Šedá voda: Ekologická likvidace a systémy pro její využití

V současné době se při stavbě nových budov začínají stále více prosazovat ekologická i ekonomická hlediska, ke kterým patří také úspory pitné vody a energie. Technologie umožňujících úsporu pitné vody představují moderní trend vycházející z prosazovaných vizí o tzv. "oběhovém hospodářství" a nových koncepcí, jako jsou "města budoucnosti". Jejich cílem je minimalizovat potřebu zdrojů, z nichž jeden je pitná voda. S minimalizací potřeby pitné vody úzce souvisí i minimalizace produkce odpadních vod a tím i minimalizace spotřeby energie, která je potřebná jak na úpravu a čištění odpadních vod, tak i na jejich transport. S energií pak souvisí navíc i získávání energie z odtékající "použité" vody.

Přes všechny důsledky a souvislosti spojené s úsporou vody se jedná o legislativně podporovaný trend (viz směrnice EU), a musíme s ním jako s významným procesem počítat. Výsledkem procesu bude na jedné straně úspora zdrojů (menší spotřeba vody a energie), na druhé pak zvýšení nákladů na jednotku (např. vztaženo na 1 m³ použité vody). Celkově však celý proces musí vést ke snížení nákladů, což předpokládá i další rozvoj úsporných technologií, jinak by se proces pravděpodobně neprosadil (pokud bereme ekonomický pohled za podstatný), nebo by jeho prosazení bylo podstatně pomalejší.

V této kapitole se zaměříme na snížení spotřeby pitné vody využitím šedé vody. Šedou vodou nazýváme odpadní vody neobsahující fekálie a moč (podrobněji dále). Šedá voda, hlavně ze sprch, umyvadel a praček v sobě nese značný tepelný potenciál. Spotřeba energie na ohřev teplé užitkové vody tvoří dnes 25 až 75 % celkových nákladů na energie domácností podle tepelných parametrů objektu. Nyní využíváme pouze 10 % vložené energie.

Legislativní požadavky a využití šedé vody

Ve světovém měřítku je využívání šedých vod v určitých oblastech zavedenou a běžnou praxí. Jedná se zejména o země, kde cena vody je vysoká nebo země s omezenými zdroji vody. Jsou tam k dispozici platné normy zabývající se systémy šedých vod včetně doporučení zaměřených na kvalitu a monitorování těchto vod. V České republice není zatím situace na takové úrovni, aby náklady spojené s přechodem na systém využití vyčištěné odpadní vody byly plně zdůvodnitelné, protože není akutní potřeba zabývat se odpadními vodami jako zdrojem z kvantitativního hlediska. Problematika využití šedých vod v budovách je teprve v období rozvojových programů a získávání zkušeností. Problémem je nejen technická stránka, ale také názor široké veřejnosti na znovu využívání vyčištěné odpadní vody. Opětovné využití vyčištěné odpadní vody v ČR neomezuje výslovně žádný zákon, vyhláška ani předpis. Přímé legislativní a normativní požadavky na využití a kvalitu šedých vod však nejsou u nás dosud stanoveny.

Co říká zákon

Stavební zákon sice striktně nevyžaduje, aby každý obytný dům byl zásobován pitnou vodou, ale pro objekty sloužící veřejnosti, včetně ubytovacích zařízení, je to různými zákony požadováno. Zákon č. 258/2000 Sb., o ochraně veřejného zdraví a o změně některých souvisejících zákonů, ve znění pozdějších předpisů se zaměřuje ve svém ustanovení § 3 Hygienické požadavky na vodu výhradně na vodu pitnou, u které předpokládá univerzální využití: "Pitnou vodou je veškerá voda v původním stavu nebo po úpravě, která je určena k pití, vaření, přípravě jídel a nápojů, voda používaná v potravinářství, voda, která je určena k péči o tělo, k čištění předmětů, které svým určením přicházejí do styku s potravinami nebo lidským tělem, a k dalším účelům lidské spotřeby, a to bez ohledu na její původ, skupenství a způsob jejího dodávání. Hygienické požadavky na zdravotní nezávadnost a čistotu pitné vody se stanoví hygienickými limity mikrobiologických, biologických, fyzikálních, chemických a organoleptických ukazatelů, které jsou upraveny prováděcím právním předpisem, nebo jsou povoleny nebo určeny podle tohoto zákona příslušným orgánem ochrany veřejného zdraví."

Čtěte také: Šedova kniha o praveku

Nejedná se jen o vodu na pití či vaření, ale i vodu používanou na čištění předmětů nebo ploch, se kterými přichází člověk přímo do styku (např. vodu na umývání podlahy, neboť po ní člověk může chodit bos a dítě se jí může dotýkat mnohem intenzivněji). Uváděné Doporučené hodnoty jsou nezávazné hodnoty ukazatelů jakosti pitné vody, které stanoví minimální žádoucí nebo přijatelnou koncentraci dané látky, nebo optimální rozmezí koncentrace dané látky. Za pitnou vodu se nepovažuje přírodní léčivý zdroj a přírodní minerální voda, o níž bylo vydáno osvědčení podle zákona č. 164/2001 Sb., lázeňský zákon, ve znění pozdějších předpisů. Také teplá voda, dodávaná jako součást podnikatelské činnosti osoby nebo jiné činnosti právnické osoby, musí splňovat hygienické limity mikrobiologických, biologických, fyzikálních, chemických a organoleptických ukazatelů jakosti, které jsou upraveny prováděcím právním předpisem.

Pro přírodní a umělá koupaliště a sauny zákon nevyžaduje pitnou vodu. "Provozovatel přírodního nebo umělého koupaliště nebo sauny je povinen zajistit, aby koupající se fyzické osoby nebyly vystaveny zdravotním rizikům plynoucím ze znečištění vody ke koupání, sprchování nebo ochlazování."

Pitná voda pro konkrétní potřebu

Ve smyslu uvedeného zákona se pro konkrétní oblast využití voda zkoumá, z hlediska ukazatelů kvality pitné vody, podle vyhlášky č. 252/2004 Sb., kterou se stanoví hygienické požadavky na pitnou a teplou vodu a četnost a rozsah kontroly pitné vody. Posouzení, zda je vhodné využít vyčištěnou odpadní vodu musí probíhat individuálně se zohledněním požadavků na kvalitu vody v dané oblasti využití. S tohoto hlediska také přistupujte k dále uvedeným informacím.

Důvody pro recyklaci šedých vod

Hlavním důvodem pro recyklaci šedých vod je především to, že jsou minimálně znečištěny a jejich úprava není příliš náročná, navíc lze s výhodou využít tepla, které je v nich obsaženo. Důvodem pro dělení vod v tomto případě je hlavně oddělení šedé vody, na rozdíl od projektů decentralizovaného čištění odpadních vod, kde se hlavně odděluje moč (žlutá voda) za účelem snížení množství nutrientů na odtoku. V případě šedých vod a vyčištěných šedých vod (bílých vod) se často uvažuje s kombinací s využitím se srážkovými vodami a minimalizuje se tak problém s nerovnoměrností srážek.

Ochrana životního prostředí

Dalším důvodem proč se touto otázkou zabývat, je otázka prestiže a zavádění systémů hodnocení (certifikace) budov z hlediska jejich vlivu na životní prostředí. Všechny systémy hodnocení by měly motivovat projektanty budov, aby hledali úspory nejen ve vytápění a chlazení budov, ale aby se zaměřili i na oblast vodního hospodářství budovy. Projektant by měl být motivován i k využívání inovativních metod nebo řešení redukujících spotřebu vody a tím pádem i minimalizaci vypouštěných odpadních vod.

Čtěte také: Odpadkový koš Paso – recenze

Systémy využití šedých vod je možné úspěšně aplikovat ve vybraných budovách, jako jsou vysokoškolské koleje, prádelny, hotel, rodinný dům, plavecký bazén, administrativní budova a další objekty. Kvalitní pitná voda by měla být používána pouze tam, kde je to nezbytně nutné. Pro splachování toalet, zalévání zahrady apod. je možno použít vodu vyčištěnou. To zejména tam, kde je nízká kapacita dostupného zdroje kvalitní pitné vody.

Výhody použití recyklované vody:

• Ekonomické hledisko - stále se zvyšující cena kvalitní pitné vody.
• Úsporné hospodaření s přírodní vodou.
• Nižší zatížení prostředí nutrienty.
• Nižší uhlíková stopa.

Mezi alternativní zdroje vody lze zařadit: recyklovanou vodu dodávanou samostatnou distribuční sítí, zcela oddělenou od vody pitné; recyklovanou vodu vyrobenou decentrálně; vodu dešťovou ze střech a nepropustných povrchů.

Oblast využití šedé vody

V praxi existuje řada objektů, u nichž by se již dnes vyplatilo oddělit šedé vody a použít je jako užitkovou vodu - nejlepších ekonomických parametrů se logicky dosahuje tam, kde je relativně větší produkce a zejména větší spotřeba (hotely, sportovní zařízení, bazény, nemocnice). V rámci níže uvedeného projektu se posuzovala řada objektů a to jak po stránce recyklace vod, tak i po stránce využití tepla z těchto vod a návratnost vložených investic se pohybovala od 4 do 10 roků. U již existujících objektů nepříznivě ovlivňují ekonomické ukazatele náklady na dodatečná opatření. U nových objektů je však již zřejmé, že už není na co čekat a přinejmenším oddělené odvádění šedých vod by mělo být u veřejných budov samozřejmostí, ať už se pak využije vyčištěná voda nebo získané teplo.

Spotřeby vody pro jednotlivé účely využití zaznamenávají experimentální studie, navazující na výzkumné projekty aplikovaného výzkumu vypsané Technologickou agenturou České republiky (např. program A01020311 - Využití šedé a dešťové vody v budovách - 2011-2013, TA0/TA), i projekty řešící využití šedých a dešťových vod pro konkrétní stávající i nové objekty. Pro obraz celkové spotřeby vody určitého druhu objektu lze v obecných případech využít Směrná čísla spotřeby vody podle přílohy č. 12 k vyhlášce č. 428/2001 Sb. (upravena vyhláškou č. 48/2014 Sb.). Odpadní voda je také zdrojem tepelné energie, jejíž potenciál je dnes téměř nevyužíván. Přitom využití se přímo nabízí, a to jak v liniových objektech, jako jsou kanalizační potrubí, v objektech na kanalizační síti i přímo v pozemních objektech.

Charakteristika šedé vody

Šedou vodou nazýváme, podle ČSN EN 12056-2 Vnitřní kanalizace - Gravitační systémy - Část 2: Odvádění splaškových odpadních vod - Navrhování a výpočet, splaškové odpadní vody neobsahující fekálie a moč, které odtékají z umyvadel, van, sprch, dřezů apod. Svoje pojmenování dostala podle nezaměnitelného zbarvení. Šedou vodu, zejména z koupelen, je možné po úpravě využívat jako vodu provozní (tzv. bílou vodu) pro splachování záchodů, pisoárů a zalévání zahrad.

Čtěte také: Ekologická barva na dřevo: Recenze

Z obrázku je patrné, že produkce šedé vody (z umyvadel, van, dřezů, praček, a popř. myček nádobí) tvoří více než 50 % celkové produkce odpadní vody v domácnosti a v komerčních budovách cca 27 % z celkové produkce odpadních vod. Produkce šedé vody pouze z koupelen (umyvadel, van a sprch) činí v domácnostech cca 29 až 34 % z celkové produkce odpadních vod.

Rozdělení šedých vod do kategorií:

• Neseparované šedé vody.
• Šedé vody z kuchyní a myček.
• Šedé vody z praček.
• Šedé vody z umývadel, van a sprch.
• Ostatní šedé vody.

Pro šedou vodu je charakteristické kolísání hodnot znečištění, které vyplývá z rozdílného životního stylu. Nejméně zatížené jsou vody ze sprch a mytí. Podle zatížení se dá šedou vodu dělit na vhodnou a podmíněně použitelnou pro recyklaci. Použitelná je voda z umyvadel, van a sprch a podmíněně použitelná z oblasti kuchyně a myčky na nádobí. Po stránce ekonomické je zřejmé, že největších ekonomických efektů se dosáhne použitím systémů se současným využitím srážkových vod a šedých vod a u budov s velkou možnou spotřebou bílých vod. Různé kombinace je třeba zvážit s ohledem na místní podmínky a cenu nakupované vody.

Chemicko-fyzikální vlastnosti šedých vod

V následujícím textu uvádíme hodnoty některých chemicko-fyzikálních parametrů šedých vod podle výše uvedených kategorií.

Teplota, pH

U komunálních vod se pH pohybuje v rozmezí 7 až 8, u vod šedých s podílem vod z praní je pH 9,3 - 10, u šedých vod z koupelen a kuchyní je pH 5 - 8,6. Jsou spíše kyselé nebo mírně zásadité. Podobné hodnoty pH má i neseparovaná šedá voda. Teplota šedých vod z praček kolísá mezi 28 až 32 °C, z van, sprch a umyvadel mezi 18 až 38 °C, neboť pro hygienické účely je používána teplá voda. Následkem vyšší teploty současně dochází k rozvoji mikroorganismů.

Zákal, plovoucí látky

U barvy a zákalu šedých vod, jsou hodnoty o něco vyšší u vod z koupelen než u vod z praček. Naopak šedé vody z praček vykazují vyšší množství plovoucích látek (např. vlákna) než vody z van, sprch a umyvadel (vlasy). Největší množství plovoucích látek lze zaznamenat u šedých vod z kuchyní a myček. Je to způsobeno tím, že se zde vyskytují zbytky jídla. Koloidy a plovoucí látky přitom mohou být příčinou problémů při úpravě šedých vod.

V následující tabulce jsou uvedeny hodnoty chemické spotřeby kyslíku (CHSK) a biochemické spotřeby kyslíku za 5 dní při 20 °C (BSK₅), jejichž poměr je zpravidla 4:1. To ukazuje na vyšší podíl hůře odbouratelných organických látek. V klasických komunálních vodách je poměr obvykle 2:1. Tento nepříznivý poměr platí zejména pro odtoky ze sprch, kde se používají mýdla a šampony. Co se týká pH šedých vod, u komunálních vod je pH obvykle 7 - 8, zejména vody z praní jsou zásadité (pH = 9 - 10), oproti tomu vody z klasických kuchyní jsou spíše kyselejší. Teplota šedých vod z oblasti van, sprch a praček kolísá mezi 18 a 38 °C, neboť pro hygienické účely je používána teplá voda.

Z tabulky je zřejmé, že pro šedé vody je specifické zejména kolísání hodnot spojené s rozličným životním stylem. Lze konstatovat, že nejméně zatížené jsou vody ze sprch a mytí. Vody z kuchyní jsou díky vyšším obsahům zbytků hodně zatížené. Na základě těchto poznatků lze šedou vodu dělit na vhodnou pro recyklaci.

Čistírny šedých vod

Po vyčištění šedých vod získáme tzv. bílou vodu. Je nutno využít sofistikovaných čistíren šedých vod, které pracují principiálně takto: Odpadní voda natéká přes filtr mechanických nečistot do reaktoru. V reaktoru je osazen membránový modul, v jehož spodní části je osazen aerační systém. Nad membránovým modulem je umístěno čerpadlo, které podtlakem odsává vodu přes membrány a odvádí již vyčištěnou vodu do akumulační nádrže. Voda z akumulační nádrže je čerpána do systému rozvodu užitkové vody. Základním předpokladem správné funkce čistírny šedých vod je, že do ní nebudou vypouštěny tuky a zbytky jídel. Nevhodné jsou kuchyňské dřezy, myčky, čajové kuchyňky.

Vnitřní instalace je upřednostňována z hlediska menší finanční a technické náročnosti. U venkovní instalace je nutné myslet na to, že potřebuji někam umístit elektroinstalaci a řídící jednotku s dmychadlem.

Čerpací jednotka AS-RAINMASTER

Jedná se o nástěnnou jednotku umístěnou v objektu. Tato jednotka si následně nasává vyčištěnou šedou vodu a čerpá ji do rozvodu. V případě potřeby se jednotka automaticky přepne na zdroj pitné vody.

Ponorná domácí vodárna

Vodárna je umístěná v akumulaci vyčištěné šedé vody. V případě potřeby je automaticky využita pitná voda v rámci automatického řízení v nádrži.

Cena a návratnost investice

• Pro rodinný dům:
  • Vnitřní instalace: řádově 108 tis. Kč.
  • Venkovní instalace: řádově 120 tis. Kč.
  • Návratnost investice u rodinných domů je spíše dlouhodobá.
• Pro bytový dům:
  • Do 10 bytových jednotek: 30 tis. Kč/bytová jednotka
  • Nad 10 bytových jednotek: 25 tis. Kč/bytová jednotka
  • Návratnost investice u bytových domů se pohybují od 5 do 10 let.
• Administrativní a další provozy je nutno posoudit individuálně.

Komerční a průmyslové budovy - velká produkce šedých vod ze sprch a umyvadel, která může být použita např. Se zvyšující se cenou pitné vody je znovuvyužití vody stále důležitější. Recyklace šedé vody ze sprch, umyvadel, praček a technologických procesů, tj. hotely, wellness centra - velká produkce šedých vod. Odpadní voda natéká přes filtr mechanických nečistot reakční nádrže, kde se voda biologicky čistí. V reakční nádrži je osazen membránový modul v jehož spodní části je osazen aerační systém. Nad membránovým modulem je umístěno čerpadlo, které podtlakem odsává vodu přes membrány a odvádí již vyčištěnou vodu do akumulační nádrže vyčištěné vody. Voda z akumulační nádrže je čerpána do systému rozvodu provozní vody. Reakční nádrž je opatřena havarijním přepadem.

Moderní metody likvidace dešťové vody

S rostoucí urbanizací a klimatickými změnami se efektivní nakládání s dešťovou vodou stává klíčovým prvkem udržitelného rozvoje měst i venkova. Moderní metody likvidace dešťové vody nabízejí ekologická řešení, která nejen chrání životní prostředí, ale zároveň přinášejí ekonomické i praktické výhody.

Principy moderního odvodnění a likvidace dešťové vody

Tradiční přístup k odvodnění spočíval v co nejrychlejším odvedení dešťové vody do kanalizace. Tento model je však v dnešní době považován za neefektivní a neudržitelný. Moderní přístupy se zaměřují na tzv. modrozelenou infrastrukturu, která kombinuje přírodní a technická řešení pro zadržení a využití dešťové vody přímo v místě jejího dopadu.

Mezi hlavní principy moderního odvodnění patří:

• Decentralizace - voda je zadržována a likvidována přímo na pozemku.
• Vsakování - podpora přirozeného vsakování vody do půdy.
• Retence - dočasné zadržení vody pro pozdější využití nebo pomalé vypouštění.
• Recyklace - využití dešťové vody pro technické účely (zálivka, splachování).

Metody likvidace dešťové vody

Existuje celá řada metod, které lze kombinovat podle místních podmínek, typu zástavby a požadavků na ekologii a estetiku.

Vsakovací zařízení

Vsakovací zařízení umožňují přirozené vsakování dešťové vody do půdy. Patří sem:

• Vsakovací jámy - jednoduché konstrukce vyplněné štěrkem, které umožňují vsakování vody do podloží.
• Vsakovací tunely a bloky - modulární systémy s vysokou akumulační kapacitou, vhodné pro větší plochy.
• Vsakovací příkopy - lineární prvky podél komunikací nebo pozemků, které zachytávají a vsakují vodu.

Výhody: Nízké provozní náklady, ekologické řešení, zlepšení mikroklimatu.

Rizika: Nevhodné pro jílovité půdy, riziko kontaminace podzemních vod, nutnost pravidelné údržby.

Zelené střechy

Zelené střechy představují kombinaci vegetační vrstvy a hydroizolace, která umožňuje zadržení části dešťové vody přímo na střeše budovy.

Výhody: Snížení odtoku vody, zlepšení tepelné izolace, podpora biodiverzity.

Rizika: Vyšší pořizovací náklady, nutnost statického posouzení budovy.

Retenční nádrže a sudy

Retenční nádrže slouží k dočasnému zadržení dešťové vody, kterou lze následně využít například k zavlažování zahrady nebo splachování toalet.

Výhody: Úspora pitné vody, snížení zatížení kanalizace, jednoduchá instalace.

Rizika: Riziko přemnožení komárů, potřeba pravidelného čištění.

Propustné povrchy

Propustné povrchy jako zatravňovací dlažba, štěrkové lože nebo propustný beton umožňují vsakování vody přímo na místě.

Výhody: Snížení odtoku, estetická hodnota, zlepšení mikroklimatu.

Rizika: Omezená nosnost, nutnost pravidelného čištění.

Dešťové zahrady (rain gardens)

Dešťové zahrady jsou mělké prohlubně osázené vlhkomilnými rostlinami, které zachycují a čistí dešťovou vodu.

Výhody: Zlepšení kvality vody, podpora biodiverzity, estetická hodnota.

Rizika: Vyžadují odborný návrh, pravidelnou údržbu a vhodné umístění.

Ekologická řešení a jejich přínosy

Moderní ekologická řešení přinášejí řadu výhod nejen pro životní prostředí, ale i pro samotné uživatele:

• Snížení zatížení kanalizační sítě - menší riziko záplav a přetížení čistíren odpadních vod.
• Zlepšení kvality vody - přirozená filtrace vody přes půdu a vegetaci.
• Podpora biodiverzity - vznik nových biotopů ve městském prostředí.
• Úspora nákladů - nižší spotřeba pitné vody, nižší poplatky za odvodnění.

Praktické příklady a implementace

V České republice se ekologická řešení likvidace dešťové vody postupně prosazují jak v soukromém, tak veřejném sektoru.

Rodinné domy

Majitelé rodinných domů často instalují retenční sudy o objemu 300-1 000 litrů, které slouží k zavlažování zahrady. Vsakovací boxy jsou oblíbené zejména u novostaveb, kde je možné jejich instalaci zahrnout již do projektu.

Veřejné prostory

V Praze byly v rámci projektu Adaptační strategie na změnu klimatu vybudovány dešťové zahrady a vsakovací příkopy v parcích a podél komunikací. Tyto prvky nejen zadržují vodu, ale zároveň zvyšují estetickou hodnotu prostředí.

Průmyslové areály

Moderní průmyslové areály využívají retenční nádrže s objemem několika desítek m³, které slouží k akumulaci vody pro technické účely. V kombinaci s propustnými povrchy dochází k významnému snížení odtoku do kanalizace.

tags: #seda #voda #ekologicka #likvidace #systemy

Oblíbené příspěvky:

• Rozměry kamenných košů
• Znečištění životního prostředí ropou
• Třídění odpadu v ČR
• Moderní odpadkový koš s hlasovým ovládáním
• Tipy pro práci v přírodě