Системы водоотведения

Энергетическое обследование систем водоотведения позволяет определить, как электроэнергия расходуется на сбор, перекачку, аэрацию и очистку сточных вод. Для оценки необходимо учитывать не только объём поступающих стоков, но и их состав, концентрацию загрязнений, потребность в кислороде и фактические режимы работы оборудования.

Основная задача — разделить энергетические затраты на транспортирование сточных вод и их биологическую обработку. Эти процессы имеют разные причины изменения нагрузки: потребление насосов зависит от условий перекачки, а работа воздуходувок связана с необходимостью обеспечить очистку поступающих стоков.

Увеличение расхода электроэнергии не обязательно свидетельствует о неисправности оборудования. После осадков может возрастать объём поступающих стоков, а изменение их загрязнённости способно увеличивать потребность в аэрации. Поэтому вывод об энергоэффективности должен учитывать фактическую технологическую нагрузку.

Разделение энергопотребления по стадиям водоотведения

При обследовании используют технологическую схему очистки, лабораторные данные о составе сточных вод и показания приборов учёта электроэнергии. Технологическая схема связывает оборудование с соответствующими стадиями, лабораторные данные характеризуют нагрузку на очистку, а энергетические показания позволяют определить распределение электрического потребления.

Специалист разграничивает затраты на транспортирование сточных вод и биологическую обработку. Такое разделение необходимо, поскольку одинаковый общий расход электроэнергии может соответствовать различным сочетаниям объёма перекачки и нагрузки на очистные сооружения.

Если приборные данные объединяют несколько технологических стадий, определить их самостоятельный вклад без дополнительных измерений невозможно. В этом случае границы подтверждённого энергетического баланса устанавливают по имеющимся сведениям, а не распределяют общий расход предположительно.

Перекачка сточных вод при изменении притока

Энергопотребление насосного оборудования рассматривают в связи с объёмом поступающих стоков и графиками работы насосов. Сопоставление этих данных позволяет установить, насколько изменение электрической нагрузки связано с фактическим количеством перекачиваемой воды.

После осадков объём поступающих стоков может увеличиваться. При этом концентрация загрязнений может отличаться от характерной для других периодов. Следовательно, рост нагрузки на перекачку не обязательно сопровождается таким же изменением нагрузки на биологическую очистку.

Поэтому увеличение расхода электроэнергии насосами после осадков нельзя само по себе считать признаком технической неисправности. Необходимо сопоставить потребление с фактическим притоком и продолжительностью работы оборудования.

Если данные о поступающих объёмах отсутствуют, установить причину изменения насосной нагрузки только по электрическим показаниям нельзя.

Аэрация и кислородная нагрузка очистных сооружений

Аэрация обеспечивает подачу кислорода, необходимого для биологической обработки сточных вод. Её энергетическую нагрузку оценивают с учётом состава поступающих стоков, концентрации загрязнений и измеренного содержания растворённого кислорода.

Лабораторные данные позволяют определить характер нагрузки на очистку. Показатели растворённого кислорода сопоставляют с графиками работы воздуходувок, чтобы установить связь между условиями биологического процесса и потреблением электроэнергии.

Повышенный расход энергии на аэрацию может объясняться увеличением загрязнённости поступающих стоков. Например, промышленный сброс способен изменить кислородную нагрузку без соответствующего увеличения общего объёма стоков. В такой ситуации оценка только по количеству обработанной воды не отражает причин энергетического потребления.

При анализе также учитывают резервные воздуходувки, если их использование предусмотрено для обеспечения устойчивости очистки. Наличие резервного оборудования не является самостоятельным доказательством избыточного энергопотребления.

Решение о снижении подачи воздуха возможно рассматривать только после подтверждения требуемого качества очистки и достаточности растворённого кислорода. Изменение режима аэрации без таких данных может нарушить технологический процесс.

Энергетический баланс и применение результатов

Результатом обследования становится баланс электрической нагрузки по стадиям водоотведения. Он связывает расход энергии на перекачку и биологическую очистку с объёмом и составом поступающих стоков, показателями загрязнения, содержанием растворённого кислорода и режимами работы оборудования.

На основании баланса определяют, какие составляющие энергопотребления имеют подтверждённое технологическое объяснение, где необходимы дополнительные измерения и какие настройки оборудования можно рассматривать для дальнейшей проверки.

При этом возможность сокращения потребления электроэнергии должна оцениваться с учётом устойчивости очистки. Без подтверждённых показателей растворённого кислорода и требуемого качества очищенных стоков нельзя обосновывать уменьшение аэрации или считать соответствующую экономию достижимой.