Διερεύνηση εναλλακτικών μεθόδων διαχείρισης υδάτων σε επίπεδο κατοικίας

Abstract

Η παρούσα μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία έχει ως στόχο τη διερεύνηση εναλλακτικών σεναρίων διαχείρισης των υδάτινων ροών που παράγονται σε επίπεδο κατοικίας. Ειδικότερα, εξετάζονται 5 διαφορετικοί τύποι ιδεατών, μη - υφιστάμενων κατοικιών, εκ των οποίων : α) μονοκατοικία με κήπο και σύνδεση σε δίκτυο αποχέτευσης, β) μονοκατοικία με κήπο - χωρίς σύνδεση σε δίκτυο αποχέτευσης, γ) μονοκατοικία χωρίς κήπο, με σύνδεση σε δίκτυο αποχέτευσης, δ) πολυκατοικία με κήπο και σύνδεση σε δίκτυο αποχέτευσης και ε) πολυκατοικία με κήπο - χωρίς σύνδεση σε δίκτυο αποχέτευσης. Τη βάση για το σχεδιασμό των διαχειριστικών σεναρίων αποτελεί η αρχή της μείωσης της υδατικής κατανάλωσης και κατά δεύτερον η κατά το δυνατόν επαναχρησιμοποίηση ορισμένων οικιακών υδάτινων ροών και συγκεκριμένα του βρόχινου νερού, γκρίζου νερού και μικτών υγρών οικιακών αποβλήτων. Τα διαχειριστικά σενάρια παρουσιάζονται αναλυτικά με ταυτόχρονη περιγραφή του εξοπλισμού που απαιτείται για την υλοποίησή τους, για τον οποίον παρατίθενται στοιχεία κόστους, που προέκυψαν έπειτα από έρευνα αγοράς. Κάθε μια από τις 5 ομάδες διαχειριστικών σεναρίων (που προκύπτουν για τους 5 προαναφερθέντες τύπους μη - υφιστάμενων κατοικιών) αξιολογείται με βάση α) τις ποσότητες των παραγόμενων οικιακών υδάτινων ροών που συνεπάγεται η εφαρμογή τους και β) οικονομικά κριτήρια, τα οποία αναφέρονται στο συνολικό κόστος των σεναρίων (κόστος κτήσης, εγκατάστασης, λειτουργίας, συντήρησης και ύδρευσης – αποχέτευσης) 1)με βάση την ισχύουσα κατάσταση αλλά και 2) θεωρώντας το ενδεχόμενο αύξησης της αξίας του νερού όπως επίσης και 3) το ενδεχόμενο χορήγησης κρατικής επιδότησης. Η αξιολόγηση των ομάδων διαχειριστικών σεναρίων αποσκοπεί στην ανάδειξη της βέλτιστης λύσης σε κάθε περίπτωση. Η συνολική θεώρηση των αποτελεσμάτων της αξιολόγησης όλων των ομάδων διαχειριστικών σεναρίων έδειξε σε πρώτη βάση ότι τα σενάρια που προτείνουν την εξοικονόμηση νερού στις οικιακές συσκευές αποτελούν την πιο φθηνή λύση με ένα μέσο προς χαμηλό ποσοστό εξοικονόμησης πόσιμου νερού και μια μέση φόρτιση του δικτύου αποχέτευσης σε σχέση με τα υπόλοιπα σενάρια. Ωστόσο, εκτός από τα σενάρια εξοικονόμησης, αναδείχθηκαν και κάποια άλλα, διαφορετικά για κάθε περίπτωση κατοικίας. Ειδικότερα, αναφορικά με την κατοικία με κήπο και σύνδεση σε δίκτυο αποχέτευσης, ένα σενάριο που συνδυάζει εξοικονόμηση νερού και χρημάτων, είναι εκείνο που προτείνει αξιοποίηση γκρίζου νερού για άρδευση και εξοικονόμηση νερού στις οικιακές συσκευές. Το συγκεκριμένο σενάριο γίνεται πιο οικονομικό από την οικονομική λύση σε περίπτωση αύξησης της τιμής του νερού κατά 5% ή χορήγησης κρατικής επιδότησης 300 €. Η εφαρμογή οποιουδήποτε άλλου σεναρίου – και κυρίως των σεναρίων με υψηλά ποσοστά εξοικονόμησης πόσιμου νερού και φόρτισης του δικτύου αποχέτευσης (σενάρια που προτείνουν την αξιοποίηση βρόχινου και γκρίζου νερού) - είναι εφικτή υπό το ενδεχόμενο μιας υψηλής αύξησης της αξίας του νερού (> 80%) ή μιας υψηλής επιδότησης (> 7,000 €). Επιπλέον, από το σύνολο των σεναρίων που αναφέρονται σε μια μονοκατοικία με κήπο - χωρίς σύνδεση σε δίκτυο αποχέτευσης, αναδείχτηκε το σενάριο που προτείνει εξοικονόμηση νερού στις συσκευές και σύστημα επεξεργασίας των οικιακών λυμάτων, ενώ το σενάριο που προτείνει εξοικονόμηση νερού (οικιακές συσκευές) και επαναχρησιμοποίηση του γκρίζου νερού για άρδευση, επιτυγχάνει χαμηλότερη υδατική κατανάλωση και μπορεί να υλοποιηθεί με μια ενδεχόμενη αύξηση της τιμής του νερού κατά 20% ή με επιχορήγηση 800 € για κάθε νοικοκυριό. Στην περίπτωση της μονοκατοικίας χωρίς κήπο αλλά με σύνδεση σε δίκτυο αποχέτευσης, τα μόνα οικονομικά προσιτά για το νοικοκυριό σενάρια είναι εκείνα που προτείνουν την εξοικονόμηση νερού στις οικιακές συσκευές. Πιθανή αύξηση της τιμής του νερού ή το ύψος της κρατικής επιδότησης που θα καταστήσουν υλοποιήσιμο κάποιο σενάριο που προτείνει την αξιοποίηση κάποιας υδάτινης οικιακής ροής και που επιτυγχάνει μεγαλύτερη εξοικονόμηση πόσιμου νερού, ξεπερνά κατά πολύ το 150% και τα 10,000 € αντίστοιχα. Στην περίπτωση του διαμερίσματος σε πολυκατοικία με κήπο και σύνδεση σε δίκτυο αποχέτευσης, όλα τα προτεινόμενα σενάρια συνεπάγονται αύξηση των δαπανών του νοικοκυριού του διαμερίσματος με το πιο προσιτό να είναι το σενάριο που προτείνει εξοικονόμηση νερού στις οικιακές συσκευές. Μια λύση που μπορεί να γίνει επιλέξιμη με τη χορήγηση μιας λογικής κρατικής επιδότησης είναι το σενάριο που προτείνει την αξιοποίηση του βρόχινου νερού της πολυκατοικίας για άρδευση του κήπου (9,000 € / πολυκατοικία). Τέλος, για το νοικοκυριό που διαβιεί σε διαμέρισμα πολυκατοικίας με κήπο - χωρίς σύνδεση σε δίκτυο, καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι όλα τα σενάρια πέραν του σεναρίου εξοικονόμησης νερού στις οικιακές συσκευές, επιφέρουν αύξηση των δαπανών του νοικοκυριού. Επίσης, η επιλογή του συγκεκριμένου σεναρίου θεωρείται καλή καθώς εξοικονομεί ταυτόχρονα μια μέση ποσότητα νερού. Αντίθετα, για την υλοποίηση των σεναρίων (εκτός από το σενάριο εξοικονόμησης) που επιτυγχάνουν μεγαλύτερη εξοικονόμηση πόσιμου νερού, η χορήγηση επιδοτήσεων ανά πολυκατοικία ξεπερνά τις 20,000 €, ενώ μια αύξηση της τιμής του νερού που θα τα καθιστούσε οικονομικά ενδιαφέροντα υπερβαίνει κατά πολύ πάνω το 150%.

The present M. Sc thesis aims to investigate some alternative management scenarios of the aquatic flows produced in a typical residence. More specifically, 5 groups of ideal dwellings are examined : a) a detached residence with garden and a connection to the sewerage (11 scenarios), b) a detached residence with garden – without a connection to the sewerage (8 scenarios), c) a detached residence without garden – occupying a connection to the sewerage (5 scenarios), d) a flat in a block of flats with garden and a connection to the sewerage (4 scenarios) and e) a flat in a block of flats with garden – without a connection to the sewerage (5 scenarios). The basis on which the design of the water management scenarios was conducted, was, first of all, the reduction of water consumption and secondly, the reuse and recycling of some domestic aquatic flows. Especially, referring to the reuse, the aquatic flows examined were the rainwater, the greywater and the mixed wastewater of a typical residence. The water management scenarios are presented in detail, including a complete description of the prerequisite technology followed by data regarding its cost, extracted after extensive market research. Each one of the 5 groups of water management scenarios is evaluated on the basis of a) the quantities of the domestic aquatic flows, produced after the scenario implementation and b) economic criteria regarding the total cost of the scenario performance (acquisition cost, functional and maintenance cost, cost of water supply and sewerage). These economic criteria are analysed regarding i) the present situation (current prices), ii) the possibility of an increase in the water price (0% -150%) and iii) the possibility of granting a state subsidy to each detached residence of block of flats. Generally, the evaluation of all water management scenarios targets towards the revelation of the optimal solution for each type of dwelling. The overall consideration of the investigation procedure of the alternative water management scenarios leads to the conclusion that the most profitable and preferable scenarios are those that suggest the implementation of water efficient devices in the residence. Moreover, these scenarios lead to medium to low water conservation and to medium loading of the sewerage system. However, apart from these scenarios, the investigation showed some other – different for each type of dwelling - that could be interesting and smart choices for the household. Especially, referring to a detached residence with garden and a connection to the sewerage, a good choice that saves money and water, is the scenario that suggests water efficient devices and the reuse of greywater for garden watering. This particular scenario is more inexpensive than the zero scenario in case of a 5% increase in the water price or a 300 € state subsidy. The implementation of any other scenario in this type of dwelling - and especially scenarios achieving high percentages of water conservation and low loading of the sewerage system – are viable only in case of very high increase of the water price (> 80%) or generous state subsidies (> 7,000 €). In addition, regarding the group of scenarios for a detached dwelling with garden – without a connection to the sewerage system, it is concluded that the best scenario in this case is the one that proposes water efficient devices in combination with the treatment of mixed wastewater. However, the scenario that suggests the implementation of water efficient devices and the reuse of greywater for garden watering achieves lower water consumption and can be implemented regarding a potential and realistic 20% increase in the water price as well as a 800 € state subsidy for each household. In the case of a detached dwelling without garden – with a connection to the sewerage, the only economically interesting scenarios are those which suggest the use of water efficient devices. A potential increase in the water price or the amount of the state subsidy that would induce householders to implement some other water management scenarios of this group, far exceeds 150% and 10,000 € / household respectively. Furthermore, in the case of a block of flats with garden and a connection to the sewerage system, all the suggested water management scenarios tend to increase the annual household (“aquatic”) expenses compared to the ones of the zero scenario. The most interesting scenario is the one that suggests the use of water efficient devices. Another scenario that could be selected if there was granted a 9,000 € state subsidy per block, is the one that proposes the use of rainwater for garden watering. Finally, as far as it regards a block of flats with garden – without a connection to the sewerage system, all the suggested scenarios are more expensive than the zero one, except from the one that suggests the use of water efficient devices. The selection of this particular scenario is considered as good because its performance leads to a considerable – compared to the other scenarios of the group - decrease in domestic water consumption. The implementation of any other scenario of this group demands a state subsidy of more than 20,000 € per block or an increase in the water price that far exceeds 150%.