Повышение эффективности промышленной обработки сточных вод по технологии анаэробного сбраживания (AD)

1. Можете ли вы привести обзор отраслей/служб, занимающихся переработкой воды/отходов, где используется ваше оборудование?
Компания HRS Heat Exchangers предлагает теплообменники, пастеризаторы и системы концентрации дигестата для заводов анаэробного сбраживания (AD) сточных вод. Среди наших клиентов и конечных пользователей такие организации, как Southern Water, Severn Trent Water, Welsh Water, Yorkshire Water, Anglian Water, Northumbrian Water, Wessex Water и Thames Water.
2. Какие основные внешние отраслевые тенденции стимулируют развитие или спрос на услуги или решения для переработки сточных вод?
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 AD для переработки осадка 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 AD-отрасли.

Кроме того, последний отчёт управления по контролю водоснабжения (Ofwat) «Вода 2020» нацелен на стимулирование рынка очистки сточных вод. Регулирующий орган планирует поощрять операторов, работающих в этом секторе, а также развивать взаимодействие с более широким рынком органических отходов.

3. Какие проблемы/вызовы стоят перед компаниями, собирающимися заняться разработкой или использованием решений для переработки сточных вод?
После принятия в апреле 2002 года (в апреле 2005 года в Северной Ирландии) обязательств правительства Великобритании, стимулирующих энергокомпании использовать возобновляемые источники энергии (RO), заводы анаэробного сбраживания (AD) сточных вод оказались одними из первых объектов, аккредитованных в рамках системы. К 31 марта этого года под крылом инициативы RO оказались все новые генерирующие мощности. Однако мало кому известно о том, что период аккредитации этих первых предприятий по умолчанию составлял 20 лет. Это означает, что большинство заводов по переработке сточных вод потеряют право на участие в ROC в 2027 году, несмотря на то, что сама программа рассчитана до 2037 года. Фактически, эти предприятия будут получать субсидии всего лишь следующие десять лет.

Кроме того, технология анаэробного сбраживания значительно изменилась за последние 15 лет. В результате, многие из первоначальных объектов уже рассматривают варианты модернизации, часто переключаясь с производства электроэнергии на биометан, чтобы использовать преимущества, предоставляемые программой стимуляции использования возобновляемых источников энергии (RHI), учитывая положительные результаты прошлогодних консультаций по этой схеме.

Незначительное повышение эффективности сыграло важную роль в содействии увеличению производства энергии в секторе питьевой воды. Модернизация существующих заводов также является идеальной возможностью для повышения общей эффективности производства энергии и общего снижения выбросов парниковых газов.

4. Какие перспективные разработки и улучшения могут помочь в повышении эффективности?
Один из самых простых способов повышения эффективности – рекуперация тепла. Её проще всего реализовать с использованием теплообменников, имеющих гораздо более низкую тепловую нагрузку, чем резервуары с нагревательной рубашкой (в некоторых системах до 50 %). Фактически, правильно спроектированная система с теплообменниками способна восстанавливать и повторно использовать 40 % тепла, производимого AD-установкой переработки сточных вод. Однако не все теплообменники одинаково подходят для любой задачи, а модель одного типоразмера не устроит всех производителей. Отрасль AD включает множество различных секторов, обрабатывающих различные исходные материалы от пищевых отходов до вторичного сырья с ферм и жидких побочных продуктов. Особой популярностью у операторов заводов по переработке сточных вод пользуется серия DTI от компании HRS, которая включает модификации теплообменников типа «труба в трубе». Внутренняя труба имеет спиральную накатку, обеспечивающую улучшенные характеристики теплопередачи и превосходную устойчивость к загрязнению стенки трубы. Данное решение позволяет существенно уменьшить периодичность технического обслуживания. Кроме того, конструкция «труба в трубе» подходит для обработки жидкостей с твёрдыми частицами без засорения труб, что делает её особенно привлекательной для заводов, занимающихся очисткой сточных вод.

Куда же использовать полученную путём рекуперации энергию на заводе по переработке сточных вод? Типичная установка мощностью 1,5 МВт ежегодно производит до 40 тыс. тонн жидкого дигестата. У операторов возникают серьёзные экономические и логистические проблемы, связанные с его хранением и транспортировкой. Поэтому многие из них используют избыточное тепло для дополнительной обработки биологических отходов. В конце концов, без процедуры концентрирования объём и консистенция дигестата являются дорогостоящим узким местом в эффективности предприятия.

Тепло может быть израсходовано на отделение воды от дигестата путём концентрирования. Этот метод позволяет уменьшить общий объём дигестата на целых 80 %, что значительно снижает транспортные расходы, связанные с его вывозом. Грамотно спроектированная система обеспечивает сохранение ценных питательных веществ в дигестате, в то время как вода в виде пара может быть сконденсирована и повторно использована. Например, её можно снова добавить в исходное сырье, перед его загрузкой в биореактор, что делает весь процесс практически самодостаточным с точки зрения использования воды и утилизации жидких отходов на заводе. После концентрирования содержание сухого твёрдого вещества в обработанном дигестате увеличивается до 20 % (зачастую данная величина представляет собой четырехкратное увеличение), что значительно облегчает транспортировку и обращение с ним.

Повышение эффективности заводов по очистке сточных вод для многих водохозяйственных компаний Великобритании означает возможность увеличения рентабельности инвестиций, что делает их сервис более доступным и стабильным. Это особенно важно, учитывая тот факт, что они используют около 3 % от всей электроэнергии, производимой в стране.

* Отчет о состоянии рынка анаэробного сбраживания от ADBA, июль 2016 г.
Вернуться к списку