Cz. II Jakość wody deszczowej oraz urządzenia do pompowania deszczówki.
Jakość wody deszczowej
Według obiegowych opinii, magazynowana w zbiornikach woda deszczowa może z czasem zagniwać i tym samym być niezdatna do dalszego wykorzystania. Opinii tych w żadnym wypadku nie można stosować do sytuacji, gdy deszczówka gromadzona jest w zbiornikach podziemnych oraz wcześniej jest ona filtrowana.
Jakość wody deszczowej magazynowanej w zbiornikach podziemnych zależna jest od kilku czynników:
– rodzaju pokrycia dachowego, z którego woda doprowadzana jest do zbiornika podziemnego,
– konstrukcji i efektywności oczyszczania systemu filtrującego wodę spływająca z dach (wielkość i kształt oczek wkładu filtra),
– odpowiedniej częstotliwości konserwacji i czyszczenia systemu filtracyjnego,
– głębokości posadowienia zbiornika,
– rodzaju materiału, z którego wykonany jest zbiornik.
Woda spływająca z dachu rurami spustowymi oczyszczana jest z zanieczyszczeń typu piasek, liście, igły i gałązki na różnego rodzaju filtrach mechanicznych. Jednak, ze względu na wielkość oczek filtra , niewielkie zanieczyszczenia w tym te organiczne dopływają do zbiornika i w nim część zanieczyszczeń, głównie cięższych od wody, osadza się na dnie zbiornika, a część, tych lżejszych od wody, flotuje (unosi się) na powierzchni. Zawiesina flotująca zawiera zazwyczaj elementy materii organicznej takie jak pyłki roślin lub części owadów. Jednak stabilna temperatura panująca w gruncie (ok. 10 stopni Celsjusza) i brak dostępu światła słonecznego znacznie hamują lub wręcz eliminują procesy biologiczne. Powodując tym samym, iż woda deszczowa w zbiorniku pozostaje klarowna i bezwonna przez długi czas. Przelewanie zbiornika, które mam miejsce przy przepełnienie zbiornika podczas intensywnych opadów deszczu, przy jednoczesnym braku jej zużycia powoduje odprowadzenie zawiesin poza zbiornik, jednocześnie natleniając wodę i zapewniając jej wysoką klarowność.
System gromadzenia deszczówki w zbiorniku podziemnym z PE z jej wykorzystaniem do podlewania zieleni, wyposażony w filtr koszowy z wycięciem
Odnośnie do rodzaju materiału, z którego wykonane są zbiorniki magazynowe do deszczówki, to badania przeprowadzone w Niemczech w 1997 roku przez LWG Veitshoechheim na bazie 44 systemów gromadzenia i wykorzystania wody deszczowej wykazały, że woda magazynowana w zbiornikach wykonanych z PE (polietylenu) ma znacznie korzystniejsze parametry niż ta magazynowana w zbiornikach betonowych.
Rodzaje filtrów służących do oczyszczania wody deszczowej
W zależności, w jaki sposób zanieczyszczenia spływające z dachu i innych powierzchni są usuwane poza zbiornik podziemny, filtry dzielimy na przepływowe i zbierające.
Filtry przepływowe
Zanieczyszczenia mechaniczne wymieszane z wodą dopływają do filtra umieszczonego w zbiorniku lub studzience, a tam dochodzi do ich rozdzielenia: zanieczyszczenia wraz z niewielką ilością płyną dalej do odbiornika, jakim może być kanalizacja deszczowa lub rów, a oczyszczona woda spływa do zbiornika. Wkład filtra doczyszczany jest przy większych przepływach.
Filtry przepływowe różnią się konstrukcją wkładu, którym może być siatka płaska lub w kształcie walca. W niektórych rozwiązaniach filtr taki jest wyposażony jest dodatkowo w dyszę, poprzez którą co jakiś czas natryskiwana jest woda w celu doczyszczenia wkładu filtra.
Filtr przepływowy w zbiorniku
Filtry zbierające
W przypadku, gdy odbiornikiem nadmiaru wody jest układ rozsączający, zanieczyszczenia nie mogą być odprowadzone poza zbiornik. W przeciwnym wypadku doszłoby bardzo szybko do zakolmatowania (zaklejenia) układu rozsączającego. W takim przypadku zanieczyszczenia muszą zostać wyłapane w specjalnie skonstruowane kosze zamontowane w zbiorniku lub studzience przed zbiornikiem. Innym rozwiązaniem może być specjalnej konstrukcji filtr w studzience, na którego dnie znajduje się kosz osadczy, a odpływ oczyszczonej wody, a tym samym zatrzymanie zanieczyszczeń odbywa się poprzez specjalnie skonstruowany wkład. Jeśli doszłoby do zakolmatowania wkładu, w jego górnej części znajduje się przelew awaryjny, przez który wstępnie podczyszczona woda przepłynie dalej do zbiornika.
Z reguły kosze posiadają oczka o wielkości od 0,3 do 1,2 mm, co pozwala na wychwycenia w nich dość drobnych zanieczyszczeń.
Filtr zbierający z koszem osadczym – różnica pomiędzy wysokością dopływu i odpływu
Filtr koszowy – do zawieszenia pod rurą dopływową w zbiorniku
Konserwacja i czyszczenie filtrów
Niesamowicie ważnym aspektem wpływającym na utrzymanie odpowiedniej jakości wody w zbiorniku retencyjnym, jest prawidłowa konserwacja i czyszczenie filtrów. Każdy z użytkowników systemu musi o to dbać we własnym zakresie. Chyba że zdecyduje się na zatrudnienie osoby, która będzie za te prace odpowiedzialna. Istotne, aby w zależności od zadrzewienia posesji, wielkości powierzchni dachu oraz kierunków wiatru wiejących na działce, użytkownik systemu sam określił niezbędną częstotliwość przeglądów i czyszczenia filtrów. Może zdarzyć się tak, iż na „młodej”, niezadrzewionej działce, czyszczenie wystarczy przeprowadzić 2-3 razy do roku, a na działce z dużym i gęstym zadrzewieniem nawet kilka razy w miesiącu. W celu wyczyszczenia kosza lub wkładu, niezbędne jest jego wyciągnięcie ze studzienki lub zbiornika, dokładne opróżnienie, a następnie umycie pod strumieniem wody, a w razie potrzeby dodatkowo przeczyszczenie szczotką.
Akcesoria w zbiornikach
Linia ssąca wody zainstalowana w zbiorniku może być zakończona koszem ssawym, który zatrzyma ewentualne zanieczyszczenia mechaniczne. Jeżeli kosz będzie dodatkowo podwieszony na pływaku, to pompa będzie pobierała wodę z powierzchni położonej o kilkanaście centymetrów poniżej lustra wody, na którym to lustrze mogą się unosić frakcje lżejsze od wody np. pyłki roślin. Dzięki takiemu rozwiązaniu woda zasysana jest z najbardziej klarownej strefy w zbiorniku.
Woda wpływająca z dachu do zbiornika transportowana jest przez tzw. uspokojony wlew w kierunku dna zbiornika. Jednak strumień wody nie wpada bezpośredni na dno, ale kierowany jest na boki oraz w górę, przez co nie zaburza zbierających się przy dnie osadów, które tworzą się z substancji cięższych od wody. Równocześnie tak uformowany strumień wody natlenia dolne pokłady wody, ograniczając powstawanie stref beztlenowych.
Uspokojony wlew
Ze względu na nierównomierność opadów, zbiornik może się okresowo przepełniać. Należy wyposażyć go w przelew awaryjny, który będzie kierował nadmiar wody np. do układu rozsączania w gruncie lub do kanalizacji deszczowej. Syfon przelewowy uniemożliwia przedostawanie się do zbiornika, a dalej na posesję nieprzyjemnych zapachów z kanalizacji, a także powinien mieć zamontowane zawierać zabezpieczenie przed gryzoniami.
Zbiornik podziemny wyposażony w uspokojony wlew, syfon przelewowy i pływający pobór wody
Filtry na instalacji wewnętrznej
Przy wprowadzeniu deszczówki do domu (spłukiwanie toalet, pranie) zaleca się zainstalowanie na linii tłocznej filtra mechanicznego z wkładem o otworach np. 100 μm, który dodatkowo zabezpieczy instalację. Na linii zasilającej przybory w domu dodatkowo można zainstalować również filtr z węglem aktywnym, który zniweluje nieodpowiednie parametry wody takie jak zapach, barwę i mętność. W sytuacji, gdy deszczówka będzie wykorzystywana wyłącznie w domu, a więc nie będzie doprowadzana na ogród można zastosować zestaw składający się z filtra mechanicznego i węglowego.
Filtr mechaniczny
Filtr węglowy
Filtr mechaniczno-węglowy
Dla najbardziej wymagających użytkowników istnieje możliwość montażu na instalacji również filtrów UV. Te urządzenia sterylizują wodę pod kątem mogącej namnażać się w niej (w bardzo niekorzystnych warunkach) fauny bakteryjnej.
Rodzaje pomp
Opisane powyżej stopnie filtracji wody deszczowej pozwolą na bezpieczną i długotrwałą pracę całego systemu zagospodarowania wody deszczowej, łącznie z pompą. W związku z tym należy mieć na uwadze, iż dla żywotności pomp niezmiernie ważne jest systematyczne kontrolowania filtrów oraz ich czyszczenie z zanieczyszczeń.
Pompy wykorzystywane w technologii wody deszczowej dzielą się na: pompy samozasysające, pompy normalnie zasysające (wielostopniowe) oraz układy pompowe. Pompy te mogą pracować jako manualne lub automatyczne, wyposażone w wyłączniki pływakowe lub włączniki przepływowo-ciśnieniowe.
Pompa samozasysająca
Pompy samozasysające, ze względu na swą budowę mogę pompować wodę ze zbiorników lub studni zlokalizowanych do 9 metrów poniżej poziomu umieszczenia pompy. Ich maksymalne wydajności to ok. 200 l/min, a wysokości podnoszenia to maks. 97 m słupa wody (9,7 bar). Pompy te mogą pracować w trybie manualnym lub automatycznym. Do pracy w trybie automatycznym potrzebne są dodatkowe urządzenia, np. wyłącznik przepływowo-ciśnieniowy (tzw. sterownik) lub falownik (przepływowy lub do montażu na ścianie). Jego zadaniem jest automatyczne uruchamiania pompy w przypadku otwarcia zaworu i rozpoczęcia poboru wody (np. podlewania zieleni), a także zabezpieczenie jej przez tzw. sucho biegiem, a więc pracą bez wody (w przypadku braku wody w zbiorniku lub studni). Dodatkowo falownik umożliwia płynny rozruch pompy jedno lub trójfazowej oraz automatycznie reguluje obroty silnika w zależności od zapotrzebowania. Te funkcje maksymalnie wydłużają żywotność silnika i zapewniają oszczędność energii. Należy pamiętać, iż pompy powierzchniowe oraz elementy nimi sterujące należy instalować w taki sposób, aby nie były narażone na działanie warunków atmosferycznych.
Pompa powierzchniowa z wyłącznikiem przepływowo-ciśnieniowym
Falownik
Bardzo popularnym i prostszym rozwiązaniem w przypadku zbiorników podziemnych na deszczówkę jest stosowanie automatycznych, zatapialnych pomp ciśnieniowych, ze względu na prostą instalację i obsługę. Pompa uruchamia się automatycznie w momencie np. odkręcenia kurka ogrodowego (spadek ciśnienia w instalacji), a po jego zamknięciu „dobija” ciśnienie do maksymalnego i przechodzi w tryb czuwania, aż do ponownego odkręcenia zaworu i uruchomienia. Dodatkowo posiadają one również wbudowane zabezpieczenie przed pracą na sucho. Prostota instalacji polega na fakcie, iż należy ją umieścić w zbiorniku, wyprowadzić linię tłoczną oraz podłączyć pompę do zasilania. Urządzenie jest wtedy gotowe do pracy. Najmocniejsze modele pompa zatapialnych charakteryzują się maksymalnym przepływem 100 l/min i maksymalnym ciśnieniem 6,8 bar.
Pompa zatapialna
Podlewanie zieleni
Zieleń w ogrodzie można podlewać na dwa sposoby:
- ręcznie za pomocą węża z dyszą lub zraszaczy naziemnych;
- automatycznie, za pomocą zainstalowanego pod ziemią systemu rur i zraszaczy wynurzanych, których praca sterowana jest sterownikiem elektronicznym .
W przypadku podlewania zieleni za pomocą węży ogrodowych, można użyć pompy samozasysającej i umieścić ją na poziomie terenu. Urządzenie będzie zasysać wodę ze zbiornika podziemnego, którą następnie możemy podlewać trawnik. Druga możliwość to zainstalowanie pompy zatapialnej w zbiornika i pobieranie wody poprzez zainstalowane np. w pokrywie szybkozłącze, do niej podłącza się wąż ogrodowy.
Pokrywa zbiornika ze zintegrowanym poborem wody
Podlewanie automatyczne
W przypadku, gdy woda deszczowa ma obsługiwać układ automatycznego nawadniania należy zadbać o to, aby do zbiornika doprowadzić instalację awaryjnego uzupełniania zbiornika wodą wodociągową. Będą bowiem okresy w trakcie trwania sezonu wegetacyjnego, gdy woda ze zbiornika zostanie zużyta i będzie ona pusty, a roślinność będzie wymagała podlewania. W takim systemie pompa ciśnieniowa umieszczona jest wewnątrz zbiornika na wodę deszczową, a w budynku (elektrozawór na 230V) lub w ogrodzie (elektrozawór na 24V), na instalacji wodociągowej zainstalowany jest zawór elektromagnetyczny, sterowany wyłącznikiem pływakowym zainstalowanym wewnątrz zbiornika. W przypadku, gdy poziom wody w zbiorniku opadnie poniżej minimalnego, zawór elektromagnetyczne otworzy się i woda wodociągowa dopłynie do zbiornika. Pompa ciśnieniowa pracować więc będzie w tym momencie na wodzie wodociągowej, a system zraszania automatycznego nie będzie notował przerw w pracy. Z reguły dopełnia się około 25% pojemności zbiornika, aby w zbiorniku był spory zapas na wypadek wystąpienia opadów deszczu.
W przypadku, gdy dookoła budynku wykonany został drenaż opaskowy, nie zaleca się, aby wodę drenarską doprowadzać do zbiornika na deszczówkę. Po pierwsze jest to woda wątpliwej jakości, może zawierać piasek i inne zanieczyszczenia, a po drugie nie jesteśmy w stanie choćby oszacować ile tej wody może się pojawić, a co za tym idzie dobrać odpowiednią pojemność zbiornika.
Woda deszczowa wykorzystywana w budynku
Woda deszczowa idealnie nadaje się do takich celów jak: spłukiwanie WC, pranie, prace porządkowe w i na zewnątrz budynku, podlewanie zieleni oraz mycie samochodów i urządzeń. Jednak, aby zrealizować w/w cele, woda musi zostać wypompowana ze zbiornika podziemnego i pod ciśnieniem wprowadzona do instalacji wewnętrznej. Aby to uczynić, obiekt musi mieć zaprojektowaną, a następnie wykonaną tzw. instalację dualną. Jest to instalacja, która doprowadzać będzie wodę na te przybory, które w złożeniu mają pracować na wodzie deszczowej. A więc do spłuczek i pisuarów w WC, pralni, kotłowni oraz na przybory na zewnątrz budynku poprowadzona musi być osobna instalacja rurowa. Na baterie w łazience i kuchni oraz wszędzie tam, gdzie potrzeba jest woda pitna, doprowadzana będzie tylko i wyłącznie uzdatniona woda wodociągowa. Równocześnie przybory instalacji dualnej należy czytelnie oznakować informując, iż woda z nich płynąca jest wodą deszczową niezdatną do picia.
Obiekty mieszkalne
W obiektach mieszkalnych jednorodzinnych woda podawana na przybory może być w sposób dwojaki: za pomocą centrali deszczowej zainstalowanej w budynku (kotłownie, garaż, pomieszczenie techniczne) lub za pomocą pompy ciśnieniowej (np. Top Multi Evo) zanurzonej w zbiorniku i urządzenia do automatycznego dopełniania zbiornika podziemnego wodą wodociągową w przypadku braku deszczówki oraz wyłącznika ciśnieniowego sterującego pompą.
System zagospodarowania wody deszczowej w budynku jednorodzinnym z centralą deszczową
Kompletna centrala deszczowa składa się z konsoli, do której zamocowana jest wielostopniowa, samozasysająca pompa odśrodkowa, wraz z wyłącznikiem przepływowo-ciśnieniowym, zbiornika pośredniego z przerwą powietrzną zgodnie z PN-EN 1717 TYP AB. W skład urządzenia wchodzą również: zawór trójdrogowy, pływakowy zawór napełniający, elementy tłumiące drgania pompy oraz zbiornik podręczny, sterownik elektroniczny, wyłącznik pływakowy z 20 m kablem oraz pokrywa.
Wielostopniowa pompa odśrodkowa zapewnia cichą pracę oraz szybki i bezproblemowy rozruch systemu. Wyłącznik przepływowo-ciśnieniowy zabezpiecza pompę przed suchobiegiem oraz pozwala na jej wyłączenie w przypadku osiągnięcia określonego ciśnienia w instalacji.
Centrala deszczowa
W przypadku braku wody deszczowej w zbiorniku, centrala umożliwia automatyczne wykorzystanie wody wodociągowej: umożliwione jest to poprzez zawór trójdrogowy sterowany za pomocą wyłącznika pływakowego znajdującego się w zbiorniku wody deszczowej. Woda z sieci dostarczana jest do podręcznego zbiornika przez zawór pływakowy zgodnie z PN-EN 1717.
System wyposażony jest w ochronę przed stagnacją wody. Zawartość zbiornika podręcznego wymieniana jest co 10 dni w przypadku, gdy nie była ona w tym czasie pobierana. Parametry pomp zainstalowanych w centrali to: maks. wydatek 4,8 m3/h, maksymalne ciśnienie pracy 5,2 bar, maks. moc pompy 0,55 kW.
Zaletą tego rozwiązania jest lokalizacja pompy oraz akcesoriów elektrycznych i mechanicznych w budynku, co bardzo ułatwia ewentualne przeglądy i serwisowanie urządzeń.
Centrala deszczowa
W sytuacji, gdy odległość pomiędzy lokalizacją centrali a zbiornikiem podziemnym jest spora (powyżej 15 metrów) wskazane jest zlokalizowanie w zbiorniku pływającej lub stojącej pompy zasilającej. Ma ona na celu ograniczenie strat ciśnienia występujących na ssaniu pompy zlokalizowanej w centrali deszczowej.
Pompa ciśnieniowa wraz z systemem do awaryjnego uzupełniania wody w zbiorniku
W przypadku zestawu pompy ciśnieniowej umieszczonej w zbiorniku oraz konsoli ze sterownikiem i elektrozaworem, w sytuacji otwarcia przyboru, pompa zaczyna podawać wodę do instalacji. W momencie osiągnięcia poziomu minimalnego w zbiorniku, zestaw napełniający umieszczony w budynku składający się z zaworu elektromagnetyczny połączonego z wyłącznikiem pływakowym oraz lejka, dostarczana wodę wodociągową do zbiornika. W takim przypadku pompa korzysta z wody znajdującej się w zbiorniku, która przez większość czasu jest wodą deszczową, ale okresowo też wodociągową. Zaletą tego rozwiązanie jest możliwość dostarczania wody na przybory pod określonym ciśnieniem nawet w przypadku oddalonego od budynku lub głęboko posadowionego zbiornika wody deszczowej.
Parametry pomp zainstalowanych w zbiorniku to: maks. wydatek 7,2 m3/h, maksymalne ciśnienie pracy 6,7 bar, maks. moc pompy 1,1 kW.
Obiekty komercyjne
W przypadku obiektów komercyjnych takich jak obiekty biurowe, hotele, zakłady przemysłowe stosuje się centrale deszczowe złożone zawsze z układu co najmniej dwóch pomp tak , aby w razie awarii jednej z nich, druga umożliwiała niezakłócone dostawy wody na przybory.
Schemat technologiczny układu przemysłowego obejmuje filtr i zbiornik wody deszczowej, w którym zainstalowana jest jedna lub dwie pompy zasilające, a w budynku znajduje się kompletna przemysłowa centrala deszczowa.
Przemysłowa centrala deszczowa to kompletne urządzenie, w skład którego wchodzą: zintegrowany zbiornik podręczny, elektroniczny sterownik oraz dwie wielostopniowe pompy odśrodkowe wraz z niezbędnymi komponentami. Centrala w sposób ciągły monitoruje poziom wody w zbiornikach podręcznym i podziemnym wody deszczowej. W zależności od zapotrzebowania, pompa zasilająca pobiera wodę ze zbiornika wody deszczowej i kieruje ją do zbiornika podręcznego, skąd jedna lub dwie pompy ciśnieniowe dostarczają ją na przybory. Sterownik rejestruje pracę pomp, wskazuje aktualne ciśnienie w instalacji, a także, po zainstalowaniu w zbiorniku podziemnym opcjonalnego czujnika poziomu, prezentuje aktualny poziom napełnienia zbiornika. W przypadku braku wody deszczowej, zbiornik podręczny napełniany jest automatycznie z instalacji wodociągowej. Konstrukcja central musi zawsze spełniać wymagania normy PN-EN 1717.
Na rynku dostępne są centrale o parametrach: maks. wydatek 25 m3/h, maksymalne ciśnienie pracy 9 bar.
Podsumowanie
Systemy gromadzenia i wykorzystania wody deszczowej zdobywają sobie coraz liczniejsze rzesze zadowolonych użytkowników w naszym kraju. Dobrze dobrany, zaprojektowany i wykonany system daje wymierne oszczędności i pozwala znacząco uniezależnić się od dostawców wody i odbiorców ścieków.
Odpowiednio wyspecyfikowany i zainstalowany układ filtracyjny w system gromadzenia i wykorzystania wody deszczowej może służyć na lata i dawać wiele satysfakcji jej użytkownikom. Nie należy jednak zapominać, iż aby system pracował bez zastrzeżeń, i co najważniejsze woda miała odpowiednią jakość, trzeba konserwować i czyścić wszystkie jego elementy, a szczególnie filtry.
W przypadku stosowania pomp służących do wprowadzenia wody deszczowej na instalacje, kluczowe jest odpowiednie ich dobranie tak, aby parametry wydatku i ciśnienia były odpowiednie do zapotrzebowania. Dlatego dobór systemu pompowego zawsze lepiej pozostawić specjalistom, którzy przy użyciu odpowiednio do tego przygotowanych programów dobiorą jedno lub kilka alternatywnych urządzeń. Tylko i wyłącznie wtedy będzie pewne, iż zraszacze podleją trawnik tak jak tego chcemy, a ilość wody dopływającej do spłuczek nie będzie powodowała dyskomfortu mieszkańców lub użytkowników toalet. Ważne jest też zastosowanie takiego systemu dopełniania instalacji wodą wodociągową, aby nawet przy bardzo długim okresie suchym instalacja pracowała bez zakłóceń.
Będąc praktykiem z wieloletnim doświadczeniem w systemach do gromadzenia wykorzystania deszczówki zdecydowania stwierdzam, iż systemy te są najbardziej efektywne, jeśli inwestor wybrał profesjonalny system, który zamontował specjalista, a serwisuje firma z odpowiednią wiedzą i doświadczeniem.
Tak wybrany system będzie cieszył właściciela przez wiele lat.