Энергетическая эффективность сточных вод

Существование человеческой цивилизации неотъемлемо связано с использованием горячей воды в бытовых целях. Тепло, затрачиваемое на водоподогрев в системах горячего водоснабжения, отводится вместе со сточными водами в систему канализации и утрачивается безвозвратно. Таким образом, можно заключить, что издержки жизнедеятельности человека в виде сточных вод могут стать источником потенциальной теплоты.

Энергетическая эффективность сточных достаточно велика и при соответствующей инженерной готовности может быть внедрена во множество проектов.

На сегодняшний день существует ряд успешно реализованных примеров использования энергетического потенциала сточных вод в целях теплоснабжения:

1. В г. Пермь, при канализационной насосной станции РНС-3 «Гайва» силами института МНИИЭКО ТЭК и «Перьмводоканал» успешно внедрена технология отвода тепла неочищенных канализационных вод с применением теплового насоса для целей теплоснабжения здания РНС. В г. Зеленоград на районной тепловой станции (РТС) №3 установлено автоматизированное теплонасосное оборудование мощностью в 2000 кВт. Данное оборудование аккумулирует теплоту неочищенных сточных вод близлежащей КНС и подогревает исходную воду перед котлами РТС для дальнейшей транспортировки в систему горячего водоснабжения
2. прилегающего микрорайона. Установка демонстрирует успешную работу в течение последних 13 лет.

Дальнейшее рассмотрение системы использования тепловой энергии сточных вод следует производить в рамках общей технологии канализации сточных вод.

Сточные воды хозяйственно-бытового и техногенного происхождения в условиях городской застройки проходят несколько этапов. По мере образования в зданиях и сооружениях, они направляются в общий выпуск и далее поступают в городскую канализацию. Система подземных самотечных трубопроводов подает сточные воды в канализационные насосные станции, где они посредством насосов по напорным трубопроводам подаются на очистные сооружения. По окончании обработки на очистных канализационных сооружениях воды сбрасываются в природные водоемы или на естественный рельеф [1, 38].

Использование теплоты сточных вод может быть приведено в исполнение на любом этапе, но энергоэффективная величина определяется такими факторами, как температура и расход сточных вод. Мощность утилизационных установок может быть разной и напрямую определяется спросом на тепловую энергию. Так, на канализационных очистных сооружениях (ОС), характеризующихся большим тепловым потенциалом, спрос определяется потребностью в тепловой энергии самих очистных сооружений. Причиной этого является удаленность ОС от иных потребителей и дорогостоящее строительство и проектирование теплофикационных сетей, способных транспортировать тепловую энергию. Большей привлекательностью пользуются канализационные насосные станции, располагаемые в пределах жилой среды. При соответствующих станциях возможно строительство тепловых пунктов горячего водоснабжения, функционирующих за счёт утилизации теплоты сточных вод.

Главной сдерживающей причиной, препятствующей повсеместному распространению соответствующей технологии, является различная принадлежность к департаментам систем канализации и теплоснабжения, несуществование единого управленческого механизма и способа определения экономической выгоды от введния технологии [2, 26].

Данная проблема отсутствует, если использование теплоты осуществляется непосредственно у зданий и сооружений, экономический эффект оценивается снижением эксплуатационных затрат на обслуживание здания.

Единично рассматривается возможность использования тепла сточных вод малых зданий и сооружений, оснащенных локальными очистными сооружениями.

Таблица 1

Сегодня наибольшую перспективность демонстрируют следующие отрасли применения технологии утилизации сточных вод:

1. Теплоэнергетическое оборудование для внутриквартальных и индивидуальных домов мощностью от 1 до 3 кВт;
2. Придомовое оборудование для многоэтажных домов мощностью от 100 до 300 кВт;
3. Оборудование на станциях для городских и поселковых микрорайонов мощностью от 400 до 6000 кВт;
4. Теплоутилизаторы, совмещённые с местными очистными сооружениями для индивидуальных домов и коттеджей тепловой мощностью от 10 до 15 кВт;
5. Теплооборудование для учреждений водоканала — все объекты технологической цепочки канализации сточных вод; тепловая мощность — в зависимости от тепловой нагрузки потребителя.

Примерные параметры использования тепловой энергии сточных вод представлены в таблице 1.

В завершении вышесказанного следует отметить, что рациональное использование теплоты сточных вод способно решить целый ряд задач: энергоэффективность, защита окружающей среды, снижение эксплуатационных затрат и т.д. Вследствие этого данная технология должна стать предметом изучения инженеров-проектировщиков, предпринимателей и прочих компетентных людей различного уровня.

Список использованной литературы

1. Яковлев С.В., Карелин Я.А. Водоотведение и очистка сточных вод. Учебник для вузов - М.: Стройиздат, 1996. – 592 с.;
2. СП 32.13330.2012. Канализация. Наружные сети и сооружения. М. – 2012.

Ченский И.А., 2017