Minimal Liquid Discharge - MLD
- ZLD vs MLD
Od dÅ‚uższego czasu ZLD jest proponowane jako przyjazne dla Å›rodowiska rozwiÄ…zanie pomagajÄ…ce przemysÅ‚owi sprostać coraz bardziej rygorystycznym wymaganiom dotyczÄ…cym odprowadzania Å›cieków i recyklingu strumieni Å›cieków. Jednak procesy ZLD sÄ…
- technicznie skomplikowane
- bardzo drogie
- niekoniecznie przyjazne dla Å›rodowiska ze wzglÄ™du na dodatkowe materiaÅ‚y i energiÄ™, których wymagajÄ…
Dlatego coraz wiÄ™cej użytkowników koÅ„cowych, aby zmniejszyć zużycie wody, stosuje podejÅ›cie polegajÄ…ce na minimalnym zrzucie cieczy (MLD) do problemu oczyszczania Å›cieków, stosujÄ…c niezawodne technologie oparte na filtracji, które pozwalajÄ… osiÄ…gnąć wysoki odzysk wody przy uÅ‚amku kosztów ZLD. koszty.
- Dlaczego MLD?
Stosowanie podejÅ›cia MLD w procesie może pomóc użytkownikom znaczÄ…co zminimalizować nakÅ‚ady inwestycyjne (CAPEX) i operacyjne (OPEX), ponieważ usuniÄ™cie ostatnich 5–10% cieczy w celu osiÄ…gniÄ™cia ZLD może okazać siÄ™ horrendalnie kosztowne. Aby lepiej to zrozumieć, posÅ‚użymy siÄ™ krystalizatorem MD-MVC ze strony Lenntech poÅ›wiÄ™conej ZLD (Link do ZLD (MD-MVC-Crystallizer)), ale tym razem zaczniemy od liczenia caÅ‚kowitego odzysku wody z jednoprzebiegowej odwróconej osmozy (SWRO) (z odzyskiem 45%).
100 m3 wody zasilajÄ…cej → WstÄ™pne oczyszczanie → Jednoprzebiegowa odwrócona osmoza (45% odzysk) → 100 (1-0,45) = 55 m3 Solanka → MD (75% odzysku) → 55 x (1-0,75) = 13,75 m3 Solanka → MVC (90% odzysku) → 13,75 x (1-0,9) = 1375 m3 Solanka → Krystalizator (50% odzysku) → 1,375 (1-0,5) = 0,68 m3 Solanka → Wirówka prasy taÅ›mowej
Energia wymagana do tego schematu wynosi
100 m3 x 3,5 kWh/m3 (RO) + 55 x 6,57 kWh/m3 (MD) + 13,75 m3 x 14,86 kWh/m3 (MVC) + 1,375 m3 x 50 kWh/m³ (Krystalizator) = 350 kWh (RO) + 361,35 kWh (MD) + 204,33 kWh + 68,75 kWh = 984,43 kWh/100 m³ wody zasilajÄ…cej
Do punktu MD system odzyskaÅ‚ [100 m³ x 0,45 = 45 m³ (RO)] + [55 m³ x 0,75 = 41,25 m³ (MD)] = 86,25 m³ permeatu przy koszcie 350 kWh (RO) + 361,35 kWh (MD) = 711,55 kWh.
Od MVC system odzyskuje [(100 – 86,25 = 13,75) m3 x 0,9 = 12,375 m3 (MVC)] + [(13,75 - 12,375 = 1,375) m3 x 0,5 = 0,688 m3 (Krystalizator)] = 13,06 m3 permeatu przy koszcie 201,33 kWh (MVC) + 68,75 kWh (Krystalizator) = 270,08 kWh.
Ostatecznie otrzymujemy 711,55 KWh dla 86,25 m3 permeatu (pojedyncza RO – MD) i 270,08 kWh dla 13,06 m3 permeatu (MVC – krystalizator). Oznacza to, że (pojedyncza RO-MD) produkuje permeat przy koszcie 711,55 kWh / 86,25 m3 = 8,25 kWh/m3 , a (MVC – krystalizator) produkuje permeat przy koszcie 270,08 kWh / 13,06 m3 = 20,66 kWh/m3. Przyjrzyjmy siÄ™ temu punktowi w Tabeli 1 i jego graficznej reprezentacji na Rysunku 1.
Tabela 1. Wartości odzysku i SEC dla schematu procesu uzdatniania wody RO-MD-MVC-Crystallizer.
| Powrót do zdrowia (%) | SEC (kWh/m3) | ||
| RO | 45 | 3.5 | |
| MD | 86.25 | 6.57 | |
| MVC | 98.625 | 14.86 | |
| Krystalizator | 99.313 | 50 |
Rys. 1, CaÅ‚kowity odzysk wody w procesie RO-MD-MCV-Krystalizator w odniesieniu do ich odpowiednich wartoÅ›ci SEC. Na wykresie przedstawiono również wartoÅ›ci zapotrzebowania na energiÄ™ na każdym etapie procesu wraz z zapotrzebowaniem na energiÄ™/m3 etapu MLD i ZLD. Proces osiÄ…ga etap MLD zaraz po MD, a etap ZLD po krystalizatorze.
Jak widać, zapotrzebowanie na energię do dalszego odzysku po MD wzrasta aż o 20,66 kWh/m3 / 8,25 kWh/m3 = 2,50 lub 250%! W tym momencie każdy użytkownik musi zdecydować, czy ten dodatkowy krok jest naprawdę tego wart. Zwłaszcza, że ta część procesu ZLD będzie kosztować zazwyczaj 60-70% całkowitego CAPEX.
ZLD może być przydatny w przypadku rygorystycznych przepisów lub w regionach Å›wiata wrażliwych na wodÄ™, gdzie liczy siÄ™ każda kropla, ale jest to bardzo trudne ekonomicznie. Ostatnie kilka kroków potrzebnych do osiÄ…gniÄ™cia peÅ‚nego ZLD może niemal podwoić koszty.
DoskonaÅ‚y przykÅ‚ad MLD z życia wziÄ™ty miaÅ‚ miejsce w fabryce montażu samochodów General Motors (GM) w San Luis Potosi w Meksyku. ZakÅ‚ad znajduje siÄ™ na suchym, odlegÅ‚ym obszarze, bez strumienia odbiorczego ani miejskiej kanalizacji do odprowadzania Å›cieków. DziÄ™ki poÅ‚Ä…czeniu technologii odwróconej osmozy (RO), wysokowydajnego procesu zmiÄ™kczania chemicznego i innych technologii, zakÅ‚ad odzyskuje i ponownie wykorzystuje 90% Å›cieków trzeciorzÄ™dowych, a pozostaÅ‚e 10% Å›cieków odprowadza do sÄ…siednich stawów sÅ‚onecznych w celu odparowania.
Inne technologie, takie jak HPRO, EDR, FO i MD, ich kombinacje i hybrydy, również mogÄ… zwiÄ™kszyć odzysk (70-80%) i wymagajÄ… znacznie mniej energii niż parowanie termiczne, zmniejszajÄ…c jego rozmiar, a tym samym krystalizator (jeÅ›li wymagane jest ZLD).
- Niższe koszty i mniejszy wpływ na środowisko
Najmocniejszym argumentem przemawiajÄ…cym za zastosowaniem MLD jest redukcja nakÅ‚adów inwestycyjnych (CAPEX) i operacyjnych (OPEX) w porównaniu z technologiÄ… ZLD. Koszty procesów membranowych i filtracyjnych sÄ… proporcjonalnie minimalne w porównaniu z termicznymi technologiami ZLD.
Nowe osiÄ…gniÄ™cia technologiczne pozwalajÄ… zminimalizować rozmiary parowników i krystalizatorów, a nawet wyeliminować ich użycie. JednoczeÅ›nie technologie te charakteryzujÄ… siÄ™ wyższÄ… wydajnoÅ›ciÄ… odzysku. ZwÅ‚aszcza że niektóre z nich mogÄ… wykorzystywać ciepÅ‚o odpadowe, niezwykle ważne jest, aby rozważyć je w kontekÅ›cie dodatkowych oszczÄ™dnoÅ›ci kosztów i korzyÅ›ci w zakresie wydajnoÅ›ci podczas projektowania procesu MLD.
- Ocena potrzeb MLD
Aby zrozumieć, czy dany przypadek nadaje siÄ™ do MLD, pierwsze pytanie brzmi, czy konieczne jest ponowne wykorzystanie wody. JeÅ›li tak, to podejÅ›cie MLD może być odpowiednie. JeÅ›li konieczne jest speÅ‚nienie lokalnych przepisów dotyczÄ…cych odprowadzania Å›cieków, MLD może stanowić część rozwiÄ…zania, które może obejmować ZLD/stawy odparowujÄ…ce/wtÅ‚aczanie wód gruntowych.
NastÄ™pnym krokiem jest identyfikacja strumieni odpadów pod kÄ…tem przepÅ‚ywu, zanieczyszczeÅ„ i ich stężeÅ„. Nie każdy przypadek wymaga takiego samego oczyszczania. SprawdzajÄ…c strumienie odpadów, możemy opracować bardziej ekonomiczne i zrównoważone podejÅ›cie do każdego przypadku. Na przykÅ‚ad kondensat i wody opadowe wymagajÄ… bardzo niewielkiego oczyszczania, podczas gdy strumienie odpadów o wysokim stężeniu zwiÄ…zków organicznych, soli, metali i zawiesin z wiÄ™kszym prawdopodobieÅ„stwem bÄ™dÄ… wymagaÅ‚y intensywnego oczyszczania.
BiorÄ…c pod uwagÄ™ zapotrzebowanie na wodÄ™, przepisy i wymogi Å›rodowiskowe, a także budżet CAPEX i OPEX, MLD może okazać siÄ™ dobrym rozwiÄ…zaniem dla szerokiej gamy obiektów przemysÅ‚owych i komunalnych, które chcÄ… w sposób efektywny kosztowo zmniejszyć swój Å›lad wodny.