Med gråvatten avses avloppsvatten som genereras i hushåll eller kontorsbyggnader från flöden utan fekal förorening, det vill säga alla flöden utom avloppsvatten från toaletter. Gråvattenkällor inkluderar handfat, duschar, badkar, tvättmaskiner eller diskmaskiner. Eftersom gråvatten innehåller färre patogener än hushållsavloppsvatten, är det generellt sett säkrare och lättare att behandla och återanvända på plats för toalettspolning, landskaps- eller grödabevattning och andra icke-drickbara användningar .
Tillämpningen av återanvändning av gråvatten i stadsvattensystem ger betydande fördelar både för delsystemet för vattenförsörjning genom att minska efterfrågan på dricksvatten och för delsystemet för avloppsvatten genom att minska mängden avloppsvatten som behövs för transport och behandling [1] . Renat gråvatten har många användningsområden, såsom toalettspolning eller bevattning [2] .
Grått vatten innehåller vanligtvis vissa spår av mänskligt avfall och är därför inte fritt från patogener [3] . Sekretet kommer från tvätt i bad och dusch eller från tvätten (tvätt av underkläder och blöjor). Kvaliteten på gråvatten kan snabbt försämras under lagring eftersom det ofta är varmt och innehåller vissa näringsämnen och organiskt material (som döda hudceller) samt patogener. Lagrat gråvatten ger också dålig lukt av samma anledning [4] .
I hushåll med konventionella spoltoaletter står gråvatten för cirka 65 % av det totala avloppsvattnet som produceras av det hushållet. Detta kan vara en bra vattenkälla för återanvändning eftersom det finns ett starkt samband mellan gråvattenproduktion och den potentiella efterfrågan på vatten för toalettspolning.
Felaktiga röranslutningar kan leda till att gråvattentankar innehåller en procentandel "svartvatten" [5] .
Små spår av avföring som kommer in i gråvattenströmmen via avloppsvatten från en dusch, handfat eller tvättmaskin är inte en praktisk fara under normala förhållanden om det grå vattnet används på rätt sätt ( t . landa).
Separat behandling av gråvatten faller under begreppet källseparering , som är en av de principer som vanligtvis tillämpas vid miljösaneringsmetoder . Den största fördelen med att hålla gråvatten åtskilda från toalettavloppsvatten är att patogenbelastningen minskar kraftigt och därför är gråvatten lättare att bearbeta och återanvända.
När gråvatten blandas med toalettavloppsvatten kallas det för avloppsvatten eller "svartvatten" och måste renas på ett avloppsreningsverk eller på platsen för ett avlopp, som ofta är ett septiksystem.
Gråvatten från diskbänkar innehåller fetter och oljor samt stora mängder organiskt material. Det måste förbehandlas för att avlägsna dessa ämnen innan det släpps ut i gråvattentanken. Om detta är svårt att tillämpa kan det ledas till avloppssystemet [ 6] .
De flesta gråvatten är lättare att behandla och återvinna än avloppsvatten på grund av lägre nivåer av föroreningar. När det samlas in med ett separat "svartvatten"-rörsystem, kan grått hushållsvatten återvinnas direkt i hemmet, trädgården eller företaget och användas antingen omedelbart eller behandlas och lagras. Vid förvaring måste den användas inom mycket kort tid, annars börjar den sönderfalla på grund av organiska fasta ämnen i vattnet. Återvunnet gråvatten av det här slaget är aldrig säkert att dricka, men ett antal bearbetningssteg kan användas för att tillhandahålla vatten för att tvätta eller spola toaletter.
Reningsprocesserna som kan användas är i princip desamma som för rening av avloppsvatten, förutom att de vanligtvis installeras i mindre skala (decentraliserad nivå), ofta på hushålls- eller byggnadsnivå:
I byggda våtmarker använder växter gråvattenföroreningar som matpartiklar som näringsämnen i sin tillväxt. Saltrester och tvålrester kan dock vara giftiga för både mikrobiellt och växtliv, men kan tas upp och brytas ned genom byggda våtmarker och vattenväxter som t.ex. starr eller buskar .
Den globala vattentillgången försämras. Enligt en FN-rapport kommer vattenbrist att påverka 2,7 miljarder människor år 2025, vilket innebär att 1 av 3 människor i världen kommer att drabbas av detta problem. Återanvändning av avloppsvatten har blivit ett bra sätt att lösa detta problem [8] .
Efterfrågan på konventionella vattentäkter och trycket på avloppsreningssystem minskar genom användningen av gråvatten. Återanvändning av gråvatten minskar också mängden avloppsvatten som kommer ut i vattendrag, vilket kan vara miljönyttigt. Under tider av torka, särskilt i stadsområden, hjälper användning av gråvatten i trädgårdar eller toalettsystem att nå några av målen för hållbar utveckling.
Potentiella miljöfördelar med återvinning av gråvatten inkluderar:
I sydvästra USA och Mellanöstern , där tillgängliga vattentillgångar är begränsade, särskilt med en snabbt växande befolkning, finns det ett akut behov av att införa alternativ vattenförsörjningsteknik.
Potentiella ekonomiska fördelar med återvinning av gråvatten:
Användningen av gråvatten för bevattning verkar vara en säker praxis. En epidemiologisk studie från 2015 fann ingen ytterligare sjukdomsbörda bland vattenanvändare som bevattnar torra regioner [11] . Säkerheten med att återanvända gråvatten som dricksvatten har också studerats [12] . Flera organiska mikroföroreningar, inklusive bensen, hittades i gråvatten i betydande koncentrationer, men de flesta föroreningar var i mycket låga koncentrationer. Fekal kontaminering, perifera patogener (t.ex. hud och slemhinnevävnader) och livsmedelsburna patogener är de tre huvudsakliga källorna till patogener i gråvatten [13] .
Återanvändning av gråvatten i toalettspolning och trädgårdsbevattning kan generera aerosoler . De kan överföra legionellasjukdom och utgöra en potentiell risk för människors hälsa. Studiens resultat tyder dock på att hälsorisken förknippad med återanvändning av gråvatten för antingen trädgårdsbevattning eller toalettspolning inte var signifikant högre än risken förknippad med att använda rent vatten för samma aktiviteter [14] .
Det måste antas att de flesta gråvatten innehåller vissa komponenter av "svart vatten", inklusive patogener . Grått vatten bör appliceras under ytan där det är möjligt (t.ex. droppa över jord, under kompost eller i diken fyllda med mulch ) istället för att sprutas, eftersom det finns risk för att vatten andas in som en aerosol .
I alla gråvattensystem är det viktigt att undvika giftiga material som blekmedel, badsalt, konstgjorda färger, klorbaserade rengöringsmedel , starka syror / alkalier , lösningsmedel och produkter som innehåller bor , som är giftigt för växter i höga koncentrationer. De flesta rengöringsprodukter innehåller natriumsalter , som kan orsaka överdriven jordalkalitet, hämma fröns groning och bryta ner jordstrukturen genom att sprida leran. Jordar som vattnas med gråvattensystem kan modifieras med gips (kalciumsulfat) för att sänka pH. Rengöringsprodukter som innehåller ammoniak är säkra att använda eftersom växter kan använda det för att få kväve [15] . En studie från 2010 av bevattning med gråvatten fann inga större effekter på växternas hälsa och antyder att natriumackumulering är starkt beroende av graden av vertikal migration av gråvatten genom jorden [16] .
En del grått vatten kan appliceras direkt från ett handfat i en trädgård eller containerfält, och får ytterligare behandling från jordliv och växtrötter.
För att skydda vegetationen när gråvatten återanvänds för bevattning rekommenderas användning av giftfri tvål med låg natriumhalt och produkter för personlig vård.
Återvunnet gråvatten från duschar och badkar kan användas för att spola toaletter i de flesta europeiska och australiensiska jurisdiktioner, såväl som amerikanska jurisdiktioner som har antagit International Plumbing Code.
Ett sådant system skulle kunna ge uppskattningsvis 30 % minskning av vattenförbrukningen för det genomsnittliga hushållet. Risken för biologisk kontaminering elimineras genom att använda:
Återvinning av gråvatten utan behandling används i vissa bostadsområden för tillämpningar där dricksvatten inte krävs (t.ex. bevattning av trädgårdar och marker, spolning av toaletter). Den kan även användas i bostadsområden där gråvatten (t.ex. från regnvatten) redan är någorlunda rent och/eller inte har förorenats med icke-nedbrytbara kemikalier såsom icke-naturliga tvålar (så naturliga rengöringsmedel används istället). Det rekommenderas inte att använda vatten som har funnits i ett gråvattenfiltreringssystem i mer än 24 timmar, eftersom bakterier ansamlas och påverkar vatten som återanvänds.
På grund av begränsad reningsteknik innehåller renat gråvatten fortfarande vissa kemikalier och bakterier, så vissa säkerhetsåtgärder bör följas när du använder renat gråvatten hemma.
Det finns för närvarande enheter som fångar upp värme från gråvatten i bostäder och industrier genom en process som kallas spillvattenvärmeåtervinning, gråvattenvärmeåtervinning eller varmvattenvärmeåtervinning.
Istället för att gå direkt till en varmvattenberedare passerar det inkommande kalla vattnet först genom en värmeväxlare där det förvärms av värmen från gråvatten från aktiviteter som att diska eller duscha. Typiska hushållsapparater som får gråvatten från en dusch kan återvinna upp till 60 % av den värme som annars skulle gå till spillo [17] .