Нулевой слив жидкости
Нулевой сброс жидкости (ZLD) — это классификация процессов очистки воды , предназначенная для эффективного сокращения сточных вод и производства чистой воды, пригодной для повторного использования (например, для орошения ). В системах ZLD используются технологии очистки сточных вод и опреснения для очистки и переработки практически всех получаемых сточных вод. [ 1 ] [ 2 ]
Технологии ZLD помогают промышленным предприятиям соблюдать требования по сбросам и повторному использованию воды , что позволяет им соблюдать государственные правила сброса, достигать более высокой степени восстановления воды (%), а также очищать и извлекать из потоков сточных вод ценные материалы, такие как сульфат калия , каустическая сода , сульфат натрия , литий. и гипс .
Термические технологии являются традиционными средствами достижения ZLD, такими как испарители (например, многоступенчатая мгновенная дистилляция ), многоступенчатая дистилляция , механическое сжатие пара, кристаллизация и регенерация конденсата . Заводы ZLD производят твердые отходы .
Обзор системы разгрузки ZLD
[ редактировать ]Процессы ZLD начинаются с предварительной очистки и выпаривания промышленных сточных вод до тех пор, пока растворенные в них твердые вещества не выпадут в осадок . Эти осадки удаляют и обезвоживают с помощью фильтр-пресса или центрифуги . Водяной пар от испарения конденсируется и возвращается в процесс.
За последние несколько десятилетий в отрасли водоочистки были предприняты попытки произвести революцию в технологиях высокой рекуперации 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 очистки рассола | Электрическая энергия (кВтч/м3) | Тепловая энергия (кВтч/м3) | Всего Эл. Эквивалент (кВтч/м3) | Типовой размер (м3/сут) | Investment ($/m3/d) | 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 |
| Механическое сжатие пара | 14.86 | 0 | 14.86 | <3000 | 1,750 | 250,000 |
| Электродиализ | 6.73 | 0 | 6.73 | / | / | 150,000 |
| Форвардный 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 сырья, поскольку более высокая соленость требует более высоких SEC.
- FO SEC зависит от раствора для выдачи и метода регенерации. В большинстве работ предполагается использование термолитических солей и их регенерация при температуре 60°С. 90% необходимой тепловой энергии можно получить за счет отходящего тепла, если оно доступно.
- MD SEC зависит от конфигурации. Наиболее распространенной конфигурацией MD в исследованиях является MD прямого контакта (DCMD) из-за ее простоты. 90% необходимой тепловой энергии можно получить за счет отходящего тепла, если оно доступно, и, наконец,
- общий электрический эквивалент определялся по формуле Total El. Эквивалент = Эл. Энергия + 0,45 x Тепловая энергия за счет эффективности современной электростанции (согласно соответствующей статье).
Конфигурация
[ редактировать ]Несмотря на различные источники 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 восстановить до 60–80% воды.
- Испарение/кристаллизация. На следующем этапе с помощью термических процессов или выпаривания вся оставшаяся вода испаряется, собирается и отправляется на повторное использование. Остающиеся отходы затем поступают в кристаллизатор, в котором вся вода кипятится до тех пор, пока все ее примеси не кристаллизуются и не могут быть отфильтрованы в виде твердых веществ.
См. также
[ редактировать ]- Рекомендации по очистке сточных вод (правила США по очистке сточных вод)
- Ограничение стоков
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Панагопулос, Аргирис; Хараламбус, Кэтрин-Джоанна; Лоизиду, Мария (25 ноября 2019 г.). «Методы утилизации и технологии очистки опреснительных рассолов. Обзор». Наука об общей окружающей среде . 693 : 133545. Бибкод : 2019ScTEn.693m3545P . doi : 10.1016/j.scitotenv.2019.07.351 . ISSN 0048-9697 . ПМИД 31374511 . S2CID 199387639 .
- ^ Вучков, Николай; Кайзер, Гизела (2020). Управление концентратом опреснительных установок . стр. 187–203.
- ^ Тонг, Течжэн; Элимелех, Менахем (22 июня 2016 г.). «Глобальный рост нулевых сбросов жидкости для управления сточными водами: движущие силы, технологии и будущие направления» . Экологические науки и технологии . 50 (13): 6846–6855. Бибкод : 2016EnST...50.6846T . дои : 10.1021/acs.est.6b01000 . ISSN 0013-936X . ПМИД 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 экологического менеджмента . 351 .
- ^ Дата, Манали; Патьял, Вандана; Джаспал, Дипика; Мальвия, Арти; Кхаре, Канчан (1 октября 2022 г.). «Технология нулевого сброса жидкости для восстановления, повторного использования и рекультивации сточных вод: критический обзор» . Журнал инженерии водных процессов . 49 : 103129. дои : 10.1016/j.jwpe.2022.103129 . ISSN 2214-7144 .