Integrerad stadsvattenhantering - Integrated urban water management

Jämförelse av den naturliga och urbana vattnets kretslopp och streetscapes i konventionella och Blue -Green Cities

Integrerad stadsvattenhantering (IUWM) är en filosofi om olika definitioner och tolkningar. Enligt författarna till boken med titeln "Integrated Urban Water Management: Humid Tropics" beskrivs IUWM som att hantera sötvatten , avloppsvatten och dagvatten som komponenter i en bassängsomfattande förvaltningsplan. Den bygger på befintliga överväganden om vattenförsörjning och sanitet i en stadsbyggnad genom att införliva stadsvattenförvaltning inom ramen för hela avrinningsområdet. SWITCH, en av de tidiga mästarna i IUWM, är ett forskningsprogram som finansieras av Europeiska unionen och försöker flytta urbana vattenförvaltning från ad hoc -lösningar till ett mer integrerat tillvägagångssätt. IUWM inom ett urbana vattensystem kan också genomföras genom prestationsbedömning av nya interventionsstrategier genom att utveckla en helhetssyn som omfattar olika systemelement och kriterier, inklusive hållbarhetstyp där integrering av vattensystemkomponenter inklusive vattenförsörjning , avloppsvatten och dagvatten delsystem skulle vara fördelaktiga. Simulering av ämnesomsättningstypflöden i urbana vattensystem kan också vara användbart för att analysera processer i stadens vattencykel för IUWM.

IUWM ses vanligen som en strategi för att uppnå målen för vattensensitiv stadsdesign . IUWM strävar efter att förändra effekterna av stadsutveckling på den naturliga vattencykeln , baserat på förutsättningen att genom att hantera stadsvattencykeln som helhet; en effektivare resursanvändning kan uppnås, vilket inte bara ger ekonomiska fördelar utan också förbättrade sociala och miljömässiga resultat. Ett tillvägagångssätt är att etablera en inre, urbana, vattencykelslinga genom implementering av strategier för återanvändning. Att utveckla denna urbana vattencykelslinga kräver förståelse för både det naturliga, före utvecklingen, vattenbalansen och vattenbalansen efter utvecklingen. Redovisning av flöden i för- och efterutvecklingssystemen är ett viktigt steg mot att begränsa stadens påverkan på den naturliga vattencykeln.

Komponenter

Aktiviteter under IUWM inkluderar följande:

Förbättra vattenförsörjning och konsumtion effektivitet
Uppgradera dricksvattnets kvalitet och avloppsrening
Öka den ekonomiska effektiviteten hos tjänster för att upprätthålla drift och investeringar för vatten, avloppsvatten och dagvattenhantering
Använd alternativa vattenkällor , inklusive regnvatten , och återvunnet och behandlat vatten
Engagera samhällen för att återspegla deras behov och kunskaper för vattenhantering
Upprätta och genomföra policyer och strategier för att underlätta ovanstående aktiviteter
Stödja kapacitetsutveckling av personal och institutioner som är engagerade i IUWM

Enligt Australias Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization ( CSIRO ) kräver IUWM hantering av urbana vattencykler i samordning med den hydrologiska vattencykeln som väsentligt förändras av stadslandskap och dess korrelation till ökande efterfrågan. Under naturliga förhållanden är vattentillförseln vid vilken som helst punkt i systemet nederbörd och överlandsflöden; medan utgångarna sker via ytflöden, evapo-transpiration och grundvattenladdning . De stora mängder rörledningsvatten som infördes med bytet till en urban miljö och införandet av stora ogenomträngliga områden påverkar starkt vattenbalansen, ökar flödena och dramatiskt förändrar utflödeskomponenterna.

Tillvägagångssätt

Den Agenda 21 (FN: s avdelning för hållbar utveckling, 1992) har arbetat ut Dublin Principles för integrerad förvaltning av vattenresurser mer i detalj för stadsområden. Ett av målen med Agenda 21 är att utveckla en miljövänlig hantering av vattenresurser för stadsanvändning.
Bellagio -uttalandet som formulerades av arbetsgruppen för miljöhygien i samarbetsrådet för vattenförsörjning och sanitet år 2000 inkluderar huvudmän som: Mänsklig värdighet, livskvalitet, miljösäkerhet, en öppen intressentprocess och många andra.
UNEP: s 3 -stegs strategiska tillvägagångssätt som utvecklades 2005 bygger på tillämpningen av "Renare produktionsmetod" som har varit framgångsrik inom industrisektorn. De tre stegen är: Förebyggande, behandling för återanvändning och planerad urladdning med stimulering av självrenande kapacitet.
Unescos institut för vattenutbildning försöker bygga vidare på de framsteg som Bellagio-uttalandet gjort och UNEP: s 3-stegs strategi genom att utveckla SWITCH- metoden för IUWM. Komponenterna inkluderar: tillägg av en hållbarhetsbedömning, nya metoder för att planera stadsvattensystem och modifieringar av planering och strategiutveckling.

Exempel

Ett exempel på IUWM är vattensystemet Catskill/ Delaware som tillhandahåller 1,4 miljarder US gallon (5,300,000 m ³ ) vatten per dag, inklusive till hela New York City . IUWM -processen inkluderade en omfattande process för intressentengagemang , där alla parters behov inkluderades i den slutliga förvaltningsplanen. Ett partnerskap skapades mellan New York City, jordbrukssamhället och den federala regeringen. Fallet har blivit en modell för framgångsrik IUWM.

Gråvattensystem

Grått vatten (även skrivet; gråvatten, grått vatten eller gråvatten) är vatten som används med apparater som inte involverar eller stöter på mänskligt avfall. Det får sitt namn relativt svart vatten som är starkt förorenat med mänskligt avfall. Olika resurser tyder på vilken utrustning som producerar grått eller svart vatten. Det är dock vanligast att badkar, duschar, handfat, tvättmaskiner och tvättkar producerar grått vatten, medan toaletter, handfat och diskmaskiner klassificeras som svarta vattenkällor.

1989 blev Santa Barbara det första distriktet i USA för att legalisera återvinning och återanvändning av grått vatten. Sedan dess har grått vatten blivit en del av integrerad stadsvattenhantering. Det behandlar praxis att hantera avloppsvatten i bostadsskalan. Utgångspunkten för återanvändning av gråvatten är konceptet att det genomsnittliga hushållet använder det mesta av sitt vatten inomhus (ungefär 60%), vilket innebär att mycket av det vattnet kan återanvändas för att tillhandahålla det vatten som krävs för bevattning. Dessutom samlar de flesta hushållsapparater automatiskt upp grått vatten för att det ska kasseras.

Det finns tre typer av gråvattensystem som alla har olika krav, koder och dimensioneringsspecifikationer. De delar dock standarder för att uppfylla hälso- och säkerhetsföreskrifter:

Arizona R18-9-711. Typ 1 Återvunnet vatten Allmänt tillstånd för grått vatten, står som modell för reglering av gråvattensystem

Mänsklig kontakt med grått vatten och jord som bevattnas med grått vatten undviks;
Grått vatten som härrör från bostaden används och finns inom fastighetsgränsen för hushållsodling, kompostering, gräsmattning eller bevattning av landskap;
Ytanläggning av grått vatten används inte för bevattning av matväxter, förutom citrus- och nötträd;
Det grå vattnet innehåller inte farliga kemikalier som härrör från aktiviteter som rengöring av bildelar, tvätt av feta eller oljiga trasor eller bortskaffande av avfallslösningar från hemmafotolaboratorier eller liknande hobby- eller yrkesaktiviteter i hemmet;
Applicering av grått vatten lyckas minimera stillastående vatten på ytan;
Gråvattensystemet är konstruerat så att om blockering, pluggning eller säkerhetskopiering av systemet inträffar kan gråvatten ledas in i avloppsvattensystemet eller på plats avloppsrenings- och avfallshanteringssystem. Gråvattensystemet kan inkludera ett filtreringsmedel för att minska pluggen och förlänga systemets livslängd.
Alla tankar för grått vatten är täckta för att begränsa åtkomst och för att eliminera livsmiljöer för myggor eller andra vektorer;
Gråvattensystemet ligger utanför en översvämningsväg;
Gråvattensystemet drivs för att upprätthålla ett minimalt vertikalt separationsavstånd på minst fem fot från punkten med grått vatten till toppen av det säsongsmässigt höga grundvattenbordet;
För bostäder som använder en avloppsreningsanläggning på plats för svartvattenrening och bortskaffande, ändrar användningen av ett gråvattensystem inte konstruktion, kapacitet eller reservområdeskrav för avloppsreningsanläggningen på boendet och säkerställer att anläggningen kan hantera det kombinerade svarta vatten- och gråvattenflödet om gråvattensystemet misslyckas eller inte används fullt ut;
Alla tryckrör som används i ett gråvattensystem som kan vara känsliga för tvärförbindelse med ett dricksvattensystem indikerar tydligt att rörledningen inte bär dricksvatten.
Grått vatten som appliceras genom ytbevattning innehåller inte vatten som används för att tvätta blöjor eller liknande smutsiga eller smittsamma plagg om inte gråvattnet desinficeras före bevattning; och
Ytbevattning med grått vatten sker endast genom översvämning eller droppbevattning.

Ett komplext gråvattensystem möjliggör en utveckling med en betydande urladdning (mer än 250 gallon) per dag. Det kräver ett skriftligt bygglov som lämnas till den verkställande myndigheten.

Ett enkelt gråvattensystem är dimensionerat för att betjäna ett en- eller tvåfamiljshus med medelhög vattentömning (högst 250 gallon) per dag. Det kräver också ett skriftligt bygglov som skickas till Kronofogdemyndigheten.

Ett gråvattensystem för tvättmaskin är dimensionerat för att återvinna det grå vattnet i ett eller två familjehem med hjälp av återvunnet vatten från en tvättmaskin (producerar 15 liter per person och dag). Den är beroende av antingen pumpen från tvättmaskinen eller gravitationen för att bevattna. Detta specifika system är det vanligaste och minst begränsade systemet. I de flesta stater kräver detta system inte bygglov. Detta system karakteriseras ofta som tvätt till landskap (L2L). Systemet förlitar sig på ventiler, dränering till ett kompostbassäng eller bevattningsområdet för vissa landskapspunkter (ett kompostbassäng för ett träd kräver 12,6 fot ² ). Droppsystemet måste kalibreras för att undvika ojämn fördelning av grått vatten eller överbelastning.

Levereringsmetoder

Ovanför Gravity-Fed bevattning

Används ofta för tvättmaskin eller badkar med gravitationsmatade bevattningssystem

Grått vatten lämnar källan och passerar genom trevägs avledningsventil
Vatten kommer in i antingen rännfälla eller överspänningstank
Tankvatten kommer in i filterpåsen
Filtrerat vatten faller till bevattningssystemet

Dränkbar pumpavledning till bevattning

Används ofta för låg kontaminering i vatten, förutsatt att olämpligt vatten kommer in i avloppet

Grått vatten rinner ut över ett silfilter som kan ledas till en ränna med en ventil som leder till avloppet
Skärmfiltrerat vatten kommer in i en nedsänkt pump
Pump skickar vatten till bevattningssystemet

Ovanför Gravity-Fed pumpad bevattning

Används ofta för tvätt- eller badrumsgråvattensystem med pumpad bevattning

Grått vatten lämnar genom trevägs avledningsventil
Inmatar överspänningstank
Tankvatten kommer in i filterpåsen
Filtrerat vatten kommer in i nedsänkbar pump
Pumpen levererar vatten till bevattningssystemet

Återanvändning inomhus

Återvunnet grått vatten från hushållsapparater kan också användas för att spola toaletten. Applikationen är baserad på standarder som fastställts av VVS -koder. Återanvändning av gråvatten inomhus kräver en effektiv rengöringstank för olösligt avfall, samt en välreglerad kontrollmekanism.

Den enhetliga VVS -koden , som antagits i vissa amerikanska jurisdiktioner, förbjuder användning av gråvatten inomhus.

Konstruktion av gråvattensystem

Ett skriftligt bygglov krävs innan man bygger, fixar, flyttar eller ändrar något system som kräver tillstånd. Tillstånd kräver användningsdata, medlemsstorlek och markförhållanden (för att minska poolning av grått vatten). Olika stater och regioner omfattas av olika krav i planer och systemspecifikationer. Standarder som fastställts av staten dikterar koder för gråvattensystem baserat på definitionen av grått vatten, systemtyp och tillståndskrav. I många fall kan konstruktion göras utan att anlita en professionell.

Testning och inspektion

Ett gråvattensystem som kräver tillstånd måste exakt bestämma jordens absorptionskapacitet. Vissa tester kan krävas för oregelbundna jordar eller odokumenterade områden.

Ett tillåtet system måste inspekteras. Under konstruktionen ska systemet lämnas otäckt. Dessutom kan implementering av vissa enheter föreskrivas i koder och krav. En återflödesanordning för reducerat tryck (RP) vid fastighetsinträde gör det lättare att bedöma alla mängder korsning mellan grått vatten och en potentiellt dricksvattenförsörjning.

Utmaningar

Det största problemet med integrerade stadsvattenhanteringssystem, särskilt återvinning av gråvatten, är införandet av obehandlat vatten i ett landskap. Det är viktigt att gråvattensystem maximerar den naturliga reningen genom hälsosam matjord och undviker kontakt mellan gråvatten före och efter filtrering. Obehandlat grått vatten har kapacitet att möta avrinning och i slutändan förorena vattensystem.

Forskning tyder på att förångat grått vatten kan lämna mikroorganismer som kan vara skadliga om de andas eller konsumeras. Det är bästa praxis att inte använda gråvatten i ett sprinklersystem av denna anledning. Direkt applicering av grått vatten kan lämna ovannämnda mikroorganismer på lövverk. Grått vatten ska inte användas på frukt eller grönsaker (om det inte appliceras mycket noggrant och specifikt på rötterna - även om de flesta statskoder inte tillåter detta).

Överskott av grått vatten som kanske inte tränger in i marken kan bli avrinning och leder ofta det obehandlade vattnet till vattenvägar. Grått vatten ska inte appliceras på mättad mark och ska användas konservativt.

Många rengöringsmedel innehåller ingredienser som inte kan avlägsnas genom en typisk grå vatten filtreringssystem. Detta kräver en bedömning av vilka ämnen som kommer att förändra kvaliteten på det grå vattnet. Dessutom bör inte alla hushållsapparater användas för återvinning av grått vatten. Vissa bör omdirigeras separat till avlopp.

Gråvattenfiltreringssystem är inte utrustade för att hantera de högsta nivåerna av föroreningar. Diskretion krävs när det gäller att använda gråvattensystemet. Detta inkluderar övervägande av vilka apparater som ska anslutas, samt hur mycket vatten som bearbetas vid en viss tidpunkt.

En av de viktigaste utmaningarna för IUWM kan vara att säkra enighet om definitionen av IUWM och genomförandet av uttalade mål i projektens operativa skeden. I utvecklingsländerna finns det fortfarande en betydande bråkdel av befolkningen som inte har tillgång till ordentlig vattenförsörjning och sanitet. Samtidigt fortsätter befolkningstillväxt, urbanisering och industrialisering att orsaka föroreningar och utarmning av vattenkällor. I den utvecklade världen hotar föroreningar av vattenkällor hållbarheten i urbana vattensystem. Klimatförändringar kommer sannolikt att påverka alla stadscentrum, antingen med allt starkare stormar eller med långvariga torka, eller kanske båda. För att ta itu med de utmaningar som IUWM står inför är det avgörande att utveckla bra tillvägagångssätt, så att policyutveckling och planering är inriktad på att hantera detta globala förändringstryck och att uppnå verkligt hållbara stadsvattensystem.

Languages

In other projects