Subsurface flow constructed wetland for greywater/pt

Greywater

Água cinza , também grafada como água residual, é toda a água residual de uma residência, exceto a proveniente dos vasos sanitários, que às vezes é chamada de "água negra". Em alguns lugares, a água residual das pias da cozinha também não é considerada água cinza devido à sua alta Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO ). Além disso, se a água cinza for armazenada por muito tempo (mais de 24 horas em climas temperados), ela se tornará água negra.

A água que sai de nossas casas carrega nutrientes e outros benefícios. Ela também pode conter patógenos e/ou produtos químicos agressivos, e é preciso ter cuidado ao manuseá-la. Redirecionar a água que usamos para tarefas como tomar banho nos permite recuperar parte desse valor para cultivar plantas e recarregar o lençol freático.

Zona úmida subterrânea

Como o nome indica, um sistema de zonas úmidas construídas de fluxo subsuperficial significa que a água cinza flui abaixo do meio filtrante. Geralmente, um sistema de zonas úmidas de fluxo subsuperficial é do tipo "capilar"; na célula do recipiente, geralmente há uma camada de base de pedra grande (10 cm ou mais), uma camada de cascalho (1 a 2 cm), um tecido filtrante, uma camada de areia (o pavio) e, por cima, uma camada de substrato de cultivo preenchido com plantas. Com o tempo, uma película biológica se desenvolve sobre o cascalho, a areia, a filtração e as raízes das plantas dentro do sistema; isso, em conjunto com a absorção pelas plantas, é o que proporciona o tratamento da água cinza. Depois de passar pelo sistema, a água geralmente emerge limpa e pode ser usada para irrigação, descarga de vasos sanitários ou outros usos não potáveis.

componentes

Encanamento

O sistema de encanamento depende muito das suas necessidades e do sistema existente. Existem muitas possibilidades, como simplesmente captar a água da pia do banheiro. Outra boa opção para aproveitar grande parte da água é um sistema de encanamento duplo, que captura a água cinza, mas permite o direcionamento dessa água para o esgoto, se necessário.

inclinação

As normas exigem que qualquer tubo com diâmetro igual ou inferior a 2 polegadas tenha uma inclinação de 1/4 de polegada por pé de comprimento. E qualquer tubo com diâmetro igual ou superior a 3 polegadas tenha uma inclinação de 1/8 de polegada por pé de comprimento. ^{[ verificação necessária ]}

do tanque de compensação

O tanque de compensação tem um volume suficiente para acomodar fluxos elevados, como quando todos estão tomando banho e lavando roupa ao mesmo tempo. Isso é necessário porque a contrapressão de um sistema subterrâneo é relativamente alta e, portanto, diminui a velocidade do fluxo de água. O encanamento do sistema de águas cinzas oferece alguma capacidade de compensação, mas você corre o risco de refluxo para dentro da casa. E você não quer correr esse risco.

tratamento primário

O tratamento primário por meio da filtragem de sólidos e retenção de gordura é importante para manter um fluxo subterrâneo eficiente em zonas úmidas construídas para o tratamento de águas cinzas. É possível combinar o filtro, a caixa de gordura e o tanque de decantação em um único sistema. Cada componente tem uma função diferente e necessidades de manutenção distintas.

filtro

Um filtro impede que pedaços de matéria orgânica entrem no pântano artificial, filtrando-os diretamente.

Esses fragmentos orgânicos podem obstruir o pântano, caso sejam deixados entrar. Além disso, possuem uma DBO (Demanda Bioquímica de Oxigênio) muito alta .

Os filtros geralmente precisam ser limpos semanalmente ou conforme necessário. Construa o filtro de forma que seja fácil de remover.

caixa de gordura

Uma caixa de gordura impede que graxa e gordura entrem no sistema de tratamento de águas residuais por zonas úmidas construídas, criando uma barreira contra materiais flutuantes.

Graxa e gordura podem revestir as superfícies do sistema de zonas úmidas construídas e reduzir significativamente a capacidade de tratamento do sistema, caso sejam permitidas na zona úmida.

A caixa de gordura deve ser limpa semanalmente ou conforme necessário. Ela começará a ficar com uma aparência desagradável rapidamente.

tanque de decantação

Um tanque de decantação permite que as partículas menores se depositem antes de entrarem no pântano, proporcionando um período de baixa velocidade da água.

Essas partículas menores podem obstruir lentamente a entrada do sistema, caso consigam passar pelo pré-tratamento.

O tanque de decantação deve ser inspecionado semanalmente e limpo a cada poucos meses ou conforme necessário.

Zona úmida construída subterrânea

A água cinza é descarregada no sistema de zonas úmidas construídas no subsolo, onde será filtrada por processos biológicos. Esses processos incluem a ação das plantas presentes na zona úmida, as bactérias que vivem sobre e ao redor da vegetação e a decomposição dos sólidos depositados.
O compartimento principal consiste em cascalho e areia, com a vegetação crescendo na camada superficial de cobertura morta ou solo fértil. A água cinza flui pelo sistema abaixo da superfície do solo, o que elimina o risco de poças d'água e proliferação de mosquitos. A água flui da fonte para a camada de cascalho da zona úmida, passando lentamente pelo sistema e saindo no mesmo nível em que entra. O efluente é então conduzido por gravidade para o solo, onde é utilizado para irrigação, abastecimento de água superficial ou subterrânea.

Existem muitos projetos diferentes para zonas úmidas construídas subterrâneas. Alguns exemplos são apresentados abaixo:

área úmida

A área da zona úmida deve ser suficiente para tratar as águas cinzas até o nível de qualidade desejado. O nível de tratamento deve ser baseado no uso final pretendido para a água tratada. Consulte a seção Dimensionamento do Sistema para obter mais informações e diversos métodos de cálculo.

revestimento de lagoa

A lona de revestimento protege a água subterrânea da contaminação e pode não ser necessária em locais com solos argilosos e de baixa percolação.

de Confusões

Os defletores podem ajudar a proteger o sistema contra curto-circuito, ou seja, contra a entrada rápida de água da entrada até o escapamento.

de cascalho

O cascalho garante que o sistema permaneça subterrâneo, proporcionando uma área de tratamento maior (na superfície das rochas), reduzindo a atração de vetores e protegendo contra o contato acidental com humanos.

plantas

As plantas devem ser plantas nativas de zonas úmidas. Por exemplo:

• Botão de latão
• Junco
• Taboa de folhas largas
• Rabo-de-cavalo comum
• Junco comum
• Capim-de-corda
• lentilha-d'água
• Jaumea
• Centelha-dos-pântanos
• Alecrim do Pântano
• Salicórnia
• Escova de sal
• Grama-flecha-marinha
• Junco-guarda-chuva
• Salsa aquática
• Planta aquática

Para encontrar plantas de zonas úmidas locais, procure por áreas baixas e úmidas. Em climas secos, isso pode ocorrer perto de uma fábrica, empresa ou residência com um fluxo de efluentes semiconstante. Além disso, veja Plantas emergentes para zonas úmidas construídas para mais informações.

trecho

As saídas de efluentes de zonas úmidas podem variar dependendo do uso final. A zona úmida pode alimentar um sistema de drenagem francesa (vala coberta com cascalho ou pedra), abastecer uma caixa de saída ou alimentar um lago. Alguns países e estados possuem regras e regulamentos específicos para o uso de águas cinzas. É importante verificar os requisitos da sua região para determinar o tipo de sistema mais adequado.

Dimensionamento do sistema

Muitas variáveis ​​afetam o dimensionamento de um sistema de tratamento de águas cinzas por zonas úmidas construídas . Por exemplo, altas temperaturas aceleram o processamento, altos níveis de DBO exigem maior tempo de retenção, o uso superficial do efluente também requer maior tempo de retenção, etc. Da mesma forma, existem muitas maneiras de dimensionar um sistema. Na opinião de Lonny , dimensionar um sistema com base no tempo de retenção é enganoso, pois a eficácia do tratamento varia de acordo com o tipo de sistema e o ambiente. Em vez disso, podem ser utilizadas regras práticas. Alternativamente, cálculos de DBO e carga hidráulica podem ser usados ​​da mesma forma que são usados ​​para dimensionar zonas úmidas de tratamento de esgoto municipais. Este método pode ser adaptado para o tratamento de águas cinzas em pequena escala.

Regras práticas

Algumas regras práticas simples podem tornar o dimensionamento do sistema um procedimento muito breve.

• Segundo a Oasis Designs: 0,05 a 0,09 m² de zona úmida subterrânea para cada 3,8 litros de água cinza por dia.
• De acordo com o Manual de Humanure 1ft3de zona úmida construída para cada 1 galão de água cinza por dia.

Para que essas regras práticas coincidam, o manual de adubação humana deve estar se referindo a uma profundidade máxima de dois pés (aproximadamente 60 cm).

Assim, um sistema para 150 galões/dia de águas cinzas precisaria de um sistema de zona úmida construída com uma área de 75 a 150 pés quadrados.

Método simples de carregamento de DBO (Dose Bovina)

Etapas para determinar o dimensionamento com base na carga de DBO:

1. Determine a DBO (Demanda Bioquímica de Oxigênio) do efluente (mg/l, converter para lb/gal).
2. Reduzir a DBO para o tratamento primário (%)
3. Determine a vazão diária de águas cinzas (galões/dia).
4. Utilizar a capacidade de tratamento de zonas úmidas (45 lb/acre*dia) ^{[ 1 ]}
5. Calcule o tamanho do seu sistema.

Assim, para um sistema com 150 galões por dia de águas cinzas a 100 mg/l de DBO e uma redução de DBO no tratamento primário de 40%:

Percentual de redução da DBO (Demanda Bioquímica de Oxigênio) para o tratamento primário

100 mg/l * 0,6 = 60 mg/l

DBO em mg/l convertida para lb/gal

60 mg/l * 8,35x10⁻⁶ ⁽ l*lb)/(mg*gal) = 5,01x10⁻⁴ ^lb /gal

Vazão * DBO / Tratamento

[150 galões/dia * 5,01 x ^10⁻⁴ lb/galão] / [45 lb/(acre*dia)] = 0,001669 acre

Converter acres em pés quadrados

0,001669 acre * 43.560 pés ^quadrados /acre = 72,7 pés quadrados

O fato de esse número ser menor que os 75 pés quadrados calculados pelas regras práticas provavelmente se deve ao tratamento primário, que não está incluído nos valores do projeto Oasis.

Método de carga de DBO (mais rigoroso)

O projeto e o dimensionamento de um sistema de tratamento de águas residuais por zonas úmidas construídas no subsolo baseiam-se na redução da demanda bioquímica de oxigênio (DBO). A DBO é um parâmetro de qualidade da água que mede a quantidade de oxigênio necessária para que a atividade bioquímica (por exemplo, bactérias aeróbicas) presente na água funcione. Altos níveis de DBO em um sistema podem diminuir o oxigênio disponível e ser prejudiciais à vida aquática. ^{[ 2 ]} A DBO média que entra no sistema de tratamento de águas residuais por zonas úmidas foi medida em 65 mg/L. ^{[ 3 ]} A DBO final em um sistema natural geralmente varia de 2 a 7 mg/L. ^{[ 4 ]}

As taxas de remoção de DBO podem ser calculadas com base na constante de taxa de reação para a temperatura apropriada usando a equação abaixo: ^{[ 5 ]}

kr=k20(1.06T−20)

onde

k _r = taxa de reação para uma temperatura específica

k ₂₀ = taxa de reação a 20 °C

T = temperatura mais baixa no sistema de zonas úmidas (°C)

A constante de velocidade da reação varia de acordo com o sistema e as bactérias presentes. Um valor k maior indica uma decomposição mais rápida da DBO. ^{[ 2 ]} Para o projeto do pântano, um valor k ₂₀ de 1,1 dia ^-1 foi usado para a constante de velocidade da reação. ^{[ 4 ]} A área necessária para a redução desejada da DBO pode ser calculada com base no tempo de detenção, que é uma remoção de ordem logarítmica baseada na constante de velocidade da reação, e inclui o fluxo, a profundidade e a porosidade do meio.

UM=LC=Q[ln(C0/Cc)]krdn

onde:

A = Área (m²)

L = Comprimento (m)

W = Largura (m)

Q = Vazão (m³/dia)

C _o = Concentração inicial (mg/L)

C _{_c} = Concentração desejada do efluente (mg/L)

d = Profundidade do meio de cascalho (m)

n = Porosidade do meio (-)

Calculadora de carga BOD

Uma planilha Excel para cálculo de zonas úmidas construídas subterrâneas residenciais foi desenvolvida para dimensionar uma zona úmida com base na carga de DBO (Demanda Bioquímica de Oxigênio) e nas condições climáticas da Califórnia. A calculadora pode ser usada para residências fora da Califórnia, porém as informações sobre as necessidades de água para irrigação serão irrelevantes.

Para baixar a calculadora, clique aqui . O arquivo deve ser salvo e ativado antes de ser usado.

Avisos

• Não utilize um triturador de alimentos embutido na pia (também conhecido como triturador de lixo).
• Use sabonetes próprios para jardinagem (sem bórax, etc.).
• mais

imagens finais

referências