Thesis (MSc. (Geography and Environmental Science)) -- University of Limpopo, 2015. / Fresh water is a finite and vulnerable resource, essential to sustain life, development and the environment. Growth in population and economic activities have contributed to water scarcity, which is a frequent challenge in rural and township communities in South Africa. This study aimed at investigating onsite greywater reuse as a water conservation method in Lepelle-Nkumpi local municipality, Limpopo province. The study described the socio-economic characteristics, assessed the accessibility and availability of water supply, and ascertained the coping mechanisms for water scarcity as well as the perceptions and reuse of greywater. Four percent respondents each were selected from two settlements, namely, Mashite village and Lebowakgomo township (Zone F). Mashite village had a population size of 5314 people (1231 households) and Lebowakgomo Zone F had 5903 people and (1924 households). A systematic random sampling method was used to select the required households from the two settlements. Both open and close ended questionnaires were used. A Geographical Positioning System was also used to collect the absolute location of available taps in the study area. Data collected were analysed using SPSS version-22 and Arc GIS 10.1. The study found out that the socio-economic characteristics of importance on onsite greywater reuse included highest qualification, household size and employment status, but they varied in these two areas. In Mashite village the majority of the respondents went to secondary school (59%) as compared to Lebowakgomo Zone F where the majority (72%) attained tertiary qualification. Household size mean in Mashite is 6.18 as compared to Lebowakgomo Zone F (2.77). Sixty four percent of respondents in Mashite village were unemployed, whereas in Lebowakgomo 69% were employed. Water usage in the two areas differed; in Mashite village where they use less water (250 to 840 litres) as compared to Lebowakgomo Zone F, where more water is used (5900 to 8001 litres). In Mashite village, 87% of the respondents could not access water due to inaccessibility of taps and unavailability of water as compared to Lebowakgomo zone F (100%). It was also found that the Mashite community sometimes go for a period of two to three months without tap water whereas in Lebowakgomo water was comparatively regular. As a result both communities resorted to rainwater harvesting and greywater reuse. Seventy six percent (76%) of respondents in Mashite village and 30% of the respondents in ii Lebowakgomo Zone F harvested rainwater as a coping mechanism of water scarcity. Perceptions of greywater reuse were higher (76%) in Lebowakgomo Zone F compared to Mashite village (49%). A higher percentage of Mashite village respondents (98%) reuse greywater compared to Lebowakgomo Zone F respondents (59%). Both areas use greywater as water conservation method. These results reinforce the potential of domestic greywater reuse as an alternative for freshwater requirement. Greywater reuse as a water conservation method especially in villages can be used to alleviate the extent of water scarcity. / National Research Foundation (NRF)

The concept of reusing wastewater in buildings has recently become more important. This is due to change in climatic conditions and reduction of the yield of water resources. Greywater can broadly be defined as not extremely polluted wastewater coming from basins, showers, baths, kitchen sinks and washing machines. The concept based on the use of alternative rate sources wouldn't need same strict parameters as drinking water. Dissertation engage in collecting greywater from basins, showers and wash machines separately from the other more polluted domestic wastewater at the dorms, the laundry machines, the hotels, detached houses, the swimming pools, the office buildings and other buildings. The research showed that membrane filtration meets all needed parameters of water quality and can be used in house systems where we use cleansed white water to flush toilets, watering garden or grass areas. There is still a lack of experience and documentation for such system of operation in our country. Systems of use of greywater in selected objects are detaily solved in my dissertation directed at system proposal.

This diploma thesis presents the knowledge of wastewater reuse. The theoretical part of the thesis describes types of wastewater (greywater, brownwater, and yellow-water) and their characteristics. Further, the theoretical part describes the possibilities of re-use of wastewater as a source of water in detail, including treatment technology, and the heat recuperation from wastewater. The practical part of the thesis uses gained knowledge for designing a greywater treatment and heat recovery technology of grey water in an apartment complex.

This diploma thesis presents reader with current knowledge in the field of gray wastewater reuse. The theoretical part describes the current state of water in the world, thus characterizes wastewater and describes its treatment. Further, this section describes the possibility of obtaining thermal energy from wastewater. At the end of the theoretical part, the reader is presented with some existing buildings in the Czech Republic that use the wastewater re-use technology system. In the following practical part, all the knowledge from the theoretical part are applied for a concrete project of construction of a graywater re-use technology system in the area of Vlněna in Brno city.

Diploma thesis deals with design of sanitary and gas instalation in hotel building. It is hotel with four floors and basement. Theteoretical part is focused on grey water treatment systems and possibility of their use in the building. The Computational part and project includes design of sanitary and stormwater sewer, water supply system, gas installations a their service pipes to current utility lines.

Greywater is waste water from washbasins, showers, baths, kitchen sinks, dishwashers and washing machines. This can be treated to gain so-called white water, which can for example be used for flushing toilets and urinals, watering greenery or for cleaning. The subject of this diploma thesis is to state the possibilities for utilisation of greywater. In the first part of this thesis, research will be elaborated on the given topic. In the following chapters, I would like to state examples of the possibilities for utilisation of greywater. The practical part should consist of design of a system for treatment of greywater in a specific building.

Gründächer können zur Verbesserung des thermischen Milieus in Stadtgebieten beitragen, wobei der Kühleffekt durch Evapotranspiration ein wichtiger Teilaspekt ist. Die Nutzung dieser Verdunstungsleistung in längeren Trocken- und Hitzeperioden ist bei geringschichtigen Begrünungsformen bedingt durch limitiertes Retentionsvermögens stark eingeschränkt. Eine Anpassung des Schichtaufbaus hin zu größeren Aufbauhöhen sowie eine ergänzende Bewässerung können diesem Umstand entgegenwirken. Die Verwendung von Trinkwasser für die Bewässerung ist dabei jedoch weder nachhaltig noch ökonomisch sinnvoll. Ziel des durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) geförderten Projektes (Laufzeit 24 Monate) Projektes ist zu untersuchen, ob sich die prognostizierten bzw. unter unterschiedlichen Versuchsbedingungen in vorangegangenen Forschungsprojekten sektoral und für Extensivbegrünungen nachgewiesenen Effekte für eine einfache Intensivbegrünung in einer typischen, gebauten Dachbegrünungssituation unter realen klimatischen Bedingungen durch eine Bewässerung mit aufbereitetem Grauwasser verstetigen und optimieren lassen. Hierfür wird in Langzeitversuchen eine einfache Intensivdachbegrünung unter realen Einbau-, unterschiedlichen Betriebsbedingungen und dem Einfluss wechselnder hydraulischer Belastungen untersucht. Mit dem Einsatz von vorbehandeltem Grauwasser als nachhaltige Bewässerungsoption wird darüber hinaus die durch den Stoffeintrag bedingte Einflussnahme auf die Leistungsfähigkeit des Bodenkörpers beschrieben. Die Ergebnisse sollen in der Zusammenschau Auskunft über den Umfang der Auswirkung von Bewässerung auf das Retentionsvermögen, das Evapotranspirationspotential und die Bauklimatik sowie das Erscheinungsbild von Gründächern mit einfacher Intensivbegrünung geben. Für die prognostizierte Entwicklung der klimatischen Gegebenheiten in Städten will das Projekt Ansätze zum Erhalt der Vitalität und dem optimierten Beitrag zu Stadtklima und Urbanhydrologie von Gründächern entwickeln. Die Besonderheit des Forschungsansatzes liegt in der Untersuchung und Auswertung aller Teilaspekte in einer Anlage, welche die Identifikation von Synergien und Divergenzen zwischen den genannten Potentialen und Einflussfaktoren ermöglicht. Untersuchungsgegenstand sind 21 je 3,5 m² großen Forschungsfelder, die in eine 240 m² große Einfache Intensivdachbegrünung eines Daches im Botanischen Garten der TU Dresden integriert wurden. Die Forschungsfelder sind mit zwei unterschiedlichen Staudenmischungen bepflanzt und in drei Regimen (maximal feucht, mittel, minimal feucht), orientiert am Wasserhaltevermögen des Substrates, mit aufbereitetem Grauwasser bewässert. Der Zustand und die Entwicklung der Vegetation wird in den Forschungsfeldern im zweiwöchentlichen Turnus erfasst und dokumentiert. Zur Erfassung des zulaufenden Wassers, der Wassergehalte im Dachsubstrat sowie des Überlaufs sind die Forschungsfelder mit Sensoren ausgestattet. Zusätzlich werden die Temperaturen an der Dachhaut, in verschiedenen Niveaus des Gründachaufbaus und des Pflanzenbestandes erfasst. Eine Klimastation stellt Informationen zu Niederschlag und verdunstungsrelevanten atmosphärischen Messgrößen bereit, ein Infrarotsensor erfasst Wärmeströme der Pflanzung auf dem Dach. Die Wasserqualität im Zulauf und Ablauf des Daches sowie im Substrat werden regelmäßig sowie ereignisbezogen beprobt. Das Messsystem wurde durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert. Dem Bericht liegt im wesentlichen die Auswertung der Messergebnisse der Vegetationsperiode 2022 zu Grunde. Die Ergebnisse des hinsichtlich des Witterungsverlaufs sehr trockenen und heißen Jahres zeigen deutlich, dass die Vitalität und Ästhetik Einfacher Intensivdachbegrünungen im Vergleich zu den geringer bzw. nicht bewässerten Referenzfeldern verbessert werden kann, je kontinuierlicher das Wasserdargebot im Bereich der maximalen Feldkapazität gehalten wird. In der Auswertung wurde jedoch auch deutlich, dass keine Linearität zwischen Vitalität und Bewässerungsmenge besteht, sondern mit der medialen Bewässerung Bewertungen erzielt werden konnten, welche z.T. nur leicht hinter der maximalen Bewässerung zurücklagen. Selbst in Feldern mit minimalem Bewässerungsregime kann im Vergleich zu Flächen mit trockenheitsverträglichen Arten ganzjährig noch ein zufriedenstellendes Erscheinungsbild und eine sommerliche Blütenbildung erreicht werden. Mit den erhöhten Bewässerungsmengen kann darüber hinaus artspezifisch die Wuchshöhe, respektive das potentiell verdunstende Vegetationsvolumen gesteigert werden. Nachteilige Auswirkungen auf das Erscheinungsbild der Vegetation durch die Bewässerung mit vorgefiltertem Grauwasser konnten bis zur Vegetationsperiode 2022 nicht festgestellt werden. Dachbegrünungen können ein wichtiger Baustein eines urbanen Wasserhaushalts sein, der an natürliche Verhältnisse angenähert ist. Dabei steigert Bewässerung die Verdunstungskomponente deutlich und gleicht die geringe Speicherfähigkeit des Dachsubstrats aus. Kontinuierlich anfallendes Grauwasser eignet sich für die Bewässerung und die Bewässerungsmengen können im Hinblick auf eine maximale Verdunstungsleistung optimiert werden. Durch die durchschnittlich höhere Wasserspeicherung des Substrats in Folge der Bewässerung, kann aber bei Regen weniger Wasser zurückgehalten werden und es kommt zu höheren Abflussspitzen und -volumen. Eine Optimierung, die Regenrückhalt und Verdunstungssteigerung berücksichtigt, muss also zwischen diesen beiden Zielen ausgleichen. Die Stoffumsatzprozesse und Aufkonzentrierung bewirken hohe Nitrat und organische Stoffgehalte im Abflusswasser aus Dachbegrünungen, die für eine Wiederverwendung oder Einleitung in Gewässer oder Boden berücksichtigt werden sollten. Gründächer werden aktuell vornehmlich als extensive Konstruktionen, d.h. in dünnschichtiger Bauweise mit trockenheitsresistenter Bepflanzung und ohne Bewässerung realisiert. Die bauklimatischen Untersuchungen zeigen, dass eine erhebliche Kühlwirkung von Gründachkonstruktionen nur dann vorhanden ist, wenn eine geeignete Bewässerung umgesetzt wird. Der Hauptanteil der Kühlwirkung kann auf die deutlich erhöhte Wärmespeicherfähigkeit zurückgeführt werden, welche im vorliegenden Projekt mit der medialen Bewässerung schon fast die maximale Wirkung zeigt. Die Maximalbewässerung bringt im Vergleich dazu nur noch einen marginalen Effekt. Der Kühleffekt aus der Verdunstung von den Blattoberflächen (Evapotranspiration) steht einem strahlungseintrags- und abstrahlungsvermindernden Effekt des Blätterdachs gegenüber und ist betragsmäßig weit unter dem Effekt der Speicherfähigkeit angeordnet. Dennoch ist das vitale Blätterdach auch für die Erhaltung des gespeicherten Wassers im Substrat zuträglich, weil es die direkte Verdunstung aus dem Substrat reduziert. Die Ergebnisse der Mikroklimamessungen leisten einen wichtigen Beitrag zum Erkenntnisgewinn hinsichtlich der Wirkung einer kontrollierten Bewässerung auf die thermischen Verhältnisse auf einem Gründach. Die Installation einer ortsfesten Dauererfassung der räumlich verteilten Oberflächen-temperatur des Gründachs hat sich als entscheidende Datenquelle für den Erkenntnisgewinn erwiesen. Die Mikroklimauntersuchungen auf dem Gründach zeigen einen klaren Zusammenhang von unterschiedlich intensiver Bewässerung und der daraus resultierenden Grünvolumendichte mit der Verteilung der Gründachtemperatur. Je nach Bewässerungsintensität treten an einem sonnigen Sommertag Temperaturunterschiede von 1,5 °C im Mittel und bis 10 °C im Maximum auf. Im Vergleich zum unbewässerten Bereich reduziert sich die Temperatur auf dem Gründach bis zu 5,2 °C im Mittel und um bis zu 28 °C im Maximum. Die größten Tempertaturunterschiede ergeben sich zwischen Feldern mit mittlerer und geringer Bewässerung. Hohe Wasserzugaben führen nicht zwangsläufig zu einer linearen Absenkung der Gründachtemperatur. Der Gebäudeschatten wirkt sich ebenso reduzierend auf Temperatur und Verdunstung und damit günstig auf das Pflanzenwachstum aus. Dies sollte bei der Planung von Gründächern beachtet werden. In der Querschnittsbetrachtung ist festzustellen, dass die Bewässerung positive Auswirkungen auf die Vegetationsentwicklung, die Verdunstungsleistung und Kühlungswirkung von Dachbegrünungen hat. Dem gegenüber stehen eine verringerte Retentionsleistung und ein erhöhter Stoffaustrag in Folge erhöhter Abflüsse bei Regenereignissen. Eine optimierte Bewässerung sollte entsprechend diese Systemleistungen gegeneinander abwägen und priorisieren.

Det här projektet redogör för olika behandlingstekniker för gråvatten och för tillämpningar för olika ändamål inom återanvändning. Syftet är att föreslå en lämplig processdesign för behandling av gråvatten i stadsmiljö, på Loudden, Norra Djurgårdsstaden (NDS). Undersökningen grundar sig på relevant litteratur och på fyra demo-sites där gråvatten behandlas och återanvänds i olika tillämpningar. Gråvattendata samlades in och ett genomsnitt beräknades för att karakterisera gråvatteninflödet. Flödet från gråvattnet beräknades utifrån den dagliga vattenförbrukningen i Sverige om 140 liter/person/dag. Fyra behandlingsprocesser valdes ut. Behandlingsprocesserna kombinerades med förbehandling vilket är standard för att skydda efterföljande process steg. Två av dessa behandlingsprocesser modifierades eftersom de, var och en för sig, inte skulle vara tillräckliga för att minska föroreningar och säkra applikationen för slutanvändaren. De fyra processenheternas prestanda utvärderades utifrån två kriterier:  EU:s kvalitetskriterier  för  återvunnet  vatten  under  klass C samt driftsparametrar. En lista som rangordnar de viktigaste variablerna skapades för att sortera fram det bästa teknikvalet. En utvärderingsprocess visade på designernas lämplighet för den behandling som krävs. "Process Combination 1" valdes på grund av dess robusta prestanda och uppvisade inte några betydande nackdelar. Den består av ett fingaller, en submerged membrane bioreactor och ett kloreringssteg. Processdesignen  innehåller värmeåtervinning och tillämpningar  för  återanvändning  inom processindustri samt bevattning för planteringar inom området. De tekniska och ekonomiska beräkningarna baserades på det karakteriserade gråvattnet och den konstruerade flödet. Investeringskostnaden för den föreslagna processdesignen hamnar på 31 miljoner kronor. Den genererar en årlig inkomst på 5 miljoner kronor och kommer, enligt nuvärdesmetoden och med en ränta på 5 %, att vara fullt betald efter 9 år. / This project presents greywater (GW) treatment techniques and reuse applications for different purposes. The aim is to suggest a suitable process design for treating GW in the urban city environment, Loudden, Norra Djurgårdsstaden (NDS). The research studied relevant literature and four demo sites where GW is treated and reused in various applications. GW data were collected, and an average was used to emulate a GW inflow characteristic. The GW flow was constructed based on estimated daily water consumption in Sweden of approximately 140 liter/person/day. Four treatment process units were selected. The treatment processes units were combined with pre- treatment, a standard treatment to protect the system. Two of these treatment processes were modified because, individually, they would not be sufficient to reduce contaminants and secure the end-user application. The performance of the four process units was evaluated based on two criteria: EU quality criteria for reclaimed water under class C and operating parameters. A list ranking the most critical variables was created to sort out the best process unit. An evaluation process showed the suitability of the designs for the required treatment. "Process Combination 1" was chosen because of its robust performance and did not present any significant drawbacks. It consists of a fine screen, a submerged membrane bioreactor, and a chlorination step. A process design including heat recovery and reuse applications for irrigation of the plantation fiels in the area and process industry was established. The characterized inflow and constructed GW flow were then used for technical and economic calculations. The estimated investment cost for the proposed process design was approximately SEK 31 million. It generates an annual income of SEK 5 million and will, according to the Net Present Value method, with an interest rate of 5%, be fully paid after 9 years.

Dans les dernières décennies, la plupart des pays du monde ont connu une pénurie d'eau et l’augmentation du taux de consommation. Aujourd'hui, tous les pays dans le monde essayent de trouver des alternatives pour remédier à cette pénurie. Une solution consiste en la réutilisation des eaux grises (GW) pour l'irrigation après traitement. Les GW correspondent aux eaux usées générée dans une maison à l'exception de l'eau des toilettes. Les risques associés à la réutilisation de ces eaux est la présence de microorganismes pathogènes qui peuvent infecter les humains, les animaux et les plantes. Dans cette thèse centrée sur l'étude de la survie des représentants d'agents pathogènes, comme E. coli, P. aeruginosa, et le bactériophage MS2 qui sont trouvés dans les eaux grises. Il a été étudié l’effet de quelques facteurs physico-chimiques tels que; température (6 ± 2,23 ± 2 et 42 ± 2 ° C), la salinité (1,75 and 3.5% de NaCl), de l'oxygène (aérobie et anaérobie), des éléments nutritifs (milieu riche et de milieux pauvres), la lumière avec la photocatalyse (lampes UV et visible) et filtre à sable lent (sable du désert égyptien et le sable piscine). Une combinaison de la température, la lumière du soleil et de haute photocatlysis sont principalement responsables de la baisse rapide des bactéries et du coliphage MS2. Le filtre à sable lent a une influence nettement moindre sur la survie des bactéries dans les eaux grises, mais il est efficace pour diminuer la turbidité et de la DCO. / In recent decades, most countries of the world have experienced a shortage of water and increase its rate of consumption. Today, every country in the world are interested in this problem by trying to find alternatives to address this shortage. One solution is reuse greywater (GW) for irrigation after treatment. GW is all water generated from Household except toilet water. The risks associated with the reuse of these waters are the presence of pathogens that can infect humans, animals and plants. In this thesis focused on studying treatment by slow sand filtration and the survival of representatives of pathogens, such as E. Coli, P. aeruginosa , E. Faecalis and Bacteriophage MS2 which could be found in the greywater. The study factors was a physico-chemicals factors such as; temperature (6±2,23±2,42±2°c), salinity (1.75 and 3.5% Nacl), oxygen (aerobic and anaerobic condition), nutrient ( rich media , 50%: 50% salt and poor media ), light with photocatalysis ( UV and Visible lights) and slow sand filter (Egyptian desert sand and swimming pool sand). A combination of high temperature, sunlight and photocatlysis are mainly responsible for the rapid decline of bacteria and MS2 coliphage. Slow sand filter have clearly less influence on the survival of bacteria in the greywater, but it effective to decline turbidity and COD for short times.

Submitted by Verena Pereira (verenagoncalves@uefs.br) on 2018-07-16T21:36:33Z No. of bitstreams: 1 Disserta??o SILVA, 2018.pdf: 2779443 bytes, checksum: 40c836b0d66d471baa3bbcd33b9d4b10 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-16T21:36:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Disserta??o SILVA, 2018.pdf: 2779443 bytes, checksum: 40c836b0d66d471baa3bbcd33b9d4b10 (MD5) Previous issue date: 2018-03-01 / Treatment and reuse of gray water (GW) has been studied as an alternative for non-potable uses. The objective of this study was to evaluate the potential for reuse of treated gray water (TGW) in a high standard residence in Feira de Santana ? BA. The microbiological risk for TGW use was assessed via the methodology Quantitative Microbial Risk Assessment (QMRA); the potential for generating bad odors by means of pH, DO and ORP measurements; the color was measured directly; and the embodied energy using the methodology of Life Cicle Assessment LCA. The average microbiological risk of TWG was of the order of 10-5 DALY.pppa-1. The ACT also presented ow potential for generating bad odors. The measured color was on average 13.5HU, with a standard deviation of 10 uH. The system?s embodied energy found was 2.74 kWh/m? of TGW produced, lower than the local concessionaire numbers. The gray water (GW) is found to have great potential for less noble reuse purposes / O tratamento e o re?so de ?guas cinzas tem sido estudado como uma alternativa para usos n?o pot?veis. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de re?so de ?gua cinza tratada (ACT) em uma resid?ncia de alto padr?o em Feira de Santana ? BA. Analisou-se o risco microbiol?gico atrav?s da metodologia da Avalia??o Quantitativa de Risco Microbiol?gico (AQRM); o potencial de gera??o de maus odores por meio de pH, OD e ORP; a cor medida diretamente; e a energia incorporada usando a metodologia da An?lise do Ciclo de Vida (ACV). A m?dia do risco microbiol?gico da ACT foi da ordem de 10-5 DALY.pppa-1. A ACT tamb?m monstrou baixo potencial em gerar maus odores. A cor medida foi em m?dia 13,5 uH, com desvio padr?o de 10 uH. A intensidade energ?tica do sistema foi de 2,74 kWh/m? de ACT produzida, resultado inferior ao da concession?ria local. Conclui-se que a ?gua cinza (AC) possui grande potencial de re?so para fins menos nobres