Lämmöntalteenotto Toijalan jätevedenpuhdistamon jätevedestä

Abstract

Opinnäytetyön aiheena oli lämmöntalteenotto Toijalan jätevedenpuhdistamon jätevedestä. Hämeenlinnan Seudun Vesi Oy oli kiinnostunut toteuttamaan lämmöntalteenottojärjestelmän Toijalan jätevedenpuhdistamolle. Opinnäytetyössä tutkittiin, onko puhdistamolle tulevasta jätevedestä mahdollista ottaa lämpöä talteen ja käyttää sitä hyödyksi esimerkiksi puhdistamokiinteistön lämmitysjärjestelmässä.

Opinnäytetyössä pohdittiin, millä eri menetelmillä jätevedestä voidaan ottaa lämpöä talteen ja miten lämmöntalteenottojärjestelmä voidaan liittää nykyisen öljylämmitysjärjestelmän rinnalle sekä tutkittiin lämmöntalteenoton sijoitusta puhdistusprosessiin. Työssä tarkasteltiin myös materiaalien merkitystä lämmöntalteenottojärjestelmässä sekä erilaisia putkireittejä ja niiden kustannuksia. Lisäksi eri toteutusmenetelmistä piirrettiin esimerkkikytkentäkaaviot.

Jätevedessä on potentiaalisesti hyödynnettävää lämpöenergiaa, joka tällä hetkellä suurelta osin johdetaan suoraan vesistöihin. Nykyisellä lämpöpumpputeknologialla on mahdollista saada tämä matalassa lämpötilassa oleva lämpöenergia kerättyä ja uudelleen käytettyä. Lämmöntalteenotossa haasteena ovat kuitenkin jäteveden sisältämät epäpuhtaudet, jotka hankaloittavat lämmön keräämistä jätevedestä.

Opinnäytetyössä havaittiin, että Toijalan jätevedenpuhdistamolla lämpö tulisi ottaa talteen jälkiselkeytetystä jätevedestä, jolloin jätevesi luonnollisesti sisältää vähiten epäpuhtauksia. Tällöin lämmöntalteenotto ei myöskään häiritse jäteveden puhdistusprosessia, joka itsessään vaatii lämpöä toimiakseen optimaalisesti. Lämmöntalteenotto voidaan teoriassa toteuttaa kahdella eri menetelmällä: lämmönsiirtimellä tai altaaseen upotettavalla keruuputkistolla. Lämmönlähteiden yhdistäminen lämmitysjärjestelmään on myös mahdollista toteuttaa kahdella eri menetelmällä: energiavaraajalla tai öljykattilan sekä lämpöpumpun sarjaan kytkennällä.

The subject of the thesis was heat recovery from wastewater treatment plant of Toijalas wastewater. Hämeenlinnan Seudun Vesi Oy was interested to implement a heat recovery system for wastewater treatment plant of Toijala. The thesis investigated if there is any possibilities to recover heat from incoming wastewater and use it for example in the building heating system.

The thesis considers different methods on how heat can be recovered from wastewater and how heat recovery can be connected in parallel with the existing oil heating system. The thesis considers also the optimal place of the heat recovery in the cleaning process. The study examined the importance of the materials of the heat recovery system and different pipe routes and their costs. In addition, different methods of implementation were drawn as example wiring diagrams.

In wastewater there is potential thermal energy, which is currently largely passed directly into the environment. With the current heat pump technology, it is possible to get this low temperature thermal energy collected and reused. However, wastewater pollutants complicate the collection of heat from wastewater challenging the heat recovery process.

The thesis found that in wastewater treatment plant of Toijala heat should be recovered from the final sedimentation water, when the wastewater contains the least contaminants. In this case the heat recovery does not interfere with the wastewater treatment process, which itself requires heat so it can work optimally. In theory the heat recovery can be executed by two different methods: heat exchanger or collector pipes in the pool. Heat sources can be connected to heating system by two different methods: Energy accumulator or oil-fired boiler and a heat pump in series connection.