Simulating greywater reuse in a residential building

The last few weeks I’ve been coding a simulator for greywater reuse scenarios based on real water usage data from HSB Living Lab. The input data is disaggregated hot and cold water consumption, with a time resolution of 10 minutes.

Simulated tank levels in the greywater treatment system

The simulation code allows the researcher to define from what micro-use points greywater is to be collected, and for what purposes it should be reused. The simulation of the treatment system itself is rather archaic, but the output is still kind of cool. The graph above show the levels in the untreated and treated water tanks over a period of 8 days. Tank volumes are 0.3 cbm and the treatment capacity in this run was set to 2 liters per minute, while collecting from sink and shower and reusing for sink, shower and WC. This scenario typically results in 50-60% reduction in total mains hot water consumption and 20-30% total mains cold water consumption.

Another cool feature of the simulator is the possibility to incorporate rain harvesting from real precipitation data into the equation. In the Hadley-cell zone wich defines Gothenburg this gives some pretty interesting numbers.

The results from this simulation should appear in a journal paper “shortly” (meaning maybe before summer 2020).

Bläh-faktorn i gråvattenåteranvändning

En av de stora stötestenarna för återanvändning handlar inte om den tekniska lösningen. Vi kan nämligen rena vilket vatten som helst till vilken kvalitet vi vill. Det är bara frågan om vad behovet är, och vad det får kosta. Utmaningen med att lokalt återanvända gråvatten handlar istället om slutanvändarens upplevelse och acceptans. Givietvis dyker det upp en rad betänkligheter och faktorer när man talar om att återföra vatten:

  • upplevda risker med återanvänt vatten
  • äckel, eller den s.k. bläh-faktorn
  • vad ska man använda vattnet till?
  • var kommer vattnet ifrån?
  • har jag något val?
  • litar jag på leverantören?
  • är det bra för miljön?
  • individuella värderingar och erfarenheter

Vi kommer be de boende att duscha i vatten som redan använts (av dem själva eller av grannen) och som renats lokalt i byggnaden, till en kvalitet som i de flesta aspekter uppfyller dricksvattennormerna. Den initiala reaktionen hos många, om än inte alla, är skepticism och bläh, eller kanske till och med “aldrig i livet”. Detta trots att de flest inte har några som helst invändningar mot att simma i offentliga bassänger eller mot att bada vid den lokala badstranden tillsammans med mängder av andra människor (och djur).  Man är överlag väldigt positiv att återanvända gråvatten t.ex. för bevattning eller WC-spolning medan skepticismen mot återanvändning i dusch är mycket mer påtaglig (se bild nedan).

Y-axel: 1 = håller inte alls med, 10 = håller fullständigt med. X-axel: svarsfrekvens

Vi har alltså ett jobb framför oss att övertyga de boende om att det varken är äckligt eller farligt att återanvända vatten och att vattnet vi återför är tillräckligt rent. Denna uppgift blir lite enklare då många redan har uppfattningen att miljönyttan är värd en viss uppoffring.

Y-axel: 1 = håller inte alls med, 7 = håller fullständigt med. X-axel: svarsfrekvens

Hur uppnår vi detta? De ska förhoppningsvis nästa projektfas ge vissa svar på.

Lokal återanvändning av gråvatten

På många håll i världen är tilltagande färskvattenbrist ett aktuellt problem, och allteftersom allt fler människor kan räknas till en konsumtionsstark växande medelklass kan vi förvänta oss att förbrukning och efterfrågan på vatten i hushåll kommer att öka; vissa uppskattningar pekar på en 230%-ig ökning fram till 2050.

Hushållens användning av vatten består typiskt av WC (30%), disk och matlagning (20%), hygien (badrum, exklusive WC ) (30%) och tvätt (20%), medan studier har visat att andelen varmvattenanvändning för dusch och annan hygien kan uppgå till över 60%. I ett typiskt hushåll betyder detta en vattenförbrukning på runt 84 liter vatten per dygn för hygienändamål. Genom att lokalt behandla hygiengråvatten och återanvända det för hygienbruk kan vårt exempelhushåll minska sin vattenförbrukning med 30 kubikmeter och sin elförbrukning med 1500 kWh, vilket motsvarar uppemot 30-40% av den totala elenergianvändningen i en mindre lägenhet.

Återanvändning av gråvatten har tillämpats på olika sätt under en stor del av vår moderna historia. Idag förekommer i vissa länder att man återanvänder gråvatten för till exempel bevattning och spolning av WC . Däremot så är återanvändning av gråvatten för hygienbruk (dusch och bad) nästan ett helt okänt område som kännetecknas av stor kunskapsbrist.

I HSB Living Lab undersöker Chalmers tillsammans med Graytec AB i ett pågående projekt förutsättningarna att återvinna vatten från dusch/handfat och återanvända det för hygienändamål. I förlängningen kommer det även att vara intressant att återanvända spillvatten för WC-spolning.