На протяжении многих лет различные компании, занимающиеся очисткой сточных вод, испробовали сотни методов переработки осадка, но в настоящее время наблюдается тенденция доминирования анаэробного сбраживания (AD) над сжиганием мусора. С 2010 по 2015 годы количество заводов анаэробного сбраживания для переработки осадка в Великобритании выросло на 12 %. За тот же период эти 159 предприятий произвели на 25 % больше энергии*. Это можно объяснить, главным образом, повышением эффективности процесса переработки сточных вод. Данный сектор известен своей приверженностью к инновациям и часто устанавливает стандарты эффективности работы для всей отрасли анаэробного сбраживания.
Многие предприятия, уже много лет занимающиеся очисткой сточных вод, сегодня изучают возможность модернизации своего оборудования, переключаясь с производства электроэнергии на биометан. Это позволяет им рассчитывать на преимущества RHI – государственной программы финансовой поддержки развития возобновляемых источников тепловой энергии, особенно с учётом положительного результата прошлогодних дебатов в правительстве по этой теме. Тем не менее, мелкие улучшения технологии также важны для повышения выработки энергии в секторе, а модернизация существующего предприятия – идеальная возможность для компании повысить общую эффективность, максимизировать производство энергии и уменьшить выброс парниковых газов.
Теплообменники позволяют повысить эффективность
Одним из самых простых способов повышения эффективности является использование рекуперации тепла. Лучшее решение для этого – теплообменники, обладающие существенно меньшей тепловой нагрузкой, чем емкости с нагревательной рубашкой (в некоторых системах до 50 %). Фактически, грамотно спроектированная система на базе теплообменников может восстанавливать и повторно использовать до 40 % тепла, производимого заводом AD по переработке сточных вод. Но не все теплообменники одинаковы: один типоразмер нельзя использовать для всех задач. Отрасль анаэробного сбраживания охватывает множество различных секторов, обрабатывающих различные исходные материалы (от пищевых и фермерских отходов до жидких побочных продуктов). Наиболее популярная линейка теплообменников среди предприятий AD по переработке сточных вод – это DTI серия от HRS, представляющая собой теплообменники типа «труба в трубе». Внутренняя труба со спиральной накаткой гарантирует улучшенные характеристики теплопередачи и превосходной уровень устойчивости к загрязнению стенки трубы, что позволяет уменьшить частоту обслуживания. Кроме того, конструкция типа «труба в трубе» может работать с жидкостями, содержащими частицы, без засорения и закупорки труб, что делает её идеальным решением для AD-установок переработки сточных вод.
Куда же можно направить полученную путём рекуперации ценную энергию на заводе по переработке сточных вод? Типичный завод по очистке сточных вод мощностью 1,5 МВт производит ежегодно до 40 тыс. тонн жидкого дигестата. Этот продукт создаёт значительные экономические и логистические проблемы, связанные с его хранением и транспортировкой. Поэтому многие операторы используют избыточное тепло для улучшения систем обработки дигестата. В конце концов, если его не концентрировать, объёмы и степень густоты дигестата могут быстро стать самым слабым и дорогостоящим местом в работе завода.
Концентрированный дигестат более прост в обращении
Использование избыточного тепла для выпаривания воды из дигестата и увеличения его концентрации поможет снизить общий объём дигестата на целых 80 %, что значительно снижает связанные с ним расходы на хранение и транспортировку. Грамотно спроектированная система, такая как система концентрации дигестата (DCS) от компании HRS, обеспечивает сохранность ценных питательных веществ в дигестате, в то время как полученный пар конденсируется и возвращается на вход технологического процесса AD, уменьшая потребление энергии и воды на заводе. После концентрирования содержание сухого твёрдого вещества в дигестате может составлять до 20 % (зачастую, в четыре раза больше), что делает транспортировку и обращение с ним намного проще и дешевле.
Повышение эффективности заводов по очистке сточных вод для многих водохозяйственных компаний Великобритании означает возможность увеличить окупаемость инвестиций (ROI). В результате их сервис становится более доступным и устойчивым; это особенно важно, учитывая тот факт, что водная промышленность использует около 3 % всей электроэнергии, производимой в Великобритании. Среди заказчиков и пользователей оборудования HRS уже присутствуют такие региональные компании, как Southern Water, Severn Trent Water, Welsh Water, Yorkshire Water, Anglian Water, Northumbrian Water, Wessex Water и Thames Water. После недавней публикации доклада Ofwat Water 2020, призывающего к интенсификации промышленного рынка переработки осадка из сточных вод, создаётся реальное ощущение, что в ближайшие годы партнёрские отношения между предприятиями водоснабжения и фирмами, разрабатывающими новые технологии переработки, будут только укрепляться.
* Отчет о состоянии рынка анаэробного сбраживания от ADBA, июль 2016 г.
