07 сентября 2012

Как успешно собирать дождевую воду

В настоящее время абсолютно очевидным является факт неизбежного перехода к более рациональному водопользованию. Однако перевод это вопроса в более практическую область имеет не столь сильную популярность, как теоретические оценки и прогнозы.  В то же время, некоторые инженерные компании, справедливо видя в этих переменах огромное поле возможностей, работают над внедрением водосберегающих подходов в реальную жизнь.  
Так, президент компании Design-Aire Engineering, Inc. , Боб Боулвар, в своей колонке на портале Environmental Leader, делится своими идеями к  переходу на более эффективное использование водных ресурсов.  
Он отмечает, что ни для кого не секрет, что в настоящем количество воды на Земле то же, что и в те далекие времена, когда по свету блуждали динозавры, а homo sapiens только  начинали заявлять о своем существовании.  Однако из всей воды на земле, 99,7% заключено в океане, льдах и атмосфере.  И еще много из оставшихся 0,3%, составляющих подземные воды, озера, реки находятся слишком глубокого для легкого доступа или все больше и больше загрязняются неочищенными стоками.

В силу увеличивающейся потребности в воде, связанной с ростом мирового населения и снижением пополнения доступных источников воды, перспективы доступности питьевой воды выглядят более, чем мрачными. Несомненно, увеличение снабжения питьевой водой является одной из острейших проблем, стоящих перед инженерами настоящего. Однако, многие традиционные методы получения питьевой воды становятся все тяжелее применимыми.

Скважины лимитированы глубиной залегания вод и характером пород. Станции выпаривания требуют больших площадных затрат и строительства базовой инфраструктуры – площадей, которые не всегда есть, и инфраструктуры, которая часто слишком дорога для реализации. Системы обратного осмоса, хотя и очень эффективны в производстве пресной воды за счет обессоливания морской, требуют высоких энергетических и эксплуатационных затрат.

Также, обратный осмос не может быть использован для загрязненной воды без значительного  засаривания критических компонентов. Кроме того, в менее развитых странах и даже в удаленных районах США, строительство и эксплуатация подобных систем часто оказывается не по карману.

Но есть еще один экономически и энергоэффективный вариант - модернизация известного не одно тысячелетие метода – сбора дождевой воды. Сбор дождевой воды широко распространен, экологичен и является возобновимым источником.

Он способствует сбережению воды, так каждый пользователь является ответственным за эксплуатацию и обслуживание водоснабжающего устройства. Концепция предусматривает обустройство трех простых компонентов: поверхность, с которой дождевая воды будет собираться, накопительный резервуар, или цистерна для хранения воды, и трубопровод для подачи собранной воды.

Ключевой проблемой для инженеров, создающих систему сбора дождя, является найти соответствие между потребностями в воде и количеством хранящейся дождевой воды.

Потребность: Как много воды нужно человеку?

В среднем житель США по оценкам потребляет около 378 литров воды в день на питьевые нужды, купание, удаление отходов (в т.ч. туалет) и стирку одежды. В то же время, жители Великобритании потребляют 329 литров в день, жители Азии – 83 литра, Африки – 45 литров в день.

Для выживания человеку необходимо 2,4 литра воды в день. Таким образом, виден серьезный разрыв потребностями в воде и водопотреблением.

Какое количество воды является обоснованным для снабжения?

Задача для инженера – посчитать потребность в воде, которая бы объединяла анализ затрат и выгод с минимальными потребностями сооружений. С системой сбора дождевой воды, можно осуществлять больший контроль над потреблением воды.

Вместо того, чтобы зависеть от стандартизированных таблиц расчетов, подразумевающее неограниченное водоснабжение, каждый может индивидуально рассчитать потребность в воде, которая будет отражать и использование оборудования с низким расходом, и специфические особенности водопотребления. С этого начинается  понимание использования сооружения и его загрузки.  

Если взять за пример коммерческое здание, можно исключить из расчетов питьевую воду, если там работает поставщик бутилированной питьевой воды.

Включение в учет статистики использования сантехники с ультранизким напором, и электронными кранами смыва, контролирующими частоту и объемы слив, а также потребности в воде на кухне позволит дать более управляемую оценку потребностей в воде, чем расчеты, осуществляемые традиционными методами.

Специфические объекты, такие как отели, добавляют некоторую сложность в расчеты, так требуют больше воды для  неоднократного душа. Если добавить к этому потребности прачечной, спа, плавательных бассейнов, орошения прилегающей территории и другие рекреационные опции, точный расчет потребностей в воде становится все сложнее. Однако,  необходимо помнить, что для некоторых целей может быть использована вода низкого качества, которая может поступать от очистки бытовых стоков.

Также важно помнить, что потребности в воде должны соответствовать сезонности дождей в данной местности.

В случае, если рядом есть дополнительные источники водоснабжения (скважины, водопроводы),  вопрос обеспечения дождевой водой всех 100% потребностей в воде не является критическим. Фактором безопасности  является субъективное понимание  о доступности дополнительных источников, возможности пополнения воды и последствиях, когда вода из резервуара будет вся потрачена. В силу определенных причин может оказаться неосуществимым обеспечение 100-процентной потребности в воде с помощью сбора дождя, особенно в сухие периоды.

Оценка  снабжения водой.

Следующий шаг – определить количество дождевой воды,  которую система сбора дождя может собрать. Для этого можно воспользоваться официальными метеорологическики ресурсами. В США - это the National Oceanic and Atmospheric Administration’s National Climatic Data Center (www.ncdc.noaa.gov/oa/ncdc.html) and National Weather Service (www.nws.noaa.gov).

Для расчетов необходимо проанализировать данные по ежемесячным осадкам в течение как минимум семи лет в  пункте наблюдения, максимально приближенном к месту расположения проекта.  После определения доступной плотности осадков, можно посчитать количество воды, которая может быть собрана, умножив плотность осадков на площадь сбора.  В расчетах обычно добавляется 35% запаса, чтобы учесть испарение и утечки.

Используя это простое уравнение, можно оценить ожидаемое количество воды в месяц. Так как мы допускаем, что дождь является константой, то только одна переменная является управляемой – это площадь сбора. Расчет по определению площади сбора представляет следующее уравнение:

Площадь водосбора =2,2 х (G/R)

Где 2,2 - коэффициент перевода для системы измерения в футах и галлонах = (12 дюмов/фут)х(1 куб фут/7,48 галлон)х1,35 (потери на утечку и испарение)

G – объем собранной воды

R – плотность осадков  

Размер накопительного резервуара

Далее необходимо определить размер накопительного резервуара или цистерны. Расчет следующий:

V = D – G + L, где

V  - объем резервуара

D  - водопотребление (расход)

G - доступная дождевая вода (поступление)

L  - утечки

Максимальный размер накопительного резервуара зависит от последствий того, что цистерна  опустеет. Как было отмечено ранее, решающим фактором при этом становится доступность  альтернативного источника. Например, если сооружение находится рядом с водопроводом, к которому цистерна может быть подключена, то можно использовать автоматический клапан регулирования уровня жидкости, чтобы поддерживать минимальный уровень воды.

Если поблизости доступных источников нет,  доставка воды в цистернах для обеспечения водой сухой цистерны может оказаться затруднительной.  Кроме того, во многих случаях это будет такая же дождевая вода, которую вы пытались собрать,  только уже со счетом от местного поставщика воды и расходами на перевозку. Если другой альтернативы по водоснабжению не существует, размер резервуара должен быть соответственно увеличен.   

Однако, в то же время, если размер резервуара преувеличен, вода будет застаиваться без обновления.  Найти баланс между этими двумя крайностями -  исчерпанием или застоем воды  - является искусством инженера.

В некоторых приложениях, многочисленные накопительные резервуары дают возможность использования разного качества воды. Например, в отелях тропических курортов, отдельные цистерны аккумулируют перелив воды из бассейнов. Эта химически обработанная воды потом может быть использована для пополнения в бассейнах потерь от испарения. Очищенные стоки от парковок могут быть снова использованы в орошении газонов, пройдя предварительно очистку от нефтепродуктов.

http://www.environmentalleader.com/2012/08/02/how-to-successfully-harvest-rain/

 



Календарь

пн вт ср чт пт сб вс
  
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
   

Новости

17 октября 2012 Ливневая канализация с применением программного обеспечения SCADA

Программное обеспечение SCADA нашло применение и в мониторинге работы ливневой канализации.

02 октября 2012 Предупреждение наводнений с помощью водопроницаемого покрытия

В Великобритании рассматривают возможности проницаемых дорожных покрытий с точки зрения борьбы с паводковыми наводнениями. 

 


_VPR_Moscow