آب خاکستری چیست و چه کاربردی دارد؟

آب خاکستری به عنوان منبع آب، یکی از راه‌های گسترش منابع آب شهری بوده و به ویژه در زمان خشکسالی که استفاده از آب در فضای باز محدود است، مفید خواهد بود.

سیستم‌های استفاده مجدد از آب خاکستری می‌توانند با جایگزینی بخشی از آبی که در غیر این صورت برای آبیاری در فضای باز استفاده می‌شد، به کاهش فشار از روی منابع آب شهری کمک کنند.

در این مقاله به بررسی آب خاکستری، اهداف مدیریت آن، کاربردهای آن، نحوه تصفیه، هزینه تصفیه و مزایا و معایب آن خواهیم پرداخت.

1# آب خاکستری چیست؟

Greywater یا آب خاکستری، آبی است که قبلاً در مصارف خانگی، تجاری و صنعتی استفاده شده و شامل آب باقیمانده و تصفیه نشده تولید شده حاصل از موارد زیر است که برای دفع محصولات خانگی استفاده می‌شود:

• ماشین‌های لباسشویی
• دوش‌ها
• وان‌های حمام
• روشویی‌های
• سینک‌ها

Greywater شامل فاضلابی نمی‌شود که با زباله‌های توالت تماس داشته یا از شستشوی مواد حاصل از پوشک یا موارد آلوده به فضولات انسان یا از سینک‌هایی که برای تهیه یا دفع مواد غذایی به دست آمده است.

این نوع آب اگر حتی برای مدت کوتاهی ذخیره شود، آب اغلب کدر شده و به رنگ خاکستری در می‌آید.

آب خاکستری بازیافت شده معمولاً در آبیاری استفاده می‌شود؛ البته تا زمانی که مواد شیمیایی مضر در آن وجود نداشته باشد.

Greywater حاوی ذرات غذا می‌تواند گیاهان را تغذیه کند، همچنین می‌توان از آن برای شستشوی توالت استفاده کرد.

جایی که آب کمیاب است، Greywater بسیار ارزشمند خواهد بود.

1-1# سیستم Greywater چیست؟

یک سیستم بازیافت آب خاکستری خانگی یا تجاری، فاضلاب حاصل از شستشو، حمام کردن و دیگر موارد استفاده از آب غیرمرتبط با توالت را جمع آوری می‌کند.

بسته به نوع سیستم تصفیه آب، می‌توانید بخش زیادی از فاضلاب خانه خود را بازیافت کنید.

از آن آب می‌توان برای همه چیز استفاده کرد؛ از آبیاری درختان و گیاهان داخلی گرفته تا تأمین یک منبع آب ثابت برای گیاهان زینتی باغ و حتی برای آبیاری محصولات غذایی Greywater حدود 75 درصد از انتشار فاضلاب یک خانه معمولی را تشکیل می‌دهد.

تصور کنید که هزینه‌های آب و برق خود را کاهش داده، باغ خود را در حال رشد نگه داشته و تنها با استفاده مجدد از آبی که به هدر رفته، به جامعه خود کمک کرده‌اید.

یک خانواده می‌تواند با استفاده از سیستم Greywater سالانه در حدود 11800 لیتر آب را ذخیره کرده و هزینه آن، کسری از آنچه آب شیرین انجام می‌دهد، خواهد بود.

2-1# سه نوع سیستم آب خاکستری

سه نوع سیستم Greywater عبارت اند از:

• سیستم آبیاری: برای آبیاری منظره یا گیاهان زراعی استفاده می‌شود.
• سیستم استفاده مجدد در داخل ساختمان: برای اهدافی مانند شستشوی توالت‌ها بازیافت می‌شود.
• سیستم شستشوی لباس: آب خاکستری حاصل از ماشین‌های لباسشویی بازیابی شده و برای آبیاری استفاده می‌شود.

2# هدف از مدیریت Greywater چیست؟

هدف از مدیریت Greywater، ارائه راهنمایی برای موارد زیر است:

• مدیران دولت محلی
• صاحبان خانه
• ارزیاب‌های سایت و خاک
• طراحان
• نصب کنندگان
• تکنسین های خدمات

در مورد تأثیرات استفاده مجدد از آب خاکستری بر سلامت موارد زیر می‌توان اشاره کرد:

• انسان
• گیاهان
• حیوانات
• محیط زیست

علاوه بر این، این بررسی اجمالی بر استفاده مجدد از این نوع آب برای مصارف خانگی بدون به خطر انداختن سلامت عمومی تمرکز خواهد کردو

و چگونگی حفظ و ارتقای کیفیت محیط با تعیین حداقل استانداردها برای طراحی و نصب سیستم‌های استفاده مجدد از آب خاکستری برای دستیابی به موارد زیر است:

• حفاظت از آب‌های زیر زمینی
• از آب‌های سطحی
• حفاظت از زمین و پوشش گیاهی
• پیشگیری از خطر سلامت عمومی
• حفاظت از جامعه در برابر انتقال احتمالی بیماری ناشی از استفاده مجدد نادرست از آب خاکستری

همچنین اطمینان از این که تأسیسات Greywater به محیط زیست آسیب نمی‌زند یا باعث ایجاد مزاحمت نمی‌شود و طبق استانداردهای نظارتی به درستی مکان یابی و نگهداری خواهد شد.

3# کاربرد آب خاکستری چیست؟

کاربردهای آب خاکستری را در ادامه بررسی خواهیم کرد.

1-3# کاربری‌های مسکونی

سیستم معمولی آب خاکستری خانگی، آب را از ماشین لباسشویی برداشت کرده و آن را به بیرون لوله هدایت می‌کند تا در گیاهان زینتی و درختان میوه استفاده شود.

بسته به مدل ماشین لباسشویی، هر بار شستشوی لباس می‌تواند در حدود 68 تا 180 لیتر آب خاکستری تولید کند که برای زنده نگه داشتن بیشتر درختان و گیاهان در طول سال کافی است.

سیستم‌های پیشرفته ‌تر نیز به گونه‌ای طراحی شده‌اند که می‌توانند آب خاکستری را در یک منطقه گسترده مانند یک سطح چمن یا گلکاری شده پمپاژ کنند.

آب خاکستری و آب جایگزین در محل تولید شده در خانه‌ها می‌تواند برای اهداف زیر استفاده شود:

• برای به حداقل رساندن حرکت پایه یا ترک خوردگی
• برای باغبانی
• برای کمپوست سازی
• برای محوطه سازی
• برای شستشوی توالت یا ادرار

2-3# کاربردهای تجاری، صنعتی و سازمانی

آب خاکستری و آب جایگزین در محل تولید شده در تأسیسات تجاری، صنعتی و سازمانی می‌تواند، برای اهداف زیر استفاده شود:

• نگهداری منظره
• کنترل گرد و غبار
• شستشوی توالت یا ادرار
• برای سایر فعالیت‌های مشابه

3-3# مصارف کشاورزی

آب خاکستری برای آبیاری درختان میوه یا گیاهان محوطه نیز مناسب است؛
اما نباید در محصولات خوراکی که با خاک تماس دارند استفاده شود؛ زیرا می‌تواند حاوی آلاینده‌های باکتریایی مضر، گریس یا باقیمانده مواد شوینده باشد.

علاوه بر این، آب خاکستری باید ظرف 24 ساعت پس از جمع آوری استفاده شود، زیرا با تجزیه باقیمانده‌ها و آلاینده‌ها، آب شروع به تولید بوی نامطلوب در فضا کرده و از آنجایی که حاوی انواع مختلفی از مواد شیمیایی یا آلاینده‌های باکتریایی است، آب خاکستری را نمی‌توان به عنوان آب آشامیدنی استفاده کرد.

آب خاکستری و آب جایگزین در محل تولید شده در تأسیسات کشاورزی می‌تواند، برای اهداف زیر استفاده شود:

• برای نگهداری منظره
• کنترل گرد و غبار
• آبیاری مزارع
• شستشوی توالت یا ادرار
• برای سایر فعالیت‌های مشابه

سیستم‌های بازیافت Greywater از فاضلاب داخلی یک ساختمان استفاده می‌کنند.

این امر از فاضلاب آلوده شده از طریق تخلیه توالت که می‌تواند از طریق سیستم‌های آب سیاه تصفیه شود، حذف می‌شود.

تصفیه آب خاکستری در مقایسه با آب سیاه آسان تر بوده؛ زیرا هیچ ماده‌ای که دارای آلودگی زیاد باشد، نمی‌تواند پاتوژن‌های مضر را به داخل آب نشت دهد.

بازیافت Greywater با برداشت آب باران متفاوت است که آب باران را به عنوان منبع جایگزین آب جمع آوری می‌کند.

سیستم‌های بازیافت Greywater معمولاً نسبت به سیستم‌های بازیافت آب باران بازگشت سرمایه‌ گذاری سریع‌تری داشته و به شرایط آب و هوایی بستگی ندارند.

در حالی که برداشت آب باران می‌تواند مصرف آب را تا حدود 30 درصد کاهش دهد.

4# نحوه تصفیه آب خاکستری

می‌توان از آب خاکستری در باغ‌هایی با تصفیه کم یا بدون تصفیه از طریق سیستم آبیاری زیرسطحی استفاده کرد تا آب به صورت مساوی در اطراف باغ پخش شود. این روش برای آب خاکستری تصفیه نشده ایمن تر است. با این حال، تمام توصیه‌های درمانی به وضعیت آب خاکستری بستگی دارد.

Greywater یک منبع آب مقرون به صرفه برای کسانی است که به شبکه اصلی دسترسی ندارند یا قادر به جمع آوری آب باران کافی برای استفاده داخل خانه نیستند.

با استفاده مجدد از آب خاکستری تصفیه شده برای شستشوی توالت، می‌توان روزانه تقریباً 50 لیتر آب آشامیدنی را در یک خانوار متوسط ​​ذخیره کرد.

ابتدا فاضلاب از دستگاه‌ها جمع آوری شده و به یک واحد جمع آوری (از طریق پمپ یا گرانش) وارد می‌شود.

واحد جمع آوری، آلاینده‌ها را با اقدامات بیولوژیکی، شیمیایی و فیزیکی حذف می‌کند.

از این بخش، فاضلاب به یک سیستم تصفیه برای اولترافیلتراسیون پمپ می‌شود که از عبور ذرات، باکتری‌ها و ویروس‌ها به مرحله بعدی سیستم جلوگیری می‌کند.

آب تصفیه شده قبل از پمپاژ برای استفاده مجدد در شستشوی توالت یا آبیاری در صورت تقاضا در یک مخزن ذخیره می‌شود.

(آب خاکستری نمی‌تواند برای مدت زمان طولانی در مخزن بماند در غیر این صورت در خطر آلوده شدن است.)

1-4# نحوه اطمینان از کیفیت آب برای آب خاکستری

کیفیت آب استفاده مجدد به سیستم تصفیه، استفاده قبلی آب و مواد شیمیایی مورد استفاده در منبع بستگی دارد.

برای ساده کردن نیازهای درمانی موارد زیر را در نظر بگیرید:

• استفاده از پاک کننده‌های شیمیایی خشن را به حداقل برسانید و به جای آن از محصولات پاک کننده طبیعی استفاده کنید.
• از مواد شوینده، همانند صابون و شامپو و پودرها و مایع‌های لباسشویی کم سدیم یا بدون سدیم استفاده کنید.
• فیلتر پرز خود را تمیز و تعویض کنید تا مطمئن شوید که آب می‌تواند از آن عبور کند.
• مواد شیمیایی خانگی را در سینک دور نریزید.
• برای جلوگیری از ورود ضایعات مواد غذایی و سایر مواد جامد به تأسیسات فاضلاب از یک صافی سینک در آشپزخانه استفاده کنید.

2-4# بازیافت آب خاکستری چه تفاوتی با سایر سیستم‌های استفاده مجدد از آب دارد؟

سیستم‌های بازیافت آب خاکستری از فاضلاب وسایل داخلی یک ساختمان استفاده می‌کنند.

این امر از فاضلاب آلوده شده از طریق تخلیه توالت که می‌تواند از طریق سیستم‌های آب سیاه تصفیه شود، حذف می‌شود.

تصفیه آب خاکستری در مقایسه با آب سیاه آسان تر بوده؛ زیرا هیچ ماده ای که دارای آلودگی زیاد باشد، نمی‌تواند، پاتوژن‌های مضر را به داخل آب نشت دهد.

بازیافت آب خاکستری با برداشت آب باران متفاوت است که آب باران را به عنوان منبع جایگزین آب جمع آوری می‌کند.

سیستم‌های بازیافت آب خاکستری معمولاً نسبت به سیستم‌های بازیافت آب باران بازگشت سرمایه‌ گذاری سریع ‌تری داشته و به شرایط آب و هوایی بستگی ندارند.

در حالی که برداشت آب باران می‌تواند، مصرف آب را تا حدود 30 درصد کاهش دهد. تخمین زده می‌شود که سیستم‌های بازیافت آب خاکستری می‌توانند تا 40 درصد در مصرف آب صرفه جویی کنند.

3-4# الزامات تجاری کلیدی هنگام نصب سیستم بازیافت Greywater چیست؟

در حالت ایده آل، سیستم‌های بازیافت آب خاکستری باید به عنوان مشخصات ساختمان قبل از ساخت ساختمان طراحی شوند.

لوله کشی خاص و نیاز به فضا برای مخازن فیلتراسیون و ذخیره سازی، مقاوم سازی را به یک کار پرهزینه تبدیل خواهد کرد.

این گونه نصب‌ها معمولاً توسط یک مدیر حساب فنی اختصاصی از یک نصب‌ کننده مدیریت می‌شوند که پس از تکمیل، مشاوره‌های مربوط به سایت را به کسب ‌و کار ارائه می‌دهد.

سیستم‌های بازیافت آب خاکستری پس از استقرار به بازرسی‌های سالانه نیاز دارند و تعمیر و نگهداری پایینی دارند.

سیستمی با تله متری داخلی، داده‌ها را برای سیستم جمع‌ آوری می‌کند، بنابراین کسب ‌و کارها می‌توانند در برابر هرگونه مشکلی پیشگیرانه عمل کرده و سیستم را به گونه ای کامل ‌تر مدیریت کنند.

برخی از پلتفرم‌های آنلاین همانند واترلاین، گزارش‌هایی در مورد عملکرد سیستم ارائه می‌کنند. کسب‌ و کارها می‌توانند از این پلتفرم‌ها برای تأیید صرفه‌ جویی در مصرف آب استفاده کنند.

5# هزینه سیستم بازیافت Greywater چقدر است؟

هیچ رقم واحدی برای هزینه‌های نصب یک سیستم جمع ‌آوری آب خاکستری وجود ندارد؛ این سیستم بر اساس اندازه سیستم و این که آیا در زیرساخت‌های موجود بهسازی می‌شود یا خیر، نوسان خواهد داشت.

بازپرداخت سیستم بازیافت Greywater به صورت کلی از 2.5 تا 5 سال متغیر است.

یک سیستم دسته‌ای از روش فیلتراسیون کم فشار استفاده می‌کند که مصرف انرژی کمتری دارد؛ اما فضای بیشتری برای مخازن آن مورد نیاز است.

یک سیستم بر اساس تقاضا، کوچکتر است و برای ارائه اولترافیلتراسیون سریع از رویکرد فشار بالا استفاده می‌کند.

هزینه‌های نصب پایین ‌تر بوده و بازگشت سرمایه سریع‌ تری را نیز به همراه دارد.

همچنین لازم به ذکر است در مشاغلی که سیستم‌های بازیافت Greywater نصب می‌شوند، واجد شرایط طرح کمک هزینه افزایش یافته (ECA) برای کاهش هزینه‌های اولیه هستند.

ECA به کسب و کار اجازه می‌دهد تا برای اولین سال سرمایه گذاری، معافیت مالیاتی درخواست کند.

برای پروژه‌های بازیافت آب، ECA 100% از کمک هزینه سال اول سرمایه گذاری را پوشش داده و پروژه را در مقابل سود مشمول حذف مالیات می‌کند.

6# مزایا و چالش‌های مرتبط

در این بخش به بررسی مزایا و چالش‌هایی که در رابطه با Greywater وجود دارد، خواهیم پرداخت.

1-6# مزایای تجاری بازیافت Greywater چیست؟

بازیافت Greywater بیشتر برای مشاغلی مناسب است که برای استفاده در حمام‌ها، حوضچه‌ها و توالت‌ها به منبع ثابت آب نیاز دارند.

در این راستا:

• هتل‌ها
• دفاتر و سازمان‌های بزرگ
• بلوک‌های مسکونی
• مراکز تفریحی

در استفاده از این سیستم پیشرو هستند.

Greywater می‌تواند در حدود 30 تا 50 درصد از آب‌های زائدی را تشکیل دهد که به فاضلاب تخلیه می‌شود.

در حالی که این احتمال وجود دارد که آب خاکستری تصفیه شده برای نوشیدن بی خطر نباشد، بازیافت آن می‌تواند به شکل قابل توجهی هزینه قبض آب را برای مشاغل مختلف کاهش دهد.

طی تحقیقاتی که انجام شده، دریافته‌اند که بازیافت Greywater مصرف آب را در حدود 40 درصد کاهش می‌دهد.

از دیگر مزایای این نوع استفاده مجدد از Greywater می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

1) کاهش تقاضای آب شیرین

با استفاده از آن، تقاضا برای آب تمیز تازه کاهش یافته و فشار وارده بر سیستم‌های تأمین آب کاهش می‌یابد.

2) از نظر اکولوژیکی قابل دوام

حجم پساب فاضلاب ورودی به آبراهه‌ها کاهش می‌یابد که می‌تواند از نظر اکولوژیکی مفید باشد.

3) کمک به حفظ آب

در طول خشکسالی، این نوع آب می‌تواند برای آبیاری یا سیستم‌های توالت مورد استفاده قرار گرفته و با صرفه جویی در منابع آب به توسعه پایدار اکولوژیکی کمک کند.

4) کاهش استخراج آب‌های زیر زمینی

مزایای زیست محیطی بالقوه بازیافت شامل موارد زیر است:

• کاهش استخراج آب شیرین
• تأثیر کمتر بر زیرساخت‌های مخزن سپتیک و تصفیه خانه
• کاهش مصرف انرژی و آلودگی شیمیایی ناشی از تصفیه
• تغذیه مجدد آب‌های زیر زمینی
• احیای مواد مغذی

5) کمک به شارژ مجدد آب زیر زمینی

فرآیندهای تصفیه طبیعی در لایه‌های بالایی خاک، باعث بهبود کیفیت آب‌های سطحی و زیر زمینی حفظ شده از طریق بازیافت Greywater می‌شود.

6) مزایای اقتصادی

بازیافت آن دارای مزایای اقتصادی بالقوه و قابل توجهی است، از جمله کاهش تقاضا برای آب شیرین که به صرفه جویی در هزینه و فشار کمتر بر منابع آب جهانی ختم می‌شود.

7) مناسب برای اهداف آبیاری

همانگونه که توسط بسیاری از مطالعات اپیدمیولوژیک در مناطق خشک نشان داده شده، هنگامی که برای آبیاری استفاده می‌شود، ایمن به نظر می‌رسد.

در حالی که برخی از ریزآلاینده‌های آلی ممکن است وجود داشته باشند، غلظت آنها به شکل کلی کم است.

2-6# چالش‌‎های مرتبط با استفاده از آب خاکستری چیست؟

مدیریت این نوع آب در شهرنشینی و منابع محدودی که در این مناطق وجود دارد، با چالش‌های متعددی رو به رو خواهد بود.

این چالش‌ها را در ادامه بررسی خواهیم کرد.

1) فقدان زیرساخت

یکی از موانع عمده در این نوع مدیریت آب، نبود زیرساخت‌های کافی برای جمع آوری، تصفیه و استفاده مجدد از Greywater است.

بسیاری از مناطق شهری و روستایی فاقد سیستم فاضلاب و زهکشی مناسب هستند که منجر به تخلیه مستقیم این آب به آب‌های مجاور شده و باعث آلودگی و خطرات بهداشتی می‌شود.

2) آگاهی و آموزش محدود

عدم آگاهی عموم مردم در مورد اهمیت مدیریت Greywater و مزایای بالقوه آن وجود دارد.

بسیاری از مردم از خطرات مرتبط با آب تصفیه نشده و همچنین امکان بازیافت و استفاده مجدد از آن برای مقاصد غیر شرب مانند آبیاری و شستشو بی اطلاع هستند.

3) تأمین مالی و سرمایه گذاری

اجرای سیستم‌های مدیریت آب خاکستری مؤثر، نیازمند سرمایه گذاری‌های مالی قابل توجهی است.

شهرداری‌ها و مقامات محلی، اغلب برای تأمین بودجه برای توسعه و نگهداری چنین سیستم‌هایی تلاش می‌کنند.

توجیه مقرون به صرفه پروژه‌های مدیریت Greywater در کوتاه مدت، گاهی چالش برانگیز بوده که می‌تواند سرمایه گذاران و سیاست گذاران بالقوه را منصرف کند.

4) نگرانی‌های کیفیت آب

Greywater ممکن است حاوی آلاینده‌های مختلفی از جمله مواد شیمیایی، پاتوژن‌ها و مواد آلی باشد.

در صورت عدم رفع مناسب آنها، این آلاینده‌ها می‌توانند اثرات نامطلوبی بر محیط زیست و سلامت عمومی داشته باشند.

اجرای روش‌های مؤثر تصفیه برای اطمینان از استفاده مجدد یا دفع ایمن آب خاکستری بسیار مهم است.

5) شیوه‌های رفتاری

تغییر رفتار و عادات مردم در ارتباط با استفاده و دفع آب می‌تواند بسیار دشوار باشد.

تشویق افراد و مشاغل به اتخاذ شیوه‌های صرفه جویی در مصرف آب و جداسازی Greywater از آب سیاه (فاضلاب) مستلزم کمپین‌های آگاهی بخشی و مشارکت جامعه است.