Энергия серых вод
…
1. Рекуперация серых стоков
Серая вода
Серые стоки – это вода, загрязненная жиром и моющими веществами и не содержащая фекалии и мочу (вода из умывальников, ванн, душа и т.п.). Серую воду из ванн можно после очистки использовать в качестве технической (белой) воды для спускания туалетов, писсуаров, а также для поливки.
• Классификация серых стоков:
- неразделенные серые стоки,
- серые воды из кухонь и посудомоечных машин,
- серые воды из стиральных машин,
- серые воды из умывальников, душа и т.п.,
- остальные серые воды.
В зависимости от степени и типа загрязненности выделяют воду, более пригодную к рециклированию (вода из душа, умывальников) и менее пригодную к рециклированию (вода из кухонь и посудомоечных машин).
В последнее годы на практике часто реализуется система сертификации объектов с точки зрения их влияния на окружающую среду. Объекты подвергаются сертификации по одной из систем сертификации, чаще всего по системе LEED (Leadership in Energy and Enviromental Design) и BREAM (Bulding Research Establishment Assessment Method). Все эти системы мотивируют проектировщиков к тому, чтобы в области водного хозяйства и электропотребления объектов применялись технические решения, регулирующие потребление энергии и отведение сточных вод из объектов - water cycle management.
Повторное использование серых стоков является одним из способов снижения потребления питьевой воды и уменьшения количества сбрасываемой воды.
ОПИСАНИЕ
Сооружения для очистки серых стоков предназначены для очистки сточных вод, которые не содержат фекалии и мочу, т.е. вода из кухонь, душа, умывальников. Эта технология применяет аэробно-биологические процессы и оснащена мембранной технологией, которая избавляет очищенную воду от большинства вирусов и бактерий. Очищенная вода по своим качествам подобна дождевой воде и пригодна, например, для спускания туалета и поливки.
ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ
Сточные воды через фильтр для механических загрязнений попадают в уравнительный резервуар, который служит для усреднения стока. Оттуда вода при помощи насоса вода перекачивается в зону реакции, где происходит биологическая очистка воды. Там же расположен мембранный модуль, в нижней части которого установлена аэрационная система, которая служит для перекачивания кислорода в зону активации, а также для очистки мембран.
Над мембранным модулем расположен насос, который под давлением перегоняет воду через фильтрационные мембраны, а затем уже очищенную воду в акумуляционный резервуар для чистой воды. Оттуда, вода автоматически, под напором, перекачивается в систему распределения воды. За насосной станцией размещается мембранная напорная емкость. И в самом конце располагается УФ лампа для обеззараживания воды. Все резервуары оснащены сигнализаторами аварийного уровня и возможностью дополнения питьевой водой в случае аварии.
КАК ИСПОЛЬЗОВАТЬ СЕРЫЕ СТОКИ?
Один ЭЖ производит около 55-100 л серых стоков в день.Повторное использование серых стоков позволит сэкономить около 50 % суточного потребления питьевой воды.
МОДЕЛЬНЫЙ РЯД ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ AS – GRAY WATER
Очистные сооружения AS – Gray WATER обеспечивают:
- Предварительную механическую очистку воды,
- Сбор воды,
- Биологическую очистку и фильтрацию,
- Перекачку воды в систему распределения,
- Дополнение системы питьевой водой в случае недостатка серых стоков.
Рис. 1 Технологическая схема очистки серых стоков
Легенда:
1. мелкое сито
2. дозирование NaOH
3. перекачивание серых стоков в реактор
4. подвод питьевой воды
5. мембранный модуль
6. воздуходувка
7. насос для пермеата
8. погружной насос ATS
9. мембранная напорная емкость
10. УФ лампа
11. уравнительный резервуар для серых стоков
12. зона реакции
13. резервуар для сбора очищенной воды
А. серые стоки
В. пермеат
С. очищенная вода для потребления
D. питьевая вода
Зачем использовать серые стоки?
- Постоянный рост цен на питьевую воду
- Ограниченные источники качественной питьевой воды
- Использование серых стоков для спускания туалетов, поливки огородов.
- Положительное влияние на оценку объектов по системе LEED, BREAM и т.п.
2. ЭНЕРГИЯ СЕРЫХ СТОКОВ
Следующим важным аспектом использования серых стоков является их огромный энергетический потенциал. Серые воды являются относительно чистыми и содержат в себе больше тепла, чем в других водах. Тем самым на теплоообменниках не осаждается большое количество загрязнений.
Температура серых стоков зависит от многих факторов, таких как посещаемость объектов, количество рабочих смен и т.п. Поэтому необходима индивидуальная оценка каждого объекта. Экономичность выше в случаях производства большого количества сточных вод и там, где отводится вода с высшей температурой. Рециклирование тепла из серых стоков является одним из способов снижения расходов на подогрев ТХВ (теплой хозяйственной воды) или для отопления объектов.
Расход энергии для отопления теплой хозяйственной воды, которая составляет большую часть серых стоков, составляет, на сегодняшний день, около 25% всех расходов на энергию в объектах и 25-75% в домашних хозяйствах (причем, чем выше качество дома, например пассивный, или биодом, тем выше расходы на тепло для подогрева теплых хозяйственных вод), которые инвестируются для подогрева теплой хозяйственной воды.
Применяемые методы
Отбор тепла из сточных вод могут проводиться локально или централизованно. Выбор метода зависит от потока сточной воды. Для домашних хозяйств выгодно использовать метод локальной рекуперации тепла, в зависимости от актуального расхода. У больших объектов, сточную воду можно накапливать, использовать необходимое тепло, а потом выпускать воду в канализацию или в очистное сооружение.
Места для отбора энергии сточных вод в объекте
- Локально
Рис. 2 возможно подключение локальной системы подогрева воды для непосредственного потребления
- Централизованно
Рис. 3 Возможно присоединение центральной системы к системе аккумуляции очистки серых стоков
Легенда:
1. мелкое сито
2. дозирование NaOH
3. перекачивание серых стоков в реактор
4. подвод питьевой воды
5. мембранный модуль
6. воздуходувка
7. насос для пермеата
8. погружной насос ATS
9. мембранная напорная емкость
10. УФ лампа
11. уравнительный резервуар для серых стоков
12. зона реакции
13. резервуар для сбора очищенной воды
14. резервуар для хранения теплой хозяйственной воды
15. теплообменник
А. серые стоки
В. пермеат
С. очищенная вода для потребления
D. питьевая вода
Е. теплая хозяйственная вода
При помощи теплообменника, размещенного в уравнительном резервуаре (рис.3), мы можем получить необходимое тепло либо для прямого нагрева хозяйственной воды, либо при помощи теплового насоса нагреть это тепло до такой температуры, чтобы оно могло нагреть хозяйственную воду до необходимой температуры (55°C), а также могло бы служить в качестве источника отопления до температуры 65°C. Нагрев до более высоких температур с точки зрения отопительного фактора теплового насоса является экономически невыгодным.
С экономической точки зрения, наибольший эфффект достигается при использовании систем с одновременным использование дождевых и серых стоков в объектах с большим потенциалом потребления белой воды. Различные комбинации следует рассматривать с учетом местных условий и стоимости приобретаемой воды.
Окончание
Одним из современных требований к строительству новых объектов является их влияние на окружающую среду. Это означает, что необходимо ответственно и экономично управлять энергетическими и водными ресурсами так, чтобы минимизировать их потребление. Одним из решений является использование сточных вод.
Локальные системы взятия сбросного тепла пригодны, например, для коттеджей, с небольшим потоком воды. Инвестиции на локальные системы также на много ниже, чем на централизованные системы, благодаря простой конструкции используемых теплообменников.
Централизованные системы стоят намного дороже, однако температуры, которые могут быть достигнуты, намного выше.
Наибольшее количество тепловой энергии можно получить не только из очистных сооружений, но и в гостиницах, школах, ресторанах, административных зданиях, СПА центрах, бассейнах, санаториях и больницах, а затем повторно использовать ее для собственных нужд, снизив тем самым эксплуатационные расходы.
Резервуары и теплообменники проектируются при помощи компьютерного моделирования, прежде всего для снижения инвестиционных расходов при высокой эффективности системы.