Модель ZLD для обработки продувок градирен, даже больших

Драгоценные запасы воды легко загрязняются соленой водой, но удаление соли – нет. Как показано на рисунке 1, соль поступает из различных источников. Понимание источника в водоразделе создает основу для управления соленостью. Часто существуют передовые методы управления, которые могут снизить солевую нагрузку, что позволяет снизить интенсивность лечения.

1. Солевая нагрузка водораздела. С разрешения: Гарвер США

Градирни электростанций (КТ) иногда являются основным источником соли в водосборах в результате продувки КТ. Во многих промышленных и коммерческих системах охлаждения используются испарительные трансформаторы тока, особенно в засушливых регионах, где испарительное охлаждение имеет самую высокую эффективность охлаждения, а водоснабжение ограничено. Согласно исследованию солености в Центральной Аризоне, исследования, проведенные Департаментом водосбережения города Финикс, показывают, что производители используют от 25% до 50% общего объема воды, используемой для охлаждения.

Градирни обычно эксплуатируются в течение трех-четырех циклов концентрации (COC), то есть столько раз вода может быть переработана, прежде чем возникнут эксплуатационные проблемы, связанные с образованием накипи. Таким образом, общая концентрация растворенных веществ (TDS), поступающих в канализацию из продувки, в три-четыре раза превышает уровень минерализации исходной воды.

Видя, насколько важно управление продувкой КТ для здоровья, особенно в эпоху косвенного и прямого повторного использования питьевой воды, Гарвер увидел в этом прекрасную возможность для исследований. В 2019 году офис Гарвера в Денвере предложил исследовать инновационную технологическую линию для восстановления соленых выбросов из коммерческих и промышленных колтюбингов в рамках финансирования исследований по опреснению Pitch-to-Pilot (P2P) Бюро мелиорации США (BOR).

Гарвер была одной из семи команд, получивших в ноябре 2019 года часть гранта P2P в размере 1,5 миллиона долларов, направленного на исследование революционных технологий опреснения, которые потребляли меньше энергии, чем предлагалось на рынке в то время. Гарвер сотрудничал с несколькими организациями, которые сыграли значительную роль в успехе проекта, такими как Общественный колледж Ред-Рокс (RRCC), доктор Майк Микли и другими отраслевыми партнерами. В совокупности эти партнеры пожертвовали более 480 000 долларов США в виде оборудования, приборов и рабочей силы на этот исследовательский проект стоимостью 200 000 долларов США.

Пилотное тестирование завершилось в конце ноября 2021 года, а проект отчета был представлен BOR в июне 2022 года. В настоящее время отчет все еще находится на рассмотрении; однако трейлер P2P работает в режиме анализа отказов (FMA) уже более 1,5 лет. Результаты FMA будут представлены в конце статьи.

Гарвер предложил исследовать линию электрокоагуляции (EC), осветления (CLAR), микрофильтрации (MF), обратного осмоса (RO) со скоростью 1,5 галлона в минуту с вакуумной электродистилляцией (VAED), чтобы восстановить продувку соленого КТ в конфигурации с нулевым сбросом жидкости (ZLD), предотвращая попадание сточных вод с высокой минерализацией в канализационный сарай. На рисунке 2 показана схема технологического процесса линии обработки и ее интеграция в существующую систему КТ.

2. Схема процесса Гарвера для системы, протестированной в Общественном колледже Ред-Рокс (RRCC) в Лейквуде, штат Колорадо. Примечание: NaOCl = гипохлорит натрия, EC = электрокоагуляция, CLAR = осветление, MF = микрофильтрация, RO = обратный осмос, VAED = вакуумная электродистилляция, O/F = перелив, M = счетчик, СОСВ = сточные воды очистная станция, UF = ультрафильтрация и TDS = общее количество растворенных твердых веществ. С разрешения: Гарвер США

Качество воды обработанного пермеата и дистиллята было проанализировано, чтобы определить, можно ли ее повторно использовать в качестве подпиточной воды для разбавления CT, чтобы сбалансировать химический состав воды. Соляную суспензию из системы VAED оценивали, чтобы определить, достаточно ли она чиста, чтобы ее можно было использовать в качестве сырья для производства гипохлорита натрия на месте для использования в CT и содействия безотходной экономике.

Целью этого проекта было доказать, что EC/CLAR/MF/RO с системой очистки концентрата VAED может быть эффективным при очистке коммерческих газовых продувок CT с высоким содержанием TDS из 600-тонной системы испарительного охлаждения, расположенной в главном здании кампуса RRCC в Лейквуде. Колорадо. RRCC CT работал при трех-четырех циклах концентрации.