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Mar 10, 2023

Fatores de sucesso ZLD

A indústria de energia, bem como petróleo e gás, química, petroquímica, mineração e

A indústria de energia, bem como petróleo e gás, química, petroquímica, mineração e outras indústrias geram grandes volumes de águas residuais que devem ser gerenciados.

Por Daniel Bjorklund

A indústria de energia, bem como petróleo e gás, química, petroquímica, mineração e outras indústrias geram grandes volumes de águas residuais que devem ser gerenciados. Comumente, esses efluentes são descarregados por meio de um emissário da estação para um corpo de água superficial, uma lagoa de evaporação ou, em alguns casos, injetados em poços profundos. No entanto, existem preocupações ambientais crescentes em relação a tais práticas de descarga, o que resultou no desenvolvimento de processos de Descarga Líquida Zero (ZLD).

O ZLD pode ser definido amplamente como um processo para recuperação máxima de água de uma fonte de águas residuais que, de outra forma, seria descartada. Esta água é reutilizada de forma benéfica e os sais e outros sólidos contidos nas águas residuais são produzidos e geralmente descartados em um aterro sanitário.

Os impulsionadores do ZLD incluem uma crescente preocupação do público sobre o impacto de tais descargas no meio ambiente e, em muitas áreas do mundo, a água é um recurso escasso. Tal preocupação está resultando em maior regulamentação e limitação de descargas de águas residuais. Mesmo sem pressão regulatória, muitas empresas em vários setores estão exigindo iniciativas para reduzir o descarte de água por meio da reutilização de reciclagem, bem como ZLD, para reduzir sua pegada ambiental e melhorar a sustentabilidade.

A descarga zero de líquido pode ser alcançada de várias maneiras. Não existe uma solução "tamanho único", pois o design ideal do sistema é específico do local. A composição das águas residuais, vários fluxos a serem tratados, custos operacionais específicos do local, disponibilidade de pegada e outros fatores são fatores determinantes para um projeto ideal. Este artigo fornece uma breve cartilha sobre várias configurações típicas de ZLD e enfoca fatores que são críticos para o projeto e operação bem-sucedidos de um sistema ZLD.

Os objetivos do sistema para um sistema ZLD são eliminar a descarga de águas residuais líquidas, gerar sólidos para descarte ou reutilização em aterros e reciclar uma água de alta qualidade que possa ser reutilizada de forma benéfica. Os objetivos do projeto são minimizar o investimento de capital e o custo operacional do sistema, sem impactar significativamente a mão de obra necessária para a operação. Além disso, o sistema deve ser projetado com flexibilidade operacional para atender às necessidades da instalação e ser seguro e confiável.

Uma consideração cuidadosa da química das águas residuais é necessária para o projeto e operação bem-sucedidos de um sistema ZLD. Às vezes, a experiência anterior com química de água semelhante está disponível para o projetista de ZLD. Onde falta experiência, um software proprietário de modelagem química da água pode ser aplicado para entender os limites de solubilidade de várias espécies à medida que a água é concentrada em uma salmoura com alto teor de TDS. Esse software também é útil para estimar o consumo químico de vários produtos químicos que podem ser usados ​​no processo ZLD para condicionamento e controle de pH. Se houver disponibilidade de água, estudos de bancada também podem ser úteis para validar a modelagem química; onde a água pode não estar disponível, às vezes podem ser usados ​​análogos sintéticos. Uma base sólida de projeto químico da água é a chave para o sucesso do projeto ZLD.

Em um sistema ZLD, a água residual processada é concentrada até os limites de solubilidade dos sais dissolvidos. Quando os limites de solubilidade são excedidos, os sais cristalizam e podem então ser colhidos usando meios apropriados. As químicas de salmoura nas quais os cátions monovalentes, como o sódio, são equilibrados com sulfato e cloreto, geralmente são limitadas a um TDS máximo inferior a 30% e uma concentração de cloreto (fator importante na seleção de metalurgia) inferior a 170.000 ppm.

Cátions bivalentes, como cálcio e magnésio, são a principal preocupação para o projeto de um sistema ZLD. Altas concentrações de cálcio e magnésio podem levar à concentração de espécies altamente solúveis, como cloreto de cálcio e cloreto de magnésio. Altas concentrações desses cátions bivalentes podem contribuir significativamente para o aumento da elevação do ponto de ebulição. À medida que as salmouras das águas residuais se concentram, a temperatura de ebulição aumenta acima da da água pura devido a uma propriedade física da solução conhecida como elevação do ponto de ebulição (BPE). O projeto de um evaporador requer um conhecimento preciso da elevação do ponto de ebulição. Além disso, altas concentrações desses cátions bivalentes podem resultar em altas concentrações de íons cloreto e levar a uma metalurgia mais cara.