Research Article
BibTex RIS Cite

The Feasibility of On-site Greywater Treatment for Non-Potable Reuse in Multi-Storey Buildings: A Case of Urban Transformation Project in Istanbul

Year 2021, Volume: 23 Issue: 67, 81 - 91, 15.01.2021
https://doi.org/10.21205/deufmd.2021236707

Abstract

In today's world, where water scarcity is one of the most important issues, the reuse of wastewater is seen as the key to solve the problem. The most proper solution is to collect greywater, which has relatively low pollution, separately before entering the sewer system. The greywater collected from kitchens and bathrooms can be served to the individual users and it can be used as flush water after being treated in a common treatment plant. In the model building studied in this paper, the toilets of the apartments on the same floor were located close to the vertical shift, so that the length of the pipes for additional infrastructure required for the collection of wastewater was minimal. The reuse of the treated water was also possible when greywater lines were added to the existing lines. In the study, capital and operation and maintenance costs of these infrastructures and treatment plant to be constructed are presented. The treatment alternatives that had been comparatively evaluated were rotating biodisc, membrane bioreactor, and nanofiltration systems. To conclude, it was found feasible to use greywater especially in multi-block and/or high-rise buildings with 160 or more apartments, at the same time it is concluded that the treatment technology with the highest benefit-cost ratio is the nanofiltration system.

References

  • [1] Jefferson, B., Palmer, A., Jeffrey, P., Stuetz, R. and Judd, S., 2004. Grey water characterisation and its impact on the selection and operation of technologies for urban reuse. Water science and technology, 50(2), pp.157-164. https://doi.org/10.2166/wst.2004.0113
  • [2] Jamrah, A., Al‐Omari, A., Al‐Qasem, L. and Ghani, N.A., 2006. Assessment of availability and characteristics of greywater in Amman. Water international, 31(2), pp.210-220. https://doi.org/10.1080/02508060.2006.9709671
  • [3] Ottoson, J. and Stenström, T.A., 2003. Faecal contamination of greywater and associated microbial risks. Water research, 37(3), pp.645-655. https://doi.org/10.1016/S0043-1354(02)00352-4
  • [4] Winward, G.P., Avery, L.M., Frazer-Williams, R., Pidou, M., Jeffrey, P., Stephenson, T. and Jefferson, B., 2008. A study of the microbial quality of grey water and an evaluation of treatment technologies for reuse. Ecological engineering, 32(2), pp.187-197. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2007.11.001
  • [5] Friedler, E., Kovalio, R. and Galil, N.I., 2005. On-site greywater treatment and reuse in multi-storey buildings. Water science and technology, 51(10), pp.187-194. https://doi.org/10.2166/wst.2005.0366
  • [6] Nolde, E., 2000. Greywater reuse systems for toilet flushing in multi-storey buildings–over ten years experience in Berlin. Urban water, 1(4), pp.275-284. https://doi.org/10.1016/S1462-0758(00)00023-6
  • [7] Jabornig, S., 2014. Overview and feasibility of advanced grey water treatment systems for single households. Urban Water Journal, 11(5), pp.361-369. https://doi.org/10.1080/1573062X.2013.783086
  • [8] Fountoulakis, M.S., Markakis, N., Petousi, I. and Manios, T., 2016. Single house on-site grey water treatment using a submerged membrane bioreactor for toilet flushing. Science of the total environment, 551, pp.706-711. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.02.057
  • [9] Lesjean, B. and Gnirss, R., 2006. Grey water treatment with a membrane bioreactor operated at low SRT and low HRT. Desalination, 199(1-3), pp.432-434. https://doi.org/10.1016/j.desal.2006.03.204
  • [10] Pidou, M., Avery, L., Stephenson, T., Jeffrey, P., Parsons, S.A., Liu, S., Memon, F.A. and Jefferson, B., 2008. Chemical solutions for greywater recycling. Chemosphere, 71(1), pp.147-155. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2007.10.046
  • [11] Li, F., Wichmann, K. and Otterpohl, R., 2009. Review of the technological approaches for grey water treatment and reuses. Science of the total environment, 407(11), pp.3439-3449. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2009.02.004
  • [12] Humeau, P., Hourlier, F., Bulteau, G., Masse, A., Jaouen, P., Gerente, C., Faur, C. and Le Cloirec, P., 2011. Estimated costs of implementation of membrane processes for on-site greywater recycling. Water Science and Technology, 63(12), pp.2949-2956. https://doi.org/10.2166/wst.2011.617
  • [13] Maeda, M., Nakada, K., Kawamoto, K. and Ikeda, M., 1996. Area-wide use of reclaimed water in Tokyo, Japan. Water Science and Technology, 33(10-11), pp.51-57. https://doi.org/10.1016/0273-1223(96)00406-4
  • [14] Anadolu Ajansı, 2019. https://www.aa.com.tr/tr/turkiye/turkiyede-hanehalkinin-yuzde-65i-cekirdek-aile/1473095, (Erişim Tarihi: 14.09.2019).
  • [15] Friedler, E. and Hadari, M., 2006. Economic feasibility of on-site greywater reuse in multi-storey buildings. Desalination, 190(1-3), pp.221-234. https://doi.org/10.1016/j.desal.2005.10.007
  • [16] Mutlu, B.K., Cantoni, B., Turolla, A., Antonelli, M., Hsu-Kim, H. and Wiesner, M.R., 2018. Application of nanofiltration for Rare Earth Elements recovery from coal fly ash leachate: Performance and cost evaluation. Chemical Engineering Journal, 349, pp.309-317. https://doi.org/10.1016/j.cej.2018.05.080
  • [17] Alibaba Inc, 2019. https://www.alibaba.com/product-detail/840L-Liquid-Chlorine-Cylinder-with-Low_60705181153.html?spm=a2700.7724838.2017115.27.557143b3aL0BDL&s=p, (Erişim Tarihi: 14.09.2019).
  • [18] Davies, W.J., Le, M.S. and Heath, C.R., 1998. Intensified activated sludge process with submerged membrane microfiltration. Water Science and Technology, 38(4-5), pp.421-428. https://doi.org/10.1016/S0273-1223(98)00541-1
  • [19] Pickering, K.D. and Wiesner, M.R., 1993. Cost model for low-pressure membrane filtration. Journal of Environmental Engineering, 119(5), pp.772-797. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9372(1993)119:5(772)
  • [20] İSKİ, 2019. https://www.iski.istanbul/web/tr-TR/musteri-hizmetleri/su-birim-fiyatlari, (Erişim Tarihi: 14.09.2019).
  • [21] Emlak Sayfası, 2019. https://www.emlaksayfasi.com.tr/bolge-raporlari/fikirtepe-konut-fiyatlari-metrekarede-10-bin-tl-yi-asti-h39009.html, (Erişim Tarihi: 14.09.2019).

Çok Katlı Binalarda Gri Suyun Yerinde Arıtılması ile Yeniden Kullanılmasının Fizibilitesi: İstanbul’da Bir Kentsel Dönüşüm Projesi Örneği

Year 2021, Volume: 23 Issue: 67, 81 - 91, 15.01.2021
https://doi.org/10.21205/deufmd.2021236707

Abstract

Su kıtlığının en önemli konulardan biri olduğu günümüz dünyasında atıksuyun yeniden kullanılması sorunu çözmenin anahtarı olarak görülmektedir. En uygun yöntem ise nispeten düşük kirliliğe sahip olan gri suyu, kanalizasyon sistemine dahil olmadan toplayabilmektir. Mutfak ve banyolardan toplanan gri su, ortak bir arıtma tesisinde arıtıldıktan sonra sifonlarda kullanılmak üzere bireysel kullanıcılara sunulabilir. Bu çalışmada kullanılan bina modelinde aynı katta yer alan dairelerin tuvaletleri dikey eksende birbirlerine yakın bir şekilde konumlandırılmıştır. Böylece atıksuların toplanması için gerekli altyapı borularının uzunluğu en az seviyede tutulabilmiştir. Arıtılmış suyun yeniden kullanılması, mevcut hatlara gri su hatlarının ilavesi ile mümkün olacaktır. Çalışmada, yüksek binalarda inşa edilecek ilave hatların ve kurulacak arıtma tesislerinin ilk yatırım ile işletme ve bakım maliyetleri hesaplanarak sunulmuştur. Arıtma teknolojisi seçenekleri olarak döner biyodisk, membran biyoreaktör ve nanofiltrasyon sistemleri karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Özellikle 160 ve daha fazla daireye sahip çok bloklu veya yüksek katlı binalarda gri suyun kullanımı fizıbıl bulunmakla beraber, en yüksek fayda-maliyet oranına sahip arıtma teknolojisinin nanofiltrasyon sistemi olduğu sonucuna varılmıştır.

References

  • [1] Jefferson, B., Palmer, A., Jeffrey, P., Stuetz, R. and Judd, S., 2004. Grey water characterisation and its impact on the selection and operation of technologies for urban reuse. Water science and technology, 50(2), pp.157-164. https://doi.org/10.2166/wst.2004.0113
  • [2] Jamrah, A., Al‐Omari, A., Al‐Qasem, L. and Ghani, N.A., 2006. Assessment of availability and characteristics of greywater in Amman. Water international, 31(2), pp.210-220. https://doi.org/10.1080/02508060.2006.9709671
  • [3] Ottoson, J. and Stenström, T.A., 2003. Faecal contamination of greywater and associated microbial risks. Water research, 37(3), pp.645-655. https://doi.org/10.1016/S0043-1354(02)00352-4
  • [4] Winward, G.P., Avery, L.M., Frazer-Williams, R., Pidou, M., Jeffrey, P., Stephenson, T. and Jefferson, B., 2008. A study of the microbial quality of grey water and an evaluation of treatment technologies for reuse. Ecological engineering, 32(2), pp.187-197. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2007.11.001
  • [5] Friedler, E., Kovalio, R. and Galil, N.I., 2005. On-site greywater treatment and reuse in multi-storey buildings. Water science and technology, 51(10), pp.187-194. https://doi.org/10.2166/wst.2005.0366
  • [6] Nolde, E., 2000. Greywater reuse systems for toilet flushing in multi-storey buildings–over ten years experience in Berlin. Urban water, 1(4), pp.275-284. https://doi.org/10.1016/S1462-0758(00)00023-6
  • [7] Jabornig, S., 2014. Overview and feasibility of advanced grey water treatment systems for single households. Urban Water Journal, 11(5), pp.361-369. https://doi.org/10.1080/1573062X.2013.783086
  • [8] Fountoulakis, M.S., Markakis, N., Petousi, I. and Manios, T., 2016. Single house on-site grey water treatment using a submerged membrane bioreactor for toilet flushing. Science of the total environment, 551, pp.706-711. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.02.057
  • [9] Lesjean, B. and Gnirss, R., 2006. Grey water treatment with a membrane bioreactor operated at low SRT and low HRT. Desalination, 199(1-3), pp.432-434. https://doi.org/10.1016/j.desal.2006.03.204
  • [10] Pidou, M., Avery, L., Stephenson, T., Jeffrey, P., Parsons, S.A., Liu, S., Memon, F.A. and Jefferson, B., 2008. Chemical solutions for greywater recycling. Chemosphere, 71(1), pp.147-155. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2007.10.046
  • [11] Li, F., Wichmann, K. and Otterpohl, R., 2009. Review of the technological approaches for grey water treatment and reuses. Science of the total environment, 407(11), pp.3439-3449. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2009.02.004
  • [12] Humeau, P., Hourlier, F., Bulteau, G., Masse, A., Jaouen, P., Gerente, C., Faur, C. and Le Cloirec, P., 2011. Estimated costs of implementation of membrane processes for on-site greywater recycling. Water Science and Technology, 63(12), pp.2949-2956. https://doi.org/10.2166/wst.2011.617
  • [13] Maeda, M., Nakada, K., Kawamoto, K. and Ikeda, M., 1996. Area-wide use of reclaimed water in Tokyo, Japan. Water Science and Technology, 33(10-11), pp.51-57. https://doi.org/10.1016/0273-1223(96)00406-4
  • [14] Anadolu Ajansı, 2019. https://www.aa.com.tr/tr/turkiye/turkiyede-hanehalkinin-yuzde-65i-cekirdek-aile/1473095, (Erişim Tarihi: 14.09.2019).
  • [15] Friedler, E. and Hadari, M., 2006. Economic feasibility of on-site greywater reuse in multi-storey buildings. Desalination, 190(1-3), pp.221-234. https://doi.org/10.1016/j.desal.2005.10.007
  • [16] Mutlu, B.K., Cantoni, B., Turolla, A., Antonelli, M., Hsu-Kim, H. and Wiesner, M.R., 2018. Application of nanofiltration for Rare Earth Elements recovery from coal fly ash leachate: Performance and cost evaluation. Chemical Engineering Journal, 349, pp.309-317. https://doi.org/10.1016/j.cej.2018.05.080
  • [17] Alibaba Inc, 2019. https://www.alibaba.com/product-detail/840L-Liquid-Chlorine-Cylinder-with-Low_60705181153.html?spm=a2700.7724838.2017115.27.557143b3aL0BDL&s=p, (Erişim Tarihi: 14.09.2019).
  • [18] Davies, W.J., Le, M.S. and Heath, C.R., 1998. Intensified activated sludge process with submerged membrane microfiltration. Water Science and Technology, 38(4-5), pp.421-428. https://doi.org/10.1016/S0273-1223(98)00541-1
  • [19] Pickering, K.D. and Wiesner, M.R., 1993. Cost model for low-pressure membrane filtration. Journal of Environmental Engineering, 119(5), pp.772-797. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9372(1993)119:5(772)
  • [20] İSKİ, 2019. https://www.iski.istanbul/web/tr-TR/musteri-hizmetleri/su-birim-fiyatlari, (Erişim Tarihi: 14.09.2019).
  • [21] Emlak Sayfası, 2019. https://www.emlaksayfasi.com.tr/bolge-raporlari/fikirtepe-konut-fiyatlari-metrekarede-10-bin-tl-yi-asti-h39009.html, (Erişim Tarihi: 14.09.2019).
There are 21 citations in total.

Details

Primary Language Turkish
Subjects Engineering
Journal Section Research Article
Authors

Börte Köse Mutlu 0000-0001-9747-5499

Publication Date January 15, 2021
Published in Issue Year 2021 Volume: 23 Issue: 67

Cite

APA Köse Mutlu, B. (2021). Çok Katlı Binalarda Gri Suyun Yerinde Arıtılması ile Yeniden Kullanılmasının Fizibilitesi: İstanbul’da Bir Kentsel Dönüşüm Projesi Örneği. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen Ve Mühendislik Dergisi, 23(67), 81-91. https://doi.org/10.21205/deufmd.2021236707
AMA Köse Mutlu B. Çok Katlı Binalarda Gri Suyun Yerinde Arıtılması ile Yeniden Kullanılmasının Fizibilitesi: İstanbul’da Bir Kentsel Dönüşüm Projesi Örneği. DEUFMD. January 2021;23(67):81-91. doi:10.21205/deufmd.2021236707
Chicago Köse Mutlu, Börte. “Çok Katlı Binalarda Gri Suyun Yerinde Arıtılması Ile Yeniden Kullanılmasının Fizibilitesi: İstanbul’da Bir Kentsel Dönüşüm Projesi Örneği”. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen Ve Mühendislik Dergisi 23, no. 67 (January 2021): 81-91. https://doi.org/10.21205/deufmd.2021236707.
EndNote Köse Mutlu B (January 1, 2021) Çok Katlı Binalarda Gri Suyun Yerinde Arıtılması ile Yeniden Kullanılmasının Fizibilitesi: İstanbul’da Bir Kentsel Dönüşüm Projesi Örneği. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi 23 67 81–91.
IEEE B. Köse Mutlu, “Çok Katlı Binalarda Gri Suyun Yerinde Arıtılması ile Yeniden Kullanılmasının Fizibilitesi: İstanbul’da Bir Kentsel Dönüşüm Projesi Örneği”, DEUFMD, vol. 23, no. 67, pp. 81–91, 2021, doi: 10.21205/deufmd.2021236707.
ISNAD Köse Mutlu, Börte. “Çok Katlı Binalarda Gri Suyun Yerinde Arıtılması Ile Yeniden Kullanılmasının Fizibilitesi: İstanbul’da Bir Kentsel Dönüşüm Projesi Örneği”. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi 23/67 (January 2021), 81-91. https://doi.org/10.21205/deufmd.2021236707.
JAMA Köse Mutlu B. Çok Katlı Binalarda Gri Suyun Yerinde Arıtılması ile Yeniden Kullanılmasının Fizibilitesi: İstanbul’da Bir Kentsel Dönüşüm Projesi Örneği. DEUFMD. 2021;23:81–91.
MLA Köse Mutlu, Börte. “Çok Katlı Binalarda Gri Suyun Yerinde Arıtılması Ile Yeniden Kullanılmasının Fizibilitesi: İstanbul’da Bir Kentsel Dönüşüm Projesi Örneği”. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen Ve Mühendislik Dergisi, vol. 23, no. 67, 2021, pp. 81-91, doi:10.21205/deufmd.2021236707.
Vancouver Köse Mutlu B. Çok Katlı Binalarda Gri Suyun Yerinde Arıtılması ile Yeniden Kullanılmasının Fizibilitesi: İstanbul’da Bir Kentsel Dönüşüm Projesi Örneği. DEUFMD. 2021;23(67):81-9.

Cited By

Binalarda Enerji Verimliliğinde Son Gelişmeler: Türkiye Örneği
Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji
https://doi.org/10.29109/gujsc.1293759

Dokuz Eylül Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Dekanlığı Tınaztepe Yerleşkesi, Adatepe Mah. Doğuş Cad. No: 207-I / 35390 Buca-İZMİR.