1.10: Перероблена вода, повторне використання та збереження

Вода є одним з наших найцінніших і життєво важливих ресурсів на землі. Без нього життя не існувало б. Однак часом ми всі сприймаємо воду як належне. Кожен раз при включенні крана будинку вода виходить витікає назовні. Ми дізналися протягом усього цього тексту, звідки береться вода, як її лікують і як вона розподіляється. Ми також дізналися про гідрологічний цикл і про те, як вода перетворюється з однієї фази в іншу. Але, що робити, якщо частина цього гідрологічного циклу перервана? Що робити, якщо не йде дощ? Що робити, якщо снігу в горах немає? У 2011 — 2015 роках Каліфорнія зіткнулася з однією з найгірших посух в історії штату. Каліфорнія спостерігала рекордно низький сніговий пакет у горах Сьєрра-Невада та історично низьку кількість опадів у всьому штаті. У січні 2015 року Сан-Франциско вперше в історії міста не зафіксував дощу. Губернатор та Державна рада з контролю за водними ресурсами винесли обов'язкові правила збереження в 2015 році. Деякі постачальники води попросили зберегти цілих 36%. Що робити, якщо посуха триває протягом тривалого періоду часу? Чи буде достатньо консервації води?

Збереження - це завжди розсудливий підхід до економії води, але іноді цього буде недостатньо, щоб компенсувати потенційну втрату води під час серйозної посухи. Повторне використання - термін, який часто використовується у водній промисловості для виявлення багаторазових джерел постачання. Перероблена (рекультивована) вода є одним з найпоширеніших повторних застосувань води.

Перероблена вода

«Перероблена вода» може бути класифікована як будь-яка вода, яка використовується повторно і не була перероблена для питних цілей. Наприклад, якщо у вас є бочка для дощу, і ви збираєте дощову воду і використовуєте її для зрошення свого двору; це можна розглядати як тип переробленої води. Зливовий стік також можна розглядати як тип «переробленої води». Оскільки йдуть дощі та зливові води захоплюються та знову вводяться в басейн підземних вод для підживлення, водоносний шар можна вважати формою переробленої води. Системи сірої води також є формою оборотної води. Сіра вода - це вода, зібрана після використання, таких як пральні машини для посуду та прання, і повторно використовується як зрошувальна вода. Хоча ці попередні приклади можна розглядати як «перероблену воду», більшість людей думають про перероблену воду як очищені стічні води. Стічні води - тверді і рідкі скиди з усіх джерел скидаються в муніципальну каналізаційну систему. Іноді зливова вода може потрапляти в каналізацію через люки на вулиці. Однак більшість зливових вод пробивається через систему зливової каналізації і з часом стікає до океану. Ця вода, як правило, необроблена. На відміну від цього, стічні води проходять ряд процесів очищення для видалення твердих речовин, шкідливих патогенів та інших речей, щоб зробити прийнятним скидання назад у навколишнє середовище. Різні стадії очищення стічних вод називаються первинним, вторинним, третинним та передовим очищенням. Більшість стічних вод, що використовуються для цілей оборотної води, проходять принаймні третинну очистку. Нижче наведено короткий опис кожного процесу очищення стічних вод. Ці процеси більш детально висвітлені в курсах Вода 060 і 061.

• Попереднє очищення стічних вод - Видалення великих, захоплених, підвісних або плавучих об'єктів. Процес обробки зазвичай складається з великих екранів і ріжучих пристроїв.
• Первинне очищення стічних вод - Поділ твердих речовин і мастил через відстійники і освітлювачі.
• Вторинне очищення стічних вод - Цей етап передбачає видалення органічних речовин насамперед за допомогою біологічної очистки.
• Третинне очищення стічних вод - хімічні речовини для дезінфекції, такі як хлор та ультрафіолетове світло, використовуються для видалення патогенів (організмів, що викликають захворювання) зі стічних вод.
• Розширене очищення стічних вод - Якщо додаткові забруднення потрібно видалити, іноді застосовується попередня обробка з використанням мембранної фільтрації та/або додаткових процесів хімічної обробки.

При обговоренні оборотної води основною метою є зменшення навантаження на запаси прісної води шляхом повторного використання води, такої як очищені стічні води. Перероблена вода зазвичай обговорюється в унісон із збереженням води. Ідея полягає в тому, щоб R зменшити кількість використовуваної води, R повторно використовувати запаси води для різних цілей та R переробляти очищені стічні води. Решта розділів цієї глави будуть обговорювати ці «збереження» пов'язані теми та те, як три «R» s включені.

Підживлення підземних вод

Підживлення грунтових вод - це процес повторного надходження води з поверхні в грунт, перетворюючись в грунтові води. Зазвичай підземні водоносні горизонти підживлюються за допомогою опадів. Дощ і талий сніг пробиваються в зону підживлення водоносного шару і просочується глибоко в грунт, стаючи грунтовими водами. Однак є й інші джерела води, які можуть пробитися до зони підживлення, можуть стати грунтовими водами. Наприклад, якщо пожежний гідрант потрапляє і вода стікає в зливову каналізацію, яка скидається в сухе русло річки з підстилаючим водоносним шаром, може просочуватися в грунт, стаючи грунтовими водами. Інший приклад - очищені стоки з очисної споруди. Ці типи прикладів називаються «випадковим» перезарядженням.

Пряме питне повторне використання

Пряме повторне використання пиття - це використання джерела перероблених стічних вод безпосередньо в якості питної води. На момент написання цього тексту це не затверджений джерело питної води. Є занадто багато проблем зі здоров'ям і невідомих щодо якості

Непряме питне повторне використання

Непряме повторне використання пиття - це процес повторного використання очищених стічних вод для поповнення підземних вод басейнів та водоносних горизонтів та збільшення різних поверхневих водопостачання. Цей тип повторного використання може бути чимось, що називається «випадковим», або це може бути заплановане та побудоване використання. Скрізь, де стічні води очищаються і скидаються назад в навколишнє середовище, має потенціал для поповнення водоносного шару. Наприклад, якщо очисні споруди скидаються в сухе русло річки, і це сухе русло річки має підлеглий водоносний шар підземних вод, це буде вважатися випадковим поповненням. Якщо нижче цього місця скидання є свердловини підземних вод, це «випадкове» підживлення буде потенційним запасом для цих свердловин. І навпаки, в окрузі Оранж, штат Каліфорнія, є район поповнення підземних вод, який приймає високо очищені стічні води і повертає їх назад в басейн підземних вод для підживлення. Вони обробляють достатню кількість води, щоб обслуговувати приблизно 600 000 чоловік.

Однак існує кілька проблем при представленні цих стратегій повторного використання стічних вод. Професіонали в галузі водопостачання та водовідведення добре розуміють різні процеси очищення та розподілу води, що робить її безпечною та надійною для використання людиною та для навколишнього середовища. Широка громадськість, як правило, має менше розуміння, особливо коли мова йде про повторне використання стічних вод. Ця нерозуміння зазвичай призводить до небажання громадськості. Коли терміни, як «туалет до крана», плавають навколо засобів масової інформації, громадськість стає скептично. На додаток до сприйняття, існує значна вартість, яка йде разом з усіма варіантами повторного використання. Значний обсяг інфраструктури необхідний для підведення води з очисних споруд до різних споживачів. Багато разів потрібні кілометри трубопроводу, а також насоси та зберігання. Витрати на інфраструктуру часто можуть бути непомірними. Однак у нових громадах, що розвиваються, витрати на інфраструктуру можна значно зменшити, стягуючи плату за підключення з забудовників, і тому що встановлювати трубопроводи в бруді набагато дешевше, ніж існуючі вулиці в асфальті.

Існує кілька причин, чому слід використовувати перероблену воду. Оскільки вода може бути обмеженим ресурсом у багатьох куточках світу, перероблена вода може використовуватися для багатьох різних непитних цілей, де зазвичай використовується питна питна вода. Наприклад, офісна будівля може бути «подвійною сантехнікою», тому туалетна вода для туалетів - це оборотна вода, а раковина - питна питна вода. На сьогоднішній день найбільш поширене використання оборотної води - для поливу. Використовуючи оборотну воду, ми зменшуємо залежність прісної води від чутливих екосистем, зменшуємо залежність від імпорту води, і існує потенціал економії енергії за рахунок повторного використання місцевих ресурсів. Це лише кілька прикладів використання оборотної води та переваг від повторного використання очищених стічних вод. Окрім громадськості та витрат на використання оборотної води, існують різні дозвільні перешкоди з регіональною радою з контролю якості води Лос-Анджелеса (LARWQCB) та відділом питної води (DDW). LARWQCB несе відповідальність за оприлюднення федерального закону про чисту воду. В рамках цього акту він дає повноваження підтримувати чисту воду в так званих «судноплавних водах США» На місцевому рівні судноплавна вода США означала б річку Лос-Анджелес та річку Санта-Клара. Вся вода, що скидається в ці та інші водойми, повинна відповідати певним стандартам якості води, відомим як Басейнові цілі. Кожен вододіл може мати різні цілі якості води залежно від корисного використання води у вододілі. Оскільки DDW відповідає за системи питного водопостачання в Каліфорнії, вони контролюють використання оборотної води та воду, що використовується для підживлення підземних вод. Їх вимоги передбачають якість води і те, як довго вода скидається і згодом відкачується через грунтові свердловини для побутового використання. Крім того, агентство, відповідальне за очищення стічних вод, також може мати специфічні нормативні вимоги. У Лос-Анджелесі це був би санітарний район округу Лос-Анджелес. Район санітарії округу ЛА має дозволи з регіональними радами контролю якості води для скидів, а також встановили конкретні вимоги щодо використання очищених стічних вод як переробленої води. Ці та інші правила та норми не є обмеженими вимогами, але вони вимагають часу для досліджень, аналізу та отримання дозволів, перш ніж можна буде використовувати перероблену воду. Нижче наведено список деяких із затверджених видів використання оборотної води.

• Поповнення підземних вод - застосовуються певні правила та правила LARWQCB та DDW. Наприклад, якість використовуваної води повинна відповідати певним цілям якості води басейну LARWQCB, а якість та відстань перед тим, як вода відкачується з землі для побутового використання, повинні дотримуватися певних правил DDW.
• Санвузли - якщо водопровідна система будівлі є «подвійною сантехнікою», тобто є труби, специфічні для різних цілей, оборотна вода може бути використана для туалетів, грунтування водостічних труб тощо Існують конкретні правила та правила DDW, які застосовуються. В даний час (2015) двоканальні системи не допускаються в житлових будинках.
• Промислові та комерційні — певні бізнес-процеси можуть використовувати оборотну воду для непридатних для пиття. Застосовуються різні нормативні акти.

На додаток до вищезгаданих нормативних вимог, деякі конкретні вимоги, що пред'являються до постачальників води, перш ніж вони зможуть почати використовувати оборотну воду, такі:

• Користувачі повинні мати керівника сайту. Постачальник води зобов'язаний узгоджувати з користувачем навчання та призначення керівника на місці.
• Необхідно проводити щорічні візуальні огляди. Керівник ділянки та постачальник води повинні координувати ці перевірки.
• Перевірки випробувань під тиском також необхідні кожні чотири (4) роки. На додаток до керівника сайту та постачальника води, державний або окружний департамент охорони здоров'я зазвичай надає інспектора.

Місцево у великому районі Лос-Анджелеса Valencia Water Company, Burbank Water and Power та Los Angeles Water and Power подають перероблену воду.

Консервація

Навіщо нам економити воду? Є ряд причин, чому хтось буде економити воду. Під час посухи можуть існувати нормативні вимоги щодо збереження води. Деякі люди можуть думати, що це просто правильно робити, оскільки вода може бути обмеженим ресурсом у певних куточках світу. Або, може бути, ви просто хочете спробувати і заощадити трохи грошей. Ставки на воду завжди стають все вище і вище і чим менше ви використовуєте, значить, тим менше ви будете платити. Повторне використання води, будь то оборотна вода для зрошення або оборотна вода, що використовується для поповнення підземних водоносних горизонтів, є розумним підходом, коли мова йде про водні ресурси. Однак збереження води або зменшення кількості використовуваної води також є важливим інструментом, коли мова йде про ресурси водопостачання. Зменшення кількості води, яку ми використовуємо, допоможе забезпечити доступність води в майбутньому. Оскільки вартість води продовжує зростати, економічно доцільно також зменшити кількість використовуваної води.

У 2009 році губернатор Каліфорнії підписав закон Сенат законопроект x7-7. Цей законопроект також відомий як 20x2020 і вимагає від усіх постачальників води зменшити попит на воду на 20% до 2020 року. Зниження на 20% розраховується з використанням середнього споживача води щоденного використання споживачів або галонів на душу населення на день (gpcd). Gpcd розраховується шляхом взяття загального виробництва води та поділу її на загальну чисельність населення.

Щоденне виробництво = 9,600,000 галонів

Загальна чисельність населення = 40,000

9 600 000 галонів/40 000 чоловік = 240 gpcd

Зниження на 20% для цього прикладу буде дорівнювати 192 gpcd. У цьому прикладі ви можете думати, що це багато води для однієї людини, щоб використовувати за один день. Однак, якщо згадати з розділу «Використання води», кількість використовуваної води може швидко скласти. Незалежно від причин, які ви вирішили зберегти воду, суть у тому, що ви заощадите гроші.

Повернемося до наведеного вище прикладу економії 20%. Щоденна економія 20% у розмірі 48 gpcd для сім'ї з чотирьох (4) дорівнюватиме понад 70 000 галонів на рік. Давайте подивимося.

48 gpcd x 4 людини = 192 галонів на день.

192 галонів на день х 365 днів = 70,080 галонів на рік

Більшість рахунків за комунальні послуги в ста кубічних футах (HCF або CCF) білінгових одиниць

1 CCF = 748 галонів 70,080 галонів/748 = 94 CCF

Тепер нам потрібно зробити припущення, скільки постачальник води буде стягувати за CCF. Ставки на воду різняться, але середні показники в південній Каліфорнії коливаються між 1,60 - 3,50 доларів за CCF. Тому, використовуючи низький і високий цей діапазон, це сімейство з чотирьох (4) заощадить

94 CCF х 1,60 доларів США = 150,40 доларів США на рік 94 CCF х 3,50 доларів США = 329 доларів на рік

Я не думаю, що хтось відмовився б $150 на рік не кажучи вже про $329! Отже, незалежно від причини, яку ви можете вирішити зберегти, є потенціал, щоб заощадити багато грошей.

Як постачальники води отримують клієнтів для економії?

Іноді люди не знають про те, скільки води вони вживають. Вони можуть подивитися на свою щомісячну воду, і якщо вона схожа на місяць до того, як вони не думають двічі, перш ніж сплатити рахунок. Комунікація - це інструмент номер один постачальники води, які мають у своєму розпорядженні для сприяння збереженню води. Білл вставки, листівки, соціальні медіа, і всі хороші способи спілкування з громадськістю про збереження. Деякі постачальники води можуть також використовувати рекламні щити та радіо- та телевізійну рекламу. Отримання слова - це перший крок. Багато постачальників води пропонують різні стимулюючі знижки, щоб допомогти людям зберегти воду. Туалети з низьким потоком, ефективні прилади, форсунки для крапельного зрошення та програми викупу «дерну» - це лише кілька програм знижок, які використовують постачальники води.

Іноді постачальникам води потрібно застосовувати більш агресивний підхід, особливо якщо є посуха і правила вимагають збереження. Якщо громадськість не реагує на інформаційно-пропагандистські програми або знижки, комунальні послуги часто вдаються до підвищення ставок на воду та/або видають штрафи. Це не найпопулярніший підхід серед клієнтів, але іноді він є необхідним інструментом, щоб змусити клієнтів економити воду. Важливо також відзначити, що іноді постачальникам води доведеться збільшувати ставки на воду через збереження. Чим менше використовуваної води означає, що сума виручки, яку збирає комунальні послуги, зменшиться. Це, мабуть, одна з найскладніших речей для спілкування з клієнтами. Постачальники води кажуть клієнтам використовувати менше води, а потім ставки на воду все одно збільшуються.

Однією з останніх речей, яку постачальник води використовуватиме, щоб змусити клієнтів використовувати менше води, - це відключити їх водопостачання. Зазвичай це не доцільно, оскільки для підтримки здоров'я та безпеки необхідна мінімальна кількість води, але іноді люди можуть припинити роботу водопостачання на певний проміжок часу, поки вони не вирішать використовувати менше води.

Ставки на воду

Існують різні різні тарифи структури, які використовують постачальники води. Вони включають; фіксовані ставки, рівномірні ставки єдиної кількості, багаторівневі ставки та водні бюджети. Тип витрати води, яку буде використовувати комунальні послуги, залежить від ряду факторів і залежить від площі до області.

Єдина ставка

Плоскі ставки - найпростіша конструкція ставки. Ставка однакова або рівна для кожного клієнта незалежно від використання води. Цей тип швидкості води поширений у районах, де використання відносно однакове для всіх. Наприклад, область, де зрошення на відкритому повітрі не потрібно через достатню кількість опадів та використання в приміщенні, є переважним використанням, може бути використана фіксована ставка. Однак деякі люди можуть вважати цей тип ставок несправедливим, оскільки велика сім'я по суті заплатить таку ж суму, як і одна людина, яка живе в будинку. Це дуже проста структура тарифів для комунальних послуг. Лічильники не потрібні, а сума виручки щороку відносно постійна.

Рівномірний одномісний показник якості

Цей тип структури ставок вважається більш справедливим способом стягнення плати за воду та послуги, пов'язані з лікуванням та доставкою. Існує єдина тарифна ціна за одну одиницю води. Тому, якщо ви використовуєте одну одиницю (CCF), ви платите лише за одну одиницю води. Тоді як якщо ви використовуєте 100 CCF води, ви платите за 100 CCF, які ви використовували. Це, мабуть, найпоширеніша структура ставок. Кожна утиліта з такою структурою ставок повинна переконатися, що вони часто переглядають дохід від доходу, оскільки велике скорочення використання призведе до великого зменшення доходу. Сума грошей, необхідна комунальній компанії для роботи, називається вимогами до доходів. Це буде розглянуто далі в цьому розділі.

Багаторівнева швидкість

Багаторівневі показники стають все більш поширеними, особливо в районах, де моделі використання можуть коливатися, наприклад, райони, постраждалі від посухи. Цей тип структури швидкості може бути використаний для заохочення збереження. Вартість одиниці води збільшується, чим більше ви використовуєте. Їх може бути лише два яруси, а деякі агентства мають до п'яти ярусів. Структура рівневої ставки може виглядати приблизно так;

Рівень 1 = 1,50 доларів США за CCF до 10 CCF (1 — 10 CCF)

Рівень 2 = $2,00 за CCF за кожну одиницю понад 10 CCF до певної суми (11 — 20 CCF)

Рівень 3 = $3.00 за CCF для всього, що використовується понад 20 CCF (21 і вище)

Давайте подивимося, як працює цей тип структури ставок. Наступний приклад заснований на щомісячному використанні води 30 CCF. Перші 10 CCF щомісячного використання 30 CCF будуть виставлені за ціною 1.50 долара за ставку CCF. Таким чином, ви б помножили 10 CCF на $1.50.

10 коф х 1,50 доларів США/БФ = 15 доларів США

Решта CCF становили б 20 (30 CCF - 10 CCF). Наступні 10 CCF використовуваної води (11, 12, 13... 20 CCF) будуть виставлені рахунок за ставкою другого рівня 2.00 доларів за CCF.

10 CCF (11 - 20 CCF) х 2,00 доларів/CCF = 20 доларів

Решта використання до 30 CCF - це ще 10 CCF. Ці решта 10 CCF (21, 22, 23... 30 CCF) будуть виставлені рахунок за ставкою третього рівня 3.00 доларів за CCF.

10 CCF (21 - 30 CCF) х 3,00 доларів/CCF = 30 доларів

Всі три загальні витрати будуть додані разом на загальну суму щомісячного рахунку $65.

$15 + $20 + $30 = $65

Це дуже спрощений погляд на багаторівневу структуру ставок, але він повинен проілюструвати, як вартість води збільшується залежно від використовуваної кількості. Ви можете побачити, як цей тип структури ставок може сприяти збереженню.

Водні бюджети

Остання структура ставок, яку ми розглянемо в цьому тексті, називається водними бюджетами. Це схожа структура з багаторівневими ставками. Однак, на відміну від багаторівневих ставок, водні бюджети забезпечують більш справедливий і справедливий спосіб стягнення плати за використання води. У прямій багаторівневій структурі ставок багато людей скаржаться через питання субсидування. Клієнти великого користування платять набагато більше і в деяких випадках субсидують менших користувачів. Це пов'язано з тим, що традиційна структура багаторівневої швидкості сліпа до розміру посилки. Водні бюджети бувають різними. Бюджет води - це індивідуальна структура тарифів, заснована на конкретній посилці кожного клієнта. Наприклад, клієнт з великим двором і кількома людьми, які проживають у своєму будинку, матиме більший бюджет, ніж одна людина, яка живе в квартирі без зовнішнього озеленення. Обидва клієнти мали б щомісячний розподіл, специфічний для їхніх потреб. Бюджети води зазвичай класифікують розподіл у приміщенні 50 - 60 gpcd, а потім вказують зовнішнє розподіл на основі фактичних вимірювань ландшафту або, можливо, відсотка від розміру посилки. Вся ця інформація потрапляє у формулу для розрахунку щомісячного бюджету. Формула зазвичай включає щомісячну швидкість випаровування (ЕТО) і коефіцієнт для конкретного типу ландшафтного матеріалу. Швидкість випаровування - це кількість води, необхідної для підтримки рослин на основі поточної погоди. Наприклад, ставка eTo вище в літні місяці, ніж взимку. Хоча це більш справедлива структура ставок, вона вимагає додаткової роботи постачальника води і іноді може бути заплутаним для розуміння клієнтів.

Незалежно від структури тарифів, комунальні послуги повинні продемонструвати, що їх тарифи дійсно є вартістю надання послуги. У минулому були судові позови і продовжуватимуться в майбутньому, оскаржуючи різні структури ставок та суму, що стягується. Комунальні послуги повинні адекватно визначити, чому їх структура ставок є необхідною сумою для їх конкретних потреб у доходах.

Сервісний збір

Слід також обговорити останню складову ставки. Плата за обслуговування - це щомісячна (або двомісячна) плата, що стягується на кожного клієнта незалежно від кількості використаної води. Цей збір є фіксованою ставкою і покриває певний відсоток від потреби постачальника води в доходах. Його іноді називають зарядом «готовність служити». Це гарантує певну суму доходу кожного розрахункового періоду, що дозволяє утиліті продовжувати основні бізнес-функції, не турбуючись про коливання використання.

Вимоги до доходів

Цей термін вже кілька разів згадувався в попередніх розділах. Вимога доходу - це не що інше, як сума грошей (доходу), яку комунальна компанія повинна збирати для підтримки свого основного повсякденного обслуговування. Ставки на воду та сервісні збори є основним джерелом доходу, який отримують постачальники води. Ну, що таке «вимога доходу»? Постачальник води має певні витрати, яких не уникнути. Наприклад, очищення води потрібно для того, щоб забезпечити споживачам безпечне питне водопостачання. Для кожного галона подається води потрібна певна вартість лікування. Так само існують витрати на електроенергію для перекачування води, витрати на технічне обслуговування, зарплати та пільги для працівників, а також витрати на заміну та вдосконалення інфраструктури. Існує багато витрат на експлуатацію водоканалу, але це не означає, що немає місця для зменшення витрат, щоб підтримувати низькі тарифи. Кожен постачальник води повинен визначити, що необхідно, а що можна зменшити або скоротити, щоб підтримувати ефективну роботу.

Вода є життєво важливим ресурсом, а доступність прісної води різниться у всьому світі і залежить від погодних умов. Погодна картина Ель-Ніньо може принести настільки необхідний дощ у частини світу, створюючи руйнівні посухи в інших районах. Розуміння використання та потреби води допоможе нам усім використовувати її трохи розумніше і допоможе професіоналам керувати цим важливим ресурсом. Завжди буде потреба у професіоналах з води до тих пір, поки потрібна чиста, безпечна та надійна питна вода.