Нулевой сброс жидкости
Нулевой сброс жидкости (ZLD) — это классификация процессов очистки воды , направленных на эффективное сокращение сточных вод и получение чистой воды, пригодной для повторного использования (например, орошения ). Системы ZLD используют технологии очистки сточных вод и опреснения для очистки и переработки практически всех полученных сточных вод. [1] [2]
Технологии ZLD помогают промышленным предприятиям соблюдать требования по сбросам и повторному использованию воды , что позволяет им соблюдать государственные нормативы по сбросам, достигать более высокого уровня извлечения воды (%), а также очищать и извлекать ценные материалы из потоков сточных вод, такие как сульфат калия , каустическая сода , сульфат натрия , литий и гипс .
Термические технологии являются традиционными средствами достижения ZLD, такими как испарители (например, многоступенчатая флэш-дистилляция ), многоэффектная дистилляция , механическая компрессия пара, кристаллизация и рекуперация конденсата . Заводы ZLD производят твердые отходы .
Обзор системы разряда ZLD
Процессы ZLD начинаются с предварительной обработки и выпаривания промышленных стоков до тех пор, пока растворенные в них твердые частицы не выпадут в осадок . Эти осадки удаляются и обезвоживаются с помощью фильтр-пресса или центрифуги . Водяной пар от испарения конденсируется и возвращается в процесс.
За последние несколько десятилетий в отрасли водоподготовки были предприняты попытки произвести революцию в технологиях восстановления высокой степени очистки воды и ZLD. [3]
Это привело к появлению таких процессов, как электродиализ , прямой осмос и мембранная дистилляция .
Краткий обзор и сравнение можно увидеть в следующей репрезентативной таблице: [4] [5]
| Технология обработки рассола | Электроэнергия (кВтч/м3) | Тепловая энергия (кВтч/м3) | Суммарный Эл. Эквивалент (кВтч/м3) | Типичный размер (м3/д) | Инвестиции ($/м3/д) | макс. TDS (мг/л) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Многоступенчатая вспышка | 3.68 | 77,5 | 38,56 | <75,000 | 1,800 | 250,000 |
| Многоэффектная дистилляция | 2.22 | 69,52 | 33.50 | <28,000 | 1,375 | 250,000 |
| Механическая компрессия пара | 14.86 | 0 | 14.86 | <3000 | 1,750 | 250,000 |
| Электродиализ | 6.73 | 0 | 6.73 | / | / | 150,000 |
| Прямой осмос | 0,475 | 65.4 | 29.91 | / | / | 200,000 |
| Мембранная дистилляция | 2.03 | 100,85 | 47.41 | / | / | 250,000 |
- ED/EDR SEC зависит от солености корма, поскольку более высокая соленость требует более высоких значений SEC.
- FO SEC зависит от раствора для вытяжки и метода регенерации. Большинство статей предполагают использование термолитических солей и их регенерацию при температуре 60°C. 90% необходимой тепловой энергии может быть получено за счет отработанного тепла, если оно доступно
- MD SEC зависит от конфигурации. Наиболее распространенная конфигурация MD в исследованиях — это Direct Contact MD (DCMD) из-за ее простоты. 90% необходимой тепловой энергии можно получить из отработанного тепла, если оно доступно, и, наконец,
- общий электрический эквивалент был взят с использованием следующего соотношения: общий электрический эквивалент = электрическая энергия + 0,45 x тепловая энергия, обусловленная эффективностью современных электростанций (согласно соответствующей статье).
Конфигурация
Несмотря на изменчивость источников потока сточных вод, система ZLD обычно состоит из двух этапов:
- Предварительная концентрация: Предварительная концентрация рассола обычно достигается с помощью мембранных концентраторов рассола или электродиализа. Эти технологии концентрируют поток до высокой солености и способны извлекать до 60–80% воды.
- Выпаривание/Кристаллизация: Следующий шаг, использующий термические процессы или выпаривание, выпаривает всю оставшуюся воду, собирает ее и отправляет на повторное использование. Оставшиеся отходы затем поступают в кристаллизатор, который кипятит всю воду до тех пор, пока все ее примеси не кристаллизуются и не могут быть отфильтрованы в виде твердых веществ.
Смотрите также
- Нормы сброса сточных вод (США)
- Ограничение сточных вод
Ссылки
- ^ Панагопулос, Аргирис; Хараламбус, Кэтрин-Джоанн; Лоизиду, Мария (2019-11-25). «Методы утилизации и технологии очистки рассола при опреснении — обзор». Science of the Total Environment . 693 : 133545. Bibcode : 2019ScTEn.693m3545P. doi : 10.1016/j.scitotenv.2019.07.351. ISSN 0048-9697. PMID 31374511. S2CID 199387639.
- ^ Вучков, Николай; Кайзер, Гизела (2020). Управление концентратом с опреснительных установок . С. 187–203 .
- ^ Тонг, Течжэн; Элимелех, Менахем (2016-06-22). «Глобальный рост нулевого сброса жидкости для управления сточными водами: движущие силы, технологии и будущие направления». Environmental Science & Technology . 50 (13): 6846– 6855. Bibcode : 2016EnST...50.6846T. doi : 10.1021/acs.est.6b01000 . ISSN 0013-936X. PMID 27275867.
- ^ Абдельфаттах, И.; Эль-Шами, AM (2 декабря 2023 г.). «Обзор растущей необходимости технологии нулевого сброса жидкости (ZLD) для устойчивого управления водными ресурсами и устойчивости окружающей среды». Журнал управления окружающей средой . 351 .
- ^ Дейт, Манали; Патьял, Вандана; Джаспал, Дипика; Малвия, Арти; Кхаре, Канчан (1 октября 2022 г.). «Технология нулевого сброса жидкости для восстановления, повторного использования и рекультивации сточных вод: критический обзор». Журнал по инжинирингу водных процессов . 49 : 103129. doi : 10.1016/j.jwpe.2022.103129. ISSN 2214-7144.
Внешние ссылки
- Этапы процесса обработки ZLD
