Zabezpečiť ľuďom základné životné potreby, ako je čistá voda a teplo, vyžaduje obrovské množstvo energie. Táto výzva bude s rozvojom sveta a rastom populácie len narastať. V súčasnosti môžu nákladovo a energeticky efektívne riešenia výrazne znížiť spotrebu energie vo vodárenskom priemysle, ako aj v čistiarňach odpadových vôd (ČOV).

Vodárenská spoločnosť Marselisborg v Dánsku nainštalovala vo svojej čistiarni odpadových vôd nové pohony na zvýšenie energetickej účinnosti aj na výrobu energie z kalu. Teraz vyrába oveľa viac energie, ako potrebuje na čistenie odpadových vôd pre 200 000 ľudí, ktorých obsluhuje. V skutočnosti ČOV Marselisborg vyrába toľko energie, že dokáže pokryť spotrebu energie potrebnú aj na zásobovanie pitnou vodou. ČOV Marselisborg tak ponúka cestu k energeticky neutrálnemu vodnému hospodárstvu a ukazuje, ako oddeliť energiu od vody.

Výzva: Energeticky náročné procesy čistenia odpadových vôd

Čistenie odpadových vôd vyžaduje energeticky náročné procesy, ktoré prebiehajú počas celého dňa. Energia sa využíva na čerpanie vody cez kanalizáciu a do čistiarní, kde sa obrovské množstvo energie spotrebuje v prevzdušňovacích nádržiach, pri prevádzke čerpadla a pri čistení kalov. Čistiarne odpadových vôd majú veľký potenciál na výrobu energie vo forme elektriny aj tepla.

Na zníženie spotreby energie a zlepšenie výroby energie boli takmer všetky zariadenia v Marselisborg využívajúce elektromotor vybavené 125 pohonmi s premenlivou rýchlosťou. Vďaka regulácii pohonov sa spotrebúva len také množstvo energie, ktoré je potrebné na zabezpečenie optimálneho výkonu. Nové pohony tiež prispievajú k lepšej bilancii kalu, čím sa zlepšuje výroba energie.

Riešenie: Pohony vyvinuté pre ČOV a snímače

Spolu so 125 pohonmi VLT® AQUA Drive od spoločnosti Danfoss je v celej prevádzke ČOV nainštalované množstvo snímačov. Poskytujú dôležité informácie v reálnom čase, čo umožňuje automatický výpočet požadovaných hodnôt pre pohony. Výsledkom je, že ČOV Marselisborg predstavuje vysoko energeticky efektívnu prevádzku.

Zariadenie tiež vyrába energiu z bioplynu, ktorý sa tvorí z odpadových vôd z domácností. Z odpadovej vody sa odčerpáva kal do vyhnívacích nádrží, kde sa produkuje bioplyn, väčšinou metán, ktorý sa spaľuje s cieľom získať teplo a elektrinu.

ČOV Marselisborg produkuje dostatok energie na pokrytie celého vodného cyklu mesta s 200 000 obyvateľmi s odhadovanou návratnosťou investície 4,8 roka. Prebytočné teplo z čistiarní odpadových vôd môže vykurovať budovy a priemyselné podniky prostredníctvom miestnych energetických systémov.

„Pohony VLT® používame v celom závode. Neustále hľadáme ideálny prevádzkový bod. Naším cieľom je maximalizovať liter spracovanej vody na spotrebu kilowattu. V súčasnosti sme pri tomto ukazovateli dosiahli hodnotu 0,32 kWh/m3 vyčistenej odpadovej vody,“ povedal Flemming Husum, riaditeľ závodu ČOV Marselisborg.

Výsledok: Čistá energia z ČOV Marselisborg

Energetická bilancia v povodí Marselisborgu je v priemere 100 %, ale počas rôznych ročných období kolíše nad a pod touto úrovňou. Pri výrobe energie na báze kalu je potrebné nastaviť očakávania na realistickej úrovni, pretože pri týchto biologicky založených procesoch s premenlivým vstupným objemom, obsahom a občas nepredvídateľnou chémiou sa vždy vyskytnú prirodzené odchýlky vo výrobe a spotrebe energie.

Je dôležité poznamenať, že zariadenie nevyužíva žiadnu energiu zo solárnych alebo veterných zariadení. Nie je dopĺňané ani tukmi, olejmi a mastnotami (FOG) z potravinárskeho priemyslu, ani kalmi z iných zariadení. Prítok odpadových vôd je z kombinovanej kanalizačnej siete. Všetka energia generovaná v ČOV Marselisborg pochádza z bežnej odpadovej vody z domácností, ktorá predstavuje 90 % privádzanej záťaže.

Zdroj: Marselisborg: A path to an energy neutral water sector. Danfoss. [online]. Publikované 24. 10. 2022. Citované 15. 12. 2022. 

-pev-