Dati del progettoIl Truth Tank Greywater System è stato progettato per fornire un sistema di trattamento delle acque grigie per una doccia solare satellitare situata sul terreno del Somoa Hostel. Il sistema è stato progettato per seguire gli standard delle acque grigie della California e allo stesso tempo soddisfare i criteri dell'Humboldt Bay Center for Sustainable Living . Dopo un'attenta considerazione delle soluzioni alternative, è stato scelto un progetto finale che è stato realizzato in una casa privata per essere testato prima della sua eventuale implementazione presso il Samoa Hostel nella primavera del 2011.
Sfondo
L'Humboldt Bay Center for Sustainable Living sta costruendo un ostello presso la Samoa Cookhouse che fungerà da alloggio economico per i viaggiatori, nonché da un'opportunità di formazione esperienziale nella vita sostenibile e nel restauro storico. L'ostello includerà campeggi dotati di docce ad energia solare. Le acque grigie prodotte dalla doccia verranno trattate e smaltite dal Truth Tank Greywater System. Il sistema sarà testato utilizzandolo con una vasca per pediluvio con artigli prima di trasferirlo al Samoa Hostel per l'utilizzo con la doccia solare.
Definizione del progetto
Il Truth Tank Greywater System è stato progettato per fornire un sistema di trattamento delle acque grigie per una doccia solare satellitare situata sul terreno del Somoa Hostel.
Criteri di progetto
- Valore educativo: la capacità di trasmettere visivamente come funziona il sistema delle acque grigie.
- Sostenibilità: il sistema delle acque grigie per la doccia solare deve utilizzare materiali riciclati e di risorse locali che abbiano un impatto minimo sull'ambiente.
- Costo: il denaro e la manodopera totali necessari per costruire e mantenere il sistema.
- Manutenibilità: solidità e durabilità del progetto.
- Valore estetico: la soluzione ottimale dovrebbe soddisfare tre obiettivi riguardanti il suo valore estetico complessivo. L'attrattiva visiva del design e il suo flusso con l'ambiente circostante.
- Sicurezza: ridurre al minimo i pericoli e i rischi per la salute posti dal sistema.
Costi
I costi coinvolti nella creazione del Truth Tank Greywater System si presentano in due forme: ore di manodopera e costi monetari.
Ore di progettazione
Il grafico a destra mostra la ripartizione delle ore di progettazione impiegate nella costruzione del Truth Tank. La maggior parte delle ore sono state spese per costruire il sistema.
Costi di costruzione e dei materiali
Di seguito sono riportati i costi dei materiali per costruire il Truth Tank. I costi sono stati leggermente ridotti grazie a donazioni, sconti per studenti e utilizzo di materiali riciclati. Tuttavia, a causa della qualità dei materiali necessari per creare il Truth Tank Greywater System, il nostro team ha superato il budget per garantire la solidità strutturale e la longevità del sistema.
| Materiale | Qtà | Il nostro costo ($) | Vendita al dettaglio ($) |
|---|---|---|---|
| Sequoia 2" x 6" | 81 piedi | 255,15 | 280,67 |
| Sequoia 1/4" x 5" | 51 piedi | 15.00 | 15.00 |
| Tasselli di legno | 45 | 4.98 | 4.98 |
| Plexiglas (spessore 1/4") | 16"x21,75" | Donato | 27.25 |
| Fodera dello stagno | 100 piedi2 | 46.00 | 46.00 |
| Barile di stoccaggio | 1 | Donato | 26.00 |
| Grattugiare | 1 | 2.00 | 2.00 |
| Tubo in PVC da 3 pollici | 10 piedi | 9,99 | 9,99 |
| Tubo in PVC da 1,5 pollici | 10 piedi | 5.49 | 5.49 |
| Valvola di accensione/spegnimento | 2 | 26.98 | 26.98 |
| Connettori a T per tubi in PVC da 1,5". | 2 | 5.38 | 5.38 |
| Tappo per tubo in PVC da 1,5". | 2 | 4.98 | 4.98 |
| Accoppiatore in PVC da 3" a 1,5". | 1 | 6.74 | 6.74 |
| Adattatore in PVC da 1,5 pollici | 4 | 5.56 | 5.56 |
| Paratie da 1,5". | 4 | 67.92 | 67.92 |
| Staffe a L da 4 pollici | 12 | 33.48 | 33.48 |
| Cerniere | Confezione da 2 | 4.04 | 4.04 |
| Viti, bulloni, rondelle, dadi | Vari | 49.61 | 49.61 |
| Colla per legno | 2 bottiglie | 27.98 | 27.98 |
| Sigillante siliconico per acquari | 1 bottiglia | 5.84 | 5.84 |
| Primer/cemento per PVC | Io ciascuno | 12.13 | 12.13 |
| Ghiaia di piselli | 18 piedi 3 | 18.00 | 18.00 |
| Ghiaia grossolana | 1,5 piedi 3 | 1,50 | 1,50 |
| Giacinto d'acqua | 5 | Donato | 15.00 |
| Giunco | 6 | Donato | 28.00 |
| totale parziale | 608,75 | 730,52 | |
| Spedizione | 21.31 | 21.31 | |
| Imposta | 45.38 | 53.32 | |
| Costo totale | 675.44 | 805.15 | |
Costi di manutenzione previsti
Il sistema è stato progettato per richiedere la minima manutenzione possibile, tuttavia saranno necessari alcuni interventi di manutenzione per mantenere il sistema operativo. Tutti i solidi che si sono depositati nel serbatoio di compensazione dovranno essere rimossi. Le tubazioni e la ghiaia possono essere sciacquate versando l'acqua direttamente nel serbatoio della zona umida costruita e lasciandola defluire dai tappi di scarico aperti. Se qualche pianta dovesse morire dovrà essere sostituita. Potrebbe essere necessario pulire periodicamente la finestra per mantenerne la trasparenza. Infine, le parti metalliche che arrugginiscono dovranno essere sostituite. Di seguito è riportato un grafico che descrive il tempo previsto necessario per queste attività di manutenzione.
| Compito | Tempo (min/anno) |
|---|---|
| Pulire il serbatoio di compensazione | 90 |
| Risciacquo tramite tappi di scarico | 10 |
| Possibile reimpianto | 20 |
| Finestra di pulizia | 5 |
| Sostituzione delle parti metalliche arrugginite | 15 |
| Tempo totale | 140 |
Progettazione finale
Il Truth Tank Greywater System inizia con un tubo in PVC del diametro di un pollice e mezzo dalla doccia che si collega al fondo di un serbatoio di compensazione che contiene giacinto d'acqua. Il serbatoio di compensazione ha un'uscita che è superiore a quella in ingresso, consentendo ai solidi il tempo di depositarsi e di pretrattamento tramite giacinto d'acqua.<ref>Processi biologici nei sistemi di zone umide costruite Zone umide progettate <ref>La posizione di uscita crea anche la testa, o altezza iniziale dell'acqua, per favorire il movimento dell'acqua attraverso il sistema sfruttando la gravità. Il serbatoio di compensazione è inoltre dotato di una griglia metallica sulla parte superiore per impedire il contatto con le acque grigie, come richiesto legalmente dalla legge della California.<ref>Legge sulle acque grigie della California, capitolo 16a: Codice idraulico della California <ref>L'acqua lascia il serbatoio di compensazione ed entra nella zona umida artificiale serbatoio attraverso un tubo in PVC del diametro di un pollice e mezzo.
Il tubo entra nel serbatoio dal fondo laterale attraverso una paratia a tenuta d'acqua ed è circondato da ghiaia larga e grossolana per almeno tre pollici in ogni direzione per evitare che la ghiaia si intasi. Il resto del serbatoio è riempito con ghiaia di piselli che funge da substrato su cui può formarsi un biofilm di microrganismi che tratterà le acque grigie. Nel serbatoio sono presenti due deflettori. Il primo deflettore è ancorato al pavimento e il secondo è sospeso alla parte superiore del serbatoio. Il primo deflettore è due pollici più corto della linea di ghiaia, quindi le acque grigie saranno sempre sotto la superficie, come richiesto dalla legge della California. Ci sono due pollici di spazio affinché l'acqua possa muoversi sotto il deflettore sospeso. Dopo che le acque grigie defluiscono sotto il secondo deflettore, l'acqua risale verso il foro di scarico, che è reso stagno mediante una paratia. Il foro di uscita è circondato da ghiaia grossolana per almeno tre pollici in ogni direzione per impedire l'ostruzione da parte di solidi. La scatola e i deflettori sono realizzati in legno di sequoia. L'interno è rivestito con un telo per laghetto e sul lato anteriore è presente una finestra in plexiglas che può essere vista spostando una tenda che ombreggia la finestra. Il serbatoio della zona umida costruito contiene giunchi che assorbono i nutrienti e ospitano i microrganismi nei loro sistemi radicali che abbattono i contaminanti presenti nell'acqua.
Nell'impianto idraulico subito dopo il serbatoio della zona umida costruito c'è un altro tappo di scarico seguito da una valvola. Il valore può disattivare il campo di lisciviazione, forzando l'acqua utilizzata per il risciacquo a fuoriuscire dal tappo di scarico. Le acque grigie entrano quindi in un tubo in PVC del diametro di tre pollici, che è perforato con fori di dimensioni e elevazione decrescenti. Questo tubo che risiede in una trincea, pieno di pacciame. L'acqua viene gradualmente rilasciata dal tubo due pollici sotto la superficie, come richiesto dalla legge sulle acque grigie della California. Il campo di lisciviazione consente un ulteriore trattamento biologico da parte di microrganismi sul pacciame prima della sua percolazione finale nel terreno.
- Installazione
Installazione della finestra della verità.
Assemblaggio del serbatoio della zona umida costruita.
Installazione del rivestimento dello stagno.
Installazione di finiture decorative.
Impianto idraulico dalla sorgente al serbatoio, sotto un portico.
L'impianto idraulico può essere visto da sotto il portico, fino al serbatoio, quindi al campo di lisciviazione. La fonte, una vasca da bagno, è sullo sfondo.
Istruzioni per la costruzione e l'implementazione
Autoclave
Il sistema delle acque grigie è collegato alla doccia tramite un tubo in PVC da un pollice e mezzo che va a un serbatoio di compensazione costruito con un barile di pepe. Il tubo entra nel vaso piezometrico attraverso un foro, posto a un pollice dal fondo, reso stagno da paratie. Il serbatoio contiene giacinto d'acqua. L'uscita del tubo è costruita allo stesso modo dell'ingresso, con paratie e si trova più in alto rispetto al livello di ingresso, quindi l'acqua deve salire verso l'uscita. Ciò costringe l'acqua a rimanere nel serbatoio di compensazione per un periodo di tempo, consentendo ad alcuni solidi di depositarsi. Il serbatoio di compensazione è dotato di una griglia metallica fissata alla parte superiore per impedire alle persone di toccare le acque grigie. Questa barriera viene installata tagliando un pezzo circolare dalla griglia e inserendolo nella parte superiore dell'anello del coperchio del barile del pepe in modo che i bordi affilati della griglia aderiscano alla plastica.
Serbatoio per acque grigie costruito in zone umide
Il tubo in PVC da un pollice e mezzo che esce dal vaso di espansione è dotato di una valvola di scarico vicino al serbatoio in modo che il lato di ingresso del serbatoio possa essere facilmente pulito e la sezione di ghiaia davanti al primo deflettore possa essere risciacquata. Tutti i lati della scatola di sequoia sono costruiti con pezzi di assi di sequoia da due pollici a sei pollici. I pezzi di sequoia vengono tagliati alla dimensione appropriata per ciascun lato e il fondo del serbatoio, vengono praticati fori equidistanti lungo i lati da due pollici delle tavole e vengono inseriti i tasselli nei fori. Una volta posizionati i tasselli, il numero appropriato di tavole viene incollato insieme e fissato saldamente per ventiquattro ore per consentire una tenuta ermetica e un tempo di asciugatura adeguato. Una volta costruiti tutti i lati, vengono levigati per una buona aderenza e una finitura liscia. Viene quindi praticato un foro di un pollice e mezzo al centro dei lati piccoli, vicino al fondo, in modo da poter installare una paratia e far passare un tubo in PVC da un pollice e mezzo. Nella parte anteriore è praticato un foro rettangolare che è più piccolo di un pollice rispetto al vetro della finestra in plexiglas su tutti i lati. Un numero appropriato di fori viene quindi praticato nel pannello della finestra in plexiglas e sul lato anteriore in sequoia, all'interno del margine di un pollice, dove verranno avvitati i bulloni.
La scatola è tenuta insieme da viti sul fondo che entrano in ciascun lato e da tre staffe zincate a forma di L in ciascun angolo della scatola. I deflettori sono costruiti con tavole di recinzione in legno di sequoia spesse mezzo pollice e sei pollici. Il primo deflettore dal fondo del serbatoio dovrebbe essere due pollici più corto della superficie della ghiaia, posizionando la linea di galleggiamento sotto la superficie, come richiesto dalla legge sulle acque grigie della California. Il secondo deflettore dovrebbe lasciare un margine di almeno due pollici dal fondo del serbatoio ed essere sospeso dalla parte superiore del serbatoio. I deflettori sono costruiti tenendo insieme i pezzi di tavole di recinzione dimensionati e fissandoli insieme con piccoli supporti di legno avvitati con viti in acciaio inossidabile.
Dopo che il rivestimento dello stagno è stato inserito nella scatola, vengono tagliati due fori da un pollice e mezzo, corrispondenti ai fori dei tubi di ingresso e uscita, nel rivestimento dello stagno e vengono installate le paratie, creando una tenuta stagna per il tubi di ingresso e uscita. Dal rivestimento dello stagno viene quindi ritagliato un foro rettangolare delle dimensioni del foro rettangolare sulla superficie del legno. Il plexiglas è attaccato alla faccia di legno, pizzicando contro il rivestimento dello stagno per creare una tenuta stagna. I deflettori sono impermeabilizzati con catrame di pino e installati nella scatola utilizzando la ghiaia come supporto. La scatola viene quindi riempita con ghiaia e ghiaia grossolana in modo che vi sia un margine di circa tre pollici di ghiaia grossolana attorno a ciascun tubo di ingresso/uscita in modo che i solidi non si accumulino all'imboccatura del tubo. Il resto del volume del serbatoio viene riempito con ghiaia mentre vengono piantate piante appropriate delle zone umide.
Leachfield
Il tubo in PVC da un pollice e mezzo che esce dal serbatoio ha una valvola di scarico vicino al serbatoio in modo che il lato di uscita del serbatoio possa essere facilmente pulito e l'ultima metà della ghiaia possa essere risciacquata. Il tubo in PVC da un pollice e mezzo che esce dal serbatoio si collega a un tubo forato in PVC da tre pollici che risiede in una trincea, riempita di pacciame e opportunamente dimensionata per il volume del sistema. L'acqua esce dal tubo due pollici sotto la superficie come richiesto dalla legge sulle acque grigie della California.
Risultati
Alcuni componenti del sistema vengono installati in una casa privata per i test, mentre altri vengono archiviati fino all'installazione presso il Samoa Hostel. Dopo i test iniziali presso la posizione attuale, l'acqua è riuscita a fluire attraverso l'impianto idraulico dalla sorgente attraverso il serbatoio e nel campo di lisciviazione. È stato possibile eseguire rapidamente questo test, poiché la ghiaia di pisello è uno dei componenti del sistema che non verrà installato finché il sistema non verrà spostato nella posizione finale.
Discussione
Una delle preoccupazioni principali che il nostro team ha avuto durante tutto il processo di progettazione e costruzione è stata come dimensionare correttamente il sistema. Il sistema è dimensionato in modo che il serbatoio contenga 16 litri d'acqua, sufficienti per una doccia di 10 minuti dalla doccia solare. La capacità dell'intero sistema può essere modificata spostando il foro di uscita sul vaso di espansione verso l'alto o verso il basso, richiedendo l'accumulo di più o meno acqua prima che l'acqua continui il suo percorso. Si teme che se il sistema ricevesse improvvisamente una grande quantità di acqua, l'acqua potrebbe spostarsi attraverso il sistema senza ricevere alcun trattamento. La soluzione a questo problema è il Leachfield. Nello stato della California il metodo consigliato per lo smaltimento delle acque grigie è quello di rilasciarle nel terreno attraverso un campo di lisciviazione. Poiché l'ultimo componente del nostro sistema è un campo di lisciviazione, non importa quanto velocemente l'acqua attraversa il sistema, incontrerà sempre il limite Gli standard delle acque grigie della California e qualsiasi trattamento ricevuto nelle parti precedenti del nostro sistema lo farebbero superare gli standard delle acque grigie della California.
Un altro problema di legalità con il nostro sistema deriva dal serbatoio di compensazione. In California le acque grigie devono rimanere per non più di 24 ore. Se nessuno usa la doccia per più di 24 ore, è possibile che si formino acque grigie nel serbatoio di compensazione. Una soluzione semplice a questo problema è assicurarsi che un dipendente del Samoa Hostel faccia funzionare la doccia per alcuni minuti ogni giorno, scaricando eventuali acque grigie potenzialmente depositate dal serbatoio di compensazione e nel serbatoio della zona umida costruita.
Prossimi passi
Il serbatoio per zone umide costruito e il campo di lisciviazione del sistema Truth Tank Greywater sono attualmente installati presso un residente privato per essere testati prima di essere installati sul posto presso il Samoa Hostel. Man mano che la costruzione dell'Ostello procede, verrà costruita la doccia solare e il sistema Truth Tank potrà essere spostato. Il trasloco sarà l'occasione per smontare l'impianto idraulico dell'impianto e apportare eventuali modifiche ritenute necessarie durante il collaudo.
