Odzysk wody i ciepła ze ścieków

To nie tyle moda, co wypadkowa kilku czynników: korzyści ekonomicznych i środowiskowych oraz wymagań prawnych. Prawo wymaga oszczędzania energii i jak najmniejszego zużywania energii pierwotnej i nakłada na inwestycje obowiązek oceny energetycznej i spełnienia określonych wymagań. Odzyskując ciepło i wodę, możemy mieć mniejsze koszty eksploatacyjne i w mniejszym stopniu wpływać na środowisko.

W oszczędzającym wodę gospodarstwie domowym powstaje dziennie około 50 litrów ścieków szarych przypadających na jedną osobę. Znacznie większy potencjał korzyści z wykorzystania ścieków szarych mają obiekty hotelowe i uzdrowiskowe oraz basenowe. Są dwa kierunki wykorzystywania ścieków szarych – jako szarej wody do spłukiwania toalet i pisuarów z odzyskiem zawartego w niej ciepła lub bez i drugi – wyłącznie odzysk ciepła ze ścieków szarych. Każde z tych rozwiązań wymaga budowy odrębnych instalacji kanalizacyjnych zbierających ścieki szare (umywalki, pralki, prysznice, wanny) zakończonych układem filtrowania i zbiornikiem do magazynowania ścieków, które będą następnie pompowane do misek ustępowych i pisuarów lub kierowane ze zbiornika do kanalizacji (przy samym odzysku ciepła). Wykorzystanie ścieków szarych ma szereg ograniczeń, w tym zasadę, że nie mogą być one przytrzymywane dłużej niż 24 godziny [2, 5]. Zatem nie można ich gromadzić zbyt wiele, a instalacja powinna być ściśle dopasowana do potrzeb danego obiektu.

Czytaj też: Pompy do ścieków >>

Odzysk wody

Korzyści ekonomiczne i środowiskowe przemawiają jednak za tym, żeby ścieki szare wykorzystywać. Wystarczają one do pokrycia zapotrzebowania na wodę do spłukiwania WC i tym samym ograniczają koszty zakupu wody i odprowadzania ścieków nawet o 30%. Średnia krajowa cena 1 m³ wody i odprowadzenia ścieków to ok. 12 zł, ale tam, gdzie jest to 20 czy 30 zł, inwestycja zwróci się znacznie szybciej. Przykładowo jeśli budynek wielorodzinny z 60 mieszkańcami zużywa ok. 6 m³ wody dziennie (po 12 zł za 1 m³), to koszt 180 m³ wynosi 2200 zł miesięcznie. Wydatek energetyczny na oczyszczenie wody szarej to ok. 1,4 kWh na 1 m³ wody oczyszczonej [1]. Zatem koszt energii potrzebnej do oczyszczania wody (filtry, pompy) wynosi ok. 150 zł, a serwisu ok. 50 zł miesięcznie. Wykorzystując wodę szarą, można zaoszczędzić ok. 400 zł (ponad 4000 zł rocznie) w wydatkach na zakup wody. Pozostaje jeszcze tylko policzyć, ile kosztuje instalacja do odzysku wody szarej. Według danych firm je oferujących [6] wydatki zwracają się po ok. 10–12 latach.

Odzysk ciepła

Jeśli ze ścieków będziemy odzyskiwać ciepło, uzyskamy także oszczędności w kosztach podgrzewu ciepłej wody. Dostępnych jest wiele technologii [2, 3] – z wykorzystaniem tylko wymiennika ciepła lub tylko pompy ciepła albo w układzie wymiennik ciepła i pompa ciepła [1]. Obecnie, dzięki rozwojowi technologii pomp ciepła, najbardziej rozwija się ten kierunek. Odzysk ciepła ze ścieków szarych przy użyciu pompy ciepła przynosi najlepsze efekty w obiektach, w których jest odpowiednio duży strumień tych ścieków. Przy małym strumieniu ścieków zasadne jest użycie tylko samego wymiennika, a nie pompy ciepła. Dla każdego obiektu granica opłacalności powinna być ustalana indywidualnie. Można też wykorzystywać ścieki z kilku budynków znajdujących się w bezpośrednim sąsiedztwie, a w przypadku np. obiektów hotelowych i wypoczynkowych lub sanatoryjnych warto rozważyć wykorzystanie ścieków z pralni i basenów.

Przy przeciętnym zużyciu ok. 80 dm³ wody dziennie na osobę, trafiającej do instalacji ścieków szarych (z prysznica, wanny, umywalki, pralki), wędruje w niej także ok. 90 kWh/(m3×rok) [1]. Po uwzględnieniu strat ciepła w instalacji kanalizacyjnej do zbiornika trafia woda o temperaturze ok. 35°C. Jest to temperatura dająca spory potencjał podgrzewania za pomocą pompy ciepła wody wodociągowej, która ma przeważnie temperaturę od 5 do 10°C – w zależności od pory roku.

Ciepło przekazywane do wody świeżej akumulowane jest w zasobnikach ciepłej wody użytkowej, które powinny być dobierane tak, by mogły ciepło efektywnie zmagazynować i podgrzać wodę do wymaganej temperatury, a zbiorniki ścieków tak, by pompy ciepła lub wymienniki pracowały jak najefektywniej – tj. miały zapas ścieków szarych, które nie tracą temperatury. Jaki układ wybrać – czy tylko pompa ciepła, czy wraz z wymiennikiem – należy rozpatrywać dla każdego obiektu indywidualnie. Instalacje do odzysku ciepła z samą pompą ciepła mają najkrótszy okres zwrotu (ok. 5 lat) i w kolejnych latach generują największe oszczędności [1].

Rynek 

Oferta rynku nie jest szeroka, ale można na nim znaleźć kilka firm oferujących zbiorniki, armaturę, filtry i pompy do instalacji ścieków szarych i odzysku z nich ciepła. Mają też one doświadczenie w realizacji instalacji w obiektach publicznych. Hotele bowiem jako pierwsze dostrzegły potencjał oszczędności i obecnie już nawet małe obiekty buduje się często z instalacją odzysku ciepła ze ścieków szarych. Kluczową rolę w wyborze elementów instalacji odgrywają zbiorniki i pompy ciepła. Przy wyborze zbiornika liczy się modułowa budowa, łatwość transportu i montażu w elementach oraz antykorozyjność – tu wygrywają tworzywa.

Literatura:

Czarniecki D., Pisarev V., Dziopak J., Słyś D., Analiza techniczna i finansowa instalacji do odzysku ciepła ze ścieków w budynkach wielorodzinnych, http://www.eko-dok.pl/2014/13.pdf (dostęp: 21.08.2018).

Ludwińska A., Paduchowska J., Analiza opłacalności wykorzystania systemu odzysku ścieków szarych w budynku mieszkalnym, „Rynek Instalacyjny” nr 1–2/2017, s. 80–85.

Joniec W., Odzysk ciepła z kanalizacji, „Rynek Instalacyjny” nr 5/ 2017, s. 72–75.4.

Borowiecki M., Kolaszewski A., Więcek K., Odzysk ciepła ze ścieków w pralniach przemysłowych, „Rynek Instalacyjny” nr 10/2012, s. 80–83.

Chudzicki J., Malesińska A., Projektowanie instalacji do powtórnego wykorzystania ścieków szarych w budynkach, „Rynek Instalacyjny” nr 9/2013, s. 90–93.

Piasny M., Makowski T., Wykorzystanie wody szarej. Opłacalna inwestycja, „Magazyn Instalatora” nr 10/2016.