za sistem za prečišćavanje otpadne vode zato što siva voda ne mora da putuje daleko od izvora do tačke ponovnog korišćenja. Prelaženje daljih rastojanja se mogu postići, ali bi zahtevalo dodatnu energiju i infrastrukturu za pumpe i vodovod.

Klima u Arizoni je takođe veoma povoljna za celogodišnje prečišćavanje sivih voda. U hladnijim klimatskim uslovima, gde zelenilo ne zahteva toliko često navodnjavanje i gde se evapotransportacija javlja sporije, ili tokom perioda jakih kiša, zasićeno zemljište možda neće moći da apsorbuje sivu vodu, kaže Munjoz. „Potrebna vam je opcija da sezonski okrenete ventil i pošaljete sivu vodu u kanalizaciju... Mnogo sistema ima tu opciju (bez obzira da li su automatski ili pasivni) preko prelivnog rezervoara koji izbacuje višak vode u opštinski kanalizacioni sistem.“

Škola Bertschi

Ponovna upotreba i smanjenje

Dva projekata različitih razmera ilustruju potencijal reciklaže sivih voda: zgrada škole Bertschi u Sijetlu biroa KMD Architects i zgrada Američke banke u Njujorku One Bryant Park biroa Cook + Fox Architects.

Zgrada škole Bertschi za 235 učenika uzrasta od vrtića do petog razreda, ima relativno jednostavan sistem za prečišćavanje sivih voda projektovanog od strane inženjerske kompanije 2020 Engineering. Sakupljanje sive vode iz lavaboa iz učionica putuje do rezervoara za filtraciju smeštenog ispod lavaboa. Odatle se voda kanališe do unutrašnjeg živog zida sa tropskim biljkama, gde je podvrgnuta evapotranspiraciji (povratak u atmosferu putem isparivanja i transpiracije iz biljnih tkiva). Ovaj proces zatvorenog kruga eliminiše potrebu za rezervoarom. Učenici mogu da iskuse recikliranje vode, ponovo korišćenje i očuvanje vode iz prve ruke.

Kišnica se takođe sakuplja na licu mesta. Travnati krov od 5 santimetara (koji se sastoji od tanke travnate prostirke, sloja za zadržavanje vode i barijere za korenje) upija većinu kišnice tokom leta, i 20 do 50 odsto padavina tokom zime. Kišnica otiče u cisterne i koristi se za navodnjavanje spoljašnjeg vrta. Škola takođe ima mogućnost tretmana kišnice za pijaće potrebe pomoću filtracije ugljem i UV svetlom, ali se sistem trenutno ne koristi jer ga lokalna zdravstvena služba nije odobrila.

LEED Platinum sertifikovani neboder Bank of America na lokaciji One Bryant Park, površine od 195.100 metara kvadratnih je, na mnogo načina, velika verzija Bertschi škole. Zeleni krov zgrade skuplja višak kišnice koja se koristi za navodnjavanje biljaka u zatvorenom prostoru i ispiranje toaleta. Gravitacijski kolektori transportuju otpadnu vodu iz lavaboa do podruma nebodera gde se ona tretira i ponovo koristi za potrebe klimatizacije zgrade. Kroz kombinaciju sanitarija sa smanjenim protokom i bezvodnim pisoarima, pored sistemŠkola BertschiŠkola Bertschia prečišćavanja sivih voda, projekat štedi oko 29 miliona litara vode godišnje.

Provera stvarnosti

Pored regulatornog odobrenja, nedostatak vremena i loše planiranje su takođe prepreke za široku upotrebu sistema reciklaže na licu mesta, kaže Munjoz. „Problem nastaje kada klijent kaže: ‘Ovo je ono šta želim da uradim, ali nemamo dovoljno novca i vremena da čekamo dozvole, a potrebno su nam dozvole za tri meseca.’“ Arhitekte moraju predvideti produženo vreme za odobravanje dozvola za sisteme reciklaže otpadnih voda.

Troškovi upravljanja otpadnim vodama na licu mesta mogu da variraju u zavisnosti od veličine i obima projekta, kaže Erik Lohan (Eric Lohan), generalni direktor kompanije Living Machine Systems koja je specijalizovana za sisteme tretmana otpadnih voda i njihovu ponovnu upotrebu. Varijacije cene vode u određenom gradu dodaju na kompleksnost procene troškova. „Cene vode prosečno rastu po stopi od 9 odsto godišnje. Povratak investicije zavisi od toga koliko je koncentrovana voda, koliko vode tretirate i gde se nalazite“, kaže Lohan.

Kod stambenih zgrada, između 50 i 80 odsto otpadnih voda koje se proizvode su sive vode; kod komercijalnih zgrada taj odnos je manji, sa oko 20 do 40 odsto. „Ako imate apartmanski kompleks za oko 1.000 ljudi, povraćaj investicije možete očekivati za tri do četiri godine“, procenjuje Lohan.

Bank of America, Njujork

Sistem prečišćavanja sivih i crnih voda kompanije Living Machine Systems na objektu sedišta Komunalne komisije San Franciska (San Francisco Public Utilities Commission), projektovane od strane biroa KMD Architects, koštao je oko milion dolara, ili 0,5 odsto od ukupnog građevinskog troška. Sistem kapaciteta od 19.000 litara dnevno pumpa otpadnu vodu kroz seriju od pet hidroponskih ćelija, koje su ugrađene u foajeu zgrade i okolnom spoljašnjem trotoaru.

Sistem obuhvata dve prvostepene ćelije i tri drugostepene ćelije za tretman otpadne vode. Dve vrste ćelija za tretman funkcionišu na sličan način. Na prvi pogled, ćelije za tretman podsećaju na velike sejalice, i svaka sadrži bujno zelenilo u zatvorenom prostoru i biljke koje ne zahtevaju veliko održavanje na otvorenom. Sejalice proceđuju vodu u niz podzemnih rezervoara koji obavljaju određene funkcije: taložni rezervoar za organsku materiju; kolektor za pražnjenje čvrstog otpada u kanalizaciju; i rezervoari koji izjednačavaju tok, cirkulišu i skladište vodu za ispiranje toaleta.

Otpadna voda se upumpava u ćelije za tretman i zatim prazni u rezervoar desetak puta svaki dan, oponašajući akciju plime. Kako voda raste i opada, biljke, ojačane korisnim bakterijama, konzumiraju hranljive materije u vodi. Sejalice koje su čvrste i lagane obezbeđuju da nivoi otpadne vode ostanu 15 santimetara ispod gornje površine svake ćelije, van domašaja korisnika zgrade i prolaznika.

Otpadna voda se iz svake hidroponske ćelije pumpa u dvostepeni sistem filtracije, koji je praćen sa UV svetlom i dezinfekcijom hlorom. Sistem prečišćavanja kompanije Living Machine Systems bi trebalo da smanji korišćenje vode za 70 odsto u objektu i da uštedi oko 2.850.000 litara vode godišnje.

Ispiranje ubeđenja

Uprkos nauci koja postoji iza dizajna sistema za prečišćavanje otpadnih voda, neki projektanti, građevinski zvaničnici i investitori ih i dalje posmatraju sa skepticizmom. Raširena instalacija i korišćenje takvih sistema se oslanja na više stvari od jednostavnog usavršavanja tehničkih detalja, a takođe zahteva i svest o nestašici vode i ponovnoj upotrebi iste.

„Kako postajemo svesniji promenama koje se odnose na dostupnost vode i rastuće potrebe za njom usled porasta svetske populacije, sistemi prečišćavanja otpadnih voda će biti sve više prihvaćeni, a možda će i njihovo korišćenje biti ohrabrivano“, kaže Spataro. „Promena će zaista nastupiti kada građevinska industrija shvati da je voda dragoceni resurs, i da naša malo zagađena siva vode ne bi trebalo da odlazi kilometrima daleko u postrojenja za prečišćavanje vode. Voda ima vrednost u ponovnoj upotrebi unutar granica objekta.“

Jedan korak dalje od sistema za prečišćavanje otpadnih voda koji čiste vodu do stanja kada je ona pogodna za tehničku upotrebu, jesu sistemi prečišćavanja sivih i crnih voda koji mogu tretirati i čistiti otpadne vode za pijaće potrebe. Ali projektanti ne traba da očekuju da ovi sistemi postanu standardni u skorije vreme. Oni i dalje prouzrokuju nelagodu kod investitora, korisnika i javnosti.

Svako će prvo morati da preispita svoje predrasude o samoj otpadnoj vodi, kaže Den Helmut (Dan Hellmuth), arhitekta i direktor biroa Hellmuth+Bicknese Architects. „Mi moramo eliminisati koncept otpada, i ne smemo više o vodi govoriti na taj način.“ Umesto toga, kaže on, ljudi moraju da naprave tranziciju svojih stavova o sivoj vodi kao potencijalnom izvoru patogena do izvora vrednih nutrijenata koji mogu imati korist planeti. „To je u suštini konverzija hranljivih materija.“

Kao rezultat toga, dok propisi trenutno ograničavaju ili čak zabranjuju korišćenje sistema za prečišćavanje sivih voda na licu mesta, rešenje nestašica vode na kraju ne leži u normativima ili u tehničkim crtežima. Rešenje počinje sa nama.

Komentari: 0

TEKSTOVI /iz kategorije/


Anketa

Kojom vrstom toplotne izolacije je izolovan vaš stan/kuća?
Gradjanin 19.10.2017.
Kinezi grade srBsku infrastrukturu za srbe ...
Vesna Ramovic 15.10.2017.
Molim Vas kolika je cena lifta za dvospratn...
Lepa 09.10.2017.
Neće dobiti dozvolu ni biti legalizovati, a...
Milena 09.10.2017.
Ozakonjeno i dosta objekata koji su gradjen...
Sada 27.09.2017.
Cijena lifta hvala