Spildevandsrensning

Afbalancering af energi i kommunal og industriel spildevandsrensning

Da vand- og spildevandsrensningsprocesser står for 4 % af det globale elforbrug, er det afgørende, at reduktion af energiforbruget er i fokus i spildevandsrensning i industrien og husholdninger. Ikke kun af hensyn til bæredygtighed, men også af økonomiske grunde.

Omstillingen af kommunale spildevandsrensningsanlæg fra energiforbrugere til energiskabere kombinerer nu vand- og energisektorerne til en ny visionær branche. Regulering af roterende udstyr er et afgørende element, når der genereres mere end 100 % overskydende energi fra spildevandsrensningen, hvilket giver energineutral håndtering af vandcyklussen i by- og lokalsamfund.

Betydelige mængder ferskvand forbruges i det moderne samfund, og alt for ofte ledes der spildevand ud i miljøet, der ikke er renset ordentligt. For at modvirke disse tendenser kan den moderne digitalisering tilbyde en stor grad af styring i kommunal spildevandsrensning, hvilket giver renset vand i højere kvalitet. Og ZLD- og MLD-processer reducerer mængden af udledt industrielt spildevand.

For at forbedre genbrug af vand og reducere udledningen af industrielt spildevand anvendes der ofte et rensningssystem med ZLD (zero liquid discharge) eller MLD (minimal liquid discharge). ZLD og MLD er ambitiøse strategier til håndtering af spildevand, som muliggør, at fabrikken eller anlægget kan genvinde det meste af sit spildevand med henblik på genbrug. Standardprocessen er energikrævende, men ved at anvende processer med optimeret omvendt osmose kan energiforbruget reduceres med op til 75 %.

Spildevandsrensningsanlæg

Vand- og spildevandsrensning er typisk ansvarlig for 25–40 % af en kommunes elregning.  Vand- og spildevandsanlæg er derfor normalt den største enkeltforbruger af elektricitet i en kommune. Derfor har omfattende brug af frekvensomformere og online-følere i realtid i mange år dannet grundlag for avanceret processtyring i realtid for at optimere energieffektiviteten, hvorved energiforbruget nedsættes med 20–40 %.

Nu kan disse metoder kombineres med energiproduktionen i spildevandsrensningsanlægget, så der opnås helt nye ambitiøse niveauer for energieffektivitet. "Bio-raffinaderiet" eller "Genvindingsanlægget til vandressourcer", der forsynes med methan produceret i spildevandsanlæggets rådnetank, viser, at spildevand nu er blevet til en energiressource.

Nogle af de mest avancerede vandbehandlingssystemer opnår fuldstændig energimæssig selvforsyning ud fra vandcyklussen. Den genvundne energi fra spildevandsrensningsprocessen dækker ikke kun anlæggets egne behov, men også energibehovene til drikkevandsproduktion og distribution såvel som pumpning af spildevand. Med andre ord kan hele vandcyklussen betragtes som energineutral.

En forudsætning for energineutralitet er en styringsmekanisme i form af en frekvensomformer, der fås til alt roterende udstyr, så det fuldstændigt computerstyrede anlæg kan tilpasses den skiftende belastning.

Håndtering af vandmangel med effektiv ZLD- og MLD-vandrensning

For at forbedre genbrug af vand og reducere udledningen af industrielt spildevand har ZLD (zero liquid discharge) og MLD (minimal liquid discharge) vist sig at være særdeles effektive spildevandsrensningsprocesser.

ZLD og MLD er ambitiøse strategier til håndtering af spildevand, som fjerner/reducerer al væskeaffald, der forlader fabrikken eller anlægget, hvor den største mængde vand genvindes til genbrug.

Den effektive reduktion af spildevand gør ZLD- og MLD-processerne særdeles attraktive for industrien og forsyningsværker. Indtil nu har processerne dog været begrænset af høje omkostninger og intensivt energiforbrug. Den traditionelle varmebaserede process, der anvendes i ZLD-/MLD-systemer, er særdeles energikrævende. Undersøgelser har vist, at når der tilføjes en membranbaseret proces, kan energiforbruget reduceres med op til 75 %.

Regnvandsoverløb

Optimering af spildevandets kanalsystem ved hjælp af pumpestyring kan forbedre pumpeeffektiviteten med 15–30 % og kan også drastisk reducere vedligeholdelsesomkostningerne ved håndtering af regnvandsoverløb.

Den traditionelle løsning til kombinerede kloaksystemer til begrænsning af regnvandsoverløb er at bygge store opbevaringstanke i kloaknetværket, som kan opbevare de store mængder vand, der opstår ved kraftig regn.

Ved brug af digitalisering og med tilslutning til et højgranulært vejrradarsystem kan særdeles nøjagtig analyse af regnnedbør integreres. Ved at håndtere kapaciteten optimalt kan forsyningsværket reducere anlægsinvesteringerne. Digitalisering gør det også muligt for dem at drive et advarselssystem til brug i de sjældne tilfælde, hvor kloakoverløb rent faktisk sker.

Spar energi med en membranbaseret proces

De fleste ZLD-/MLD-systemer drives med en varmebaseret proces som standard. Denne proces kræver et stort energiforbrug, hvilket gør det til en meget dyr investering.

En måde at reducere energiforbruget på er at reducere den mængde vand, der skal fordampe ved at skifte fra en varmebaseret til en membranbaseret proces. Dette understøttes af undersøgelser, der viser en effektivitetsstigning på op til 75 %, når der skiftes fra en varmebaseret til en membranbaseret proces.

Standard varmebaseret proces
med højt energiforbrug

Proces med omvendt osmose med et betydeligt reduceret energiforbrug

Sådan drager virksomheder fordel af at anvende et ZLD- eller MLD-rensningssystem

Ingen eller minimal væskeafgang er nogle af de gode svar på den globale vandkrise Begge teknologier hjælper med at opfylde krav til udledning og genbrug af vand, hvilket gør virksomheder i stand til at overholde reglerne, beskytte miljøet og forbedre håndteringen af det producerede vand.