Construir una unidad ZLD (Zero Liquid Discharge, es decir, sin descarga de líquidos) significa diseñar una instalación de tratamiento de efluentes capaz de purificar y recuperar las aguas residuales de un sistema de producción para reutilizarlas en el mismo sistema. Por lo tanto, la ZLD no es una tecnología específica, sino una filosofía; dicho tratamiento resulta ser una inversión segura, ya que garantiza no solo un importante beneficio ecológico, sino también un importante rendimiento económico. La gama de instalaciones que ofrece Brofind en este ámbito se divide en dos categorías, en función del tipo de contaminantes que hay que eliminar:

  1. INSTALACIONES DE EVAPORACIÓN – CONCENTRACIÓN Y CRISTALIZACIÓN: cuando la solución por tratar contiene sólidos salinos. Estas instalaciones también pueden estar equipadas con unidades de pretratamiento de membrana (micro/ultrafiltración, ósmosis inversa).
  2. INSTALACIONES DE DEPURACIÓN BIOLÓGICA: cuando el efluente contiene contaminantes orgánicos. Estas instalaciones pueden estar equipadas con un pretratamiento de la columna de agotamiento.

La larga experiencia de Brofind en el sector de la ecología ha llevado a la instalación de plantas de este tipo en diversos sectores de la industria (embalajes flexibles, química, metalurgia), con capacidades de tratamiento que van de 1.000 a 70.000 kg/h de agua.
Por último, cabe mencionar las unidades de tratamiento de aguas propuestas por Brofind para dar servicio a determinadas instalaciones de recuperación de disolventes (agotamiento y filtración en carbón activado), que de hecho permiten purificar y reciclar en la producción todo el caudal de agua utilizado.

Instalaciones de tratamiento de agua ZLD: características y ventajas ofrecidas

  •  Suministro llave en mano.
  • Diseño y optimización de la instalación a partir de las necesidades del cliente, en función del caso específico en cuestión.
  • Selección de los materiales utilizados en función de la aplicación y de los productos implicados.
  • Diseño ad hoc en caso de espacio limitado a disposición.
  • Producción de unidades premontadas en skids siempre que sea posible.
  • Cuadro de control con PLC para la gestión automática de la instalación, preparado para servicios de monitorización a distancia.

Principio de funcionamiento de las instalaciones de tratamiento de agua ZLD

INSTALACIONES DE EVAPORACIÓN – CONCENTRACIÓN Y CRISTALIZACIÓN Zld - Brofind S.p.a.

El objetivo de las instalaciones de evaporación es concentrar las soluciones de agua que contienen sólidos salinos, posiblemente hasta el punto de cristalización.
Los productos resultantes son:

  • Agua purificada (evaporada y recondensada, por tanto libre de sales), reutilizable en la producción.
  • Sales cristalizadas (con un contenido mínimo de humedad residual, que varía según la demanda específica).

PRETRATAMIENTO CON MEMBRANAS

Si la aplicación específica lo requiere, Brofind puede diseñar e instalar unidades de membrana para el pretratamiento de soluciones acuosas que contengan sólidos salinos. Las instalaciones de microfiltración, ultrafiltración y ósmosis inversa pueden, de hecho, permitir un primer paso de purificación, reduciendo también de forma significativa el flujo de agua residual concentrada que se alimenta a las unidades de evaporación.

EVAPORADORES Y CRISTALIZADORES

Estas instalaciones se basan en el principio de la evaporación multiefecto, en la que varios evaporadores funcionan en serie. Cada una de ellas produce una corriente de destilado y una corriente de solución salina, esta última cada vez más concentrada en cada etapa. A continuación se explican los tipos de evaporadores y cristalizadores que fabricamos. El principio de funcionamiento es que cada efecto funciona a una presión inferior a la del anterior, de modo que la energía requerida por cada evaporador puede suministrarse a una temperatura inferior, utilizando así directamente el flujo evaporado por el paso anterior. Como resultado, solo se requiere un aporte energético externo para el primer efecto (vapor de la caldera) y el condensador situado después del último efecto (agua de enfriamiento), lo que garantiza un importante ahorro de energía global. La configuración más común es operar con el fluido de proceso en equicorriente con el fluido de calentamiento. A continuación, la solución a concentrar se introduce en el tubo de circulación del primer efecto y luego se transfiere del primer al segundo efecto, del segundo al tercero, etc.
Si el agua residual a tratar presenta un aumento significativo de la viscosidad a medida que la temperatura disminuye y la concentración aumenta, es posible, en cambio, operar con el fluido de proceso en contracorriente con el fluido de calentamiento. De esta manera, la solución más concentrada estará en el efecto que opera a una temperatura (y presión) más alta. La solución a concentrar se introduce entonces en la tubería de circulación del último efecto, mientras que la solución concentrada se transfiere del último efecto al anterior, etc.
En ambas configuraciones, en la capa del primer efecto, condensa el vapor de la caldera que proporciona la energía necesaria para evaporar la cuota de diseño. El evaporado del proceso del primer efecto se envía a condensar en el intercambiador del segundo efecto, el evaporado generado en el segundo efecto se envía al tercer efecto, etc. La condensación del evaporado del proceso que sale del último efecto tiene lugar en un condensador especial, en intercambio de calor con agua de refrigeración. En estado estacionario, el fluido circulante mantiene la concentración de diseño, de modo que a partir del último efecto el producto se descarga de forma continua mediante el control de la densidad, por medio de una bomba capaz de tratar incluso los sólidos en suspensión.
La capacidad de todo el sistema se regula controlando el suministro de vapor de la caldera. El vapor condensado de la caldera se recoge en un depósito para reciclarlo en la caldera. Del mismo modo, el condensado del proceso (esencialmente agua desmineralizada) se almacena en un depósito para enviarlo
a algunos servicios internos menores (lavado del desnebulizador, enjuague de niveles) y a los límites de la batería para su reutilización en la producción.
El nivel de vacío deseado se mantiene mediante una bomba de vacío de anillo líquido especial, que extrae y descarga los gases no condensables del sistema. La optimización de las instalaciones suministradas por Brofind implica también la evaluación de la viabilidad y la conveniencia de algunas medidas de ahorro energético, como el desobrecalentamiento del vapor de la caldera de condensación en el primer efecto y el precalentamiento de la alimentación con el condensado del proceso y de la caldera.

Evaporadores de película descendente:

En algunas aplicaciones, los sólidos en suspensión no se esperan en los primeros efectos. En estos casos es posible utilizar evaporadores de película descendente, que maximizan la eficiencia energética. En estas unidades, el líquido se alimenta desde la parte superior y fluye hacia los tubos en forma de película: la evaporación no tiene lugar directamente en la superficie del tubo, sino en la interfaz líquido-vapor altamente turbulenta de la propia película; el líquido y el vapor se separan entonces en el recipiente de recogida situado en la parte inferior. Las pérdidas de presión son bajas y el aumento de la temperatura
de ebullición es mínimo, mientras que los coeficientes de transferencia de calor son elevados incluso a bajas diferencias de temperatura.

Evaporadores y cristalizadores de circulación forzada:

Los efectos en los que se espera la presencia de sólidos en suspensión son los cristalizadores del tipo de circulación forzada, diseñados para funcionar incluso en presencia de sólidos precipitados. Estas unidades se basan en el principio de transferir el calor a la solución del proceso de la forma más progresiva posible, con el fin de mantener ciclos de funcionamiento largos y optimizar el intercambio de calor. Por lo tanto, se mantiene un alto caudal de fluido de proceso en circulación, al que se le suministran calorías con una diferencia de temperatura muy baja, para:

  • hacer que la transferencia de calor sea homogénea
  • reducir la suciedad de las superficies y
  • optimizar el crecimiento homogéneo de los cristales

El uso de tuberías de gran diámetro también evita los atascos, mientras que la alta velocidad de circulación reduce el ensuciamiento y mejora los coeficientes de intercambio térmico. El intercambiador se mantiene bajo una cabeza de líquido adecuada para evitar la ebullición en el intercambiador y reducir el riesgo de ensuciamiento no deseado, mientras que la evaporación tiene lugar en el evaporador de arriba. En la parte superior se monta un desnebulizador para limitar el arrastre de la solución en el vapor, que se lava periódicamente con el condensado del proceso. El diseño de las luminarias minimiza la formación de espuma en presencia de compuestos orgánicos.

Evaporadores de simple efecto

Si el aporte de energía requerido es relativamente bajo (por ejemplo, bajo caudal a tratar), se puede utilizar un único efecto de evaporación/cristalización en el que se realiza todo el salto de concentración de la solución alimentada. En estos casos, también es posible aumentar la eficiencia energética instalando un termocompresor (eyector) alimentado con vapor de caldera a media presión (fluido motor), permitiendo que parte del evaporado del proceso (fluido de aspiración) se recomprima para producir el vapor de servicio de la unidad (fluido de impulsión). Este sistema permite reducir considerablemente el consumo de vapor de la caldera, así como el del agua de refrigeración del condensador.

Centrífuga

Los sólidos cristalinos en suspensión obtenidos en el último efecto de la evaporación pueden concentrarse aún más en una centrifugadora específica. Los licores madre se reciclan directamente en la alimentación del evaporador para obtener sales con una humedad residual extremadamente baja.

Principio de funcionamiento de las instalaciones de tratamiento de agua ZLD

IMPIANTI DI DEPURAZIONE BIOLOGICA

Schema A Blocchi Anaerobico - Brofind S.p.a.

Las instalaciones de depuración biológica tienen como objetivo depurar los efluentes acuosos caracterizados por una elevada COD (Chemical Oxygen Demand = demanda química de oxígeno), que indica el grado de contaminación por compuestos orgánicos.
Dependiendo de la solicitud específica, es posible suministrar instalaciones capaces de reducir la COD desde valores de hasta 15.000/20.000 mg/l (un vertido industrial muy contaminado) a valores de unos cientos de mg/l, permitiendo así un vertido menos costoso o, si es posible, la reutilización en determinados contextos productivos. El sistema completo consta de 3 fases:

  • Unidad de agotamiento
  • Acondicionamiento y digestión anaeróbica
  • Tratamiento del biogás producido en el reactor anaeróbico
  • La digestión aeróbica como postratamiento del agua depurada

Unidad de agotamiento

La depuración de los efluentes acuosos en unidades de agotamiento con aire suele dar lugar a una importante reducción del contenido orgánico. Las unidades de este tipo son particularmente eficaces cuando se instalan antes de las instalaciones de depuración biológica, por ejemplo en el caso de una carga orgánica muy elevada o en presencia de ciertos compuestos biotóxicos para alimentar a los microorganismos. Una única columna de agotamiento alimentada con aire ambiente elimina los compuestos más volátiles (por ejemplo, etilacetato) de la fase acuosa. Dado que el aire que sale de la columna estará cargado de disolvente, esta solución es especialmente conveniente en los casos en los que ya se dispone de un sistema de tratamiento de venteos gaseosos (por ejemplo, una instalación de RTO) en la planta o se requiere para otras emisiones.

Acondicionamiento y digestión anaeróbica

El agua a tratar se almacena generalmente en un tanque de ecualización, cuya finalidad es homogeneizar la corriente que se enviará a la instalación de depuración a lo largo del tiempo, y luego se transfiere a un tanque intermedio (conocido como preacidificador). Antes de ser introducida en el reactor, el agua debe ser llevada a las condiciones adecuadas para su tratamiento mediante los siguientes pasos:

  • Corrección del pH, mediante la dosificación de carbonato de sodio, para llevar la acidez del efluente a condiciones casi neutras.
  • Corrección de la temperatura mediante intercambiadores de calor. De hecho, los microorganismos activos en el reactor son muy sensibles a la temperatura, pudiendo funcionar correctamente solo en un estrecho rango, alrededor de 35 a 38 °C.
  • Dosificación de nutrientes, necesarios para el mantenimiento de la biomasa activa.

El agua acondicionada se introduce en el reactor, donde tiene lugar el tratamiento de depuración gracias a la actividad digestiva de la biomasa presente en el reactor. Dependiendo del tipo de reactor previsto (por ejemplo, UASB), se puede prever un funcionamiento continuo o discontinuo, posiblemente con recirculación parcial del efluente del reactor al preacidificador anterior. El agua depurada puede entonces enviarse al desagüe con una COD significativamente reducida (variable según el caso) o transferirse a una segunda sección de tratamiento.

Tratamiento de biogás

La actividad digestiva anaeróbica que tiene lugar en el reactor da lugar a la producción de una pequeña cantidad de biogás. Por lo tanto, el reactor debe estar siempre equipado con un soplete para la combustión, para asegurar el tratamiento normal o como dispositivo de seguridad. Hay que tener en cuenta que a veces es posible utilizar este biogás como combustible auxiliar para los sistemas de oxidación térmica (por ejemplo, RTO dedicados al tratamiento de otras emisiones gaseosas).

Digestión aeróbica

Cuando sea necesario garantizar una pureza muy elevada del agua a la salida, puede ser necesario prever una sección de acabado aeróbico en un simple reactor abierto con un sistema de soplado de aire ambiente. Una vez más, el tipo de reactor puede seleccionarse en función de cada caso. El agua depurada se somete a la filtración de sólidos en suspensión y a la desinfección por rayos UV y, a continuación, puede devolverse a la producción o enviarse a la descarga final.

Servicios prestados

Elegir Brofind significa:

  • Servicio de atención y asistencia al cliente las 24 horas del día.
  • Imparcialidad en la recomendación de la tecnología propuesta, gracias a las diversas tecnologías de reducción que posee Brofind.
  • Experiencia desde 1993 en el diseño y realización de instalaciones de reducción.

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