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Descarga cero de líquidos

Diagrama de un proceso de descarga cero de líquidos (ZLD, por sus siglas en inglés) que muestra cómo las aguas residuales de un proceso industrial se convierten en sólidos y agu...

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Diagrama de un proceso de descarga cero de líquidos (ZLD, por sus siglas en inglés) que muestra cómo las aguas residuales de un proceso industrial se convierten en sólidos y agua tratada para su reutilización a través de una planta ZLD.
Concepto de ZLD

El vertido cero de líquidos (ZLD, por sus siglas en inglés) es una clasificación de procesos de tratamiento de agua destinados a reducir las aguas residuales de manera eficiente y producir agua limpia apta para su reutilización (por ejemplo, para riego ). Los sistemas ZLD emplean tecnologías de tratamiento de aguas residuales y desalinización para purificar y reciclar prácticamente todas las aguas residuales recibidas. [ 1 ] [ 2 ]

Las tecnologías ZLD ayudan a las instalaciones industriales a cumplir con los requisitos de descarga y reutilización de agua , lo que les permite cumplir con las regulaciones gubernamentales de descarga, alcanzar una mayor recuperación de agua (%) y tratar y recuperar materiales valiosos de las corrientes de aguas residuales, como sulfato de potasio , sosa cáustica , sulfato de sodio , litio y yeso .

Las tecnologías térmicas son los medios convencionales para lograr la destilación cero de líquidos (ZLD), como los evaporadores (por ejemplo , la destilación instantánea multietapa ), la destilación multiefecto , la compresión mecánica de vapor, la cristalización y la recuperación de condensado . Las plantas de ZLD producen residuos sólidos .

Descripción general del sistema de descarga ZLD

Los procesos ZLD comienzan con el pretratamiento y la evaporación de un efluente industrial hasta que precipitan sus sólidos disueltos . Estos precipitados se eliminan y se deshidratan mediante una prensa de filtro o una centrífuga . El vapor de agua resultante de la evaporación se condensa y se reincorpora al proceso.

En las últimas décadas, la industria del tratamiento de agua ha realizado un esfuerzo por revolucionar las tecnologías de alta recuperación de agua y ZLD. [ 3 ]

Esto ha dado lugar a procesos como la electrodiálisis , la ósmosis directa y la destilación por membrana .

En la siguiente tabla representativa se puede ver una descripción general y una comparación rápida: [ 4 ] [ 5 ]

Tabla 1. Consumos energéticos específicos (CEE) de las tecnologías de tratamiento de salmuera: destilación multietapa (MSF), destilación multiefecto (MED), compresión mecánica de vapor (MVC), electrodiálisis (ED/EDR), ósmosis directa (FO) y destilación por membrana. Los valores de consumo energético son el promedio de 13 estudios comparativos sobre tecnologías ZLD realizados entre 2002 y 2017. Se requieren aclaraciones para ED/EDR, FO y MD.
  1. El SEC de ED/EDR depende de la salinidad del alimento, ya que las salinidades más altas requieren SEC más altos.
  2. El FO SEC depende de la solución de arrastre y del método de regeneración. La mayoría de los artículos asumen el uso de sales termolíticas y su regeneración a una temperatura de 60 °C. El 90 % de la energía térmica necesaria se puede adquirir mediante calor residual si está disponible.
  3. MD SEC depende de la configuración. La configuración MD más común en los estudios es MD de contacto directo (DCMD) debido a su simplicidad. El 90% de la energía térmica necesaria se puede adquirir a partir del calor residual si está disponible y finalmente
  4. El equivalente eléctrico total se tomó utilizando la siguiente fórmula: Equivalente eléctrico total = Energía eléctrica + 0,45 x Energía térmica debido a la eficiencia de las centrales eléctricas modernas (según el documento pertinente).

Configuración

A pesar de las fuentes variables de un flujo de aguas residuales, un sistema ZLD generalmente consta de dos pasos: [ 6 ]

  1. Preconcentración: La preconcentración de una salmuera se suele realizar mediante concentradores de salmuera por membrana o electrodiálisis. Estas tecnologías concentran una corriente hasta alcanzar una alta salinidad y permiten recuperar hasta el 60-80% del agua.
  2. Evaporación/Cristalización: El siguiente paso, mediante procesos térmicos o evaporación, evapora el agua restante, la recoge y la envía para su reutilización. Los residuos resultantes se introducen en un cristalizador que hierve el agua hasta que todas las impurezas cristalizan y pueden filtrarse en forma de sólidos.

Véase también

Referencias

  1. ↑ Panagopoulos, Argyris; Haralambous, Katherine-Joanne; Loizidou, Maria (2019-11-25). "Métodos de eliminación de salmuera de desalinización y tecnologías de tratamiento: una revisión". 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 .   
  2. ↑ Voutchkov, Nikolay; Kaiser, Gisela (2020). Gestión del concentrado procedente de plantas desalinizadoras . págs. 187–203 . 
  3. ↑ Tong, Tiezheng; Elimelech, Menachem (22 de junio de 2016). "El auge mundial de la descarga cero de líquidos para la gestión de aguas residuales: impulsores, tecnologías y direcciones futuras" . Environmental Science & Technology . 50 (13): 6846– 6855. Bibcode : 2016EnST...50.6846T . doi : 10.1021/acs.est.6b01000 . ISSN 0013-936X . PMID 27275867 .  
  4. ↑ Abdelfattah, I.; El-Shamy, AM (2 de diciembre de 2023). "Revisión sobre el creciente imperativo de la tecnología de descarga cero de líquidos (ZLD) para la gestión sostenible del agua y la resiliencia ambiental" . Journal of Environmental Management . 351 .
  5. ↑ Date, Manali; Patyal, Vandana; Jaspal, Dipika; Malviya, Arti; Khare, Kanchan (1 de octubre de 2022). "Tecnología de descarga cero de líquidos para la recuperación, reutilización y reciclaje de aguas residuales: una revisión crítica" . Journal of Water Process Engineering . 49 103129. doi : 10.1016/j.jwpe.2022.103129 . ISSN 2214-7144 . 
  6. ↑ https://mkr-metzger.com/know-how/knowledge-articles/zero-liquid-discharge-zld
  • Etapas del proceso de tratamiento ZLD