← Terug naar Warmtewisselaars categorie

Zero Liquid Discharge - voor het verwijderen van vloeibaar afval

HRS unicus-serie

Zero liquid discharge (ZLD) is een behandeling met vloeibare afvalstromen. Het gaat om het transformeren van vloeibare afvalstromen van industriële installaties naar schoon water, dat kan worden hergebruikt in het proces, en de minimale hoeveelheid vaste residuen, die vaak waardevolle bijproducten bevatten die kunnen worden verkocht of hergebruikt.

Aangenomen wordt dat de aanscherping van milieuregels in de Verenigde Staten in de 1970s leidde tot de ontwikkeling van de eerste ZLD-eenheden, die verschillende combinaties van verdamping en kristallisatie gebruikten.

Met steeds hogere milieunormen die door bedrijven worden geïmplementeerd, in combinatie met soms belastende regelgeving, wordt de techniek nu over de hele wereld steeds populairder. Het kan bedrijven ook helpen omgaan met uitdagingen zoals grondstofkosten en waterschaarste.

Op maat gemaakte oplossingen

ZLD is geschikt voor een breed scala van industrieën, waaronder energieproductie, chemische en brandstofraffinage, mijnbouw, distillatie, voedselproductie en afvalverwerking, en er is een verscheidenheid aan apparatuur beschikbaar om verschillende afvalstromen en processen te behandelen.

Deze diversiteit is echter ook een van de nadelen van ZLD, omdat elk systeem op zijn eigen merites moet worden ontworpen, rekening houdend met factoren zoals de in het water aanwezige verontreiniging of chemicaliën, debiet, hoe zuiver het teruggevoerde water moet zijn, enz. Dit maakt het onmogelijk om een ​​'algemeen doel'-ZLD-systeem te ontwerpen en maakt de nodige op maat gemaakte oplossingen duurder.

Het effectieve ontwerp van elk ZLD-systeem is afhankelijk van de juiste analyse van de water / afvalstroom. Het is essentieel om nauwkeurige schattingen te hebben van samenstelling, stroomsnelheden, chemie, etc.

Zonder dit zal elke ontworpen oplossing niet de vereiste resultaten opleveren, als deze überhaupt werkt. Calcium, ammonium en sommige zware metaalzouten zijn bijvoorbeeld moeilijk te kristalliseren door verdamping, en dus zullen andere behandelingstechnieken moeten worden opgenomen in het totale systeemontwerp.

Voorbehandeling opties

Hoewel elk ZLD-systeem verschillend zal zijn, zullen vele een voorbehandelingsfase omvatten, een verdampingsfase om het grootste deel van het water te verwijderen, en een verdere concentratie- of kristallisatiefase om het uiteindelijke vaste residu te produceren. Voorbehandeling is vaak gericht op het verwijderen van organische elementen en alle chemicaliën die de verdamping of andere apparatuur later in het proces zouden kunnen beschadigen.

Naarmate ZLD op grotere schaal wordt gebruikt, zijn er steeds meer technieken toegepast, met verschillende niveaus van succes. De meest gebruikelijke waterbehandelingen, zoals pH-aanpassing, flocculatie, membraanverwerking, ontgassing, oxidatie, scheiding en zelfs aërobe en anaerobe vergisting, zijn allemaal gebruikt als voorbehandelingen voor ZLD-systemen.

Onder druk

Van oudsher was verdamping van dampcompressie de belangrijkste methode die werd gebruikt voor ZLD-verwerking, waarbij de verdamping doorgaans ongeveer 95% afvalwater als destillaat herstelde.

Al het resterende concentraat wordt vervolgens verder fysisch of chemisch behandeld om vaste resten (zoals kristallen) en water te produceren. Verdampers die worden gebruikt in ZLD-systemen worden vaak op lagere drukken gebruikt om het kookpunt van de te behandelen vloeistof te verminderen.

Werken met een verlaagd kookpunt betekent dat multi-effect verdamping mogelijk gemaakt kan worden. Bij multi-effect verdamping wordt stoom uit een eerdere verdampingstrap gebruikt als thermische energie in de volgende fase, die werkt bij een lager kookpunt.

Op deze manier worden meerdere verdampingstrappen gecombineerd en als een resultaat wordt energiebesparing verkregen. Voor veel componenten heeft kristalprecipitatie de voorkeur bij lagere temperaturen, waardoor het verlagen van de verdampingstemperaturen helpt de opbrengst aan vaste stoffen te verhogen.

Wat voor soort verdamper ook wordt gebruikt, warmtewisselaars spelen een cruciale rol bij het verlagen van de bedrijfskosten van een ZLD-systeem door gebruik te maken van warmte uit proceswater en andere bestaande bronnen, en ook het herwinnen van warmte aan het einde van het proces en het opnieuw gebruiken om de energie te verhogen efficiëntie van het totale ZLD-systeem.

ZLD in actie

HRS installeert momenteel een ZLD-systeem voor een industriële klant in Europa. Dit bevat de volgende drie processtappen:

1. Verdamping / concentratie: Een geconcentreerde oplossing wordt genomen van een bestaande multi-effectverdamper naar een tweede (nieuwe) verdamper, wat resulteert in een oplossing die verhoogde zoutgehaltes dicht bij het verzadigingspunt bevat.

2. Koeling: De oplossing wordt vervolgens afgekoeld om de vorming van zoutkristallen te veroorzaken.

3. kristallisatie: Verdere kristallisatie vindt plaats in speciaal ontworpen kristallisatietanks, met scheiding van de gevormde kristallen. Een supernatantlaag van geconcentreerde oplossing blijft na deze fase en wordt voor herverwerking teruggevoerd naar de tweede verdamper.

Zowel de verdampings- als de koelstappen resulteren in een hoge mate van vervuiling van het materiaal aan de binnenzijde van de apparatuur, dus HRS Unicus Series verdampers met geschaafd oppervlak worden gebruikt om de thermische efficiëntie te handhaven en vervuiling te verwijderen zoals het voorkomt in het verdampingsproces.

Uit de HRS R-serie geschraapte oppervlaktekoelers worden ook gebruikt voor het koelen van de met kristallen beladen suspensie die wordt verkregen in de kristallisatietanks. Het resultaat is een efficiënt proces dat continu kan werken zonder geplande downtime.

Afval verwijderen, kosten verlagen

"Het niveau van concentratie vereist voor Zero Liquid Discharge-systemen van dit type betekent dat de productconcentratie boven het verzadigingspunt moet liggen, en dus zullen er vaste kristallen in de oplossing verschijnen."

zegt Arnold Kleijn, Product Development Director van HRS Heat Exchangers.

"Vaste-vloeistofmengsels zijn moeilijk te hanteren in een procesinstallatie; daarom werd een onderzoek uitgevoerd om de aard van het verzadigde product te evalueren. Er werd een operatiepunt gevonden waarbij precipitatie van vaste stoffen in de verdampingsstap kon worden vermeden (verdampen net onder het verzadigingspunt) en de kristalvorming werd behandeld door afkoeling in kristallisatietanks.

De verdamper concentreert en verwijdert zuiver water uit de oplossing, die elders kan worden gebruikt. De koelers en kristallisatoren produceren vaste kristallen en de overblijvende oplossing keert terug naar het verdampingsproces. Er blijft geen vloeibare afvalstroom over na het proces. Op deze manier worden alle kosten voor afvalbeheer tot een absoluut minimum beperkt. "

Procesindustrie Informer

Vraag meer info over dit nieuws / product artikel

Gerelateerd nieuws

Laat een reactie achter

Uw e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Verplichte velden zijn gemarkeerd *

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Ontdek hoe uw reactiegegevens worden verwerkt.