TLL Media | Инженеринг ревю | IndustryInfoBG | South-East European INDUSTRIAL Market | Български Технически Каталог | Енерджи Инфо БГ | ТД ИНСТАЛАЦИИ | Екология & Инфраструктура
 
 
 
TLL Media Българското специализирано техническо списание за енергетика
НАЧАЛО     ENGLISH
Търси
TLL Media
TLL Media
ИздателствотоЗа изданиетоАрхивАбонамент РекламаКонтактиПредстоящо
TLL Media
 

ЕНЕРГИЙНА ЕФЕКТИВНОСТ

Енерджи ревю » Сп. Енерджи ревю - брой 1, 2017, март
Пестене на енергия в ПСОВ

Бързата урбанизация и увеличаването на населението налагат необходимостта от качествени услуги по третиране на отпадъчните води. Очакваното по-голямо натоварване със замърсители на пречиствателните станции обуславя нуждата от изграждането на повече и усъвършенствани съоръжения, използващи съвременни технологии за обработка.

Това обаче неминуемо ще увеличи и потреблението на енергия в пречиствателните станции за отпадъчни води (ПСОВ), освен ако не се положат достатъчно усилия за оптимизиране на енергийната ефективност на инсталациите.

Резултатите от редица проучвания показват, че основният консуматор на енергия в пречиствателните станции е процесът на аериране на активната утайка. За осъществяването му се изразходват между 30 и 80% от общо потребяваната в ПСОВ електроенергия. Кондиционирането и обезводняването на утайки също изискват използването на значителни количества енергия.

Предварителното и първичното третиране не са толкова енергийно интензивни етапи, колкото вторичното третиране. За третичната обработка може да бъде използвана толкова енергия, колкото при вторичното третиране, но това се определя до голяма степен от вида и количеството на отстраняваните замърсители и желаното или изискваното от регулатора качество на пречистените води.

За да може енергийните разходи да бъдат редуцирани, е необходимо операторът на пречиствателната станция да е добре запознат със структурата на товарите и с тарифите на съответното електроразпределително дружество. По този начин постъпващите отпадъчни води могат да бъдат съхранени за определен период и пречистването им да бъде изместено в част от деня, в която няма пиково натоварване и цената на електроенергията е по-ниска.

В същото време трябва да бъде определена и базова линия за енергопотребление. Това може да се постигне с извършването на енергиен одит, който да покаже кои процеси изискват енергия и в какви количества е тя.

Следващата стъпка е внедряването на активни и пасивни мерки за енергийна ефективност. Пасивните мерки се дефинират като лесни за изпълнение дейности, докато за активните се налага автоматизация и оптимизация на процесите. Последният етап е отчитането, следенето и верификацията на енергопотреблението, благодарение на които операторът на ПСОВ може да заложи референтна стойност за консумираната енергия, да постави цели за бъдещи подобрения на енергийната ефективност и да определи ключови индикатори за резултатите от внедрените мерки.

Енергийната ефективност в системите за питейни и отпадъчни води обикновено се изразява в зависимост от дeбита на постъпващите в станциите води. Основна разлика между двата вида системи обаче е, че при ПСОВ делът на енергопотребление за аерация и за рециркулация на водите в системите, свързани с отстраняването на замърсители, е много по-голям. Битовите отпадъчни води са замърсени основно с органични и хранителни вещества (предимно азот и фосфор).

От това следва, че значителна част от консумацията на енергия в ПСОВ зависи от масовото натоварване, което, от своя страна, е свързано с обслужвания от станцията брой жители. Затова сравнението на енергийната ефективност на база натоварването се предпочита, тъй като по този начин се отчита съставът на отпадъчните води.

Общи мерки за повишаване на ЕЕ
Съществуват няколко възможности за пестене на енергия, които могат да бъдат приложени за пречиствателни станции както за отпадъчни, така и за питейни води. Сред тях са например подмяната на двигателите с енергийно ефективни такива и управлението на натоварванията на ОВК и осветителните системи.

В допълнение, повишаване на енергийната ефективност може да се постигне посредством внедряването или обновяването на съществуваща система за управление и събиране на данни SCADA, която да следи и контролира потреблението на енергия, въвеждане на мониторинг на нуждите от енергия, и когенерация.

Мерките за енергиен мениджмънт в пречиствателните станции за питейни води обикновено са свързани с помпите. Сред алтернативите за подобрение в това направление е употребата на двигатели с премийна ефективност и честотни задвижвания. Друга възможна мярка е оптимизирането с помощта на SCADA системи и използването на специализиран софтуер. Дори подходящата поддръжка и експлоатация на помпените системи може да спомогне за запазване на номиналната ефективност на двигателя, помпата и цялата помпена система.

Допълнителни възможности за енергиен мениджмънт с по-малка ефективност са управлението на системите за отопление и климатизация, както и монтирането на високоефективни осветителни тела. Осигуряването на енергийно ефективни баласти за флуоресцентните лампи и системите за ултравиолетова дезинфекция и предварително третиране също е мярка за редуциране на енергопотреблението.

Въпреки че не са директно обвързани с енергията, мониторингът и управлението на подаващите химикали съоръжения в пречиствателните станции също могат да допринесат за поддържане ефективността. Осигуряването на водохранилища пък ще позволи изпомпването в периоди с ниско търсене за електроенергийните дружества. Гравитационното разпределение на водата при пиково натоварване на електрическата мрежа също може да спомогне за получаване на стимули и намаляване на тарифата от страна на енергийните дружества.

Възможности за ПСОВ
Най-подходящите области за енергиен мениджмънт при третирането на отпадъчни води са аерацията и изпомпването. Това включва аерирането при биологично третиране и аеробно разлагане, както и препомпването на регенерирана и отпадъчна активна утайка. Освен това, енергийни спестявания могат да бъдат реализирани при помпените станции за входящите и изходящите потоци отпадъчни води. Както и при пречиствателните станции за питейни води, използването на високоефективни двигатели и честотни задвижвания е често прилагана мярка за подобряване на енергийната ефективност в ПСОВ.

Мониторингът и управлението на разтворения кислород са от ключово значение за енергийната ефективност. Поради преоразмерено оборудване, неефективни процеси или липса на управление, количеството подаван въздух към басейните за аерация обикновено е много по-голямо от необходимото за смесване и поддържане на биологичната активност. Освен че този излишък от въздух представлява загуба на енергия, силно аерираните отпадъчни води могат да доведат до проблеми, свързани с образуването на утайка и унасянето на твърди частици с потока.

Преминаването от аерация с големи мехурчета към система, осигуряваща фини такива, може да понижи разходите за енергия при този процес най-малко с 25%. Контролирането на системата за аерация изисква инсталирането на разположени на уместно разстояние един от друг датчици за разтворен кислород и подходящо оразмерени въздуходувки.

Видът на въздуходувката – обемна, центробежна с променлива скорост или едноскоростна центробежна, управлявана чрез лопатки, вентили или честотно задвижване, също следва да бъде оценен за конкретното приложение. Оптимизирането на помпите и въздуходувките също трябва да бъде взето под внимание. От изключителна важност е операторът да знае кои помпи и въздуходувки да използва в определени периоди.

Често прилаган подход е и разполагането на повече дифузори на входа на басейна за аерация, където органичното натоварване е най-високо. Дифузорите по продължение на басейна се поставят на по-големи разстояния един от друг. По този начин аерацията отговаря в по-голяма степен на потребността от разтворен кислород, предоставяйки повече въздух в началото на басейна и по-малко в края му, където съотношението между хранителни вещества и микроорганизми е ниско.

Друга възможност за пестене на енергия е прилагането на периодична аерация, включваща намаляването на броя часове, през които системата работи, или редуциране на капацитета й. Този метод изисква временното спиране на въздушния поток към определена зона за аерация или цикличното подаване на въздух от една зона в друга. Дължината на цикъла може да бъде управлявана спрямо концентрацията на разтворен кислород или да е ограничена времево. Когато се използва концентрацията на разтворен кислород, въздушният поток трябва да бъде прекъснат при зададена висока стойност и да бъде възстановен при по-ниско ниво.

Количеството кислород, необходимо за поддържане на биологичните процеси в басейните за аерация, е пропорционално на товарите от органични вещества и амоняк в постъпващите в пречиствателната станция отпадъчни води. Това означава, че потребността от кислород следва денонощна структура, включваща пад през нощта и пикове сутрин и вечер.

Периодичното изпускане на богати на амоняк потоци от обезводняването на утайки в басейна за аерация също може да доведе до драстично нарастване на нуждата от кислород, а разреждането с дъждовни води – до намаляване. В допълнение на вариращата потребност от кислород в самите отпадъчни води, ефективността на пренос на кислород в басейна се изменя в зависимост от променящите се температури на въздуха и водите, концентрацията на твърди и повърхностно активни вещества и др. Затова автоматизираното управление на разтворен кислород може да доведе до реализирането на съществени енергийни спестявания.

Изравнителните басейни също могат да бъдат използвани за редуциране на енергийните разходи. Това може да се осъществи чрез изместване на третирането към периоди с ниско търсене на енергия. Следва да се проучи и определи ефективността на помпите и въздуходувките, за да може най-ефективната система да бъде натоварвана в оптималното време.

Друга добра възможност за управление на енергопотреблението в ПСОВ предоставят процесите по отстраняване на твърдите вещества от отпадъчните води. Използването на съоръжения, които могат да обезводнят утайките по-ефективно, може значително да намали разходите за третирането им. Също така, вече са разработени редица системи за оползотворяване на утайките като гориво за когенерация или за намаляване на пикови натоварвания.

Метанът, генериран при анаеробното разлагане на утайките, също може да бъде използван за когенерация или за отопление с цел пестене на енергия в ПСОВ. С факелното изгаряне на излишъка от газ след загряването на утайките обикновено се губи метан, който може да бъде оползотворен за производство на електрическа енергия. Когато обаче той не се използва за генериране на електроенергия или отопление, факелното изгаряне на излишния газ намалява емисиите на парникови газове в атмосферата.



Етикети:   отпадъчни води   пречиствателни станции за отпадъчни води   ПСОВ   енергийна ефективност   аерация   препомпване  

« Назад
BPVA
Екология и Инфраструктура
 
TLL Media
WebDesignBG            © 2017 TLL Media        Начало   |   Права за ползване   |   XML    
TLL Media
TLL Media