آب خاکستری ؛ راهکاری برای حفظ منابع آب

مقدمه

اصطلاح کمبود آب شامل تنش آب، کم آبی و بحران آب میباشد. تنش آب، مشکل در یافتن منابع آب شیرین برای استفاده است و بحران آب وضعیتی است که در آن آب قابل آشامیدن و غیر آلوده در یک منطقه کمتر از تقاضای آن است. ایران، کشوری است که بیشترین وسعت آن خشک و نیمه خشک است و تنها قادر است مقدار محدودی آب سالم را تأمین کند. براساس سطوح تعریف شده کمیسیون توسعه پایدار سازمان ملل متحد و شاخص فالکن مارک ایران وارد مرحله تنش آبی شده و پیش بینی های سازمان ملل متحد در سال 1990 بیانگر ورود ایران به لیست کشورهای کم آب جهان تا سال 2025 در صورت تداوم وضع موجود می باشد. در ایران محدودیت ذاتی منابع آب یکی از مهمترین چالش های بخش آب می باشد و ایران در بین چهار سطح تعریف شده جهان برای تنش های آبی در حادترین سطح تنش قرار گرفته است. لذا برای اطمینان از ذخایر آینده آب آشامیدنی سالم، تازه و پاک، بایستی از آن با احتیاط بیشتری استفاده کنیم. نه تنها آب بلکه پساب آن نیز نباید هدر رود. آب و پساب هر دو بایستی به عنوان کالای حیاتی و اقتصادی گران بها در نظر گرفته شوند. لذا تکنیک های حفظ این دو هر چه بیشتر باید در زندگی خانوارها لحاظ گردد.

 یکی از راه های مدیریت مصرف آب، استفاده از آب خاکستری است. آب خاکستری، به حجم آبی اطلاق میشود که طی فرآیند مصرف، آلوده شده و کیفیت اولیه خود را از دست داده است. آب خاکستری به تمام آب مصرف و تولید شده در ساختمان به جزء آب سیاه اطلاق می شود، که شامل آب مصرف شده در حمام ها، سینک ها، آشپزخانه و ماشین های لباسشویی است. این آب به طور عمده حاوی صابون، شامپو، خمیردندان، خرده های غذا، روغنهای خوراکی و مو می باشد.

Greywater 1

آب خاکستری بیشترین درصد حجمی فاضلاب خروجی منازل را به خود اختصاص می دهد. به طور معمول، 50 تا 80 درصد فاضلاب خروجی منازل، آب خاکستری است. از آب خاکستری تصفیه شده در مصارف مجدد و در طیف گسترده ای می توان استفاده کرد. استفاده مجدد از آب خاکستری باعث کاهش مصرف آب های سطحی و زیرزمینی می شود. برخلاف روش های کوتاه مدت، استفاده مجدد از آب خاکستری بخش مهمی از مشکل جوامع را حل می کند و در آینده به عنوان روشی ضروری و غیرقابل تغییر باقی خواهد ماند.

تجارب استفاده مجدد از آب خاکستری

در بسیاری از کشورهای جهان که با کمبود آب مواجه شده اند، از آب خاکستری به عنوان یک منبع غیر متعارف آب استفاده می شود . در زیر به معرفی چند کشور که از نظر مطالعاتی و اجرایی به استفاده مجدد از آب خاکستری پرداخته اند اشاره شده است :
آمریکا: ایالت کالیفرنیا برای اولین بار قانون استفاده از آب های خاکستری را تدوین کرد. این قانون که در سال 1992 تصویب شد، تجویز کرده لوله کشی منازل و فاضلاب ها به شیوه ای انجام شود که امکان استفاده از پساب ها فراهم شود . البته این قانون بسیار سخت گیرانه بود و فقط اجازه می داد که بخش کوچکی از پسابها را فقط برای آبیاری گیاهان در خارج از خانه استفاده کنند. از سال 1992 تا سال 2009 انواع سیستم های استفاده وسیع تر از آب خاکستری غیرقانونی بود.

Greywater 2

ولی به دلیل گرانی آب مردم علاقه داشتند که هر چه بیشتر از آب خاکستری استفاده کنند. برای این کار ابزار و وسایلی هم ساخته شد و تعداد زیادی از مردم به صورت غیرقانونی از آن استفاده می کردند، تا اینکه به دلیل کم آبی های سالهای اخیر، فشار زیادی به دولت وارد شد و بالاخره دولت تصمیم گرفت محدودیت های استفاده از آب خاکستری را کاهش دهد. براساس قوانین تازه قرار شد در زمان ساخت ساختمان های جدید، شرایط استفاده از پساب ها رعایت شود. در سال 1980 در لس آنجلس در آزمایشگاهی، استفاده مجدد از آب خاکستری مورد بررسی قرار گرفت و در سال 1977 مجموعه قوانین و دستورالعمل استفاده مجدد از آب خاکستری جهت مصارف شهری وضع شد.

استرالیا: در استرالیا در مطالعاتی در سال 1994 – 1997، پتانسیل استفاده مجدد از آب خاکستری مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصله بیانگر این میباشد که با استفاده مجدد از آب خاکستری، به میزان قابل توجهی ذخیره آب صورت می گیرد که حفظ منابع موجود آب و کاهش هزینه ها را به دنبال دارد.

قبرس: جزیره قبرس در سال 1999 اولین قدم را در پرداخت کمک هزینه مالی به خانوارهایی که می خواهند سیستم های استفاده مجدد از آب خاکستری جهت آبیاری و سیفون توالت را نصب کنند، برداشت . همچنین استفاده از این سیستم ها در هتل ها و ورزشگاه ها نیز مجاز شده است.

اروپا: در اروپا در سال 2001 مطالعات و آزمایشاتی بر روی تصفیه آب خاکستری جهت استفاده در سیفون توالت انجام شد. تخمین زده شده است که حدود 150 دستگاه آب خاکستری در کشور راه اندازی شد. از فیلتراسیون و گندزدایی جهت افزایش کیفیت آب به منظور رسیدن به استاندارد لازم استفاده شده است.

ژاپن: در کشور ژاپن، تعداد موارد استفاده از سیستم‌های بازچرخانی آب خاکستری در ساختمان‌ها رو به افزایش است. به‌طوری‌که این تعداد از ۱۸ مورد در سال ۱۹۶۹ به ۱۰۴ مورد در سال ۲۰۱۰ رسیده است و تعداد کل پروژه‌های استفاده مجدد از آب خاکستری در ساختمان‌ها از سال ۱۹۶۹ تا ۲۰۱۰ برابر سه‌هزارو ۶۵۴ مورد بوده است. در یکی از پروژه‌های موفق توکیو که به‌ منظور استفاده مجدد از آب خاکستری در یک مجتمع شامل ساختمان اداری، هتل، مراکز فرهنگی و تجاری انجام شده است، سالانه ۳۴۵ هزار مترمکعب پساب تصفیه‌شده حاصل می‌شود که از این مقدار، ۲۳۰ هزار متر مکعب برای مصارف آبیاری فضای سبز و سرویس‌های بهداشتی مورد استفاده قرار گرفته و مابقی سرریز می‌شود.

در یک پروژه موفق دیگر که در یک هتل در توکیو انجام شده است، سالانه ۲۱۹ هزار مترمکعب آب خاکستری تصفیه‌شده به دست می‌آید که ۳۶ هزار مترمکعب آب آشامیدنی به آن اضافه شده و در مجموع سالانه ۲۵۵ هزار مترمکعب برای مصارف سرویس‌های بهداشتی، آبیاری فضای سبز و کارواش مورد استفاده قرار می‌گیرد. ‌در کشورهای عربی، افزایش تنش و بحران آبی و تغییرات آب‌وهوایی، منجر به جست‌وجوی روش‌های کارآمد مصرف منابع آبی و تأمین آب از طریق فاضلاب تصفیه‌شده (به‌ویژه برای بخش کشاورزی) ‌ شده است. مقدار کل آبی که از آب خاکستری تصفیه‌شده به دست می‌آید و مورد استفاده مجدد قرار می‌گیرد، در حدود ۲.۱۷ کیلومترمکعب در سال برآورد شده است.

در این مقوله، مصر، سوریه، امارات متحده، سرزمین های اشغالی و عربستان جزء بزرگ‌ترین مصرف‌کنندگان در منطقه محسوب شده و در حدود ۷۵ درصد از حجم آب مورد استفاده مجدد را به خود اختصاص می‌دهند. ‌

Greywater 3

مزایای استفاده از آب خاکستری

  • استفاده از آب خاکستری باعث کاهش مصرف آب آشامیدنی برای مصارف غیر آشامیدنی، کاهش هزینه ها و افزایش منابع برای مصارف کشاورزی می شود.
  • تصفیه آب خاکستری به علت غلظت کم مواد آلی به مراتب آسان تر از فاضلاب می باشد و در نتیجه هزینه های تصفیه کاهش می یابد.
  • بدلیل داشتن مواد مغذی برای آبیاری گیاهان مناسب بوده و برای مناطق کم آب جهت آبیاری توصیه می گردد.
  • آب های خاکستری تصفیه شده، می توانند مجدداً در فضاهای داخلی و برای مصارف فلاش تانک ها و ماشین های لباسشویی مورد استفاده قرار گیرند. این دو مورد اغلب از پر مصرف ترین بخش مصارف آب داخلی خانگی می باشند.
  • بازیافت آب خاکستری در حفظ منابع آب مؤثر است و با جایگزین شدن در استفاده هایی که لزومی در به کارگیری آب آشامیدنی در آنها وجود ندارد، به کاهش مصرف آب تازه و با کیفیت آب آشامیدنی کمک می کند.
  • فرآوری آب خاکستری در محل، حجم آب مصرف شده ای که باید به مخازن جمع آوری و فرآوری پرهزینه و عظیمی که در فاصله دوری از محل قرار دارند را کاهش می دهد.

آب خاکستری و مصرف انرژی

Saving Energy

تأثیر مصارف گسترده آب خاکستری بر انرژی هنوز به طور جامع ارزیابی نگشته است. مصرف انرژی بایستی توسط فاکتورهایی چون میزان انرژی لازم برای ذخیره، میزان انرژی مورد نیاز برای زیرساخت های پیشرو و مقدار انرژی سیستم آب خاکستری شامل تصفیه و انتقال آن ارزیابی شود. میزان مصرف انرژی سیستم تصفیه و استفاده مجدد، متناسب با افزایش کیفیت آب حاصله و فاصله از منبع پساب بالا می رود. زیرساخت های سیستم نیز چنانچه وسیع باشند، هزینه بیشتری را متحمل می کنند؛ در طرف مقابل کاهش مصرف آب و هزینه اتفاق خواهند افتاد. به عنوان مثال چنانچه یک واحد ساختمانی از آب خاکستری استفاده مجدد نماید، به طور هم زمان تقاضای آب و تولید فاضلاب آن نیز کاهش می یابد و این بدین معناست که واحد ساختمانی علاوه بر عدم نیاز به ساخت لوله کشی عظیم برای ذخیره افزایش تقاضای آب، در هزینه های ناشی از دفع فاضلاب هم کاهش قابل توجهی را تجربه خواهد کرد. بنابراین می توان نتیجه گرفت که با استفاده مجدد از آب خاکستری، هزینه ها بصورت دو جانبه کاهش می یابد.

طراحی معماری و آب خاکستری

در عصری که بحران انرژی و منابع موجود با شتابی که در جهان دارد، به ویژه منابع آبی در حال نابودی است، برای تداوم زندگی، به منابع تجدیدپذیر و سالم جایگزین آب شیرین طبیعی نیاز جدی وجود دارد. پیشینه آب نشان می دهد انسان، اولین آثار معماری خود را کنار نهرها و آب بنا کرده است و معماری و آب جدا از هم نبوده اند.

طراحی معماری بیانگر فرهنگ معماری معاصر جامعه امروز ماست. بر این اساس چه نوع معماری خواستن و چگونه آن را ساختن به عنوان یک پدیده فرهنگی و تکنولوژیک شکل دهنده فرهنگ معماری امروز می باشد. شرایط زندگی و فرهنگ اشتباه جامعه، باعث هدر رفتن منابع هنگفت انرژی مخصوصاً منابع طبیعی آب شیرین شده است. از آنجایی که جمعیت موجود در جهان نیازمند آب هستند و خشکسالی در جهان در حال افزایش است، تقاضای بازیافت آب افزایش می یابد. برای صرفه جویی در منابع آبی طبیعی، می بایست از آب های خروجی فضاها بهره برد که به آنها آب های بازیافتی هم می گویند.

آب خاکستری حاصل از حمام، ظرفشویی و لباسشویی تقریباً 50 تا 80 درصد فاضلاب تولیدی در جوامع مختلف را تشکیل می دهد. در طراحی معماری، برای اینکه از آب با منابع طبیعی کمتر استفاده کرد، باید از بازیافت آب های خروجی و یا پساب های جمع آوری شده استفاده کرد و با طراحی معماری در فضاهای دیگر بهره برد مانند فضاهایی همچون:

محوطه فضاهای شهری عمومی و فضاهای خصوصی

پارک های گردشگری و فضاهای تفریحی

فضاهای سبز، باغ ها و مزارع کشاورزی

استفاده مجدد برای شستشوی محوطه و ماشین

استفاده در سرویس ها، آب گرمکن و سیستم گرمایش و سرمایش

آب خاکستری و ساختمان سبز

با توجه به کمبود منابع آب آشامیدنی، نیاز به انجام راهکارهای دقیق و اصولی در زمینه حفظ و نگهداری از منابع آبی باقی مانده، بیشتر از گذشته احساس می شود. یکی از این راهکارها، بازچرخانی آب خاکستری در ساختمان ها است. این ساختمان ها تحت عنوان ساختمانهای سبز یا سازگار با محیط زیست معرفی می شوند. در این ساختمان ها برای جلوگیری از هدر رفت بخش زیادی از منابع آب شیرین، از آب های خاکستری برای اموری مثل آبیاری فضاهای سبز، سیفون توالت و ساختمان های نیازمند رطوبت بالا همچون گلخانه ها استفاده می شود. سیستم هایی که جهت استفاده مجدد از آب خاکستری در این گونه ساختمان ها، مورد استفاده قرار می گیرند، شامل سیستم تصفیه اولیه و تصفیه ثانویه می باشند.

Green

این سیستم برای ساختمانهای سبز کاملاً اقتصادی و به صرفه بوده و از شبکه آبیاری سطحی می توان در آن ها استفاده نمود. همچنین در سیستم تصفیه ثانویه، روغن، چربی و ذرات جامد بیشتری نسبت به روش اولیه حذف می شود و علاوه بر شبکه آبیاری سطحی، میتوان شبکه آبیاری زیرزمینی را هم در این روش مورد استفاده قرار داد.

ساختمانهای سبز در ایران

در پژوهشگاه صنعت نفت در سال 1391 ، یک نمونه ساختمان سبز مطابق با آخرین تکنولوژی روز دنیا، تحت عنوان ساختمان هایی با مصرف انرژی صفر، احداث شده است. در این ساختمان تمام انرژی مورد نیاز، توسط مصالحی مانند پنل خورشیدی، گیاهان به کار رفته، عایق بندی ها، تأمین می شود و برای همگام سازی با کمبود منابع آبی در کشور، سیستم آب خاکستری در آن به کار برده شده است. ساختمان انرژی صفر پژوهشگاه مواد و انرژی در شهرستان کرج نیز با دیدگاه کاهش مصرف انرژی اولیه و جبران انرژی مصرف شده از طریق تولید انرژی از منابع تجدیدپذیر و پاک، به عنوان اولین ساختمان انرژی صفر در ایران طراحی گردید و در سال 1393 به بهره برداری رسید. در این ساختمان به منظور کاهش مصرف آب تازه، از روش بازیافت آب خاکستری استفاده می شود. اولین تجربه واقعی معماری سبز در کشور ایران، برج های مسکونی سبز کوثر مشهد است که از سال 1393 در حال ساخت می باشد. در این ساختمان، از انرژی های پاک در تمام سطوح معماری ساختمان بهره گرفته شده است. پانل های خورشیدی، توربین های بادی، استفاده از آب بازیافتی از نمونه های این موضوع هستند که برای کاهش هزینه های انرژی به کار گرفته شده اند. از ابتدای سال 1395 تاکنون، چهار ساختمان سبز در اصفهان ساخته شده است. استفاده از صفحات خورشیدی برای تأمین انرژی برق و گرمایشی، عایق های پیشگیری از سرما و گرما و استفاده از پکیج های بازیافت فاضلاب از مزایای این ساختمان ها می باشد.

در آخر

با توجه به مشکل کمبود آب در کشورمان به دلایل گوناگون از قبیل رشد جمعیت، پیشرفت صنعت و داشتن آب و هوای خشک و نیمه خشک بحران آب مسأله روز می باشد .در این راستا در حال حاضر استفاده مجدد از پساب ها در تأمین آب مورد نیاز جهت مصارف گوناگون از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد .در چنین شرایطی استفاده مجدد از فاضلاب تصفیه شده می تواند به عنوان یکی از راه های غلبه بر مشکل کم آبی تلقی گردد. در ایران بخش بزرگی از آب مورد استفاده شهرهای بزرگ به فاضلاب شهری تبدیل می شود که با توجه به کمبود منابع آب کشور، بخشی از فاضلاب شهری که تحت عنوان آب خاکستری طبقه بندی می شود، می تواند به عنوان منبع مهمی از آب بر ای توسعه فضای سبز و درخت کاری های اطراف شهر به کار گرفته شوند. آب خاکستری دارای عناصر مغذی بوده و از منابع آبی با ارزش در آبیاری فضای سبز و باغات محسوب می شود. استفاده از این نوع آب چنانچه به صورت صحیح و منطبق بر اصول انجام گیرد، میتواند علاوه بر رفع مشکل کم آبی، باعث افزایش حاصل خیزی خاک و نیز کاهش مصرف کودهای شیمیایی گردد. همچنین فرهنگ و معماری از یکدیگر جدا نیستند و معماری تأثیر مستقیمی بر فرهنگ سازی و رفتارهای انسانها در سالیان گذشته داشته است. پس میتوان با راهکارهایی در این نسل، برای مصرف بهینه آبهای شیرین برای آیندگان، فرهنگ سازی کنیم. با توجه به آب های بازیافتی که منبع عمده آن آب های خروجی از فضاهاست که بخش قابل استفاده آن آب خاکستری است، می توان با راهکارهای معماری در طراحی داخلی فضاها و با استفاده از مدیریت شهری در طراحی محوطه های شهری، آبنما، فضای سبز و فضای بازی از آن بهره برد.


برگرفته از مقاله : ” اهمیت و کاربردهای آب خاکستری در مدیریت مصرف آب “

نویسنده : ملیحه قربانی (mghorbani1368@yahoo.com)

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.