UDC 620.92:697.3:621.577
DOI 10.35776/VST.2024.10.03

Khabirov Iulai, Solov’ev Ruslan, Khamidullin Il’dar

Estimation of the possible use of wastewater thermal energy
for the auxiliaries of the treatment facilities

Summary

Through the example of the wastewater treatment facilities of Mayachnyi village in the urban district of Kumertau (Republic of Bashkortostan), the possibility of using the thermal energy of effluent to heat incoming wastewater in order to enhance the biological treatment process, as well as for heating buildings, is studied. A heat recovery scheme with the transfer of thermal energy for heating wastewater in a surge tank using a surface heater «jacket» mounted inside the tank of the pipe register or in a heat exchanger «pipe-in-pipe» installed downstream the tank is considered. The required heat output of the heat pump unit has been determined, and the design parameters of various heat exchange units have been calculated. The technical limitations that complicate using a «pipe-in-pipe» heat exchanger and pipe registers have been identified. The possibility of heating incoming wastewater to 18–25 °C has been demonstrated.

Key words

wastewater , ecology , heat pump , power efficiency , resource conservation , secondary thermal energy , recovery

For citation: Khabirov Iu. M., Solov’ev R. A., Khamidullin I. S. Estimation of the possible use of wastewater thermal energy for the auxiliaries of the treatment facilities. Vodosnabzhenie i Sanitarnaia Tekhnika, 2024, no. 10, pp. 24–30. DOI: 10.35776/VST.2024.10.03. (In Russian).

The further text is accessible on a paid subscription.
For authorisation enter the login/password.
Or subscribe

REFERENCES

1. Васильев Г. П., Закиров Д. Г., Абуев И. М., Горнов В. Ф. О тепловом ресурсе сточных вод и его использовании // Водоснабжение и канализация. 2009. № 7–8. С. 50–53.
   Vasil’ev G. P., Zakirov D. G., Abuev I. M., Gornov V. F. [On the heat resource of wastewater and its use]. Vodosnabzhenie i Kanalizatsiia, 2009, no. 7–8, pp. 50–53. (In Russian).
2. Куницкий В. А. Использование теплообменного аппарата для рекуперации тепловой энергии сточной душевой воды // Вестник Вологодского государственного университета. Серия: Технические науки. 2020. № 1 (7). С. 19–22.
   Kunitskii V. A. [Using a heat exchanger to recover thermal energy from waste shower water]. Vestnik Vologodskogo Gosudarstvennogo Universiteta. Engineering Sciences Series, 2020, no. 1 (7), pp. 19–22. (In Russian).
3. Перепелица Н. С. Экспериментальная методика исследования теплообменника для рекуперации тепла сточных вод: сборник статей XXXIX Международного научно-исследовательского конкурса «Лучшая студенческая статья 2021». – Пенза: Наука и Просвещение, 2021. С. 51–56.
   Perepelitsa N. S. [Experimental methodology for studying a heat exchanger for wastewater heat recovery]. Book of reports of the XXXIX International Scientific-Research Contest «Best Student Article 2021». Penza, Nauka i Prosveshchenie Publ., 2021, pp. 51–56. (In Russian).
4. Кобылкина А. В., Кобылкин М. В., Риккер Ю. О. Оценка эффективности рекуперации теплоты «серых» стоков малогабаритными устройствами // Colloquium-journal. 2021. № 16 (103). С. 17–19.
   Kobylkina A. V., Kobylkin M. V., Rikker Iu. O. [Evaluation of the efficiency of heat recovery of «gray» wastewater with compact devices]. Colloquium-journal, 2021, no. 16 (103), pp. 17–19. (In Russian).
5. Аннаев М., Акмурадов Ш. Использование тепла канализационных стоков на нужды отопления студенческого общежития: материалы XIII Международной научно-технической конференции (научные чтения, посвященные 125-летию со дня рождения П. О. Сухого) «Современные проблемы машиноведения». Гомель, 22 октября 2020 г. – Гомель: Гомельский государственный технический университет им. П. О. Сухого, 2020. С. 182–184.
   Annaev M., Akmuradov Sh. [Using wastewater heat for heating a student dormitory]. Proceedings of the XIII International Scientific and Technical Conference (scientific readings dedicated to the 125th Anniversary of the birthday of P. O. Sukhoi) «Current Problems of Mechanical Engineering». Gomel, Gomel State Technical University named after P. O. Sukhoi, 2020, pp. 182–184. (In Russian).
6. Cipolla S. S., Maglionico M. Heat recovery from urban wastewater: analysis of the variability of flow rate and temperature in the sewer of Bologna, Italy. Energy and Buildings, 2014, no. 69, pp. 122–130.
7. Молчанова Р. А., Гатауллина А. Р. Оценка потенциала тепловых вторичных энергоресурсов газотранспортной системы // Энергобезопасность и энергосбережение. 2015. № 2. С. 22–26.
   Molchanova R. A., Gataullina A. R. [Estimation of the potential of thermal secondary energy resources of the gas transportation system]. Energobezopasnost’ i Energosberezhenie, 2015, no. 2, pp. 22–26. (In Russian).