UDC 620.92:697.3:621.577
DOI 10.35776/VST.2025.11.01

Khabirov Iulai, Gataullina Alina, Solov’ev Ruslan, Vazhdaev Konstantine

Feasibility study of using thermal power of wastewater
for improving the efficiency of wastewater treatment facilities operation

Summary

A cost effectiveness analysis of using a system for recovering the thermal power of effluent for heating incoming wastewater to enhance the biological treatment process, as well as for heating the premises of wastewater treatment facilities was conducted. With account of the energy cost in the Republic of Bashkortostan, the operating and capital costs of the proposed method for arranging the heating of wastewater treatment facilities with two alternative options: using gaseous fuel (a block-type gas boiler house) and electric heating devices were estimated. The pay-back period was determined using the overhead cost equivalence method for the proposed design options. The energy efficiency was calculated based on the annual fuel and energy consumption expressed in tons of fuel equivalent. It was shown that the wastewater heating system using a heat pump requires the lowest operating costs (RUB 6.9 to heat 1 m³ of wastewater by 10°C, or RUB 1.3 million per year). The system is also the most energy- and cost-effective since it consumes the minimum fuel equivalent and provides for reducing the cost of expensive primary energy resources by 127 tons of fuel equivalent per year.

Key words

sewerage treatment facilities , heat pump , power efficiency , secondary thermal energy , recovery , pay-back period

Для цитирования: Хабиров Ю. М., Гатауллина А. Р., Соловьев Р. А., Важдаев К. В. Технико-экономическое обоснование использования тепловой энергии сточных вод для повышения эффективности работы очистных сооружений // Водоснабжение и санитарная техника. 2025. № 11. С. 5–10. DOI: 10.35776/VST.2025.11.01.

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

REFERENCES

1. Прохоров В. И., Разаков М. А. Особенности применения теплоутилизационного оборудования на канализационных насосных станциях // Вестник МЭИ. 2022. № 2. С. 45–55.
   Prokhorov V. I., Razakov M. A. [Features of the use of heat recovery equipment at wastewater pumping stations]. Vestnik MEI, 2022, no. 2, pp. 45–55. (In Russian).
2. Хабиров Ю. М., Соловьев Р. А., Хамидуллин И. С. Оценка возможности использования тепловой энергии сточных вод для обеспечения собственных нужд очистных сооружений // Водоснабжение и санитарная техника. 2024. № 10. С. 24–30. DOI: 10.35776/VST.2024.10.03.
   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).
3. Легких Б. М., Езерский Д. С. Анализ эффективности использования тепловой энергии р. Урал в жилищном строительстве // Шаг в науку. 2018. № 3. C. 66–68.
   Legkikh B. M., Ezerskii D. S. [Analysis of the efficiency of using thermal energy of the Ural River in housing construction]. Shag v Nauku, 2018, no. 3, no. 66–68. (In Russian).
4. Нагорнов В. Н. Приведенные затраты / Модернизация хозяйственного механизма сквозь призму экономических, правовых, социальных и инженерных подходов: сборник материалов XII Международной научно-практической конференции. 15 марта 2018, г. Минск. – Минск: Белорусский национальный технический университет, 2018. С. 297–298.
   Nagornov V. N. [Overhead costs. Modernization of the economic mechanism through the prism of economic, legal, social and engineering approaches]. Proceedings of the XII International Scientific and Practical Conference. March 15, 2018, Minsk, Belarusian National Technical University, 2018, pp. 297–298. (In Russian).
5. Куклин О. С. Рекуперация метода приведенных затрат при оценке эффективности капитальных вложений в гражданском строительстве // Инновации и инвестиции. 2021. № 6. С. 222–226.
   Kuklin O. S. [Recovery of the overhead cost method in estimating the effectiveness of capital investments in civil construction]. Innovatsii i Investitsii, 2021, no. 6, pp. 222–226. (In Russian).
6. Абрамович Б. Н., Богданов И. А. Повышение эффективности автономных электротехнических комплексов нефтегазовых предприятий // Записки Горного института. 2021. Т. 249. С. 408–416. DOI: 10.31897/PMI.2021.3.10.
   Abramovich B. N., Bogdanov I. A. [Improving the efficiency of autonomous electrical systems at oil and gas enterprises]. Zapiski Gornogo Instituta, 2021, v. 249, pp. 408–416. DOI: 10.31897/PMI.2021.3.10. (In Russian).
7. Равичев Л. В., Кайгородова О. А., Ильина С. И., Оганесян Д. Д. Циклы теплосиловых, холодильных и теплонасосных установок. Методы анализа их эффективности: учебное пособие. – М.: РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2021. 144 с.
   Ravichev L. V., Kaigorodova O. A., Il’ina S. I., Oganesian D. D. Tsikly teplosilovykh, kholodil’nykh i teplonasosnykh ustanovok. Metody analiza ikh effektivnosti [Thermal power, refrigeration, and heat pump cycles. Methods for efficiency analysis: a study guide. Moscow, D. I. Mendeleev Russian University of Chemical Technology, 2021, 144 p.].