Ogród nawadniany grą wodną i deszczową, Los Angeles. Jeremy Levine / Flickr, CC BY

Wiele regionów Stanów Zjednoczonych boryka się z niedoborami wody. Duże obszary na Zachodzie walczą z umiarkowaną i ciężką suszą, podczas gdy Kalifornia jest teraz w piąty rok jednej z najbardziej ekstremalnych susz w swojej historii. Nawet regiony suche, takie jak południowy wschód, nie są zwolnione z niedoborów wody. Jednocześnie szybki wzrost liczby ludności zwiększa zapotrzebowanie na wodę w wielu najbardziej ubogich regionach kraju, w tym w Kalifornii, Nevadzie, Arizonie, Teksasie i na Florydzie.

W tych warunkach niektóre rządy stanowe i lokalne szukają innowacyjnych sposobów oszczędzania wody. Jedną ze strategii, która zyskuje coraz większą uwagę, jest stosowanie wody szarej - wody z umywalek łazienkowych, pryszniców, wanien, pralek i umywalek do prania, ale nie z toalet lub kuchni - do celów innych niż picie, takich jak spłukiwanie toalet.

Krajowe akademie nauk, inżynierii i medycyny opublikowały niedawno: raport który analizuje potencjał ponownego wykorzystania wody szarej, dostępne technologie oczyszczania oraz zagrożenia dla zdrowia ludzkiego i środowiska związane z ponownym użyciem wody szarej. Komitet badawczy, któremu służyłem, doszedł do wniosku, że ponowne wykorzystanie wody szarej może poprawić ochronę wody poprzez zwiększenie lokalnych zasobów wody i zapewnienie odpornego na suszę lokalnego źródła wody przez cały rok.

Wiele zastosowań

W regionach dotkniętych suszą gospodarstwa domowe i firmy zaczęły już ponownie wykorzystywać szarą wodę, a niektórzy budowniczowie instalują podwójne instalacje wodno-kanalizacyjne w nowych projektach, aby dostarczać oczyszczoną szarą wodę do spłukiwania toalety i ewentualnie innych zastosowań nie nadających się do picia, takich jak podlewanie ogrodów. Zamiast odprowadzania ścieków woda z pryszniców lub umywalek jest przechowywana w dedykowanych zbiornikach i poddawana obróbce w zależności od tego, jak zostanie wykorzystana na miejscu.

System recyklingu wody szarej z odzyskiem ciepła. Wipeout 997 / Wikimedia, CC BY-SAPonowne wykorzystanie wody szarej nie jest nową strategią, ale przez wiele lat kody hydrauliczne wymagały łączenia wody szarej z czarną wodą (ścieków z toalet) i oczyszczania przez ten sam system co ścieki. Jednak w ostatnim dziesięcioleciu wiele stanów zrewidowało swoje prawa, odzwierciedlając rosnące zainteresowanie ponownym wykorzystaniem wód szarych. Począwszy od 2014, stany 26 zezwalał na ponowne użycie wody szarej.

Po prostu ponowne użycie wody szarej do spłukiwania toalet zmniejszyć zużycie wody w domu o procent 24, średnio. Korzystanie z oczyszczonej wody szarej w celu zaspokojenia zapotrzebowania na wodę do spłukiwania toalet i prania ma potencjał zmniejszenia popytu o prawie 36 procent. Ponowne wykorzystanie szarych wód w nowych budynkach wielorodzinnych oferuje wyraźne korzyści skali, ale potrzebujemy więcej danych na temat kosztów takich systemów.

W suchych regionach, takich jak Południowa Kalifornia, nasz raport wykazał, że ponowne wykorzystanie wody szarej w gospodarstwie domowym zapewnia większe potencjalne oszczędności wody (do 13 procent całkowitego zużycia wody) niż wychwytywanie wody opadowej z odpływu dachowego za pomocą dużej cysterny (do 5 procent). Wynika to z faktu, że graywater zapewnia stałe źródło wody w miesiącach letnich, gdy występują niewielkie opady deszczu lub nie występują wcale.

Właściciele domów często instalują systemy wody szarej w celu osiągnięcia wydajności wody i energii oraz utrzymania niezawodnego zaopatrzenia w wodę w celu utrzymania minimalnego nawadniania podczas susz. Jednak ponowne użycie szarości w niektórych aplikacjach może nie oszczędzać wody.

Pilotażowe badania ponownego wykorzystania wody szarej do nawadniania w programach „Od pralni do krajobrazu” w Long Beach i San Francisco, Kalifornia wykazało, że może to faktycznie prowadzić do zwiększonego zużycia wody. Może się tak zdarzyć, ponieważ właściciele domów powiększają swoje tereny krajobrazowe lub zużywają więcej wody do innych celów, gdy mają dostęp do wody szarej.

Jeśli ochrona wody jest głównym celem, pierwszym krokiem powinno być ograniczenie zużycia wody na zewnątrz, a nie wykorzystywanie wody szarej do ochrony krajobrazu, który jest nieodpowiedni dla lokalnych warunków klimatycznych. Na przykład w suchych regionach energooszczędne projektowanie krajobrazu zapewnia znacznie większe ograniczenie zapotrzebowania na wodę niż ponowne użycie wody w szaro.

Ponowne wykorzystanie wody szarej do spłukiwania toalety i innych zastosowań w pomieszczeniach oferuje największe możliwości oszczędzania wody i nie zmniejsza ilości wody dostępnej dla dalszych użytkowników wody, jak może to mieć zastosowanie do nawadniania na zewnątrz. Jest to szczególna wartość w wielu stanach zachodnich, gdzie obowiązują przepisy dotyczące wody ograniczyć niektóre zastosowania alternatywnych źródeł wody w celu ochrony dostępności wody dla posiadaczy praw do wody na dalszych odcinkach.

Potrzeba wskazówek

Graywater zawiera bakterie i patogeny, dlatego należy go leczyć we wszystkich zastosowaniach wewnętrznych. Leczenie obejmowałoby dezynfekcję co najmniej, a czasem także usunięcie rozpuszczonej materii organicznej. Systemy do ponownego wykorzystania wody szarej w pomieszczeniach wymagają specjalnych funkcji hydraulicznych, w tym zapobiegania przepływom zwrotnym, a procesy oczyszczania wody szarej są złożone. Systemy te muszą być instalowane przez certyfikowanego hydraulika, a konserwacja ma kluczowe znaczenie.

Jednak w wielu stanach i miejscowościach nie przyjęto wytycznych dotyczących leczenia lub przepisów dotyczących korzystania z wód podziemnych w pomieszczeniach. Właśnie wydano Los Angeles wytyczne dotyczące stosowania alternatywnych źródeł wody w pomieszczeniach, np. graywater, na początku tego roku. San Francisco opracowało również Program wody niezdatnej do picia w 2012, który obejmuje wykorzystanie wody szarej do użytku wewnętrznego.

Dostępne są strategie oczyszczania w celu usunięcia zanieczyszczeń z wody szarej, ale brak powszechnie akceptowanych wytycznych dotyczących leczenia dla różnych zastosowań ogranicza szersze zastosowanie wody szarej do użytku w pomieszczeniach. Opracowanie rygorystycznych, opartych na ryzyku wytycznych dla społeczności, które ich nie mają, może poprawić bezpieczeństwo i zbudować zaufanie społeczne, jednocześnie zmniejszając koszty niepotrzebnego leczenia.

Wspólny standard leczenia mógłby również umożliwić firmom opracowanie systemów leczenia, które można by szeroko stosować, zmniejszając w ten sposób koszty dla konsumentów. The Federacja Badań Środowiska Wodnego sponsoruje obecnie panel ekspercki National Water Research Institute, który opracowuje wytyczne dotyczące stosowania alternatywnych źródeł wody w pomieszczeniach, takich jak woda graiwna.

Jednak same wytyczne dotyczące leczenia nie są wystarczające do ochrony zdrowia publicznego. Ponowne wykorzystanie wody szarej, aby zaspokoić popyt w pomieszczeniach, jest najbardziej praktyczne w sąsiedztwie lub na skalę wielorodzinną, gdzie istnieje istniejący system nadzorowania operacji i konserwacji.

Ważne jest, aby upewnić się, że systemy działają tak, jak zostały zaprojektowane, aby ludzie nie byli narażeni na ryzyko zdrowotne wynikające z niewłaściwie oczyszczonej wody szarej. Ale nadzorowanie ich może powodować dodatkowe obciążenia dla działów zdrowia publicznego, które mogą być już rozciągnięte. Lokalne organy ścigania skorzystałyby z dodatkowych wskazówek ekspertów na temat odpowiednich, opłacalnych strategii konserwacji, monitorowania i sprawozdawczości.

Przy odpowiednim uzdatnianiu i utrzymaniu systemów ponownego użycia woda szara mogłaby zapewnić bezpieczne i niezawodne lokalne zaopatrzenie w wodę dla miast ubogich w wodę.

Stephanie Johnson, starszy oficer sztabowy w Radzie Nauki i Technologii Wody Narodowej Akademii Nauk, Inżynierii i Medycyny, przyczyniła się do powstania tego artykułu.