Oravecz Ágnes: Családi ház közműtől független vízellátása és csatornázása Egyre több helyen olvashatunk arról, mekkora kincs is a víz. Az, hogy ez a kincs egyszerűen kifolyik a csapból még napjainkban sem mindenhol magától értetődő. Előfordul, hogy vízi közművek hiányában helyben kell megoldani a víznyerést és a szennyvíztisztítást. Szerencsére ma már erre rengeteg technológia és megoldás létezik. Példaként egy, a Csepel-szigetre tervezett családi ház vízellátására és csatornázására kidolgozott terveket szeretném felhozni. A feladat tíz fő szükségleteinek kielégítése a közművek igénybevétele nélkül. A megbízó ugyanis önmagát kívánta ellátni tüzelőanyaggal, vízzel illetve a csatornázást tekintve is autonóm szeretett volna maradni. Víznyerés Első lépésként ki kell számítani, hogy pontosan mennyi vízre lesz szükség a házban. A tízfős család becsült napi vízfogyasztása 87 l/fő. [1] Ennek részleteit az 1. ábra tartalmazza. Fontos megjegyezni, hogy a táblázatban szereplő értékek víztakarékos fogyasztók és berendezések mellett, illetve szürkevíz rendszer üzemeltetése esetén reálisak. 1. ábra: Várható napi vízfogyasztás A fellépő igényeket vízi közmű hiányában esővízzel, vagy kútvízzel lehet kielégíteni. Az esővíz széleskörűen felhasználható a háztartásban, az ellátásbiztonság azonban nagyban függ az időjárás alakulásától. Az ivóvízként történő felhasználás csak jelentős mértékű víztisztítás után engedélyezett. A víztisztító berendezések beruházási és üzemeltetési költségei jelentős anyagi terhet rónak a fogyasztókra. Az esővízgyűjtő rendszer elemei: gyűjtőfelület (tető), ereszcsatorna-rendszer, szűrőberendezések, gyűjtőtartály, búvárszivattyú, kiszolgáló csőhálózat, illetve szükség esetén víztisztító berendezések. Az esővízzel ellentétben, a fúrt kútból származó víz kevesebb tisztítást igényel. Mindenképpen figyelembe kell venni a helyi adottságokat. Jelen esetben a Csepel-sziget kiváló lehetőséget biztosít ivóvízkút fúrására. A kutak esetében a vízhozam kevéssé függ az időjárástól. Ez a megoldás kevesebb berendezést igényel, elemei: mélykútszivattyú, kiszolgáló csőhálózat, szűrőberendezések, vízmérő berendezés. Szennyvíztisztítás A lakók által létrehozott szennyvízmennyiséget helyben kell megtisztítani. Ma már a piacon igen nagy a választék a házi szennyvíztisztítókból. Minden berendezés két fokozatban végzi a tisztítást. Az első fokozat a mechanikai tisztítás, mely általában valamilyen ülepítő vagy oldómedencében megy végbe levegőtől elzárt, azaz anaerob módon. A második fokozat a biológiai tisztítás, melynek két legelterjedtebb technológiája az eleveniszapos és a csepegtetőtestes tisztítás. Ezen folyamatokhoz levegő szükséges, azaz aerob jellegűek. A biológiai tisztítást mindkét rendszer esetében mikroorganizmusok végzik. 1
A példaként hozott családi házban a szürkevíz rendszer segítségével a szennyvíztisztító berendezés terhelése csökkenthető, hiszen az elhasznált vízmennyiség egy részét újrahasznosítjuk. A berendezésből távozó tisztított szennyvizet érdemes gyökérzónás szikkasztórendszerbe vezetni. Ez nemcsak a tisztítási folyamat utolsó lépését jelenti, de egyben automata öntözőrendszerként is funkcionál. Csapadékstatisztika Mivel a megbízó kérése az volt, hogy a vízellátásban az esővízgyűjtés mindenképpen legyen jelen, néhány évre visszamenőleg meg kellett vizsgálni az adott terület időjárását. A Csepel-sziget 2003.09.11. és 2011.09.30. közötti csapadékadatait [2] elemezve a 3. ábrán látható grafikon rajzolható fel. 2. ábra: Ezen diagram segítségével határozható meg a maximálisan szükséges tároló mérete Az ábra az átlagos fogyasztáshoz képesti tároló töltési és kisütési időszakokat mutatja meg. Átlagos fogyasztásnak az az eset vehető, amikor a fogyasztás mértéke megegyezik a napi átlagos csapadékhullásból (1,62 mm) származó víz mennyiségével. Ez a rendelkezésre álló 400 m 2 tetőfelület és 1-es lefolyási tényező esetén 648 l/nap. Ha olyan tárolót szeretnénk beépíteni, mely az összes lehulló csapadékot képes összegyűjteni, és minden esetben kielégíti a fogyasztási igényeket (azaz sosem ürül ki), akkor az átlagos fogyasztástól eltérő legnagyobb pozitív és legnagyobb negatív csúcs abszolút értékét kell összeadnunk, és ebből megkapjuk, hogy hány mm csapadékot kell tudnia a tárolónak egyszerre felvennie. Ha leolvassuk a diagramról, akkor a legnagyobb pozitív és legnagyobb negatív eltérés abszolút értékeinek összege 390,5 mm. Ezt meg kell szoroznunk a rendelkezésre álló tetőfelülettel. Az így kapott tárolóméret 156 m 3. Egy ekkora tartály sosem csordulna túl, és sosem ürülne ki teljesen a vizsgált időszak alatt. 2
A vízigények kielégítése Csapadékvízzel: Az elemzések azt mutatták, hogy jelen esetben a vízigények kizárólag csapadékvízzel történő kielégítése nem lehetséges. Az előzőekben meghatározott maximális tartályméret ugyanis csak abban az esetben szolgálja ki maradéktalanul az igényeket, ha a fogyasztás nem lépi túl a 648 l/nap-ot. Esetünkben azonban napi 870 l vízre lenne szükség. Tehát a csapadékvíz alkalmazása mellett mindenképpen szükséges kiegészítő forrásokat alkalmazni. Fontos emellett megjegyezni azt is, hogy az esővízgyűjtő és -tároló rendszer beruházási költsége ekkora méretek mellett óriási. Kútvízzel: A kiváló helyszíni adottságoknak köszönhetően a kizárólag kútvízzel történő ellátás gazdaságilag igen kedvező. A környékbeli tapasztalatok alapján már 70 m mélyről ivóvíz minőségű víz hozható fel. A kútépítés egyszeri, jelentős beruházási költsége mellett az üzemeltetési költségek minimálisak. Összességében kijelenthető, hogy az esővízgyűjtő rendszer kiépítése jóval drágább a kút létesítésénél. A vízellátás koncepciójának kialakítása Az elvégzett vizsgálatok eredményeinek ismeretében két lehetséges koncepció merült fel. Mivel a családi ház tulajdonosa ragaszkodott az esővíz hasznosításához, ez mindkét koncepcióban szerepet kapott. 1. Csapadékvíz+kútvíz+palackozott ivóvíz Ebben az esetben a mosáshoz és takarításhoz szükséges víz esővízből biztosított, egy 12 m 3 -es gyűjtőtartály beépítésével. Az iváshoz, főzéshez és mosogatáshoz szükséges ivóvizet palackozottan vásárolják meg a lakók (napi 3 db, 19 literes palack szükséges 10 fő részére), az egyéb szükségleteket pedig fürdővíz minőségű kútvíz elégíti ki. A WC öblítést a szürkevíz rendszer látja el. Költségek: csapadékgyűjtő rendszer: 1,17 mft kútfúrás és tartozékok: 0,5 mft egy napi palackos vízadag: 6 300 Ft összesen: 1,7 mft, valamint évi 2,3 mft üzemeltetési költség (palackos víz) 2. Csapadékvíz+kútvíz A mosáshoz és takarításhoz szükséges víz az előzőekben leírt módon, esővízből biztosított. Az egyéb igényeket ivóvízkútból szivattyúzott víz elégíti ki. A WC öblítést ebben az esetben is szürkevíz rendszer látja el. Költségek: csapadékgyűjtő rendszer: 1,17 mft kútfúrás és tartozékok: 1 mft összes beruházás: 2,17 mft A fenti mérleg természetesen nem tartalmazza azokat az alapvető beruházási és üzemeltetési költségeket, melyek mindkét rendszer esetében fellépnek és értékük várhatóan azonos. Ilyen például a házon belüli vízvezetékrendszer, annak kiépítése, vagy a szivattyúk üzemeltetési költségei. Látható, hogy a 2. rendszernek nagyobb a beruházási költsége, üzemeltetése azonban jóval olcsóbb, mint az 1.-nek, hiszen a palackos ivóvíz állandó, jelentős mértékű üzemeltetési költségként lép fel. Emiatt a végső koncepció a 2. rendszert tartalmazza. (3. ábra) 3
3. ábra: A rendszer kapcsolási vázlata Szennyvíztisztító rendszer A szennyvíztisztító berendezés egyetlen szivárgásmentes, polietilén oldómedencére épül. A rendszer gravitációs elven működik. Az épületből érkező szennyvíz a tartályban az oldalfalnak csapódva mechanikailag üledékre és uszadékra válik szét. Az elbomlani képtelen iszapot bizonyos időközönként el kell távolítani. A megfelelő biológiai tisztításhoz - a baktériumok miatt - a szennyvíznek 3 napig kell a medencében állnia, így a tartálynak legalább a napi vízfogyasztás háromszorosát tudnia kell fogadni. A berendezés csak mikroorganizmusok telepítésével és folyamatos adagolásával működik. Az oldómedencéből a víz a vulkanikus salak szűrőn keresztülhaladva távozik, így még egy utolsó mechanikai tisztítófokozaton is áthalad a biológiai tisztítás befejezése előtt. A tartályból távozó szűrt, szemre már majdnem tiszta vizet gyökérzónás szivárogtató rendszeren kell utókezelni. A 10 fős családot ellátó rendszer várható költsége: 1 350 000 Ft. Ez nemcsak a berendezés elemeit tartalmazza, hanem a kivitelezést, földmunkát is. Az üzemeltetés során minimális költségek lépnek fel, hiszen segédenergia igény nincs. Mindössze a mikroorganizmusok időszakos pótlása és az évenkénti iszapelszállítás költsége jelentkezik. Szürkevíz rendszer Jelen esetben elegendő lenne a mosógépből és a zuhanyzóból származó használt vizet gyűjteni és tárolni a szürkevíz tartályban, ez a mennyiség ugyanis bőségesen fedezi a napi WC öblítés által igényelt vizet. A biztonság kedvéért a fürdőszobai mosdókból származó víz is ide kerül, a tartály túlfolyóval rendelkezik. A tartályba 600 l víz érkezik be naponta, melyből 250 l-t hasznosít egy nap a család, azaz 350 l víz folyik el a szennyvíztisztító felé. A tartály 5 napi tartalékolásra méretezett, azaz a tároló 1250 l-es. Teljes leürülés esetén is kb. 4 nap elegendő a teljes újratöltődéshez. A WC-öblítés a szürkevíz tartályban található szivattyú védelme érdekében egy padláson elhelyezett segédtartállyal valósul meg. Hogy a szivattyút meghajtó motor ne lépje túl a megengedett kapcsolási számát, egy 60 l-es tartályt kell beépíteni. A megengedett kapcsolási szám 6/h, ami 10 perces kritikus periódus időt eredményez. Figyelembe véve, hogy ennyi idő alatt vélhetően maximum 40 l vizet használ a család WC öblítésre, 20 literes hiszterézist feltételezve adódik a 60l- 4
es tartályméret. A tartályban vízszintmérő figyeli a víz mennyiségét, és szükség esetén bekapcsolja a szivattyút, mely újra feltölti a tartályt. A szürkevíz rendszer kiépítésének költsége várhatóan 120 000 Ft. A 10 fős családot kiszolgáló vízellátó és szennyvíztisztító rendszer összköltsége tehát 3,6 mft körüli. Összefoglalás A fentiek ismeretében kijelenthető, hogy szürkevíz hasznosító rendszer alkalmazásával, a víz többszöri felhasználásával a napi vízigény jelentős mértékben, 10 fő esetén 870 l/nap-ra csökkenthető. A közműtől független vízellátást illetően többféle megoldás is szóba jöhet, azonban a megbízó által preferálttal szemben a leggazdaságosabbnak a kútfúrásos verzió bizonyult. A szürkevíz rendszer kiépítése, a házi szennyvíztisztítás és a gyökérzónás szikkasztás alkalmazása mindenképpen javasolt. Irodalomjegyzék [1] MI-10-158-1:1992 [2] Országos Meteorológiai Szolgálat [3] Oravecz Ágnes: Családi ház közműtől független vízellátása és csatornázása, Szakdolgozat 2011 5