Energie šedých vod

REKUPERACE ŠEDÝCH VOD

Co je šedá voda?

Šedou vodou nazýváme podle EN 12056 splaškové odpadní vody neobsahující fekálie a moč, které odtékají z umyvadel, van, sprch, dřezů apod. Šedou vodu, zejména z koupelen, je možné po úpravě použít jako vodu provozní (tzv. bílou vodu) pro splachování záchodů , pisoárů a zalévání zahrad , čímž vzniká výrazná úspor nákladů na stočné.

Rozdělení šedých vod

Šedé vody lze rozdělit do několika hlavních kategorií.

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

Charakteristické je kolísání hodnot znečištění, které vyplývá z rozdílného životního stylu. Nejméně zatížené jsou vody ze sprch a mytí. Podle zatížení se dá šedé vody dělit na vhodné a podmíněně použitelné pro recyklaci a následné využití. Použitelná je voda z umyvadel, van a sprch a podmíněně použitelná z oblasti kuchyně a myčky na nádobí.

V posledních letech jsou v praxi často uplatňovány metody systémů certifikace budov z hlediska snižování vlivu na životní prostředí . Budovy se certifikují podle některého ze systémů, jako například certifikace LEED (Leadership in Energy and Enviromental Design) a BREAM (Bulding Research Establishment Assessment Method). Všechny tyto systémy motivují projektanty, aby v oblasti spotřeby energie a vodního hospodářství budovy, aby využili technická řešení r edukující spotřebu energie a vypouštění odpadních vod mimo budovy – water cycle management.

Znovuvyužití šedé odpadní vody je jednou z cest, jak snížit spotřebu pitné vody a redukovat množství vypouštěných vod.

Čistírny šedých vod

Čistírny šedých vod jsou určeny k  čištění odpadních vod bez obsahů fekálií a moče , tzn. vody ze sprch, myček, umývadel. Tato technologie využívá aerobní biologické procesy a je vybavena membránovou technologií, která vyčištěnou vodu zbavuje většiny virů a bakterií. Vyčištěná šedá voda se nazývá bílá, je kvalitou srovnatelná s dešťovou vodou a použitelná především jako voda provozní, pro splachování toalet a zalévání.

Popis technologie

Odpadní voda natéká přes filtr mechanických nečistot do vyrovnávací nádrže. Tato nádrž má funkci zachytit nerovnoměrnost vypouštění – akumulaci. Z vyrovnávací nádrže je voda čerpána čerpadlem do aktivační nádrže. V reakční nádrži se voda biologicky čistí. V aktivační nádrži je osazen membránový modul . V jeho spodní části se nachází aerační systém , který slouží ke vhánění kyslíku do aktivační nádrže a k čištění membrán.

Nad membránovým modulem je umístěno čerpadlo, které pod tlakem odsává vodu přes filtrační membrány a  odvádí již vyčištěnou vodu do akumulační nádrže vyčištěné vody. Voda z akumulační nádrže je čerpána pomocí automatické tlakové stanice s membránovou tlakovou nádobou do systému rozvodu provozní vody. Za čerpací stanicí je umístěna membránová tlaková nádoba. Jako poslední je zařazena UV lampa sloužící k dezinfekci vody. Všechny nádrže jsou opatřeny havarijním přepadem a možností doplňování pitnou vodou do akumulační nádrže vyčištěné vody v případě nedostatku šedých vod.

Jak lze využívat šedou vodu?

Produkce šedé vody se pohybuje od 55 do 100 l/EO.den. Znovuvyužitím šedých vod se dá uspořit přibližně 50 % denní spotřeby pitné vody.

S využitím výrobkové řady kompaktních jednotek AS-GW v jednom celku zajistíte:

• mechanické předčištění šedé vody,
• akumulaci vody,
• biologické čištění a filtraci,
• čerpání vody do rozvodného systému,
• doplňování pitné vody v případě nedostatku produkce šedých vod.

Proč používat šedou vodu?

Čištění šedých vod znamená obranu proti neustálému růstu cen pitné vody. Zároveň umožňuje dodávku kvalitní pitné vody ve špatně dostupných a exponovaných oblastech. Šedé vody lze také použít na splachování WC nebo zalévání zahrady. Při opětovném využití šedých vod navíc zlepšujete hodnocení dotčené budovy v systémech LEED, BREAM a dalších.

ENERGIE ŠEDÝCH VOD

Dalším aspektem využití odpadních šedých vod , který nemůžeme pominout, je značný tepelný potenciál, obsažený v šedých vodách. Její využití se přímo nabízí. Důvody jsou hned dva – je v nich obsaženo více tepla než v jiných vodách a jsou relativně čisté. Minimalizuje se tak největší problém v této oblasti a to usazování nečistot na výměnících.

Teplota šedé vody je různá a závislá na mnoha faktorech, jako je návštěvnost zařízení, typ směnného provozu atd. Z tohoto důvodu je důležité individuální posouzení každého objektu . Z těchto důvodů bude ekonomické hledisko lepší tam, kde je vyšší produkce odpadních vod a kde se vypouští voda s vyšší teplotou. Obnova tepla ze šedých vod je jedním ze způsobů, jak snížit náklady na ohřev TUV (teplá užitková vody), popřípadě na vytápění objektu.

Spotřeba energie na ohřev teplé užitkové vody (TUV), která tvoří velkou část šedých vod, tvoří dnes přibližně 25% celkových nákladů na energie v objektech a 25-75% v domácnostech, které vložíme do ohřátí TUV (čím kvalitnější je dům např. pasivní, tím je poměr potřeby tepla pro ohřev TUV vyšší).

Metody odebrání tepla

Odebírání tepla z odpadní vody můžeme provádět buď lokálně nebo centrálně. O vhodnosti každé varianty rozhoduje průtok odpadní vody . Pro menší aplikace a rodinné domy, je investičně zajímavější lokální rekuperace tepla, která reaguje na aktuální spotřebu. U větších aplikací je možno odpadní vodu akumulovat , odebrat z ní potřebné teplo a až po té jí vypustit do stokové sítě nebo na čistírnu odpadních vod.

Místa odběru tepelné energie z odpadních vod v budově

• lokální

Obr. 2 Možné zapojení lokálního systému předehřevu vody pro okamžitou spotřebu

• centrální

Obr. 3 Možné zapojení centrálního systému do akumulace zařízení na čištění šedých vod

Vložením výměníku do vyrovnávací nádrže (obr. 3) můžeme získat potřebné teplo buď pro přímý předehřev TUV. Možností je i využití tepelného čerpadla a převedení tepla na vyšší teplotní parametry topné vody, která ohřeje TUV na potřebnou teplotu (55°C) a která může také sloužit jako zdroj topného systému o teplotě až 65°C . Ohřev na ještě vyšší teploty je z hlediska topného faktoru tepelného čerpadla neekonomický.

Po stránce ekonomické je zřejmé, že největších efektů se dosáhne použitím systémů se současným využitím srážkových vod a šedých vod a to u budov s velkou možnou spotřebou bílých, tedy provozních vod. Různé kombinace je třeba zvážit s ohledem na místní podmínky a cenu nakupované vody.

Shrnutí výhod využití šedých vod

Jedním ze současných požadavků na novou výstavbu je tzv. udržitelnost. Což znamená, že je nutné odpovědně hospodařit se zdroji – energií a vodou a  minimalizovat jejich potřebu . Využití odpadních vod je jednou z cest.

Lokální systémy odběru zbytkového tepla jsou vhodnější pro rodinné domy, kde je průtok vody i související investice menší , než u centrálních systémů. Je to dáno jednoduchou konstrukcí těchto výměníků.

Centrální systémy odběru zbytkového tepla jsou investičně náročnější, teploty, které lze dosáhnout, jsou však daleko vyšší a hodí se i pro provozní aplikace. Ekonomická návratnost u těchto větších systému je však kratší.

Největšími zdroji tepelné energie mimo čistírny odpadních vod jsou hotely, školy, restaurace, ubytovny, administrativní budovy a další veřejná zařízení, také wellness centra, bazény, lázně a nemocnice. Ve všech těchto případech je možné získat nezanedbatelná množství tepelné energie , díky opětovnému využití odpadní vody .

Návrhy nádrží a výměníků jsou prováděny pomocí počítačového modelování, které zajistí minimalizaci investičních nákladů a co největší účinnosti systému.