Využívání dešťové vody (II) - možnosti použití dešťové vody a části zařízení

Přes 97% veškeré vody na naší planetě, což představuje 1,4 miliardy kubických kilometrů vody, je slaná voda, tedy voda pro běžné použití lidské společnosti nepoužitelná. Ze zbylých 3% sladké vody je většina vázána v ledu na pólech a v ledovcích v horách. Volně použitelný díl veškeré vodní zásoby činí 0,3%. Problém využití vody spočívá tedy především v její kvalitě.

Průměrná spotřeba pitné vody na jednoho obyvatele činí přes 100 litrů vody denně. Ale na přibližně 50% z této spotřeby není nutné mít kvalitní pitnou vodu, proto může být dešťová voda použita jako náhrada.

Obr. 1 - Diagram ukázky množství možné náhrady pitné vody dešťovou vodou

V různých částech domácnosti nejsou nároky kladené na kvalitu vody vždy stejné. Tam, kde přicházíme s vodou osobně do styku (vaření, pití - 4 l/(os.den), mytí nádobí 8 l/(os.den), tělesná hygiena 46 l/(os.den),) musí být používána voda pitná, ovšem při jiném použití (praní 16 l/(os.den), splachování 40 l/(os.den)l, zalévání 7 l/(os.den), údržba 4 l/(os.den)) lze s výhodou využít vodu srážkovou. Spotřeba dešťové vody závisí zejména na tom, kde bude dešťová voda využívána a kolika osobami.

V současnosti se nabízí několik možností využívání dešťové vody:

Zavlažování

Dešťová voda je chudá na soli, proto nedochází k zasolování půdy. Navíc neobsahuje chlor. Existují dokonce rostliny, které jinou než dešťovou vodu nesnášejí, např. kanadské borůvky. Kromě toho je pitná voda příliš cenná na to, abychom s ní zalévali zahradu.

Obr. 2 - Zavlažování dešťovou vodou

Praní

Zachycená srážková voda se využívá s výhodou jako užitková voda na praní a to zejména v oblastech, kde je jiná dostupná voda (podzemní nebo i upravená) na praní příliš tvrdá nebo obsahuje vyšší podíl železa, manganu apod. Při použití na praní se příznivě projeví měkkost dešťové vody, která podstatně lépe rozpouští prací prášky, čímž sníží jejich spotřebu, nemá tendence se usazovat a tvořit vodní kámen a proto není tak nutné používat drahé změkčovače. Úspory se tak mimo spotřebu vody dotýkají ještě snížené spotřeby pracích prostředků a snížení opotřebení pračky.

Německá firma Miele nabízí pračky se dvěma oddělenými přípojkami na vodu. Nabízená pračka je sama schopna řídit proces praní a to tak, že při předpírce, hlavním praní a prvním máchání využívá právě dešťovou vodu, teprve až pří posledním máchání pak vodu pitnou. Podle výsledku dlouhodobé studie Státního hygienického ústavu v Brémách nebyly zjištěny žádné rozdíly mezi praním prádla v pitné vodě a v dešťové vodě.

Tvrdost vody je způsobena ve vodě rozpuštěnými sloučeninami vápníku a hořčíku. Dříve byla tvrdost vody měřena ve stupních d (německý stupeň tvrdosti), dnes se uvádí v mmol/l (milimol na litr). V případě pracích prostředků se rozlišují čtyři pásma tvrdosti dle Tab.1, dešťová voda spadá do pásma 1.

Tvrdost vody
Pásmo tvrdosti		obsah solí mmol/l
1	měkká	0 - 1,3
2	středně tvrdá	1,3 - 2,5
3	tvrdá	2,5 - 3,8
4	velmi tvrdá	nad 3,8

Tab. 1 - Tvrdost vody

Splachování WC

Pro WC a instalace (přívodní potrubí, odpady) je dešťová voda také výhodná, jelikož je měkká a nedochází tedy k usazování vodního kamene. Splachování WC navíc spotřebuje společně se sprchováním nejvíce vody v domácnosti a vzhledem k tomu, že nevyžaduje vodu vysoké kvality, je používání pitné vody zbytečným plýtváním.

Obr. 4 - Splachování WC pitnou vodou
je zbytečným plýtváním

Údržba

Dešťovou vodu můžeme použít na mytí aut, úklid a čištění tam, kde není zapotřebí hygienicky nezávadná pitná voda. Ve všech těchto případech je zapotřebí velké množství vody a je ekonomicky i ekologicky výhodné použít dešťovou vodu namísto pitné.

Obr. 5 - Dešťovou vodu je možno použít i k čištění povrchů

Obr. 6 - Použití dešťové vody při čištění automobilů

Spotřebič		Spotřeba při použití
Toaleta	- se splachovačem	6-9 litrů
	- úsporné tlačítko	min. 3 litry
	- tlakový splachovač	6 litrů
Pračka	- normální program	asi 120 litrů
	- úsporný program	asi 80 litrů

Tab. 2 - Spotřeba vody potenciálních spotřebičů dešťové vody v domě

Technická zařízení

Systém využití dešťových vod sestává z těchto zařízení:

• Filtry (integrované v nádrži nebo zemní)
• Akumulační nádrže
• Plovoucí sací soupravy
• Přepadové sifony
• Čerpací zařízení
• Řídící doplňovací jednotky
• Hladinové senzory
• Tvarovky na uklidnění přítoku
• Přívodní, odběrné a odpadní potrubí

V případě úpravy vody je nutné zabezpečení provozu a kontroly funkce. Výběr typu zařízení, zvláště jedná-li se o filtry a akumulační nádrže, záleží na tom, k jakému účelu zachycovaná voda slouží. Pro plnohodnotné využití dešťové vody např. pro praní prádla je nutné zvolit kvalitní filtr, akumulační nádrž volit podzemní, aby se pokud možno zamezilo přístupu světla.

Popis funkce

Dešťová voda stékající ze střechy okapovými svody se přivádí sběrným potrubím do zemního filtru. Nečistoty se zbytkovou vodou se odvádějí potrubím do kanalizace, nebo k zasakování. Přes nerezové síto filtru přepadá čistá voda, která se přivádí potrubím do nátokového hrdla nádrže, ukončeného uklidňujícím prvkem, který zabraňuje víření spodního sedimentu v nádrži. Voda ze sifonového přepadu při přeplnění nádrže odtéká přes zpětnou klapku potrubím do kanalizace, nebo do vhodného zasakovacího objektu. Odběr vody z nádrže sacím potrubím je zajištěn sací soupravou, která odebírá pouze čistou vodu pod horní hladinou v nádrži. Čerpací zařízení - vodárna je součástí automatické doplňovací jednotky s řídící jednotkou, která v případě nedostatku dešťové vody v nádrži přepne pomocí hladinového spínače odebírání vody z vodovodního řadu při splnění normy ČSN EN 1717 (v systému není přímé propojení mezi rozvodem užitkové dešťové vody a rozvodem pitné vody). Z automatické doplňovací jednotky je voda potrubím výtlaku dopravována k využití.

Obr. 7 - Příklad technického zařízení pro užívání dešťové vody

Zásobní nádrže

Zásobník může být nadzemní nebo podzemní. Velikost zásobníku se řídí velikostí střešní plochy nebo předpokládanou spotřebou dešťových vod (vždy se volí menší z obou velikostí). Nádrž je vybavena přítokem a bezpečnostním přepadem.

Materiálové provedení nádrže se odvíjí od její velikosti a umístění. Používají se nádrže:

• plastové
• betonové
• sklolaminátové
• ocelové

Je li k dispozici dostatek manipulačního prostoru, vycházejí cenově nejpřijatelněji monolitické betonové jímky. Existují speciální válcové plastové jímky, které jsou již z výroby uzpůsobeny na instalaci filtračního systému a mají předpřipraveny všechny potřebné otvory. Do betonových a laminátových jímek je všechny prostupy nutno většinou dodělat při instalaci.

Plastové nádrže

Plastové nádrže jsou vyráběné nejčastěji z polyetylénu, polypropylenu nebo pro umístění do země z plastu zesíleného skelnými vlákny. Výhodou těchto zásobníků je odolnost proti korozi, malá hmotnost, využití prostoru variabilním složením - uspořádáním, volba výšky nádrže podle výšky prostoru, jednoduchá montáž a údržba. Plastové nádrže mohou být bezešvé nebo svařované, válcové nebo pravoúhlé, samonosné, nebo určené k obetonování. Jímky se osazují na zhutněný štěrkový podklad (říční štěrk - kačírek 16-32 mm), nebo se usazují na betonovou desku.

V případě nebezpečí spodní nebo povrchové vody nebo usazení do snadno propustné zeminy se doporučuje jejich obetonování v síle 15 - 20 cm.

Obr. 8 - Plastová bezešvá nádrž

Obr. 9 - Možnost provedení plastové jímky

Obr. 10 - Plastová nádrž svařovaná

Betonové nádrže

Betonové zásobníky, které se budují podobně jako studny z jednotlivých skruží, mají tu nevýhodu, že během několika desítek let přestanou v kontaktních místech těsnit. Tuto nevýhodu nemají monolitické betonové jímky. Naopak výhodou betonových nádrží je přirozená neutralizace kyselé dešťové vody, kterou v plastovém zásobníku zajistí kousek přírodního vápence. Na rozdíl od plastových jsou betonové nádrže odolné velkému vnějšímu tlaku, proto se doporučují pro stavbu pod příjezdovými cestami.

Obr. 11 - Utěsnění trubky u bet. nádrže		Obr. 12 - Usazení betonové nádrže
Obr. 13 - Betonové nádrže		Obr. 14 - Sklolaminátová nádrž

Zásobníky s plovákovou škrtící klapkou

Mají-li dešťové zásobníky sloužit k retenci a zároveň ke zmenšení potřeby pitné vody, vyplývají z toho rozdílné provozní cíle. K využívání dešťových vod by měly být zásobníky pokud možno plné, k retenci pak naopak prázdné. Jako řešení se vyvíjejí zásobníky se zpožděným odtokem části nashromážděného množství.

Obr. 15 - Zásobník s plovákovou škrtící klapkou

Obr. 16 - Dešťový zásobník s oddáleným odtokem do stoky s doplňkovou
vyrovnávací zásobou, např. retenční zásobník s plovákovou škrtící klapkou

Zásady pro správnou funkci zásobníku:

Přívod dešťových vod se opatřuje uklidňujícím prvkem, který usměrňuje proud přitékající vody ode dna zásobníku, aby se částečky nezachycené filtrem usadily na dně a nebyly rozvířeny. Přes odsávací zařízení, umístěné na pružném sacím potrubí, se voda odebírá asi 150 mm pod horní hladinou. Nádrž by měla alespoň několikrát do roka přetéci, aby se zaručilo odplavení nečistot z hladiny.

Zachycené vody mají být svedené tak, aby:

• Nevznikal hluk ze šplouchání vody
• Kyslík byl vnášený i do hlubších vrstev vody
• Usazeniny na dně zásobníku nebyly rozvířené (tzv. "klidný nátok")

Plovoucí sací soupravy

U klasické studny nebo klasické vodárny je voda čerpána sacím košem, umístěném na dně studny nebo nádrže. Nevýhodou tohoto systému je, že společně s vodou jsou nasávány drobné nečistoty, sedimentující postupem času u dna nádrže. Aby byla zaručena maximální možná čistota nasávané vody, je sací koš umístěn na plovoucí sací hadici a je zavěšen na plováku. Tato technologie zaručuje nasávání vody v hloubce cca 15 cm pod hladinou, kde žádné nečistoty nejsou.

Obr. 17 - Sací souprava s plovákem

Přepadové sifony

Při přeplnění zásobníku odtéká plovoucí vrstva nečistot (prach, pyl apod.) přepadovým zápachovým uzávěrem. Průměr přepadového zápachového uzávěru musí být větší než přívod vody do zásobníku.

Přepad je chráněný proti zpětnému vzdutí vody z kanalizace jeho umístěním nad rovinou zpětného vzdutí. Není-li to konstrukčně možné, umístí se do potrubí ze zásobníku pojistné zařízení proti vzduté vodě nebo se instaluje ponorné čerpadlo do zásobníku, spouštěné plovákovým spínačem, které přečerpá přebytečnou vodu nad hladinu vzdutí v kanále. Přepad, tvořený sifonovým prvkem, může být doplněn mřížkou proti drobným hlodavcům.

Obr. 18 - Mřížka proti hlodavcům

Obr. 19 - Sifonový přepad

Čerpací zařízení užitkové vody

Čerpadla je možné ovládat ručně, tj. zasunutím síťového kabelu do zásuvky nebo pomocí tlakové jednotky, která čerpadlo vypne při zastavení odběru vody. Hadici je možné připojit přímo na čerpadlo nebo je při použití tlakové jednotky možné vybudovat klasický rozvod vody s kohoutky.

Ponorná čerpadla

Ponorná čerpadla jsou nejjednodušším způsobem čerpání vody. Jsou vybavena plovákovým spínačem, který vypne čerpadlo při nedostatku vody a ochrání ho tak před poškozením. Čerpadlo se zavěsí cca 10 - 15 cm nad dno nádrže, čímž se zajistí odebírání relativně čisté vody. Prostor pod čerpadlem tak tvoří rezervu na sedimentování kalů. Je-li ponorné čerpadlo vybaveno sacím košem na hadici s plovákem, je možné usazení tohoto čerpadla na dno nádrže. Ponorné čerpadlo lze použít například u systému na zavlažování zahrady.

Obr. 20 - Ponorné čerpadlo

Sací čerpadla

Sací čerpadla jsou umístěna mimo prostor nádrže a je nutné pro ně najít místo do cca 10-ti metrů od nádrže. K čerpadlu je nutné napojit sací vedení, opatřené sacím košem a zpětnou klapkou. Sací koš může být opatřen plovákem, který zajistí odebírání vody cca 10 cm pod hladinou nebo je možné cca 10 - 15 cm nad dno nádrže umístit klasický sací koš, čímž se zajistí odebírání relativně čisté vody. Prostor pod sacím košem pak tvoří rezervu na sedimentování kalů.

Obr. 21 - Zapojení sacího čerpadla v systému využití dešťových vod

Řídící doplňovací jednotky

Řídící doplňovací jednotky mají za úkol zajistit doplnění pitné vody do systému v případě sucha. Doplňování pitné vody může být jednoduše do akumulační nádrže nebo přímo do výtlačného potrubí (menší spotřeba pitné vody), přičemž systém pitné a dešťové vody musí být oddělen (splnění normy ČSN EN 1717).

Obr. 22 - Schematické znázornění rozvodů dešťové a pitné
vody, řízených automatickou doplňovací jednotkou

Obr. 23 - Řídící doplňovací jednotka

Hladinový senzor při nedostatku dešťové vody dá signál řídícímu centru, které pomocí elektromagnetického ventilu přepne na odběr vody z vodovodního řadu

Obr. 24 - Schéma systému při doplňování pitné vody přímo do zásobní nádrže

Obr. 25 - Doplňování pitné vody volným výtokem

Mezi výtokem z potrubí pitné vody a přítokovou nálevkou musí být zachovaná vzdálenost odpovídající dvojnásobku vnitřního průměru potrubí s pitnou vodou (min. 20 mm). Přítok musí být nejméně 150 mm nad možnou hladinou vzduté vody.

Dvanáct minimálních požadavků na zařízení k využíváním dešťových vod:

1. napojení vhodných záchytných ploch na dešťové zařízení
2. zajištěné odvedení dešťových vod také při poruše zařízení
3. filtrace dešťových vod před jímáním
4. uskladnění chráněné před světlem a s uklidněným přítokem
5. ochrana zásobníku před zpětným vzdutím a plyny z kanalizace
6. zařízení ke zvýšení tlaku vody v kvalitním provedení s ochranou proti nedostatku vody
7. přívod pitné vody s volným výtokem
8. automatické řízení zařízení k přívodu pitné vody
9. dešťové rozdělovací potrubí bez napojení na síť pitné vody
10. použití trvalých nerezových a trvanlivých materiálů
11. dešťové rozdělovací potrubí a místa odběru s odolným značením "není pitná voda"
12. plán údržby a kontroly

V současnosti existuje několik firem, které vyrábějí příslušenství k využívání dešťových vod, je možné vybírat z široké nabídky akumulačních nádrží, filtračních zařízení, čerpadel i řídících jednotek. Zařízení je možné koupit i jako komplet. Mezi firmy, které nabízí široký výběr zařízení na využití dešťových vod patří Asio, Marley, Aquion, Belis Group, Ekosystém a jiné.