آب خاکستری چیست و تصفیه آن به چه شکل است ؟

تغییرات اقلیمی و محدودیت همیشگی منابع آب، ارزش بی اندازه قطرات آب را بیش از هر زمان دیگری به انسان گوشزد می نماید. کاهش حجم آب پشت سدها و استفاده بی رویه از منابع آبی زیرزمینی در کنار افزایش جمعیت، سال هاست اهمیت بازیافت فاضلاب را به عنوان منبعی مطمئن از آب قابل استفاده مطرح کرده است. در این میان تصفیه آب خاکستری که با توجه به روند تولید آن از آلاینده های کم خطرتری برخوردار است، بیش از پیش در مرکز توجه مراجع قانون گذار و دوستداران محیط زیست قرار گرفته است. در ادامه راجب اینکه اب خاکستری چیست و تصفیه آن به چه شکل است صحبت خواهیم کرد.

آب خاکستری چیست؟

آب خاکستری را می توان فاضلاب شهری عاری از فاضلاب انسانی نامید. منابع تولید کننده آن شامل خروجی سینک ظرفشویی، حمام، وان حمام، ماشین ظرفشویی و ماشین لباسشویی می باشد.

تفاوت اصلی میان آب خاکستری و فاضلاب بهداشتی (یا همان فاضلاب سیاه)، در میزان بار آلی آن است. در واقع فاضلاب بهداشتی حاوی مقادیر زیادتری بار آلی در قیاس با آب خاکستری می باشد. آب خاکستری دارای مقادیر کمتری از پاتوژن ها در قیاس با فاضلاب تجمعی یک خانه است که از لحاظ امنیت در مدیریت و سهولت فرایندهای تصفیه، برای استفاده مجدد در مواردی چون فلاشینگ توالت و آبیاری فضای سبز مناسب تر است.

اب خاکستری چیست

سرانه تولید آب خاکستری

تخمین زده شده که هر نفر در روز حدود 150 تا 200 لیتر آب مصرف می‌کند اما مصرف نهان آب ممکن است به چندین برابر آن برسد. بیشتر این آب برای شستشو و نظافت شخصی مصرف و در نهایت تبدیل به فاضلاب می‌شود. برای حل این معضل دانشمندان و محققان راه حل‌های متعددی را برای بازیافت و بهینه سازی مصرف آب در بخش ساختمان ارائه کرده‌اند که در میان آنها می توان بازیافت ” آب خاکستری ” را یکی از موثرترین روش‌ها دانست.

بیش از شصت درصد از حجم فاضلاب خانگی را آب خاکستری تشکیل می‌دهد. با توجه به میزان تولید فاضلاب روزانه هر فرد، سرانه تولید آب خاکستری هر نفر در روز در حدود 90 تا 120 لیتر در روز می باشد. بنابراین ذخیره و بازیافت این منبع آب باعث بهینه‌سازی و کاهش مصرف آب شیرین شده و حجم فاضلاب را هم کم می‌کند. در نتیجه در صورت استفاده از آب خاکستری به عنوان منبعی برای تامین آب، پتانسیل کاهش مصرف سرانه در حدود 30 تا 50 درصد وجود خواهد داشت.

از آنجایی که فاضلاب خاکستری نزدیک به 50 تا 80 درصد از پساب شهری را تشکیل می دهد، یکی از روش های کاهش اتکای مصارف خانگی به منابع آب سالم بهداشتی و تصفیه شده، بازیابی آب خاکستری است.

مزایای زیست محیطی بازیافت آب خاکستری شامل موارد زیر است :

– کاهش برداشت آب تازه از رودخانه ها و سفره های آب زیرزمینی
– کم شدن تاثیرات منفی استفاده از سپتیک تانک ها و هزینه های ناشی از زیرساخت های احداث تصفیه خانه های شهری
– کاهش مصرف انرژی و آلودگی های شیمیایی ناشی از تصفیه
– تغذیه آب های زیرزمینی
– احیای مواد مغذی

مزایای اقتصادی بازیافت آب خاکستری شامل موارد زیر است :

– کاهش نیاز به استفاده از آب شهری. در واقع با مصرف دوباره آب خاکستری، نیاز به استفاده از آب لوله کشی شهری به میزان قابل توجهی کاهش می یابد و سبب کاهش هزینه های مربوط به قبوض می گردد و در افقی دورتر، موجب کاهش فشار بر سیستم آبرسانی شهری خواهد شد.
– کاهش حجم ورودی فاضلاب به سیستم جمع آوری فاضلاب شهری و تصفیه خانه های شهری. در کل علاوه بر بهره مندی مصرف کنندگان خانگی از مزایای ذکر شده، استفاده مجدد از آب خاکستری، تاثیرات قابل توجهی در توسعه و کاهش هزینه های جوامع شهری خواهد داشت.

 

روش های مختلف برای جمع آوری آب خاکستری چیست؟

  1. جمع آوری دستی

آب خاکستری از لباسشویی، آشپزخانه یا آب حمام جمع آوری می شود. سیستم‌های جمع‌آوری آب خاکستری از دستی تا کاملاً خودکار متفاوت هستند و سیستم‌های دستی ساده‌ترین نوع هستند و کمترین هزینه نگهداری را دارند. سیستم های دستی به چیزی بیش از یک سطل برای جمع آوری آب خاکستری نیاز ندارند. سپس آب را می توان برای گیاهان آبیاری یا به عنوان جایگزینی برای استفاده از آب شیرین برای شستشو استفاده کرد.

  1. لوله کشی ساده

دومین سیستم جمع آوری آب خاکستری که پیچیده تر است، یک ارتباط خودکار بین ماشین لباسشویی و حیاط و فضای سبز ایجاد می کند. این سیستم از اتصالات لوله کشی بین لوله تخلیه فاضلاب ماشین لباسشویی و چمن و گیاهان استفاده می کند. در این روش، آب از طریق لوله های زیرزمینی به داخل حیاط می ریزد و در آنجا برای آبیاری زمین استفاده می شود.

این روش جمع آوری آب خاکستری، هزینه پایینی دارد اما برای اطمینان از اینکه لوله کشی با باقیمانده مواد شوینده، مسدود نمی شود نیاز به نگهداری دارد. این نوع سیستم را می توان به تنهایی با تلاش و آموزش مختصر به اضافه مواد مورد نیاز مانند لوله های شلنگ و اتصالات ساخت.

  1. فاضلاب و لوله کشی یکپارچه

سیستم سوم جمع آوری آب خاکستری، شامل ادغام لوله کشی کل خانه در یک سیستم جمع آوری آب خاکستری است. این سیستم ها گران ترین و سخت ترین گزینه های موجود هستند و همچنین نیاز دارند که افراد حرفه ای را برای اطمینان از اینکه کار به درستی انجام می شود استخدام کرد.

این سیستم ها معمولاً زهکشی حمام، لباسشویی و آشپزخانه را به سیستمی متصل می کنند که آب خاکستری را در مخزن جمع آوری می کند. آب معمولاً باید ظرف 24 ساعت پس از جمع آوری استفاده شود تا از رشد باکتری ها به میزان زیاد که باعث ایجاد بوی بد می شود جلوگیری شود. با این حال، آب را می توان با کلر یا ید تصفیه کرد تا امکان ذخیره سازی طولانی تر فراهم شود.

برخی از سیستم‌ها حتی می‌توانند امکان ادغام آب خاکستری را با لوله‌کشی توالت فراهم کنند تا اطمینان حاصل شود که توالت با آب شیرین شستشو نمی‌شود. برخی از سیستم‌ها همچنین می‌توانند با یک کلید قطع اضطراری همراه باشند تا اطمینان حاصل شود که در صورت خرابی سیستم، جریان برگشتی به لوله‌کشی اصلی آب شیرین وجود ندارد. مقدار لوله کشی و پمپاژ درگیر در این پیچیده ترین سیستم ها به این معنی است که آنها به دلیل باقیمانده صابون در معرض مسدود شدن هستند. بنابراین نسبت به سایر سیستم ها به نگهداری بیشتری نیاز دارند.

 

آب خاکستری چیست

سیستم آب خاکستری چگونه کار می کند؟

این فرآیند شامل سه مرحله است که عبارتند از:

  • جمع آوری آب خاکستری چیست ؟

آب خاکستری را می توان از سینک، حمام یا ماشین لباسشویی با استفاده از حوضچه یا لوله کشی جمع آوری کرد. مشکلی که در این مورد ایجاد می شود، انواع شوینده های مورد استفاده است. برخی از مواد شوینده دارای یک ماده شیمیایی قوی هستند که می تواند به مرور زمان به سیستم لوله کشی آسیب برساند. توصیه می شود از شوینده های ارگانیک استفاده کنید زیرا احتمال آسیب کمتری دارند.

برای جمع آوری آب خاکستری، استفاده از لوله کشی توصیه می شود زیرا به نگهداری کمتری نیاز دارد و فرد را به اندازه جمع آوری دستی سطل خسته نمی کند. این سیستم همچنین می تواند از پمپ ها برای انتقال آب به محل های جمع آوری استفاده کند. این امکان ذخیره سازی فاضلاب را در زمانی که در حال استفاده نیست فراهم می کند. مشکل این سیستم این است که پمپ ها ممکن است در طول زمان تحت تأثیر مواد شیمیایی موجود در آب خاکستری قرار گیرند.

  • نگهداری و تصفیه آب خاکستری چیست ؟

اب خاکستری معمولاً پس از مرحله قبل، در یک ظرف ذخیره سازی جمع آوری می شود و برای اطمینان از ایجاد بوی بد، کمتر از 24 ساعت نگهداری شود. همچنین توصیه می‌شود اگر قصد دارید آب را برای مدت طولانی‌تری ذخیره کنید، آب را با کلر یا ید تصفیه کنید تا مطمئن شوید که آب ذخیره‌شده بوی بدی تولید نمی‌کند. برای استفاده ایمن از آب خاکستری باید سطحی از تصفیه بر روی آن انجام گردد که در مقاله های تصفیه آب خاکستری درباره آن صحبت خواهیم کرد.

  • استفاده از آب خاکستری چیست ؟

بهتر است که اب خاکستری هم برای شست و شوی توالت ها استفاده شود و هم برای آبیاری فضای سبز. آب را می توان از طریق نیروی جاذبه یا پمپ ها منتقل کرد، اما در حالت ایده آل، باید راهی برای هدایت آب به مسیر معمولی فاضلاب در صورت عدم نیاز وجود داشته باشد. همچنین در صورت خرابی سیستم باید یک روش قطع اضطراری برای جلوگیری از برگشت آب خاکستری به سیستم های آب شیرین وجود داشته باشد.

اب خاکستری

کاربرد های پساب خروجی سیستم تصفیه فاضلاب خاکستری چیست ؟

  • آبیاری فضای سبز
  • پرکن فلاش تانک
  • آب مورد نیاز برای برج های خنک کننده
  • شستشوی محوطه
  • کارواش
  • و سایر مصارف غیر شرب

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.

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 . استفاده از سیستم اب خاکستری در هتل ها و ورزشگاه ها نیز مجاز است .

اروپا

در اروپا در سال 2001 مطالعات و آزمایشاتی بر روی تصفیه آب خاکستری جهت استفاده در سیفون توالت انجام شده که در آن 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. ‌

استفاده آب خاکستری در مصرف انرژی چیست ؟

آب خاکستری و مصرف انرژی

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.

استفاده آب خاکستری در ساختمان سبز چیست ؟

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.

استفاده آب خاکستری در ساختمان سبز

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.

استفاده آب خاکستری در طراحی معماری چیست ؟

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 اساس نوع معماری و چگونگی ساخت آن به عنوان یک پدیده فرهنگی و تکنولوژیک شکل دهنده فرهنگ معماری امروز می باشد. شرایط زندگی و فرهنگ اشتباه جامعه، باعث هدر رفتن منابع زیاد 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 شود ، 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:

  • 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

پکیج تصفیه آب خاکستری شرکت مهندسی پاک پساب اقلیم

بهره گیری از تجارب برآمده از پژوهش های آزمایشگاهی با تکیه بر تجارب گذشته، پکیج تصفیه آب خاکستری شرکت مهندسی پاک پساب اقلیم را به یکی از قدرتمند ترین سیستم های موجود در بازار پکیج تصفیه فاضلاب تبدیل کرده است. طراحی تلفیقی این پکیج برپایه فرایند های فیزیکی، بیولوژیکی و شیمیایی، راندمان تصفیه آلاینده های آب خاکستری را به طرز چشمگیری افزایش داده و حذف 99 درصدی دترجنت در آب خاکستری که یکی از معضلات تصفیه این نوع فاضلاب می باشد را میسر نموده است. طراحی فیلتراسیون پیشرفته در مراحل آخر تصفیه، احتمال ایجاد بو یا تکثیر میکروارگانیسم ها پس از تصفیه را منتفی نموده و همچنین گندزدایی پیشرفته با به کار گیری سیستم اتوماتیک کلرزنی و اشعه UV به صورت توامان، حذف کامل باکتری، ویروس و هرگونه میکروارگانیسم احتمالی به جا مانده از مراحل پیشین را به صفر میرساند.

راندمان این پکیج تلفیقی تصفیه، بسیار بالا بوده و قابلیت استفاده از خروجی آن برای تمامی مصارف بازچرخانی آب خاکستری را فراهم کرده است.

مزایای استفاده از این پکیج

  • راندمان بالا در حذف LAS و دترجنت ها
  • سیستم کاملا اتوماتیک با کمترین نیاز به اپراتوری
  • راندمان بالا در حذف نیتروژن و فسفر
  • تلفیق هم زمان سه فرایند موثر در تصفیه آب خاکستری جهت ایجاد بالاترین راندمان تصفیه
  • طراحی سیستم برگشت لجن به فاز بیهوازیجهت انجام فرایند نیتریفیکاسیون و دنیتریفیکاسیون
  • عدم امکان فرار لجن به دلیل طراحی فیلتراسیون پیشرفته در مرحله آخر تصفیه
  • کیفیت ثابت پساب خروجی
  • عدم استفاده از مواد شیمیایی
  • هزینه پایین نگهداری
  • عدم ایجاد بوی نامطبوع در فلاش تانک ها بدلیل حذف کامل میکروارگانیسم ها درروند تصفیه
  • قابلیت اجرا برای احجام کم
  • قابلیت دفن
  • گارانتی یکساله