הבנת אפס נוזל דיסיעה בקונטקסטים תעשייתיים

Zero Liquid Discharge (ZLD) היא אסטרטגיה לניהול מים המסלקת כל פסולת נוזלית משאירה מתקן תעשייתי.במקום לטעון טיפול בחיוב לתוך מים או תפירה, ZLD מערכות להתאושש ומחזר מים תוך ריכוז מוצקות עבור סילוק או שימוש מועיל. גישה זו מתייחסת ללחץ רגולטורי גדל, חששות מחסור במים, ומטרות קיימות ארגוניות גבוהות מסתמכות על מטבוליזם אנרגיה תרמילטיבית וביקוש לשרירים מוגברים, כדי להפחית את עלויות פחמן גבוהות יותר, או להפחית את עלויות אוטומטיות גבוהות יותר, או להפחית את עלויות פחמן גבוהות יותר, או לחץ דם גבוהות יותר.

מה הם Wetlands בונה?

אתרי רטובים מעוצבים הם מערכות אקולוגיות מונדסים שנועדו לטפל בשפכים על ידי מינוף תהליכים טבעיים, כימיים וביולוגיים.הם מורכבים מאגן רדודים נטועים עם צמחייה רטובה (למשל, קטפורים, reeds, sedges) ומלאים באדמה, חול, קבר, או זרמי מים אחרים דרך המערכת, שבו contaminants מוסרים באמצעות משקעים, סינון, סגסוגת, , סגסוגת של צמחים, מותאמים, סגסוגת, סגסוגת, כולל סגסוגת, סגסוגת, סגסוגת, סגסוגת, או סגסוגת, או סגסוגת, סגסוגת של צמחים.

סוגי Wetlands מעוצבים

שני עיצובים עיקריים משמשים ליישומים תעשייתיים:

  • (FLT:0) משטח המים החופשי (FWS) Wetlands:BuildFLT 1 Water Flow מעל תת-התחסין, חשיפתו לאטמוספירה ולאור השמש.מערכות אלה מחקות מרות טבעיות ותמיכה בקהילה מגוונת של צמחים ואורגניזמים מימיים. FWS רטובים מתאימים היטב ללחיצת חומרים מזינים ומניעה חומרים אורגניים.
  • (FLT:0) וואטפייס זרימה (SSF) Wetlands:FLT:1 מים זורם אופקית או אנכי דרך מדיום ⁇ , שמירה על המים מתחת לפני השטח. עיצוב זה מקטין ריח וגידול יתוש ומספק יעילות גבוהה יותר לטיפול עבור מתכות כבדות ומזהמים תעשייתיים מסוימים.

תצורה היברידית המשלבת פני השטח וזרימת תת-קרקעית מועסקת יותר ויותר כדי להשיג שיעורי הסרה גבוהים יותר עבור זרמי פסולת תעשייתיים מורכבים.

כיצד בונים Wetlands תמיכה ZLD Goals

רטובות לבנות לתרום ZLD בשלוש דרכים עיקריות: הסרת זיהום, צמצום נפח, ושיקום מים.כל מנגנון משחק תפקיד ייחודי בצמצום או בחיסול הפרשות נוזליות.

המונחים: removal

צמחייה וקהילות מיקרוביאליות מפרות תרכובות אורגניות, מתחים כבדים של אספקט, והופכים חומרים מזינים באמצעות ניטרינג-denitrification ו-phosphorus Adsorption.לדוגמה, מינים מסוימים של צמחיים מצטברים מתכות כגון אבץ, נחושת, ומובילים במערכות השורש שלהם, צמצום הרעילות בשלב המים רטוב ואווירה בתוך אזור רטוב ומאפשרים של ירידה ב-Credta- 90% (Fs) אשר ניתן להסיר את החמצן הנבנה היטב (ב-Creditic) מ-Creditected) מ-Creditecticial (במרכזי (0) (במרכזי-FEEFEEFEEFEEFEEFEEC) (במרכזיים) מ-Creditize) (במרכזי-Creditize) (במרכזי-F) מ-C) מ-Creditekvic) (במרכזי תיבות של חומרים צמחיים של חומרים צמחיים (במרכז מים רטוב ו-FEEFEEFEEFEEFEEFEECreditize רטובים (במרכזי-C) (במרכז מים רטובים) (במרכז מים רטובים (ב

ניכוי נפח באמצעות חיזוי

צמחים ומשטחים פתוחים ברטבים באופן טבעי לאבד מים לאטמוספירה באמצעות evapotranspiration.תהליך זה מקטין את נפח המים הכולל שיש לטפל בו על ידי מטה הזרם ZLD יחידות תרמיות, ובכך להפחית צריכת אנרגיה. באזורים עקשניים וחצניים, בנוי רטובות יכול להשיג הפסדי מים נטו של 30-60 אחוזים של זרימה במהלך העונה הגדלה.

פולנים וניצול

(ב) רטובות נבנות כצעד ללטש יעיל לפני המים ממוחזרים חזרה לתהליכים תעשייתיים או בשימוש חוזר לשקיקה, קירור או הגנה באש.על ידי הסרת חומר אורגני וחומרים מזינים, הרטובה משפרת את איכות המים לרמה המפחיתה את הדחיסה והמסתה ב-Z0DS2S (RO) מזכרות או מדמיטורים.

היתרונות של Wetlands נבנה ב ZLD מערכות

שילוב של רטובות בנוי לתוך מפת כביש ZLD מניב יתרונות כלכליים, סביבתיים ותפעוליים רבים.

  • (FLT:0)Low Operational Costs:FLT:1 , רטובות לבנות לפעול בעיקר על אנרגיה סולארית ופעילות ביולוגית.
  • (FLT:0) מילימטרי טביעת רגל: FLT:1 מערכות קונבנציונאל ZLD מסתמכות על קוגניקטים, flocculants, אנטי-קלנטים, ו- pHs נבנות רטובים להפחית או לחסל את הצורך בכימיקלים כאלה, מורידים את העלות והנטל הסביבתי.זה תואם עקרונות כימיה ירוקה ומגמות רגולטוריות שמעדיפות שיטות טיפול לא כימיות.
  • (FLT:0) מגוון רחב של שירותי Ecosystem: אנדרל 1 (Wetlands) יוצרים גידול עבור ציפורים, חרקים, וחיים מימיים.הם גם מספקים פליטה פחמן, שימור מים סערה, וערך חד פעמי נוף.
  • (FLT:0Scalability and Modularity:FreaLT:1) ניתן לתכנן מחסנים חד-פעמיים או תאים מודולריים שנוספו באופן מצטבר כמו הייצור מתרחב. גמישות זו מתאימה הן לפעילות תעשייתית קטנה וגדולה.

דרישות ל-Intlands תעשייתי

בעוד רטובות אטרקטיביות, בנויות דורשות תכנון זהיר להשגת מטרות ZLD.הגורמים הבאים חייבים להיות מטופלים במהלך תכנון, בנייה ותפעול.

שפכים

effluents תעשייתי להשתנות נרחב pH, טמפרטורה, סלמון, וכימיה contaminant. לבנות רטובות הם לא פתרון אוניברסלי. ריכוזים גבוהים של חומרים רעילים (למשל, פנוליסטים, cyanides, מתכות כבדות) יכולים לעכב פעילות מיקרוביאלית ופגיעה צמחייה. a preטיפול - כגון שווה, pH, ראשונית או סידול ראשוני - לעתים קרובות לקבוע שיעורי טעינה אופטימלית ושפל.

דרישות קרקע

רטובות לבנות דורשות טביעות רגל גדולות יחסית בהשוואה ליחידות טיפול מכניות קומפקטיות.עבור זרימת תעשייתיות, אזורי פני השטח של 2-10 דונם ל-1,000 מ' / יום של effluent הם טיפוסיים. לנד, טופוגרפיה וקרקעות השפעה עיצוב.בהגדרות עירוניות או חלליות, זרימה תת-קרקעית רטובה או מערכות היברידיות יכולות להפחית את הצרכים של 40–60%.

אקלים ועונה

טמפרטורה, משקעים, ו evapotranspiration שיעורי להשפיע על ביצועים רטובים.באקלים קר, היווצרות קרח יכול להפחית את יעילות הטיפול ולגרום לירידה קצרה הידראולית. insulating מדיה, אגן עמוק יותר, או חממות מקורה עם תאורה מלאכותית יכול להפחית את טיפות הביצועים החורף. באזורים לחמאים, עודף גשם עשוי להגדיל את נפח השחרור, נגד מטרות ZLD; תוספת של גלימות או ירידה או מים מבוקרים עשוי להיות נחוץ.

המונחים: Permitting Frameworks

לתחומים רבים יש תקנות ספציפיות לגבי בנייה של ארץ רטובה, שחרור מים ודרישות ממושכות.הפועלים חייבים לקבל אישור לשימוש בקרקע, זכויות שימוש במים, איכות יעילה. בארצות הברית, חוק המים הנקיים ודרישות ברמה המדינה חלות.ה-FLT:0) מערכת ההפלה הלאומית של EPA (DES)FLT:1 מספקת הדרכה רטובה לרישיונות סביבתיים מוקדמים.

ניהול והתאמה

משטחים מעוצבים הם מערכות חיים מתפתחות לאורך זמן. ניטור רטין של זרימה ורמת מים החוצה, בריאות צמחית, גידול יתוש וביצועים הידראוליים הוא הכרחי.מכומים עשויים לכלול צמחייה מחית, הסתגלות של זרימה, או שינוי עומק מים. חיישנים בזמן אמת ו ניטור מרחוק יכולים לשפר את הפיקוח התפעולי.A היטב תפעול ותחזוקה (O & M) מבטיח חיים ארוכי טווח והתאמה עצמית (30 שנים).

מחקרים: Wetlands תעשייתי בפעולה

כמה תעשיות הצליחו לשלב את הרטובים לאסטרטגיות ZLD.

סירוב נפט - איחוד האמירויות הערביות

זיקוק נפט גדול באיחוד האמירויות התקין משטח של 40 דונם זורם רטובה כדי לטפל במים ונהר סופני מים.היבשה מקטין את שמן ורווחה על ידי 95%, מורידה את הביקוש לחמצן הכימי (COD) ב 80%, ומספקת חיץ טבעי עבור ספייק pH.

טקסטיל Mill - הודו

יחידת עיבוד הטקסטיל בטמיל נאדו מיושמת זרם תת-קרקעי אנכי כצעד מלוטש לאחר טיפול ביולוגי קונבנציונלי.היבשה מסירת שאריות צבע ומתכות כבדות, השגת ירידה של 99% בצבע ו-90% של מוצקים מושעה לחלוטין.המים מטופלים משוחזרים לריצים וצבעים, צמצום הביקוש במים מתוקים ב-80%.

מפעל עיבוד חלב - הולנד

מתקן עיבוד גבינה וגלגלי שרביט בנוי רטובה המכיל תא זרימה תת-קרקעי אופקי ואחריו Lagoon אירובי עם צמחים צפים.המערכת מתייחסת 1,500 מ'3 / יום של מי פסולת גבוהה (BOD עד 3,000 מ"ג / L) איכות אירובית עונה על תקני השחרור של השקיה.

אתגרים ומגבלות

למרות היתרונות שלהם, רטובות בנויות פנים כמה מכשולים ביישומים תעשייתיים ZLD.

  • (באזורים עירוניים או תעשייתיים, מחירי הקרקע יכולים להפוך את הרטובים מבחינה כלכלית בלתי מורגשת.) אתרי שוליים או חומים עשויים להיות אופציה.
  • (FLT:0) פעמים התחלה-upFLT:1 - זה עשוי לקחת 1-3 עונות גידול צמחייה כדי לבסס באופן מלא את ביצועי הטיפול לייצוב.
  • (FLT:0) הסרת חומרים מתמשך של תרכובות מקוצרות 1 (FLT: ⁇ ) הם פחות יעילים עבור כמה כימיקלים תעשייתיים כגון כלור, חומרים per- ופוליפלוקלקלקללקלל (PFAS), וגלימות מלוחות מאוד. coupling עם חמצון מתקדם או תהליכי membrane נדרש לעתים קרובות.
  • (FLT:0)Mosquito ודאגות ריחות 1FLT:1 - מים סטרנטינטים בזרימת משטח רטובים יכולים לגדל יתושים לייצר ריחות מ decomposition אנירובי (למשל, זרימה תת-קרקעית, דגים יתושים, הרהרציה) מקטין את הנושאים האלה.
  • (FLT:0) חידוש יכולת ה-VirFLT:1 - שינויים עונתיים, אירועי סערה, עומסי הלם יכולים לגרום תנודות איכות יעילות.

אינטגרלינג Wetlands עם ZLD Technologies

עבור יישום ZLD מלא, רטובות בנויות משמשים לעתים רחוקות לבד.הם משולבים בצורה הטובה ביותר ברכבת טיפול:

  1. (ב) [13] טיפול ראשוני ועיקרי ב': סקר, הסרת נזיפה, הפרדה בין נפט למים, ושוויון להגנה על בריאות המולדת.
  2. (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  3. (FLT:0) מנברן או ריכוז תרמי FLT:1 - osmosis הפוכה (RO), ננומטרה (NF), או דחיסה מכנית (MVC) לייצר מים איכותיים שניתן להשיג ונקייה מרוכזת.
  4. (ב) ⁇ 0) זילוש הפרשות נוזל ללטש 1 (איור 1: ), בריכות אווה, קריסטלים או מורדים מבריקים כדי להשיג ייבוש סופי.ה רטובה מפחיתה את העומס על שלבים אנרגיה-חושיים, שיפור יעילות המערכת הכוללת.

מושג מתפתח הוא תהליך ה-UFLT:0wetland-samosisirph:1 (WARO) שבו מים לפני הרטובים להפחית את הפוטנציאל הפגום על RO membranes. תוצאות הטייסים מוקדם מצביעות על כך ש- WARO יכול להכפיל את החיים של ROMbrane ולהקטין את השימוש הכימי ב- 70%.

כיוונים עתידיים של Outlook ומחקר

התפקיד של רטובות בנויות ב- ZLD תעשייתי צפוי להתרחב ככל שמחסור במים מתעשרים ותקנות סביבתיות מתדקות.מחקר מתמשך מתמקד:

  • (ב) ⁇ :0) ,(BioaugationationFLT:1) - היכרות עם קונסורציה מיקרוביאלית או צמחים מהונדסים גנטית כדי לשפר את הסרתם של מזהמים.
  • (FLT:0) ניטור ובקרת שליטה 1 (שימוש בחיישנים של IoT, למידה מכונה וניהול רמת מים הסתגלות כדי להתאים את ביצועי הטיפול בזמן אמת.
  • (FLT:0) טיפול מהיר עולה עלות גבוהה טיפול 1FLT: פיתוח של בלוטות לחות מבוסס halophyte שיכול לסבול סליטי גבוהה ולהחלים מלח לשימוש תעשייתי.
  • (FLT:0 Life-cycle Assessment and Carbon Foot AnalysisFIRLT:1) - קביעת היתרונות הסביבתיים הנקיים של מערכות ZLD מבוססות רטובות.

כאשר תעשיות נעות לעבר כלכלות מים מעגליות, רטובות בנויות מציעות פתרון מבוסס טבע המיישר עם שני ההקצאות הכלכליות והאקולוגיות.הם אינם כדור כסף, אלא כאשר הן מעוצבות כראוי ומשולבות, הן יכולות להיות אבן הפינה של אסטרטגיות של שחרור אפס נוזלי.

מסקנה

רטובות לבנות לספק כלי מעשי, אנרגיה נמוכה, ותועלת סביבתית עבור רודף ענפי אפס מטרות תשלום נוזלי. על ידי הסרת מזהמים, צמצום נפח יעיל באמצעות evatranspiration, ושמש כצעד מלוטש עבור מאגרי מים, מערכות אקולוגיות מונדסים אלה משלימים או להחליף חלקית של תהליכי ניהול אנרגיה תרמיים וממוחשים.