+ 386 (01) 56 15 200 info@alpeng.si

Uporaba prečiščene komunalne vode na nekaterih KČN v Sloveniji

Uvod

Pitna voda je bila v preteklosti nekaj samoumevnega, nihče se ni spraševal v katere namene uporabljamo pitno vodo. Toda s spremljanjem dogajanja v svetu lahko ugotovimo, da je pitna voda pomembna sestavina življenja, ki jo imamo v omejenem obsegu. V Sloveniji, z nekaterimi izjemami, nimamo težav z zagotavljanjem pitne vode, vendar je potrebno pričeti pravočasno ukrepati in optimizirati porabo pitne vode. Eden od pomembnih porabnikov pitne vode je industrija, kjer se pospešeno uvajajo tehnologije, ki reciklirajo že uporabljeno vodo. Prav tako niso zanemarljive porabe vode na komunalnih čistilnih napravah za tehnološke potrebe.  V preteklosti se je za te namene v večini uporabljala pitna voda, v zadnjem času pa se na nekaterih novozgrajenih objektih uporablja prečiščena komunalna voda za tehnološke potrebe. Vendar pa je na tem področju potrebno storiti še veliko. 

Uporaba pitne vode za tehnološke potrebe na čistilnih napravah je zaradi okoljskih dejavnikov vse bolj neprimerna, prav tako ni zanemarljiv tudi finančni vidik. Cena pitna vode je vse višja, dodatno je cena pitne vode obremenjena z različnimi dajatvami. Zato se uporaba prečiščene komunalne vode za tehnološke potrebe na ČN vse bolj uveljavlja.

Poraba tehnološke vode za pranje na napravah ni zanemarljiva, saj posamezne naprave potrebujejo 1,0 l/s vode ali celo več. Tako je poraba tehnološke vode na čistilnih napravah velikosti 50.000 PE do 170 m3/d. Naprave, ki na komunalnih čistilnih napravah pri obratovanju potrebujejo vodo za čiščenje oz. pranje so: grobe in fine elektromotorne grablje, naprave za stiskanje in pranje ograbkov, naprave za pranje peska, naprave za sprejem gošč, naprave za strojno predzgoščanje blata, naprave za strojno zgoščanje blata, biofiltri za čiščenje zraka in druge.

Na čistilnih napravah se je za potrebe pranja uporablja v večini pitna voda. V zadnjem času pa se je zaradi ekoloških in finančnih razlogov za potrebe pranja na posameznih strojih vse bolj uporablja prečiščena komunalna odpadna voda.

V porastu pa je tudi uporaba prečiščene komunalne vode za ogrevanje objektov na čistilnih napravah. V svetu so v uporabi sistemi ogrevanja delov naselij, ki kot vir toplote uporabljajo odpadno vodo iz kanalizacijskega sistema. Trend uporabe toplote iz odpadne vode se je razširil z razvojem in širitvijo toplotnih črpalk voda-voda. Izziv pri uporabi odpadne vode za ogrevanje je izbira oz. izdelava ustreznega sistema toplotnih izmenjevalcev, ki zagotavljajo ustrezen prenos oz. prestop toplote na toplotne črpalke voda-voda.

Priprava prečiščene komunalne vode

Prečiščeno komunalno vodo je potrebno za uporabo ustrezno pripraviti. Običajno se prečiščena komunalna voda odvzema na iztočnem objektu oz. merilnem mestu iztoka in se s pomočjo potopnih črpalk ali gravitacijsko odvaja v ustrezno velike zalogovnike. Velikost zalogovnika se določi na osnovi vršnih pretokov porabe vode in na osnovi karakteristike iztoka iz čistilne naprave. Pri pretočnih čistilnih napravah in sekvenčnih napravah s štirimi bazeni, je iztok iz čistilne naprave neprekinjen, medtem ko je pri sekvenčnih napravah z dvema bazenoma iztok iz čistilne naprave prekinjen. To je potrebno upoštevati pri določanju velikosti rezervoarja za prečiščeno vodo.

Prečiščena komunalna voda ima na iztoku običajno do 35 mg/l neraztopljenih snovi v izjemnih primerih obratovanja lahko tudi več, zato je potrebno prečiščeno komunalno vodo pred nadaljnjo uporabo ustrezno dodatno očistiti. Za čiščenje se uporabljajo različni načini filtracije. Proizvajalci naprav, na katerih se za pranje uporablja prečiščena komunalna voda, običajno zahtevajo filtracijo med 100 in 300 µm, nekateri proizvajalci pa v naprave vgradijo posebne šobe, kjer se lahko uporablja prečiščena voda z večjimi delci, vendar je v tem primeru poraba vode večja. Za filtracijo se lahko uporabljajo različne izvedbe filtrov vendar je potrebno pri izbiri filtra upoštevati dejstvo, da so suspendirani delci, ki se izločajo na filtru lahko problematični za čiščenje. Zato je potrebno izbrati filtre s samodejnim čiščenjem filtrne površine ustrezne izvedbe. Za filtracijo se lahko uporabljajo nizko tlačni filtri (gravitacijske izvedbe), ki se običajno uporabljajo za dodatno čiščenje iztoka iz čistilnih naprav ali tlačni filtri s sistemom avtomatskega čiščenja filtrne površine s čistilnimi šobami ali ščetkami.

Primeri opreme za pripravo prečiščene komunalne vode

Oprema za filtracijo

V nadaljevanju navajamo nekaj primerov filtrnih naprav različnih izvedb in različnih proizvajalcev.

Nizkotlačni gravitacijski filtri

 

Tlačni filtri

Naprave za povišanje tlaka

Z napravami za povišanje tlaka prečiščeno komunalno vodo potiskamo v sistem razvodnih cevi do posameznih potrošnikov. Ker je sistem porabnikov prečiščene komunalne vode običajno majhen je potrebno skrbno izbrati velikost, pretok in območje delovanja naprave za povišanje tlaka. Zelo dobro je potrebno oceniti celotno karakteristiko porabnikov prečiščene vode od najmanjše porabe, do vršnih pretokov in visokih pretokov. Če sistem ne bo pravilno izbran bo sistem nervozen in bo tlak v sistemu zelo nihal, naprava za povišanje tlaka se bo prepogosto izklapljala in ponovno vklapljala, kar vpliva na življenjsko dobo naprave hkrati pa ne bo optimalnega učinka čiščenja naprav z prečiščeno komunalno vodo.

Uporaba prečiščene komunalne vode za pranje naprav

Prečiščena komunalna voda se na čistilnih napravah lahko uporablja na naslednjih napravah: grobe in fine elektromotorne grablje, naprave za stiskanje ograbkov, naprave za pranje ograbkov, naprave za pranje peska, naprave za sprejem gošč, naprave za strojno predzgoščanje blata (tračne preše, rotacijski sistemi za predzgoščanje blata, bobenski sistemi za predzgoščanje blata), naprave za strojno zgoščanje blata (centrifuge, tračne preše, komorne stiskalnice, vijačne stiskalnice), biofiltri za čiščenje zraka in druge.  

Uporaba prečiščene komunalne vode za ogrevanje objektov

Ustrezno pripravljeno prečiščeno komunalno vodo se lahko uporablja, kot vir toplote za ogrevanje objektov na čistilni napravi. Toplotne črpalke voda – voda izkoriščajo toplotno energijo prečiščene komunalne vode. Prečiščena komunalna voda ima v obdobju ogrevalne sezone temperaturo  med 8 in 12°C, medtem ko je temperatura prečiščene komunalne vode izven ogrevalne sezone do 20°C. Pri navedenih temperaturah je izkoristek toplotne črpalke zelo visok. Običajno s toplotno črpalko prečiščeni odpadni vodi odvzamemo toplotno energijo, tako da temperatura pade za 3 do 4°C.

Opis delovanja toplotne črpalke

Toplotna črpalka opravlja prenos toplote s pomočjo delovnega medija, ki prenaša toploto iz okolice v poljuben ogrevalni sistem s spremembo svojega agregatnega stanja. Hladiva (snovi z nizkimi temperaturami uparjanja) se uporabljajo v toplotnih črpalk kot delovno sredstvo, ki v uparjalniku pod vplivom toplote, ki je bila odvzeta iz okolice, prehajajo iz tekočega v plinasto stanje. V obliki plina nato hladivo potuje skozi kompresor, kjer se mu zviša tlak in dvigne temperatura zaradi vloženega mehanskega dela. Kompresorju je potrebno dovesti električno energijo, tekočina pa po izstopu iz kompresorja preide v kondenzator kjer odda toploto ogrevalnemu mediju. Hladivo se nato na račun zmanjšanja gostote začne ohlajati, saj je nastala ekspanzija. Krožni proces je sklenjen ko hladivo preide iz ekspanzijskega elementa ponovno v uparjalnik.

Shema delovanja toplotne črpalke

Opis delovanja razširjenega sistema toplotne črpalke

Pri uporabi prečiščene komunalne vode, kot vir toplote na toplotni črpalki, je potrebno sistem razširiti. Običajno se uporabi sekundarni krog prečiščene komunalne vode. Kot  smo omenili že v predhodnih opisih je potrebno prečiščeno komunalno vodo ustrezno pripraviti. Če ni konstantnega iztoka je potrebno vodo prečrpati v rezervoar, jo očistiti s filtri in nato s črpalkami črpati skozi sekundarni krog skozi toplotni izmenjevalec, kjer se oddaja toplota ogrevalnemu krogu toplotne črpalke.

Shema razširjenega sistema toplotne črpalke z uporabo prečiščene komunalne vode

Učinkovitost toplotne črpalke in celotnega razširjenega sistema

Učinkovitost toplotne črpalke (COP) se določi v skladu s standardom EN 14511 in je razmerje med grelno močjo in celotno dovedeno električno močjo naprave in deleže moči za prenos toplote znotraj naprave (električna moč za pogon kompresorja, moč za odmrznitev uparjalnika, regulacijske naprave, črpalke, ventilatorji, …). Učinkovitost toplotne črpalke (COP) kot naprave, je odvisna od vira toplote, temperaturnega režima in konstrukcije toplotne črpalke.

COP število same toplotne črpalke, se po podatkih proizvajalca (pri temperaturi odpadne vode med 8 in 12°C, ko poteka ogrevanje objektov) giblje med 3,5 in 4,5. V podanem COP ni upoštevano delovanje obtočnih črpalk primarnega in sekundarnega kroga ter sistema za pripravo očiščene odpadne vode.

Kljub visokemu izkoristku toplotne črpalke pa je pred odločitvijo za gradnjo, za vsak sistem potrebno preveriti smotrnost uporabe navedenega ogrevalnega sistema. Poleg porabe električne energije toplotne črpalke je potrebno upoštevati stroške porabe električne energije za pripravo prečiščene komunalne vode. Pri pripravi prečiščene komunalne vode nastajajo stroški črpanja prečiščene komunalne vode v rezervoar, stroški porabe električne energije pri filtraciji in stroški porabe električne energije črpanja skozi toplotni izmenjevalec in stroški vzdrževanja opreme.    

Poleg stroškov obratovanja, pa je potrebno pri oceni upoštevati tudi strošek investicije celotnega sistema.

V nadaljevanju navajamo nekaj primerov uporabe prečiščene komunalne vode na nekaterih KČN v Sloveniji

CČN Domžale-Kamnik

Uporaba prečiščene komunalne vode

Na CČN Domžale-Kamnik se prečiščena komunalna voda uporablja za pranje na tehnoloških napravah in za ogrevanje dela objektov. Del opreme za pripravo prečiščene tehnološke vode je skupen za oba sistema. Črpalka za črpanje prečiščene vode iz iztoka iz CČN, filtracija prečiščene vode in zalogovnik prečiščene vode se uporablja za oba sistema.

Uporaba prečiščene komunalne vode za pranje na napravah

Na CČN Domžale-Kamnik se prečiščena komunalna voda uporablja na naslednjih napravah: fine elektromotorne grablje, pralnik in kompaktor ograbkov, pranje kinete deževnega pretoka, fine elektromotorne grablje sprejema gošč, kompaktor sprejema gošč in sistem za pranje bazena za sprejem gošč.

V tabeli je prikazan poraba prečiščene komunalne vode na posameznih napravah

zaporedna oznaka hidromehanska oprema poraba vode (m3/h) zahtevan tlak (bar)
1 EscaMax, fine grablje 6,48 5 – 7
2 EscaMax, fine grablje 3,42 5 – 7
3 WAP 6SL, pralnik ograbkov 30,0 2 – 5
4 finih grablje in kompaktor sprejema gošč 3,60 5 – 7
5 razvodni sistem za pranje bazena za sprejem gošč 6,20 5 – 7
6 pralnik peska 8,00 5
7 toplotna postaja-za potrebe toplotnih črpalk 1) 60, 0 1
  Skupaj: 117,7  

1) poraba prečiščene komunalne vode za potrebe ogrevanja objekta

Oprema za pripravo prečiščene komunalne vode je izbrana za vršne pretoke 100 m3/h. V tej količini je zajeta prečiščena komunalna voda za potrebe ogrevanja objekta in za pranje naprav. Naprava za povečanje tlaka za dovod vode v sistem pranja naprav ima zmogljivost 5-35 m3/h, kar je vršni pretok porabnikov prečiščene vode. 

Uporaba prečiščene komunalne vode za ogrevanje objektov in pripravo tople vode za pranje

Priprava ogrevne vode se izvaja z dvema (v kasnejši fazi s tremi) kaskadno vezanima toplotnima črpalkama voda-voda, ki sta nameščeni v A-objektu. Kot osnovni vir toplote se uporablja prečiščena voda iz iztoka iz čistilne naprave. Temperatura odpadne vode v zimskem času se giblje med 8 in 12°C in predstavlja kvaliteten vir za nizkotemperaturne sisteme ogrevanja.


Slika 1: diagram povprečnih temperatur zraka in odpadne vode

Opis instaliranega sistema

Kot osnovni vir toplote se uporablja prečiščena voda iz iztoka iz čistilne naprave. Očiščena voda se iz iztočnega objekta s potopno črpalko prečrpava v A-objekt. Voda se najprej filtrira na nalivnem rotacijskem filtru s stopnjo filtracije 80 µm. Iz rezervoarjev tehnološke vode filtrirano vodo z obtočno črpalko prečrpavamo v grobi ploščni toplotni prenosnik izvedbe «free flow«, s 5 mm razmikom med ploščami. Ploščni toplotni izmenjevalec je zaradi kontakta z odpadno vodo izdelan iz nerjavnega materiala AISI316. Toplotni prenosnik odda toploto v ogrevalni sistem toplotne črpalke in izteče v obstoječo kineto pred peskolov.

Izvedeno je ogrevanje naslednjih objektov oz. tehnoloških sklopov:

  • vstopni objekt,
  • objekt za sprejem gošč,
  • priprava tople tehnološke vode za pranje
  • delavnica (v drugi fazi).

Toplotne izgube objektov

objekt toplotna moč primarnega kroga toplotna moč sekundarnega kroga
ogrevanje vstopni objekt 49,60 kW 49,60 kW
ogrevanje objekta za sprejem gošč ter ogrevanje A-objekta 25,20 kW 25,20 kW
ogrevanje delavnice 50,00 kW se vgradi kasneje
priprava tople tehnološke vode 30,00 kW 30,00 kW
skupaj 154,80 kW 104,8 kW

Predmet projekta je bila izvedba primarnega kroga, ki obsega celotno toplotno moč in izvedba sekundarnega kroga za toplotno moč, kot je prikazana v zgornji tabeli. Izvedba ogrevanja delavnice ni bil predmet tega projekta, pripravljen pa je odcep na razdelilcu/zbiralcu, za kasnejšo dograditev obtočnega seta in cevnih povezav ogrevalnega kroga.

Toplotni črpalki sta v toplotni postaji vezani v kaskado. Nameščeni sta toplotni črpalki proizvajalca Kronoterm, tip WPG-80-1 HTT s toplotno močjo 74,4kW (W10/W55). Vsaka je opremljena z dvema delovnima krogotokoma (dvostopenjsko prilagajanje moči glede na dejanske potrebe), ki ju po potrebi vklaplja regulacijski sistem z vremensko odvisnim prilagajanjem dejanskim potrebam objekta Termotronic 3000, nameščen v »master« toplotni črpalki.

Za ogrevanje tople tehnološke vode v vstopnem objektu prednostno skrbi en krogotok v »master« toplotni črpalki. Ko je volumen hranilnika tople tehnološke vode v vstopnem objektu (1000l) ogret na želeno temperaturo, se toplotni tok preko preklopnega ventila usmeri v sistem ogrevanja objektov.

Toplotni črpalki oskrbujeta objekte s toploto preko hranilnika toplote volumna 500l. Na razdelilcu/zbiralcu so izvedeni ločeni obtočni seti z vsemi potrebnimi regulacijskimi elementi za vstopni objekt in objekt za sprejem gošč ter slepa priključka za kasnejšo dograditev obtočnega seta ogrevalnega krogotoka delavnice.

Regulacijske naprave

Toplotni črpalki sta krmiljeni s sistemom regulacije Termotronic 3000, ki skrbi za funkcionalno obratovanje celotnega sklopa priprave tople tehnološke vode in ogrevanja objektov. Regulacijski sistem ogrevanja vstopnega objekta z toplozračnimi kaloriferji je izveden na osnovi merjenja temperature v prostoru in merjenjem temperature povratne vode. Na osnovi izmerjenih vrednosti avtomatika vključuje obtočno črpalko ter regulira pretok tople vode v toplozračne grelnike.

Regulacijski sistem ogrevanja objekta za sprejem gošč z radiatorji je z vgrajenimi termostatskimi ventili na radiatorjih, ki služijo tudi za izločanje grelnih elementov iz uporabe pri popravilu. Temelji na osnovi merjenja temperature v prostoru in merjenjem temperature povratne vode.

Ogrevala

Na podlagi izračuna toplotnih izgub so v vstopnem objektu nameščeni toplozračni kaloriferji z toplotnim izmenjevalcem voda/zrak na sistem tople vode 55/45 ̊C in z električnim ventilatorjem, ki potiska topel zrak v prostor. Toplotni izmenjevalec in ohišje kaloriferja so izdelani iz nerjavnega jekla AISI304. Toplozračni kalorifer je opremljen s sistemom za notranje ogrevanje zraka, s sistemom za dovod svežega zraka v obtok ter z vsemi potrebnimi elementi za montažo na steno.

Na podlagi izračuna so za ogrevanje objekta za sprejem gošč nameščeni aluminijasti radiatorji, opremljeni s termostatskimi ventili, privijali, odzračevalnimi pipicami ter elementi za pritrjevanje radiatorjev. Radiatorji so nameščeni ob zunanjih hladnih stenah in pod okni. Termostatske glave imajo možnost nastavitve zaščite proti zmrzovanju. Z nastavitvijo oziroma zapiranjem se lahko ločuje posamezne dele od ogrevanja. Radiatorji so nameščeni tudi v prostorih kjer je Ex področje, dovodni cevovod tople vode na prehodih skozi Ex in ne Ex prostor je opremljen z elementi za preprečevanje prehoda plina ob cevovodih.

Analiza porabe električne energije

Analiza porabe električne energije je bila izvedena za obdobje obratovanja ogrevalnega sistema v sezoni 2016/2017. V tabeli so podane povprečne priključne moči posamezne opreme, določene na osnovi obratovalnega režima naprav (ocena obratovalne frekvence glede na potrebne zmogljivosti v ogrevalnem obdobju).  Obratovale ure posameznih naprav so izračunane kot povprečne dnevne obratovalne ure, ki so jih naprave opravile v ogrevalni sezoni. Potopna črpalka očiščene vode in nalivni filter se uporabljata tudi za pripravo očiščene vode za pranje naprav zato se za potrebe ogrevanja upošteva le del, ki je bil porabljen za ogrevanje.   

porabnik moč (kW)
delovanje (h/dan) skupaj (kWh/dan)
potopna črpalka za dovod očiščene vode 4 7,5 (od 17,5)
30
nalivni filter 1,0 7,5 (od 17,5) 7,5
črpalka toplotnega izmenjevalca 1,5 8,5 12,5
toplotna črpalka 30 7,5 225
obtočne črpalke 2 8,5 17
Skupaj:  38,5 292

Delež električne energije, ki je potrebna za delovanje toplotnega sistema, poleg toplotne črpalke, upošteva še ostalo opremo. Ostala oprema ima priključno moč 8,5 kW

8,5/38,5=0,22  (22% pri delovanju obeh toplotnih črpalk)

6,75/20=0,34   (34% pri delovanju ene toplotne črpalke)

Korekcija COP

COP število toplotne črpalke, se po podatkih proizvajalca (pri temperaturi odpadne vode med 8 in 12°C, ko poteka ogrevanje objektov) giblje med 3,5 in 4,5. V podanem COP ni upoštevano delovanje obtočnih črpalke primarnega in sekundarnega kroga ter sistema za pripravo prečiščene odpadne vode.

Pri upoštevanju obtočnih črpalk in opreme za pripravo očiščene vode pri izračunu razmerja med proizvedeno toplotno močjo in porabo električne energije sledi:

po podatkih proizvajalca znaša toplotna moč toplotne črpalke pri 10°C viru in T predtoka 55°C 74,4kW. Dnevna povprečna proizvodnja toplotne energije v obravnavanem obdobju je: 74,4 x 7,5 = 558 kWh/dan.  Torej je razmerje med proizvedeno toplotno energijo in porabljeno električno energijo v obravnavanem obdobju ogrevalne sezone:

COP : 558/292 = 1,9

Letna ocena stroška električne energije za ogrevanje in pripravo tople tehnološke vode

Delovanje ogrevalnega sistema v zadnji zimi ocenjujemo na 150 dni. Za primerjalni izračun vzamemo dnevna povprečno proizvodnja toplotne energije z izvedenim sistemom toplotnih črpalk, ki znaša 558 kWh/dan. Potrebna letna energija za ogrevanje v obravnavani ogrevalni sezoni tako znaša: 150 x 558 = 83.700 kWh.

V nadaljevanju je prikazana primerjalna tabela stroškov ogrevanja v obravnavani ogrevalni sezoni za različne energente.

Primerjalna tabela letnih stroškov ogrevanja

sistem energent cena energenta izkoristek sistema letni strošek
oljni kotel kurilno olje 0,086 €/kWh 0,9 7.998,00 €
plinski kotel zemeljski plin 0,073 €/kWh 0,95 6.432,00 €
el. ogrevala elektrika 0,10 €/kWh 0,95 8.810,00 €
toplotna črpalka elektrika 0,10 €/kWh 1,9 4.405,00 €

Iz navedenega lahko povzamemo, da je vgradnja ogrevalnega sistema s toplotno črpalko voda-voda smiselna. Sinergijski učinki v smislu racionalizacije stroškov investicije in izkoristkov pa se lahko še bistveno povečajo ob sočasni vgradnji sistema uporabe očiščene odpadne vode za namene pranja hidromehanskih strojev oz. naprav, saj je večina vgrajenih elementov sistema v skupni rabi.

Primerjalna tabela ocene stroškov investicije

sistem energent ocena investicije
oljni kotel kurilno olje 81.000 €
plinski kotel zemeljski plin 79.000 €
el. ogrevala elektrika 56.000 €
toplotna črpalka elektrika 101.000 €

Iz primerjalne tabele stroškov ogrevanja in iz tabele ocene stroškov investicije sledi, da se strošek ogrevanja z uporabo prečiščene komunalne vode v primerjavi z uporabo oljnega kotla povrne v roku pet let in pol, v primerjavi z uporabo električnih ogreval pa v roku deset let.

CČN Škofja Loka

Uporaba prečiščene komunalne vode za pranje na napravah

Za potrebe čiščenja na tehnoloških napravah se uporablja tehnološka voda. Tehnološka voda se odvzema na iztoku iz čistilne naprave ter gravitacijsko doteka v obstoječi zalogovnik volumna cca 50 m3. Priprava vode se izvaja v suhem delu obstoječega jaška poleg zalogovnika tehnološke vode. V jašku je vgrajena naprava za povečanje tlaka, filtrna postaja za čiščenje vode ter cevni razvodi z zapornimi elementi. Zunanji razvodi so izvedeni do posameznega objekta kjer se porablja tehnološka voda, prav tako so znotraj posameznega objekta izvedeni razvodi tehnološke vode do posamezne naprave.

Prečiščena komunalna voda se uporablja na naslednjih napravah: fine elektromotorne grablje, kompaktor ograbkov, pralnik peska, naprava za sprejem gošč, kompaktor naprave za sprejem gošč, kompaktor grobih grabelj, strojno predzgoščanje blata in pranje centrifuge.

V tabeli je prikazan poraba prečiščene komunalne vode na posameznih napravah

zaporedna oznaka hidromehanska oprema poraba vode (m3/h) zahtevan tlak (bar)
1 EscaMax, fine grablje 3,78 5 – 7
2 EscaMax, fine grablje 3,78 5 – 7
3 WAP, kompaktor ograbkov 3,60 5 – 7
4 pralnik peska 4,97 5 – 7
5 naprava za sprejem gošč 6,12 5 – 7
6 kompaktor naprave za sprejem gošč 2,88 5 – 7
7 kompaktor grobih grabelj 2,88 5 – 7
8 strojno predzgoščanje blata 1,08 5 – 7
9 pranje centrifuge 5,76 3 – 4
10 biofilter 1,80 3 – 4
  Skupaj: 36,65

 

Oprema za pripravo prečiščene komunalne vode je izbrana za vršne pretoke 5 – 36 m3/h.

Na CČN Škofja Loka se je sistem za uporabo prečiščene komunalne vode zgradil po pričetku obratovanja čistilne naprave, v fazi poskusnega obratovanja. Pred tem se je za potrebe pranja tehnološke opreme uporabljala pitna voda iz javnega vodovodnega sistema. V tabeli je prikazana poraba pite in tehnološke vode po posameznem mesecu v letih 2015 in 2016. Sistem za uporabo tehnološke vode se je pričel uporabljati v mesecu oktobru 2015.

Poraba pitne in prečiščene komunalne vode v letu 2015

zap. št. mesec pitna voda (m3) prečiščena komunalna voda (m3)
01 januar 4499 0
02 februar 4824 0
03 marec 4112 0
04 april 3810 0
05 maj 3803 0
06 junij 4849 0
07 julij 3248 0
08 avgust 3601 0
09 september 4021 0
10 oktober 2092 2377
11 november 1206 4389
12 december 280 5196
skupaj 40345 11962

Poraba pitne in prečiščene komunalne vode v letu 2016

zap. št. mesec pitna voda (m3) prečiščena komunalna voda (m3)
01 januar 398 5330
02 februar 342 4725
03 marec 367 3980
04 april 383 4566
05 maj 375 5916
06 junij 382 5056
07 julij 435 4353
08 avgust 399 4020
09 september 390 4014
10 oktober 325 4332
11 november 322 4039
12 december 310 4017
skupaj 4428 54348

Pitna voda se še vedno uporablja za pripravo polielektrolita za strojno predzgoščanje blata in za sanitarne potrebe. 

Strošek pitne vode pred uporabo prečiščene komunalne vode za čiščenje na napravah je bil cca  2.800€ na mesec, po pričetku uporabe tehnološke vode pa samo še cca 360€ na mesec. Strošek obratovanja opreme za pripravo prečiščene komunalne vode je cca 250€ na mesec. Strošek investicije opreme za pripravo tehnološke vode je bi cca 61.000€. Vložena sredstva izvedbe se pri navedenih vrednostih povrnejo v dveh letih in pol.    

CČN Zagorje

Za potrebe ogrevanja upravnega dela objekta, sprejema septičnih vsebin in delavnice/kotlovnice je vgrajena toplotna črpalka voda-voda, nazivne toplotne moči 12,9 kW (W10/W35). Kot osnovni vir se uporablja očiščena voda iz iztoka iz čistilne naprave. Očiščena voda se iz iztočnega objekta (04) s potopno črpalko prečrpava v toplotno črpalko. Pred toplotno črpalko je v cevovod vgrajen avtomatski samočistilni vodni filter, propustnosti 150 µm, ki dodatno varuje toplotni prenosnik pred zamašitvijo.

Shema vgrajenega sistema izkoriščanja toplote očiščene odpadne vode

   

Toplotna črpalka oskrbuje objekt s toploto preko hranilnika toplote volumna 300l, na katerem je nameščen obtočni set z vsemi potrebnimi regulacijskimi elementi za pravilno delovanje ogrevanja.

V upravnih prostorih je predvideno talno ogrevanje. Osnovni temperaturni režim ogrevalnega sistema je 38/33°C in bo preko zunanjega tipala in tripotnega elektromotornega ventila v sekundarnem ogrevalnem krogu krmiljen na optimalno vrednost. V hodniku upravnega dela je v pritličju in nadstropju predvidena vgradnja razdelilnih omaric v katere so povezane zanke talnega ogrevanja posamezne etaže.

V tehnoloških prostorih sprejema septičnih vsebin in kotlovnice so predvideni toplovodni radiatorji, vezani v razdelilne omarice talnega ogrevanja upravnega dela objekta, ki so ustrezno povečani zaradi delovanja v nizkotemperaturnem režimu talnega ogrevanja.

COP pri vgrajeni toplotni črpalki je zaradi nizkotemperaturnega talnega gretja znatno višji in znaša (W10-W35) do 5,55.

Korekcija COP, ki nastane pri porabi električne energije za pripravo prečiščene komunalne vode je kot sledi:

porabnik moč (kW)
potopna črpalka za dovod očiščene vode 0,55
obtočna črpalka 2 x 0,13
tripotni ventil 0,08
toplotna črpalka 2,30
Skupaj: 3,19

Po podatkih proizvajalca v navedenem režimu toplotna črpalka za svoje delovanje porabi 2,3 kW  pri nazivni toplotni moči 12,9 kW.

COP = 12,9/(2,3+0,89) = 4,0

V primeru radiatorskega ogrevanja (W10-W55), kjer je temperaturni režim višji bi COP znašal:

COP = 11,4/(3,4+0,89) = 2,65

Iz navedenega lahko povzamemo, da so pri različnih ogrevalnih sistemih različni izkoristki toplotnih črpalk, nižja kot je temperaturna ogrevalnega sistema večji je izkoristek toplotne črpalke in s tem prihranek.

Vgrajeni sistemi za uporabo prečiščene komunalne vode so še na CČN Kranj, kjer se voda uporablja poleg pranja naprav še za potrebe požarne varnosti.

Zaključek

Poleg uporabe prečiščene vode za tehnološke potrebe je primerna uporaba prečiščene vode tudi za ogrevanje objektov. Predvsem pri novogradnjah je pri izbiri primernega ogrevalnega sistema učinkovitost izrabe prečiščene komunalne vode lahko zelo velika.

V svetu se že uporabljajo tudi sistemi, ki izrabljajo toploto odpadne vode iz kanalizacijskih sistemov za namene ogrevanja delov naselij. Pri tem je potrebno upoštevati dejstvo, da mora imeti v zimskem času odpadna voda primerno temperaturo za biološke procese. Zato se lahko izrablja toploto le iz manjšega dela pretoka odpadne vode, ki ne vpliva bistveno na spremembo temperature odpadne vode.

V poletnem času in prehodnih obdobjih je lahko toplota odpadne vode tudi vir za ogrevanje rastlinjakov in kopalnih bazenov. V nadaljevanju prikazujemo tabelo iz katere je razvidna toplota, ki jo lahko pridobimo iz odpadne vode pri različnih velikostih čistilnih naprav pri nominalnih dotokih odpadne vode. To je le teoretični primer, ki se v praksi ne more izvesti in ga predstavljamo le kot primer, koliko toplotne energije dejansko ne izrabimo.

velikost ČN

PE

dotok na ČN

l/s

toplotni potencial (kW)

(dt=4K)

velikost rastlinjaka

(m2) (130 W/m2)

volumne bazena

(m3) (250 W/m3)

5.000 13,1 218 1.500 780
10.000 26,2 437 3.000 1.570
15.000 39,1 656 4.500 2.360
50.000 130,2 2.187 15.100 7.875
100.000 260,5 4.375 30.200 15.750
150.000 390,6 6.562 45.400 23.600