Come ottenere energia da acqua potabile e acque

Come ottenere energia da acqua potabile e acque reflue?
Indice dei contenuti
1. Il ciclo delle acque urbane
2. L'installazione di una turbina sulla rete di acqua potabile
2.1. La pressione nelle reti di acqua potabile
2.2. Parliamo di turbine
2.3. Attenzione!
3. Delle acque reflue utilizzando come fonte di calore per pompe di calore
3.1. Attenzione!
4. Fanghi di depurazione utilizzando come substrato per la digestione anaerobica
Il ciclo dell’acqua urbana consuma energia per fornirci acqua potabile e per il trattamento delle
acque reflue. Ma questo ciclo può anche fornire energia attraverso diversi mezzi:
Utilizzo della velocità dell’acqua nella rete dell’acqua potabile per azionare una turbina e
generare elettricità,
Utilizzo delle acque reflue come fonte di riscaldamento per le pompe di calore,
Utilizzare i fanghi di depurazione (trattamento dei rifiuti delle acque reflue) in un digestore
anaerobico per la produzione di biogas.
Per capire, da dove viene questa energia proviene, ecco una breve presentazione del ciclo delle
acque urbane.
Il ciclo delle acque urbane
Prima di arrivare al nostro rubinetto, l'acqua proviene da una fonte, un bacino idrico e un
fiume. Al meno che la città sia inferiore rispetto a dove si trovi la sorgente, il fiume o la falda
freatica, l'acqua viene pompata, prima di essere purificata (se necessario) in un impianto di
trattamento dell'acqua potabile. L'acqua viene poi immagazzinata in un serbatoio (che può
essere una torre d'acqua), e scorre per la città di gravitazione.
Dopo essere stato utilizzate, le acque reflue vengono raccolte in un sistema fognario, e
scorrono per l'impianto di trattamento delle acque reflue. Nello stabilimento, delle acque reflue
viene trattato per separare sostanze inquinanti e di acqua dolce. L'acqua dolce è poi respinta in
un fiume.
L'energia può essere raccolta in diversi luoghi:
Sulla rete di acqua potabile: se la pressione è troppo alta, una turbina ad acqua può
essere installata, e può ridurre la pressione e contemporaneamente produrre energia
elettrica;
Sul sistema fognario: grazie al suo uso nelle case le acque di scarico sono più calde.
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Può essere utilizzato come fonte di calore per una pompa di calore;
Sull'impianto di depurazione: fanghi di depurazione è uno spreco di trattamento, è
materia organica e può essere utilizzato come substrato per la digestione anaerobica.
L'installazione di una turbina sulla rete di acqua potabile
La pressione nelle reti di acqua potabile
Una pressione di 2bars minimo è sempre mantenuta nella rete di acqua potabile.
E 'come se ci fosse sempre una colonna alta 20 metri d'acqua sopra il vostro rubinetto. Tale
pressione permette all'acqua di scorrere dal rubinetto, anche se si è al sesto piano.
In alcune città montagnose, non ci può essere un dislivello enorme tra le case sulla parte
superiore e le case sul fondo. Essa provoca un problema di pressione, perché la pressione deve
essere 2bars minimo sulle case in alto, significa che sulle case in basso, la pressione è più alta.
Se il dislivello è di 100 metri, la differenza di pressione è di 10 bar!
Quindi, la pressione sul fondo sarebbe di 12 bar. Se è troppo alto, il rubinetto, lavastoviglie,
lavatrice e altri dispositivi non sono in grado di supportare una tale pressione.
Un dispositivo di riduzione di pressione è installato, in modo da ridurre la pressione sulla parte
inferiore della rete di acqua potabile.
Parliamo di turbine
Le turbine entrano in azione grazie alla pressione e allo scorrere dell’acqua. La turbina estrarrà
l’energia contenuta nell’acqua. Siccome la velocità è la medesima prima e dopo la turbina, la
perdita di energia deriva dalla pressione. Possiamo utilizzare una turbina per ridurre la
pressione nella rete dell’acqua potabile di una città montagnosa.
Attenzione!
Più alto è il flusso , più velocemente la turbina si accende, e maggiore sarà la perdita di
pressione. Dobbiamo ricordare che la pressione non deve scendere sotto i 2 bar. Il rischio può
verificarsi a picco della domanda. Questo è il motivo ci deve essere una differenza di pressione
reale tra due parti della rete di installare una turbina.
Delle acque reflue utilizzando come fonte di calore per pompe di calore
Grazie al suo utilizzo in case e altri edifici, la temperatura delle acque reflue è di pochi gradi
superiore a quella dell'acqua potabile: acque reflue è di circa 13-20 ° C, a seconda della
regione, della stagione e l'attività. E' sufficiente utilizzare l'energia con pompe di calore, per
riscaldare gli edifici, come piscine, negozi, scuole, ecc.
Per una descrizione specifica delle pompe di calore, si prega di dare un'occhiata a questo
articolo: Una guida per principianti per pompe di calore geotermiche.
Attenzione!
L’acqua di scarico viene filtrata e pulita in impianti di trattamento delle acque (impianto di
depurazione), che operano per lo più con mezzi biologici. I microrganismi utilizzati in questi
impianti richiedono una temperatura minima di acqua per fare il loro lavoro di epurazione. Ciò
significa che una temperatura più bassa di wasterwater ridurrebbe l'efficacia del trattamento
biologico nell'impianto. La prova migliore è che in inverno, l'efficienza del WWTP biologico è
minore che in estate. Per questo motivo, l'utente del calore delle acque reflue è non in grado di
estrarre tutto il calore delle acque reflue. Per esempio, al negozio IKEA di Berlino che ha
utilizzato il calore delle acque di scarico non è stato consentito di diminuire la temperatura
delle acque reflue di oltre 2 gradi.
Fanghi di depurazione utilizzando come substrato per la digestione anaerobica
Negli impianti di trattamento biologico delle acque reflue, la maggior parte dell'inquinamento è
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trattata con l'uso di microrganismi: questi organismi "mangiano" l'inquinamento e l'uso come
una fonte di energia e nutrienti. Con l'uso di ossigeno, che è intensamente introdotto in una
vasca di aerazione, i microrganismi possono crescere e moltiplicarsi. L'eccesso di
microrganismi viene raccolto per sedimentazione in una vasca di sedimentazione, e
denominato "fanghi di depurazione". Questo è il più grande spreco di trattamento delle acque
reflue. I fanghi raccolti sul fondo delle piante sedimentazione, fatto di microrganismi può
essere utilizzato come substrato per la metanizzazione, come presentato in questo articolo una
guida per principianti di digestori anaerobici.
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