Aumenta el Interés en ZLD, Impulsado por los Costes y el Medio Ambiente
En 2021, el mercado global de la tecnología de residuo líquido cero (ZLD) se estimó en mil millones de dólares y se prevé que crezca casi un 12% en los próximos diez años¹. El aumento está siendo impulsado sobre todo por una mayor adopción de la tecnología por parte de las industrias de alimentos y bebidas y textiles, debido a la presión de una creciente población mundial sobre los suministros de agua dulce.
¿Qué es ZLD?
El residuo líquido cero (ZLD) es un tratamiento de flujo de desechos líquidos que implica transformar dichos flujos de desechos líquidos en agua limpia (que se puede reutilizar) y un volumen mínimo de residuos sólidos.
Un sistema ZLD bien diseñado debe minimizar o incluso eliminar los flujos de desechos líquidos, obteniendo agua limpia para su reutilización o descarga respetuosa con el medio ambiente, y un residuo sólido adecuado para su posterior procesamiento (para recuperar componentes valiosos para su uso en otros lugares) o para su eliminación segura.
ZLD se está implementando en una amplia gama de industrias, incluida la producción química y petroquímica, la producción de alimentos y bebidas, los textiles, la energía y la industria farmacéutica. Estas industrias se ven obligadas a adoptar la tecnología debido a la creciente conciencia ambiental de los peligros de las aguas residuales tóxicas y al aumento de la regulación ambiental. A su vez, esto ha incrementado los costes de tratamiento y eliminación de dichos flujos de desechos y, en algunos casos, ha imposibilitado su eliminación. Como resultado, las empresas buscan alternativas más sostenibles, y ZLD es una de las tecnologías líderes en esta área.
La tecnología ZLD se ha utilizado en todo el mundo, incluida Europa, Australia, Canadá, Oriente Medio y México, pero los mercados más grandes y el mayor potencial de expansión se encuentran en Estados Unidos, China e India².
Es aconsejable elegir un proceso de evaporación que implique formas de optimización de energía, siendo las más populares:
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- Evaporación multietapa: utilizar el calor latente del agua evaporada como fuente de energía en una siguiente etapa de evaporación reduce el consumo total de la caldera a la planta de evaporación.
- Recompresión térmica de vapor (TVR): el vapor evaporado se mezcla con vapor de la caldera. La reutilización del vapor evaporado reduce la demanda de energía.
- Recompresión mecánica de vapor (MVR): Se puede usar un compresor MVR (impulsado por un motor eléctrico) para comprimir el vapor evaporado, aumentando así su presión, y usar este vapor como entrada de energía para el proceso. La compresión MVR es muy eficiente en términos de consumo energético.
La Solución HRS ZLD
Dependiendo del producto a concentrar, HRS selecciona entre varias tecnologías para diseñar el proceso ZLD óptimo. Los métodos de optimización de energía (multietapa, TVR, MVR) se pueden combinar con otros tipos de tecnologías de transferencia térmica (evaporadores de placas, de tubo corrugado o de superficie rascada). Cualquiera que sea la tecnología aplicada, el proceso general se puede separar en tres pasos:
- Evaporación/concentración: El producto se concentra justo por debajo de su concentración máxima (saturación). La planta de evaporación suele ser una configuración de evaporador de varias etapas.
- Enfriamiento: si la curva de solubilidad máxima es pronunciada (gran concentración a alta temperatura, baja concentración a baja temperatura), el producto obtenido en la etapa 1 se enfría, provocando la precipitación inmediata de sólidos disueltos.
- Cristalización: La cristalización/sedimentación de los sólidos obtenidos en el paso 2 ocurre en tanques de cristalización especialmente diseñados. Una capa sobrenadante de solución concentrada permanece después de esta etapa y se devuelve al paso 1 para su reprocesamiento.
Un evaporador/finalizador HRS típico utiliza evaporadores de superficie rascada Unicus, que son autolimpiantes y mantienen tasas de evaporación óptimas. Por lo general, nuestros enfriadores de superficie rascada de la Serie R se utilizan para enfriar las salmueras saturadas que se envían a los tanques de cristalización. El resultado es un proceso eficiente que puede funcionar continuamente sin requerir tiempo de inactividad programado.
Cualquiera que sea el tipo de evaporador que se emplee, los intercambiadores de calor desempeñan un papel crucial en los sistemas ZLD para reducir los costes de funcionamiento, utilizando el calor del agua de proceso y otras fuentes existentes y recapturando calor al final del proceso y reutilizándolo para aumentar la eficiencia energética del sistema ZLD en su conjunto.
² Tong, T. & Elimelech, M. (2016) The Global Rise of Zero Liquid Discharge for Wastewater Management: Drivers, Technologies, and Future Directions in Environmental Science & Technology. Available at https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.6b01000