Récupération de la chaleur résiduelle des eaux usées (la pratique) ir. Marc Feyten

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1 Récupération de la chaleur résiduelle des eaux usées (la pratique) ir. Marc Feyten

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3 Un simple calcul démontre le gaspillage d énergie vers l égout: Exemple en milieu industriel: un rejet de 100 m³ par jour Après traitement biologique, l eau est rejetée à une température de 28 C L eau de ville rentre l usine à 10 C. => Le rejet d eau est donc 18 C plus chaud que l eau potable captée. => Vous gaspillez donc 18 C x litres = Kcal ou 2,09 MWh de chaleur par jour! Ceci correspond au gaspillage de 209 litres de mazout de chauffage par jour x 250 jours/an = litres de mazout de chauffage rejeté dans l égout par an. MAINTENEZ CETTE SOURCE D ENERGIE DANS VOTRE SOCIETE!

4 La pratique de la récupération de la chaleur résiduelle des eaux usées: 1. Echangeurs à chaleur: Echangeurs intégrés dans l égout Echangeurs tubulaires Echangeurs à plaques (hors égouts): très haute efficacité énergétique faible encombrement plus économique à l investissement et à l entretien Sensibles au colmatage, sauf certains modèles 2. Pompe à chaleur (PAC): La PAC concentre la chaleur à une température plus élevée Efficacité énergétique dépendant de la différence entre la température de condensation et d évaporation. 3. combine le meilleur de 2 mondes Exemples dans l industrie: 1. Echangeur à chaleur: Production de plats cuisinés Blue Hero: Station de lavages de citernes

5 1) Production de plats cuisinés Considérations typiques La consommation d eau chaude représente +/- 70% de la consommation totale d eau. L eau de ville a une température moyenne de +/ C (été-hiver) L eau chaude (+/- 70 C) est produite avec une chaudière à vapeur + échangeurs à vapeurs(efficacité totale +/- 80 à 90%) La capacité de la chaudière existante devenait critique. L eau de rejet coule vers la station d épuration à une température de +/- 45 C => L eau de rejet était trop chaude pour un traitement efficace des graisses sur une flottation.

6 1) Production de plats cuisinés Solution? Placement d un échangeur à plaques sur les eaux usées => L eau de process pourrait être préchauffée jusque 40 C et la consommation de vapeur pourrait être réduite de 40%! Risques? 1. Sécurité alimentaire! 2. Eaux usées brutes, colmatage? 3. Risque de solidification des graisses? 4. Nettoyage CIP nécessaire? Réalisation Echangeur à chaleur avec Supervision 1. Surveillance de la pression différentielle 2. Préfiltration à 1,5 mm 3. Gestion spéciale contre la solidification 4. Nettoyage CIP installé

7 1) Production de plats cuisinés

8 1) Production de plats cuisinés Système de supervision Supervision à distance Rapports mensuels d énergie recyclée Nettoyage Problèmes de surverse du puits de pompage avant le filtre (photo) Pas de colmatage avec de la graisse! Echangeur à chaleur après 4 mois de fonctionnement Amortissement < 1,6 an! Pas besoin d investir dans une nouvelle chaudière vapeur

9 Blue - HEat Recovery Operation Valorisation durable de chaleur à basse température montage en ligne sur l alimentation de la production d eau chaude Production d eau chaude en fonction de la demande Combinaison de chauffage direct et indirect Très haute performance énergétique: COP > 10!!! Besoins: Eaux usées à une température de +/- 5 C plus chaude que l eau de ville Eaux usées tamponnées: un traitement biologique possède en général un grand volume.

10 Eau de ville/puits Eau de ville chaude Eaux usées tièdes Echangeur à chaleur DIRECT COP > 10 Eau de ville préchauffée compresseur p o m p e Tampon d énergie Eaux usées refroidies Pompe à chaleur Concept breveté

11 Le coût de production de l eau chaude?? Avec 10 kwh d énergie on chauffe 1 m³ water de 8,6 C Quantité Energie Émission CO2 Coût/10 kwh Électricité 10 kwh el. 10 kwh 7,6 kg 1,15 Mazout 1 litre 10 kwh 2,6 kg 0,70 Gaz Naturel 1 m³ 10 kwh 2,0 kg 0,40 0,91 kwh el. 10 kwh 0,7 kg 0,10 Comparaison sources de chaleur par rapport au Gaz Nauturel 180% 160% 175% 140% 120% 130% 100% 80% 100% 60% 40% 20% 35% 25% 20,0% 0% émission CO2 Coût énergétique Consommation d'énergie primaire

12 Quelques examples de réalisations industrielles: Abattoir de Volailles Nollens II à Kruishoutem: 1 er Blue Hero Industriel Blue Hero de 350 à 500 kw La technique Blue Hero a été développée et mise au point avec l aide d un programme d innovation PME de IWT Tank cleaning Van Moer à Zwijndrecht (Anvers) Blue Hero de 325 kw Monté en skid Autres: Tank Cleaning: Den Hartogh (Rotterdam, NL), 3 x Arabie Saoudite, Vietnam Légumes: Legumex (St. Katelijne Waver) Plats cuisinés: Vaco (Herselt)

13 2) Station de lavage Considérations typiques: Grands volumes d eau chaude nécessaire: à l d eau / lavage Consommation d eau chaude (80 C) représente +/- 60 à 80 % du total d eau consommée L eau de ville à une température moyenne de 9 C (4-14 C: hiver - été) L eau chaude (+/- 80 C) est produite par une chaudière à vapeur + échangeurs à vapeur (efficacité de +/- 80 à 90%) Les eaux usées tièdes sont traitées sur site dans une STEP Les eaux épurées, après traitement biologique, sont rejetées en eau de surface à +/- 28 C (hiver 20 C et été >31 C)

14 @ Van MOER Cleaning Eau potable 160 m³/j 4-14 C Eaux usées 250 m³/j C Echangeur à chaleur DIRECT 160 m³/jour 10 m³/h 168 kw (Hiver) 174 kw (Eté) 160 m³/jour 31,4 C (Hiver) 41,9 C (Eté) kw Eau de process préchauffée 18,5 29 C Tampon d énergie Eau chaude 250 m³/jour 15,6 m³/h compresseur 25 kw 125 kw 150 kw p o m p Eaux usées refroidies 3,8 14,5 C Pompe à chaleur Breveté COP: kwth./kwel.

15 @ Van MOER Cleaning

16 Avantages du pour Van Moer? besoins énérgétiques pour chauffer l eau: Chauffer 160 m³ d eau /j de 9 C à 36,6 C = 5,14 MWh x 260 j/an= MWh/an Avec du Gaz ceci représente un coût annuel de: x 40 /MWh = /an Avec ceci coûte: x 10 /MWh = /an Quels sont le benéfits pour Van Moer de cet investissement?: o 73 % de réduction en gaz: /an o 65 % de réduction d émissions en CO2: => 173 t/an (= 82 voitures ( km/an à 140 g CO2/km) o L eau rejetée en milieu naturel est toujours froide!!! o produit 4x plus d énergie que la STEP en consomme!!! Investissement total pour Van Moer: o subsides Eandis o déduction fiscale majorée Investissement TOTAL pour Van Moer: Pay-Back: < 3 Années!!!

17 1ére en Belgique: Chauffage de 95 logements sociaux par Riothermie LOUVAIN: Technique Blue Hero appliqué sur l égout public passant devant les appartements But: couvrir +/- 80 % des besoins en chauffage par une pompe à chaleur de 250 kw Mise en service : été 2014 D autres projets en cours d étude

18 Employez votre station d épuration comme une batterie. Calculez votre gain en employant la technique durable pour la production d eau chaude Calcul Online de: votre production possible d eau chaude Réduction en frais de chauffage Réduction d émissions en CO2 Gain financier par an (à partir du 01/04/2014)

19 Comment réduire sensiblement les émissions en CO 2?

20 Comment réduire sensiblement les émissions en CO 2?