Krystalizacja soli ze ścieków przemysłowych

Technologia wyparek próżniowych (i krystalizatorów) umożliwia wykrystalizowanie soli z roztworów, co pozwala na odzyskanie cennego dla przemysłu materiału, a także zawrócenie wody technologicznej do ponownego zastosowania.

Stosując technologię wyparek próżniowych, gdzie zanieczyszczona, zasolona woda (ściek, odpad płynny)  odparowuje w obniżonej (dzięki zastosowaniu próżni) temperaturze odzyskujemy wodę i zawracamy ją jako wodę technologiczną, bądź bezpiecznie zrzucamy do istniejącej kanalizacji przemysłowej.

Przede wszystkim zaś redukujemy ilość odpadu (ścieku) oraz drastycznie zmniejszamy koszty jego utylizacji. Powstałe tak odpady (koncentrat) stałe lub maziste poddajemy następnie utylizacji lub wykorzystujemy jako surowieć do innych procesów przemysłowych.

Poniżej opisujemy doświadczenia firmy Veolia Water Technologies w różnych zakładach, w których zainstalowano krystalizatory EVALED typu AC R (zasilane gorącą i zimną wodą) i gdzie klienci zastosowali rozwiązania umożliwiające oddzielenie pozostałej w koncentracie cieczy od ciał stałych.

Dostępne rozwiązania wyparne

Poniżej znajduje się krótki podsumowanie oferowanych przez nasz trzech różnych technologii wyparnych

EVALED PC | z pompą ciepła

Kompaktowe rozwiązania zapewniające elastyczność instalacji:

• niska temperatura odparowania, odzysk produktów wrażliwych na temperaturę,
• wysoka jakość destylatu, odzysk wody lub zrzut do kanalizacji przemysłowej (limity),
• niski „fouling” i „scaling”, niewielkie koszty eksploatacji.
  
  

EVALED AC | zasilane gorącą i zimną wodą

Idealne rozwiązanie jeżeli dostępna jest nisko kosztowa woda grzewcza i chłodząca (kogeneracja) :

• wysoki współczynnik koncentracji oznaczający duża redukcje kosztów,
• w zależnie od wydajności pojedynczy lub podwójny efekt wyparny,
• zaprojektowane do pracy w trybie ciągłym lub szarżowym.

EVALED RV | z mechaniczną rekompresją pary

Zaprojektowane do zatężania dużych strumieni ścieków:

• bardzo niskie zużycie energii,
• wysoka efektywność, niskie koszty eksploatacyjne.
  
  

Propozycja rozwiązania

W tym artykule chcielibyśmy się skupić na możliwości zastosowania wyparek próżniowych (EVALED AC F ) i krystalizatorów (EVALED AC R) zasilanych gorącą i zimną wodą.

W zakresie średnich i dużych wydajności (AC F od 20 do 60m3/doba na jednym urządzeniu, AC R od 3 do 12 m3/doba)  jest to idealne rozwiązanie w przypadku zakładów  posiadających dostępną gorącą wodę lub parę (np. z procesów kogeneracji), umożliwiając wykorzystanie ciepła odpadowego  lub energii termicznej z procesu.

Najczęściej proces krystalizacji soli ze ścieku przebiega w 2 etapach. Na wejściu (przy dużych strumieniach początkowych) stosujemy wyparki 1-go stopnia (np. AC F lub RV F), których zadaniem jest wstępne zatężenie oraz redukcja wielkości strumienia ścieków.

Rys. 1 typowe zasilanie wyparki EVALED AC F

Następnie stosujemy krystalizatory (2 stopień wyparny) zasilane gorącą i zimną wodą (lub parą po zastosowaniu dodatkowego wymiennika).

Urządzenia te pracują na koncentracie (wstępnie zatężonym ścieku) z etapu pierwszego.

Krystalizatory EVALED AC R umożliwiają pracę z cieczami bardzo mocno zasolonymi . Czystość powierzchni komory wrzenia jest gwarantowana przez stale obracający się system ostrzy zgarniających (zgarniacz/skrobak). Nawet w przypadku soli o wysokiej temperaturze wrzenia, wysoka różnica temperatur  umożliwia dobrą wymianę ciepła.

Rys. 2 Schemat przekrojowy komory wrzenia (płaszcz grzewczy, zaganiacz)

Krystalizatory pracują w systemie zrzutu okresowego (wsadowego), zgarniacz ma również za zadanie ułatwić opróżnienie komory wrzenia (boiler) z zalegających (częściowo wykrystalizowanych ścieków).

Rys. 3 Przykład ręcznego opóźniania koncentratu z krystalizatora

Jeżeli zachodzi konieczność lub potrzeba dalszego odwodnienia ścieków należy rozważyć możliwość zastosowanie układu filtracyjnego opartego na workach filtrujących. Worki filtrujące zatrzymują ciała stałe
w worku i pozwalają cieczy macierzystej spłynąć do studzienki zbiorczej.

Zdolność worka do odsączenia cieczy macierzystej  i pozostawienia soli o niższej wilgotności zależy od rodzaju obecnych soli i czasu przeznaczonego na odsączenia.

Odciek może być zbierany i przesyłany z powrotem do zbiornika zbiorczego przed jednostkami AC R.

Rys. 4 Filtracja na workach filtrujących)

Istnieje także możliwość zastosowania układu opartego o wirówki (np. pulsacyjne), umożliwiają one większą automatyzację procesu oraz osiągniecie praktycznie całkowitego odwodnienia (pozostawiając maksymalnie 3-5% wilgotności). Takie rozwiązanie wymaga jednak większych nakładów inwestycyjnych oraz bardziej szczegółowego projektu technologicznego (magazynowanie, wielkość kryształów, temperatura itp.).

Rys. 5 Odpad w postaci proszku uzyskany po wirówce

Wnioski

Veolia Water Technologies zapewnia kompleksowy dobór technologii wyparnej uwzgledniający specyfikę danej produkcji  i rodzaju odpadu płynnego.

Typowy proces doboru zaczyna się od określenia oczekiwań inwestora oraz warunków i parametrów rzeczywistych, następnie przeprowadzamy wstępne badanie podstawowych parametrów fizykochemicznych, przeprowadzamy raport wykonalności (symulacja procesu na reprezentatywnej próbce w naszym fabrycznym laboratorium), przygotowujemy bilanse masowe oraz ofertę budżetową.

Jeżeli jest taka potrzeba wykonujemy także instalacje pilotowe w skali półtechnicznej (posiadamy w naszym centrum serwisowym w Tychach własne wyparki i krystalizatory) oraz po akceptacji rozwiązania przez Inwestora wspólnie z klientem liczymy opłacalność projektu, czas zwrotu inwestycji często mieści się
w przedziale poniżej 2-3 lat.

Podsumowując proces krystalizacji soli ze ścieków zanieczyszczonych i zasolonych (np. zawierający duże ilości siarczanów, fosforanów, sodu, chlorków) na wyparkach próżniowych i krystalizatorach jest jak najbardziej możliwy i opłacalny, Każda tego typu inwestycja wymaga jednak wstępnej weryfikacji, wiarygodnego partnera, doświadczenia i referencji.

Zapraszamy do kontaktu.