روش‌های بهینه سازی مصرف آب شهری و استفاده از آب‌های خاکستری

در کنار توسعه روش های تصفیه پساب صنعتی، راهکارهای مختلفی به منظور بهینه سازی مصرف آب در بخش شرب همچون استفاده مجدد از آب‌های خاکستری و جمع‌آوری آب‌های سطحی توسعه یافته است. ما در شتاب دهنده واتک سعی داریم تا در این مقاله ضمن معرفی مقوله آب‌های خاکستری، فرایند بازیافت و استفاده مجدد از آن و نیز کاربردهای مختلف آن در مصارف شهری و خانگی را بیان نماییم.

به گزارش ملک رادار و به نقل از واتک، رشد سریع جمعیت و توسعه شهرنشینی در هزاره سوم، به ویژه در کشورهای در حال توسعه، تقاضای آب را به منظور تامین نیازهای جمعیتی افزایش داده است. این موضوع در مناطقی از جهان که به صورت طبیعی همواره با کمبود آب دست و پنجه نرم می کنند، بیشتر حائز اهمیت است. در کشور ما نیز اوضاع منابع آبی چندان مطلوب نیست؛ ایران با بارشی معادل یک سوم متوسط بارش دنیا و یک دوم متوسط بارش آسیا در منطقه ای خشک و کم آب قرار دارد. کاهش بارندگی ها در سالهای اخیر بحران آبی را چندین برابر کرده است، بطوریکه میزان کل بارندگی در سال گذشته نسبت به میانگین دوره‌های مشابه درازمدت ۲۹ درصد کاهش داشته است.

کاهش منابع آبی در کنار افزایش تقاضای آب در مصارف مختلف منجر به برهم خوردن تعادل عرضه و تقاضای منابع آب شده است. بر اساس آخرین آمار برداری منابع و مصارف آب در کشور، از کل میزان برداشت آب در ۹/۸۸ درصد مربوط به بخش کشاورزی، ۳/۸ درصد مربوط به مصارف شرب و ۸/۲ درصد مربوط به مصارف صنعتی میباشد.

با توجه به فرهنگ غلط رایج در خصوص استفاده از آب در بخش شهری، شاهد هدر رفت بسیاری از منابع آبی در بخش شرب و خانگی هستیم.  بمنظور مقابله با هدر رفت آب در این حوزه، فعالیت های متعددی همچون استفاده از فناوری های با بهره وری بالا، نصب تجهیزات آبرسانی و نیز فرهنگ سازی عمومی در صرفه جویی مصرف آب انجام شده است. استفاده مجدد از آب‌های خاکستری در محل تولید نیز اقدام به نسبت جدیدی است که در کشورهای پیشرفته صنعتی مورد استفاده قرا می گیرد. در این کشورها بازیافت آب‌های خاکستری و استفاده مجدد از آن بدلیل کاهش بار فاضلا  و نیز کاهش هزینه های تصفیه آن، به یکی از روش های موثر مدیریت آب شهری تبدیل شده است.

در مباحث بازیافت، تفکیک فاضلاب به دو دسته‌ی آب خاکستری و آب سیاه تقسیم می شود. منظور از آب خاکستری مجموع آب جمع آوری شده از هدر رفت دوش حمام، فاضلاب تولیدی از روشویی، سینک (غیر از آشپزخانه) و نیز لباسشویی می باشد که در مبدا از فاضلاب دستشویی و توالت تفکیک شده باشد. در مقابل آب خاکستری، آب سیاه قرار دارد که مجموع فاضلاب حاصل از توالت و سینک آشپزخانه است.

آب خاکستری نسبت به آب سیاه که شامل فاضلاب‌های مدفوعی و غیره است، دارای درجه آلایندگی کمتری بوده و با استفاده از روش های سبک تصفیه در مبدا می توان آنها را به چرخه مصرف برگرداند.

از بیشترین مواد آلاینده آب خاکستری میتوان به مواردی همچو شامپو، صابون، خمیر دندان، کرم اصلاح صورت، مواد پاک کننده، روغن، چربی و … و از طرفی عوامل بیماریزا، باکتریها، انگلها و ویروسهای حاصل از شستشو لباسها اشاره کرد. در جدول زیر ترکیبات احتمالی موجود از منابع مختلف در آب خاکستری خلاصه شده است.

موارد استفاده از آب‌های خاکستری

آب بازیافت شده از آب‌های خاکستری می تواند در مصارف غیر شرب همچون فلاش تانک سرویس های بهداشتی، آبیاری فضای سبز، شستشوی ماشین، تمیزکاری های خانگی ونیز برای آبکشی لباس قبل از شستشو مورد استفاده قرار گیرد. این آب همچنین در صنایع نساجی، شیمیایی، لاستیک و ساختمان مورد استفاده قرار گیرد. از دیگر موارد استفاده از آب‌های خاکستری می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• مصرف صنعتی، صنایع نساجی، ساخت بتن، صنایع تبدیلی همچون تولید لاستیک و پلاستیک، فولاد و ذوب آهن، کانی ها و سنگ بری
• شستشوی اماکن عمومی، ساختمان ها، گذرگاه ها
• استفاده از کارواش ها، آتش نشانی و …
• آبیاری فضای سبز خانگی و شهری، توسعه پارکها، ساخت مراکز تفریحی همچون آبشارهای مصنوعی، دریاچه ها و …

نحوه‌ی عملکرد سیستم های تصفیه و استفاده مجدد از آب‌های خاکستری

همانگونه که مشاهده می شود به طور معمول سیستم لوله کشی جداگانه ای جهت جمع آوری آب‌های خاکستری در ساختمان ها تعبیه می شود که در مبدا به جداسازی آب‌های خاکستری از آب‌های سیاه اقدام می شود. در این سیستم آب خاکستری از طبقات مختلف ساختمان و از قسمتهای مختلف واحد ها جمع آوری می شود درون مخزن ذخیره می شود.

قابل ذکر است که آب حاصل از بارندگی نیز از طریق لوله های تعبیه شده در سقف ساختمان ها به درون مخزن هدایت می شود و از این طریق از هدر رفت آب‌های سطحی نیز جلوگیری می‌شود.  درون مخزن جهت تصفیه آب خاکستری و نزدیک کردن آن به استانداردهای محیط زیست از انواع روش های تصفیه همچون ته نشینی با استفاده از روش های مکانیکی (فیلتر شن و ماسه)، سیستم های بیولوژیکی و بیوراکتور غشایی هوازی(MBR، AFMBR) و سایر روش های تصفیه فاضلاب بسته نوع مواد تشکیل دهنده آب‌های خاکستری استفاده  می شود. در ادامه آب تصفیه شده درون مخزن ذخیره می شود و با استفاده از پمپ برای مصارف مختلف همچون آبیاری، شست و شو و … مورد استفاده قرار می گیرد.