Wat zijn de mogelijkheden om warmte (of koelte) uit afvalwater en regenwaterstromen van residenti??le bouwprojecten te halen en deze nuttig in te zetten voor verwarming of koeling van gebouwen.
Literatuuronderzoek naar bestaande studies/ervaring over warmterecuperatie uit afvalwater en regenwater.
Literatuur waterverbruik in residenti??le gebouwen:
Code Goede Praktijk rioleringssystemen
Waterwegwijzer voor architecten
Nota VITO ikv BIDWEB
Bestaande ervaring over warmterecuperatie uit afvalwater
INNERS-project
MIP3-haalbaarheidsstudie
Project Dijledal
Nota VITO ikv BIDWEB
Bestaande ervaring over warmte-uitwisseling met regenwater
Datacenter Oostkamp
Opvolgen meetcampagne ihkv BIDWEB-project
Literatuur: projectvoorstel BIDWEB
Literatuur handleiding debietmeters
Voorbereidend terreinonderzoek Den Draad Gentbrugge
Installatie meetoestellen
Wekelijkse gegevens uitlezing
Gegevensverwerking
Conclusies en rapportering
2. Wetgeving
Anders dan in Duitstalig Europa, ontbreekt in Vlaanderen een wettelijk kader voor het onttrekken van warmte aan de openbare riolering. Om dergelijke projecten dus van een zakelijk recht te verzekeren is een bilateraal contract met de riooleigenaar (steden en gemeenten of Aquafin) vast te leggen (o.a. opstal). Wat vergunningen betreft zijn in principe nodig: een signalisatievergunning van de verkeerspolitie bij montage van de warmtewisselaars, een stedebouwkundige vergunning voor aanleg van de leidingen in het openbaar domein en een milieuvergunning voor de warmtepomp ( 200 kW = klasse 2). Aangezien de gemeenten doorgaans exclusiviteit geven aan intercommunales voor het plaatsen van leidingen in het openbaar domein is een formele afwijking van deze exclusiviteit aangewezen. De nieuwe leidingen dienen ook opgenomen in het inventaris van het KLIP (kabel en leiding informatie portaal)
3. Rioleringen
3.1 Gemengd riolering
Het rioleringsstelsel bestaat uit ‘?n leiding. Hierin komt zowel afvalwater (huishoudelijk en industrieel) als regenwater. Het afvalwater en regenwater worden via riolen naar een collector gevoerd. Daarna wordt het gemengd afvalwater via pompen en persleidingen of gravitair afgevoerd naar een waterzuiveringsstation. Bij regenbuien wordt het regenwater tijdelijk geborgen in het stelsel om later samen met het afvalwater af te voeren naar een waterzuiveringsstation.
Naast een gemengd rioolstelsel is er nog een verbeterd gemengd rioolstelsel. Hierbij wordt een extra berging voorzien met de bedoeling het vuilemissie te verminderen.
Voordelen:
Goedkoper (vanwege 1 rioolleiding)
Geen kans op verkeerde aansluiting
Nadelen:
Ongewenste vervuiling van de natuurlijke waterlopen
Bij hevige regenval, afvalwater + regenwater op straat
Bij droog weer zullen vaste stoffen bezinken in het riool
3.2 Gescheiden riolering
De nadelen die hierboven opgesomd worden zijn te verhelpen door gebruik te maken van een gescheiden rioleringsstelsel. Hierbij wordt het afvalwater gescheiden van het regenwater afgevoerd zodat enkel het afvalwater afgevoerd wordt naar een waterzuiveringsstation doormiddel van pompen en persleidingen of gravitair. Het regenwater wordt afgevoerd door middel van hemelwaterriolen tenzij het gebruik van grachten en greppels kan toegepast worden.
Naast het gescheiden rioolstelsel is er nog een verbeterd gescheiden rioolstelsel. Bij een gewoon gescheiden rioleringsstelsel is er bij droge periodes verontreiniging op de verharde oppervlakken die meegevoerd worden bij geringe regenval en zo het regenwaterriool vervuilen. Bij het verbeterd systeem gaat bij lichte regenval het regenwater naar het afvalwaterriool en neemt zo de vervuiling van de verharde oppervlakken mee.
Voordelen:
gescheiden afvalwater, hierdoor draait de RWZI beter
regenwater is beschikbaar voor hergebruik en infiltratie
Nadelen:
altijd opletten dat er geen verkeerde aansluiting gebeurd
regenwater kan vervuild worden door de lucht
bij een ongeluk worden schadelijke producten rechtstreeks de regenwaterriool ingelaten
Bij het gebruik van warmterecuperatie van afvalwater is de voorlaatste de meest geschikte. De temperatuur van gescheiden afvalwater is groter dan het gemengde afvalwater. Hierdoor zal er meer energie kunnen gerecupereerd worden.
4. Waterverbruik
4.1 Industrieel waterverbruik
Bedrijfsafvalwater
Definitie: alle afvalwater dat niet voldoet aan de bepalingen van huishoudelijk afvalwater of koelwater.
Koelwater
Definitie: het water dat in de nijverheid voor afkoeling gebruikt wordt en dat niet in aanraking is gekomen met af te koelen stoffen of met andere verontreinigde stoffen.
IE
Definitie: InwonerEquivalent, dit is een fictieve bevolking waarvan het afvalwater op ‘?n dag dezelfde BZV (Biologisch Zuurstof Verbruik) heeft als de industrie of het industrieel proces dat beschouwd wordt.
4.1.1 Theoretisch
Het vastleggen van cijfers voor de hoeveelheid van industrieel afvalwater is bijzonder moeilijk. Omdat behalve leidingwater ook water uit rivieren of beken genomen kan worden.
Enkele voorbeelden:
Landbouw:
Graan 1500 m??/ton geproduceerd
Katoen 10000 m??/ton geproduceerd
Veeteelt:
Groot vee 60 ?? 80 l/dag.stuk
Varkens 2 ?? 20l/dag.stuk
Schapen 5l/dag.stuk
Industrie:
Papierfabriek 300 ?? 500 m??/ton papier
Elektriciteitsproductie 3 ?? 400 m??/MWh
Petroleumraffinaderij 0,1 ?? 40 m??/ton geproduceerd
Voor industriegebieden wordt een DWA van 0,25l/s.ha voorgeschreven, wat gelijk staat met 85 IE/ha.
4.1.2 Praktisch
Een praktisch voorbeeld van industrieel waterverbruik is de pluimveeslachterij uit Kruishoutem. Het proces om een kip te slachten vereist warm water, 2 liter +/- 60??C per kip. Omdat er 160000 kippen per dag geslacht worden is deze energiekost enorm.
Door gebruik te maken van warmterecuperatie kan deze energiekost gehalveerd worden. Het leidingwater van 10??C kan door middel van warmterecuperatie verwarmd worden naar +/-37??C waardoor er nog slechts 23??C extra verwarmd moet worden op de conventionele wijze via gasbranders.
4.2 Huishoudelijk waterverbruik
Afvalwater
Definitie: verontreinigd water waarvan men zich ontdoet, zich moet ontdoen of de intentie heeft zich van te ontdoen, met uitzondering van hemelwater dat niet in aanraking is geweest met verontreinigende stoffen
Huishoudelijk afvalwater
Definitie: afvalwater dat alleen bestaan uit het water dat afkomstig is van:
a) normale huishoudelijke activiteiten
b) sanitaire installaties
c) keukens
d) het reinigen van gebouwen, zoals woningen, kantoren, plaatsen waar groot ‘ of kleinhandel wordt gedreven, zalen voor vertoningen, kazernen, kampeerterreinen, gevangenissen, onderwijsinrichtingen met of zonder internaat, zwembaden, hotels, restaurants, drankgelegenheden, kapsalons
e) wassalons, waar de toestellen uitsluitend door het cli??nteel zelf worden bediend. Afvalwaterstromen van verzorginginstellingen die voldoen aan de voorwaarden van artikel 5.49.0.4 van titel II van het VLAREM worden voor de toepassing van dit besluit gelijkgesteld met huishoudelijk afvalwater
Het afvalwater afkomstig van toiletten wordt zwart water genoemd terwijl het overige afvalwater grijs water wordt genoemd;
4.2.1 Theoretisch
De hoeveelheden huishoudelijk afvalwater verschillen van land tot land, hier word enkel gekeken naar de Belgische waarden. De afvalwaterproductie voor Belgi?? ligt tussen 100 ?? 180 l/dag.inwoner. De ontwerpwaarde die vaak gebruikt wordt is 150 l/dag.pp.
Duurzaam watergebruik in en rond gebouwen zijn terug te brengen tot twee belangrijke principes:
Minimaliseren van het verbruik van hoog kwalitatief leidingwater, via:
Waterbesparingsmaatregelen
Gebruik van alternatieve waterbronnen (grijs water, regenwater,..)
het minimaliseren van de regenwaterafvoer, via:
nuttig gebruik van regenwater
plaatsing van groendaken
infiltratie
Het verbruik van hoog kwalitatief leidingwater kan gereduceerd worden met waterbesparingsmaatregelen.
Oplijsting van waterbesparende maatregelen in huishoudelijke omgeving
4.2.1.1 Ontwerp van de installatie
Vanaf het ontwerp van het waternet in huis kunnen al besparingen worden genomen. We houden rekening met minimale afstanden van en tot boilers.
Lekken kunnen voorkomen worden door enerzijds de implementatie van drukreduceerventielen op de leidingen.
Lekbegrenzers plaatsen op waterleidingen bespaart bij systematisch waterverlies zoals lekkende kranen.
4.2.1.2 Waterzuinige kranen
Door waterzuinige kranen te plaatsen kan het waterverbruik gereduceerd worden tot 50%.
Bij wastafelkranen en keukenkranen kan men een debietbegrenzer voorzien zodat er een lager debiet is. Debietbegrenzers worden niet geplaatst op dienstkranen en baden omdat deze een hoog debiet vereisen. Debiet kan hierbij begrensd worden tot 6 liter/min.
Bij de spaardouchekop kan men met een lager debiet hetzelfde comfort behouden. Het verbruik kan gereduceerd worden van 10 ?? 18 liter/min tot 5 ?? 7 liter/min.
4.2.1.3 Waterzuinige toiletten
Watervebruik bij toiletten zijn enorm hoog, we zien dat een normaal toilet per spoelling 12 liter verbruiken. Dit kan gereduceerd worden met waterzuinige toiletten die een spoelreservoir hebben van 6 liter, dit gecombineerd met een spoelkeuzeknop reduceert het waterverbruik enorm.
Andere meer complexe toiletsystemen:
toilet met klein spoelreservoir en strominingsvergroter
vacu??mtoilet
composttoilet
4.2.1.4 Waterzuinige baden
Het principe zit in het feit dat er minder water nodig is om het bad te vullen. Het standaardvolume 105 liter kan verminderd worden tot ongeveer 65 liter.
4.2.1.5 Waterzuinige huishoudtoestellen
Vaatwasmachines hebben een verbruik van 11 ?? 16 liter per wasbeurt, een zuinigere vaatwasmachine verbruikt 9 liter per wasbeurt.
Oudere wasmachines verbruiken tot 60 liter per wasbeurt, een zuinigere wasmachine verbruikt 40 liter per wasbeurt.
4.2.2 Praktisch
Volgende tabel geeft een weergave van het waterverbruik in een sociale woonwijk. Het onderzoek werd gevoerd door VITO en werd gebruikt m.b.t. watermanagement op wijkniveau. Hieruit kan vastgesteld worden dat het waterverbruik van huishoudelijk water per persoon 121,3 l/dag.pp is.
Aantal bewoners
1
Verbruik pp.
121,3
l/dag.pp
??
40,0
m??/jaar.pp
Waterverbuiker
Verbruik pp.
Opmerkingen
??
l/pp.dag
”
??
Toilet
24
4 doorspoelingen aan 6liter per persoon
”
”
Toiletkraan
9
4 gebruiken per dag pp. 15sec. @ 9l/min
”
”
Badkamerkraan
6
2 gebruiken per dag pp. 15sec. @12l/min
”
”
Keukenkraan
4
4 l vast + 4 l pp.
”
”
Bad
15
1 keer per week bad van 105l
”
”
Douche
39,3
5 keer per week 5 min. @11l/min
”
”
Wasmachine
10
5 l vast + 10 l pp.
”
Andere
5
tuin/reinigen
5. Warmterecuperatie uit afvalwater
Warmterecuperatie uit afvalwater en/of regenwater kan op verschillende manieren gebeuren. Als eerste is er de warmterecuperatie in het gebouw zelf, ten tweede is er de warmterecuperatie in de riool en de laatste is warmterecuperatie in RWZI.
Parameter: In huis In riool in effluent RWZI
Temperatuur afvalwater +++ ++ +
Vervuiling — — +-
Afstand tot consument +++ ++ ?
5.1 Warmterecuperatie in huis
Warmterecuperatie in huis is het meest effici??nt bij warmteterugwinning uit douchewater. Het leidingwater dat naar de douche gaat wordt met behulp van het afvalwater verwarmt, dit door middel van warmtewisselaars.
Volgende douchewater-warmteterugwinningssystemen worden besproken:
Douchebak
Douchegoot
Douchepijp
5.1.1 Douchebak
De douchebak is een schaalvormige warmtewisselaar die werkt volgens het tegenstroom principe. Het afvalwater stroomt over de spiraalvormige koperen warmtewisselaar. In de koperen buis stroomt het leidingwater en neemt het de warmte op van het afvalwater.
Het voorverwarmde leidingwater kan zowel naar de ketel als naar de douche gaan. Hierdoor werkt de CV-ketel op half vermogen tijdens het douchen wat leid tot energiebesparingen.
5.1.2 Douchegoot
De douchegoot is een warmtewisselaar onder een rooster in de vloer en bestaat uit een slangvormige leiding waarlangs het afvalwater stroomt. In de leiding stroomt het leidingwater omhoog. De warmtewisselaar heeft een dubbele scheiding.
Net zoals de douchebak kan ook hier het voorverwarmde leidingwater zowel naar de ketel als naar de douche gaan. Hierdoor kan de CV-ketel werken op half vermogen tijdens het douchen wat leid tot energiebesparingen.
5.1.3 Douchepijp
De douchepijp is een buisvormige warmtewisselaar en is opgebouwd uit 2 concentrische buizen. Door de binnenbuis stroomt het warme afvalwater met grote snelheid naar beneden. Het leidingwater dat verwarmd moet worden stroomt tussen de binnenpijp en de buitenpijp naar boven.
Net zoals de voorgaande gevallen kan ook hier het voorverwarmde leidingwater zowel naar de ketel als naar de douche gaan. Hierdoor kan de CV-ketel werken op half vermogen tijdens het douchen wat leid tot energiebesparingen.
5.2 Warmterecuperatie in riool
5.2.1 Rioolwarmte
Voor de warmterecuperatie in een riool vormt rioolwarmte de belangrijkste bron. Als basis voor de eigen studie omtrent het project DEN DRAAD is het belangrijk en leerzaam om eerst een oplijsting van verschillende projecten omtrent rioolwarmte te bekijken.
Heat recovery from urban wastewater: Analysis of the variability of flow rate and temperature
Sara Simona Cipolla, Marco Maglionico ‘ Italy
Energy and Buildings 69 (2014) 122-130
De studie werd gevoerd in het gemengd rioolstelsel van Bologna waar op vijf punten in de riool meettoestellen werden uitgezet. Het is een meetcampagne van 5 maanden in de periode 2005 ‘ 2006.
Omdat het hier over een gemengd rioolstelsel gaat is er een duidelijke terugval in temperatuur merkbaar tijdens neerslag
Algemeen wordt een variatie op jaarbasis verwacht tussen 10 en 22 ??C.
A mathematical model to predict the effect of heat recovery on the wastewater temperature in sewers
David J. D??rrenmatt, Oskar Wanner ‘ Switzerland
Water Research 4 (2014) 548 ‘ 558
Hier wordt algemeen een temperatuursvariatie op jaarbasis verwacht tussen 10 en 20??C.
Uit het onderzoek blijkt dat er in Zwitserland al op ongeveer 50 locaties aan warmterecuperatie uit rioolwater wordt gedaan. In Z??rich zelf zijn er 3 systemen die samen zorgen voor een capaciteit van 5MW.
The potential of (waste)water as energy carrier
Jos Frijns, Jan Hofman, Maarten Nederlof
Energy Conversion and Management 65 (2013) 357 ‘ 363
De temperatuur van het afvalwater kent slechts een beperkte dagelijkse schommeling. Vanaf het punt dat het afvalwater in de riool toekomt wordt er gewerkt met een gemiddelde waarde van 27??C.
STOWA-rapport (2011-25) Thermische energie uit afvalwater in Zwolle
http://www.stowa.nl/upload/publicaties/STOWA%202011%2025%20LR.pdf
De studie werd gevoerd in verschillende type rioleringen van Zwolle waar op twintigtal punten in de riool meettoestellen werden uitgezet. Het is een meetcampagne in de periode 2010.
Algemeen wordt in het rioolstelsel gemiddelde temperaturen gemeten met in de zomer tussen 16,4??C tot 19,4??C en in de winter 6,6??C tot 8,3??C.
De dagelijkse schommelig is wijten aan de momenten wanneer douchewater en wasmachinewater het afvalwater in de riolering lozen. De temperatuur varieert hier tussen 10??C en 25??C wat hoog is vergeleken met de gemiddelde afvalwatertemperatuur in de riolering.
Challenches of designing wastwater heat recovery systems
Presentatie van Mike Homenuke van Kerr Wood Leidal
Het onderzoek van het Canadees engineeringsbureau Kerr Wood Leidal had als resultaat dat de temperatuur dagelijks varieert door de ochtendpieken en jaarlijks varieert tussen 14??C en 22??C.
5.2.1.1 Factoren die de rioolwarmte be??nvloeden
Externe factoren die de temperatuur van het afvalwater be??nvloeden:
Atmosfeer:
Doordat de riolering in open verbinding staat met de buitenlucht heeft de temperatuur van de atmosfeer invloed op de luchttemperatuur in het riool en daarmee op de temperatuur van het afvalwater in het riool.
Neerslag:
Neerslag zal voor een deel afstromen in het riool. De invloed hiervan op de thermische energie van het afvalwater is afhankelijk van de temperatuur en de hoeveelheid neerslag. Bij sneeuw kan de invloed op de temperatuur van het afvalwater pas bij een dooiperiode zichtbaar worden.
Bodem:
Door geleiding van de bodem en infiltratie van grondwater in de rioolbuis heeft de temperatuur van de bodem (welke ongeveer gelijk is aan de temperatuur van het grondwater) in meer of mindere mate invloed op de thermische energie van het afvalwater in de rioolbuis. Bij nieuwe rioolstelsels is de infiltratie van grondwater beperkt en zal de invloed van de bodem beperkt zijn. Oude rioolstelsels, voornamelijk systemen van voor 1984, kennen een hoge mate van grondwaterinfiltratie. Er zijn metingen bekend met een aandeel van 30% grondwater in het DWA. Deze substanti??le stroom kan een grote invloed hebben op de temperatuur van het rioolwater.
De vorst in Nederland daalt in principe niet verder dan 50 cm beneden maaiveld. Dat is af te leiden uit de aanlegeis van rioolbuizen. Om rioolbuizen te beschermen tegen scheuren door bevriezingen is een diepte van 60 cm als minimale eis gesteld. Vorst heeft dan ook geen directe invloed op de temperatuur van het afvalwater. Op een diepte van circa 2 m onder het maaiveld heeft het grondwater een gemiddelde temperatuur van circa 10??C.
Biofilm en sedimentatie:
Het slib in het rioolwater hecht zich aan de rioolwand en vormt daar een dunne laag op, de zogenaamde biofilm. Deze laag heeft een isolerende werking wat warmte-uitwisseling met de omgeving vermindert. Sedimentatie van onopgeloste delen in het afvalwater heeft een soortgelijk effect.
Materiaal rioolbuizen en dikte:
Het materiaal en de dikte van rioolbuizen bepaald het isolerend vermogen van de rioolbuizen. Zo is bijvoorbeeld kunststof meer isolerend dan beton.
Grondwaterstand:
Lucht isoleert beter dan water, bovendien stroomt grondwater (zij het langzaam ) waardoor de toename of de afname van de temperatuur van het afvalwater continu door gaat.
Af te leggen afstand:
Hoe langer de af te leggen afstand hoe langer het afvalwater invloeden van de omgeving ondervindt die consequenties hebben voor toename of afname van de temperatuur.
Stroomsnelheid:
Een lage stroomsnelheid zorgt voor een langere periode van contact met de omgeving en daardoor meer invloeden.
Door bovengenoemde factoren neemt de temperatuur van het afvalwater af in de tijd en met de afstand tot de bron. Hoe langer de verblijftijd in de riolering, hoe verder het afvalwater afkoelt. De minimumtemperatuur wordt door de omgeving bepaald. Deze minimumtemperatuur is sterk seizoenafhankelijk. In de RWZI loop de temperatuur van 10??C in de winter tot 23??C in de zomer.
Ook de afmeting van de riolering speelt een belangrijke rol om de afkoeling van het afvalwater. De dikte van de wand en diameter van de buis zijn voor een groot deel bepalend voor hoe snel afvalwater zijn warmte verliest. Een DWA-stroom in een gemengd rioolstelsel koelt sneller af dan dezelfde DWA-stroom in een gescheiden rioolstelsel. Belangrijker nog is de afstand die het rioolwater moet afleggen tussen bron en een mogelijke warmtewisselaar: Hoe groter de buislengte, hoe langer de verblijftijd. De transportafstand bepaalt zodoende in grote mate de temperatuur van het afvalwater ter plaatse van de warmtewisselaar.
Na het verlaten van het huis wordt de temperatuur van het afvalwater bepaald door verschillende factoren waardoor onderweg naar de RWZI een toename of een afname van de temperatuur van het afvalwater optreedt. De belangrijkste factoren zijn weergegeven:
5.2.1.2 Conclusies
Uit voorgaande onderzoeken/projecten kan er besloten worden dat er dagelijkse schommelingen zijn omtrent de temperatuur van het afvalwater. Bij veel waterverbruik is de temperatuur hoger, veel waterverbruik zien we terug bij de ochtendpiek.
De temperatuur van het afvalwater over het ganse jaar varieert tussen 10??C en 20??C.
De beste locatie voor de warmterecuperatie uit afvalwater is bij de hoogste debieten en bij de hoogste temperatuur.
Onmiddellijk bij de lozing van het afvalwater
Bij grote debieten zoals een industrieterrein, ziekenhuizen
5.2.2 Riothermie
Riothermie
Definitie: energie, in de vorm van warmte of koude, wordt aan het afvalwater onttrokken.
5.2.2.1 Principe
De energie die voorkomt en gebruikt wordt in de waterketen is in te delen in 3 soorten: thermische energie, chemische energie en operationele energie. Het grootste deel van de energie in de waterketen is thermische energie; de warmte die aan het water wordt toegevoegd door huishoudens en bedrijven
Thermische energie en chemische energie kunnen beiden worden teruggewonnen. Hoewel thermische energie het grootst in omvang is, wordt in de praktijk voornamelijk chemische energie teruggewonnen. Chemische energie wordt onder andere teruggewonnen door het vergisten van zuiveringsslib. Bij het vergisten ontstaat biogas. Dit is een hoogwaardige vorm van energie en kan gemakkelijk als brandstof worden gebruikt. In deze thesis word er specifieke gekeken naar de thermische energie.
Bij het terugwinnen van warmte uit afvalwater wordt warmte-energie uit het afvalwater gehaald en omgezet in bruikbare warmte. De thermische energie in afvalwater kan worden teruggewonnen door het installeren van een warmtewisselaar.
De hoeveelheid thermische energie die bij temperatuursverandering van het afvalwater verloren gaat of gewonnen wordt kan berekend worden met volgende formule:
P*Q*cw*pw*delte T
Hierin zijn:
P= energie
Q = debiet
Cw = soortelijke warmte water
Pw = dichtheid water
Delta temperatuur = temperatuur verschil tussen rioolwater en bron
Uit deze formule blijkt dat debiet en temperatuur als enige onbekende lineair verantwoordelijk zijn voor de hoeveel thermische energie. Deze formule laat zien dat de hoeveelheid thermische energie lineair afhankelijk is van het debiet en de temperatuur.
5.2.2.2 Warmtewisselaars
Koperstrip op warmtewisselaar in rioolbuis
Door de hoge vuillast in het afvalwater zal in een vrijvervalriolering vaak een biofilm op de warmtewisselaar gevormd worden. Deze slijmlaag op de warmtewisselaar heeft een isolerende werking waardoor de warmte-uitwisseling vermindert en zodoende de effici??ntie gereduceerd wordt.
De firma Rabtherm maakt in zijn warmtewisselaars gebruik van koperstrips die op enkele meters van elkaar geplaatst zijn. Door de uitloging van ionen van het koper wordt eventuele biofilmvorming teniet gedaan. Dit komt doordat koper giftig is voor de algen die zich aan de warmtewisselaar hechten.
Therm-liner type A
De therm-liner type A is een ge??ntegreerde warmtewisselaar die zelfs een hoge energie-output heeft bij lage stroming van het afvalwater.
De warmtewisselaar is vervaardigd uit roestvrij staal met koudgewalst oppervlak, de zelfreinigende opbouw vermindert de biofilmafgave.
De installatie kan gebeuren in nieuwe of bestaande leidingen.
Therm-liner type B
De therm-liner type B is een ge??ntegreerde warmtewisselaar voor grotere leidingen die grote hoeveelheden afvalwater verzetten.
De warmtewisselaar is vervaardigd uit roestvrij staal met koudgewalst oppervlak, de zelfreinigende opbouw vermindert de biofilmvorming.
De installatie kan gebeuren in nieuwe of bestaande leidingen.
Hydrea thermpipe
De hydrea termpipe is een vinding van Heijmans, Socca en Frank. Het systeem bestaat uit een rioolbuis met een binnenhuis, met daaromheen een spiraalwikkelleiding. Hier stroomt schoon water doorheen.
De buitenschil is van beton. Via een warmtewisselaar en een warmtepomp wordt dit water gebruikt voor verwarming elders. De buitenschil is bestand tegen graafschade en de binnenschil laat voldoende ruimte over voor de toepassing van andere kabels en leidingen.
Effici??nt is de combinatie van verschillende kabel- en leidingfuncties. De Hydrea leent zich voor meer dan enkel het riool. Ook is de warmtewinning uiterst effici??nt. Slechts 150 meter buis, verwarmt 100 woningen. Neem daarbij nog de lange levensduur, waarmee het systeem overlast door onderhoud en beheer ook reduceert. Dat is wel zo prettig voor de omgeving.
5.2.3 Effect op RWZI
Het onttrekken van meerdere graden is mogelijk mits het effect van de onttrekking op de temperatuur van het influent beperkt blijft. Dat is het geval bij voldoende afstand tussen de onttrekking en de RWZI.
Hier word gekeken naar de thermische gevoeligheid van een RWZI. Er word gekeken naar het effect van de wijziging van de ingaande afvalwatertemperatuur door warmteonttrekking op het zuiveringsproces.
Het effect van de temperatuur op de volgende zuiveringstechnische aspecten is kwantitatief in ogenschouw genomen:
Beluchtingsenergie en effluentkwaliteit voor totaal stikstof
Secundaire slibproductie
Effect op de biologische fosfaatverwijdering en de chemicali??ndosering
Beluchtingsenergie en effluentkwaliteit voor totaal stikstof
Bij een lage temperatuur van het influent spelen twee tegenstrijdige zaken een rol bij de benodigde beluchtingsenergie. Enerzijds daalt de benodigde beluchtingsenergie doordat bij lagere temperatuur de beluchting effici??nter verloopt. De oplosbaarheid van zuurstof neemt toe bij een lagere temperatuur. Anderzijds spoelt er meer nitraat uit met het effluent omdat er meer actief-slibvolume nodig is voor de omzetting van ammonium naar nitraat (nitrificatie) en minder volume overblijft voor de omzetting van nitraat naar stikstofgas (denitrificatie). Deze nitraatzuurstof wordt dan niet meer benut in het proces en gaat verloren.
Als de warmteonttrekking leidt tot een vermindering van de ammoniumoxidatie naar nitraat omdat er een tekort aan volume is, vindt er een daling van de beluchtingsenergie plaats. Een verminderde ammoniumverwijdering leidt tot hogere ammoniumconcentraties in het effluent wat zeer ongewenst is.
De minimaal noodzakelijke slibleeftijd van de nitrificeerders neemt exponentieel toe bij een dalende temperatuur. Voor de RWZI betekent dit dat een groter deel van het actief-slibvolume belucht moet worden, of dat als het volume te klein wordt, de nitrificeerders uitspoelen en de nitrificatie stopt. Het stoppen van de nitrificatie is desastreus voor de effluentkwaliteit.
Secundaire slibproductie
De secundaire slibproductie is het resultaat van de groei van het actief-slib en de omzetting van organische stoffen en ammonium. Bij lagere temperaturen groeit het slib langzamer maar wordt er ook minder organische stof omgezet zodat het netto resultaat is dat er meer slib ontstaat.
Effect op de biologische fosfaatverwijdering en de chemicali??ndosering
Voor de verwijdering van fosfaat uit afvalwater wordt in veel gevallen gebruik gemaakt van metaalzouten (chemische fosfaatverwijdering). Dit kan ook aanvullend op biologische fosfaatverwijdering plaatsvinden. Bij de biologische fosfaatverwijdering wordt fosfaat opgeslagen in het actief-slib. De biologische fosfaatverwijdering is temperatuurafhankelijk waarbij er sprake is van tegenstrijdige effecten. Dit betekent dat de biologische fosfaatverwijdering bij lagere temperaturen zowel kan verbeteren of kan verslechteren. In RWZI’s met biologische fosfaatverwijdering kan het aandeel chemisch slib dus stijgen of dalen als gevolg van een temperatuursverandering.