Утилизация тепла хозяйственно бытовых стоков

Значительным тепловым потенциалом располагает хозяйственно-бытовые стоки в коммунальном хозяйстве, используя их можно значительно снизить себестоимость тепловой энергии. Для отопления зданий канализационных насосных станций городов РФ, многие из которых расположены на значительном удалении от населенных и тепловых пунктов, используется либо централизованное, либо электрическое отопление. Электрическое отопление крайне непривлекательно с экономической точки зрения. Централизованное дешевле, но требует больших затрат на прокладку, ремонт и обслуживание теплотрасс большой протяженности. А между тем, на канализационных насосных станциях (КНС) есть источник практически неисчерпаемой дешевой тепловой энергии. Это тепло канализационных стоков. В результате длительных наблюдений и замеров, которые проводились на РНС-3 «Гайва» МП «Пермводоканал», было выявлено, что температура хозяйственно-бытовых канализационных стоков непостоянна, колеблется в пределах 18−22С, в зависимости от времени года, суток.

Эта тепловая энергия, заключенная в канализационных стоках, на данный момент никак не используется. Новые технологии с применением тепловых насосов дают возможность утилизировать низко-потенциальное тепло стоков и использовать его для отопления зданий КНС. Как показывают расчеты, коэффициент преобразования теплового насоса при температуре стоков 18−22С составляет 5−6, т. е., на 1 кВт/ч затрачиваемой электрической энергии получается 5−6 кВт/ч полезной утилизированной тепловой энергии. При сложившихся на рынке ценах на тепловую и электрическую энергию стоимость тепла, выработанного тепловым насосом, в указанных пределах коэффициента трансформации будет в 2,6 раза ниже стоимости централизованного отопления, в 5−6 раз ниже стоимости электрического.

В целях снижения затрат на теплоснабжение, была разработана технология утилизации низко-потенциального тепла неочищенных сточных вод, с применением теплового насоса, которая позволяет использовать бросовое тепло канализационных стоков для отопления КНС. Разработка проекта и внедрение данной технологии была осуществлена институтом МНИИЭКО ТЭК совместно с МП «Пермводоканал», пусконаладочные работы осуществили и произвели производители теплового насоса — ООО «Теплонасос» (г. Новосибирск).

Осенью 2000 года на РНС-3 «Гайва» была смонтирована и пущена в эксплуатацию указанная технология. В течение отопительного сезона 2000;2001 года проводились испытания и получены хорошие результаты. Потребности в отоплении и горячем водоснабжении насосной станции были удовлетворены полностью. В сравнении с электроотоплением себестоимость 1 Гкал тепла снизилось в 4,6 раза. Срок окупаемости проекта составил 1 год. Опытная установка успешно проработала два отопительного сезона.

В МП «Пермводоканал"на сегодняшний день насчитывается более 30 канализационных насосных станций, которые ежегодно перекачивают 150 млн. м. куб. стоков. С этими стоками сбрасывается в природу огромное количество тепла, которое приводит к тепловому загрязнению атмосферы. При утилизации сбросного тепла, хотя бы при отборе от хозбытовых стоков 7−10С, что сегодня технически возможно, можно сэкономить около 1 млн. Гкал тепловой энергии, так необходимой предприятию.

Кроме того, большие затраты тепловой энергии тратится на отопление станций очистки хозбытовых стоков. Очищенные хозбытовые стоки с температурой до 20С сбрасываются в гидрогеографическую сеть. Утилизация низко-потенциального тепла очищенных хозбытовых стоков с применением тепловых насосов позволит получить дешевую экологически чистую энергию. Нами разработана технология утилизации низко-потенциального тепла хозбытовых стоков для отопления и горячего водоснабжения станций очистки хозбытовых стоков, которые сегодня внедряются в г. Кунгуре Пермской области. В последнее время МП «Кунгуртеплоэнерго» проведено энергетическое обследование системы теплоснабжения г. Кунгура, обследовано более 150 жилых домов, большинство объектов соцкультбыта, определен потенциал экономии топливно-энергетических ресурсов, разработаны энергосберегающие проекты и разработана программа теплосбережения города, где уделено серьезное внимание использованию низко-потенциального тепла хозяйственно-бытовых стоков и вторичных энергетических ресурсов.

Мы считаем, что для повышения эффективности использования топливно-энергетических ресурсов, их экономии, снижения издержек на перекачку стоков, необходимо использовать новые, более дешевые источники теплоснабжения объектов. Для утилизации низко-потенциального тепла канализационных стоков предлагается внедрить новые технологии отопления с применением тепловых насосов. Кроме того, имеются потенциальные возможности отбора тепла тепловыми насосами не только очищенных хозяйственно-бытовых стоков, но и от водопроводной воды.