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Mar 10, 2023

ZLD 성공 요인

전력 산업은 물론 석유 및 가스, 화학, 석유화학, 광업 및

전력 산업은 물론 석유 및 가스, 화학, 석유화학, 광업 및 기타 산업에서는 관리해야 할 대량의 폐수가 발생합니다.

다니엘 비요클룬드(Daniel Bjorklund)

전력 산업은 물론 석유 및 가스, 화학, 석유화학, 광업 및 기타 산업에서는 관리해야 할 대량의 폐수가 발생합니다. 일반적으로 이러한 폐수는 공장 배출구를 통해 지표수, 증발 연못으로 배출되거나 경우에 따라 깊은 우물에 주입됩니다. 그러나 이러한 배출 관행과 관련하여 환경에 대한 우려가 커지고 있으며, 이로 인해 ZLD(Zero Liquid Discharge) 공정이 개발되었습니다.

ZLD는 배출될 수 있는 폐수원에서 물을 최대로 회수하는 공정으로 광범위하게 정의될 수 있습니다. 이 물은 유익하게 재사용되며 폐수에 포함된 염분 및 기타 고형물이 생성되어 일반적으로 매립지에 폐기됩니다.

ZLD의 동인에는 이러한 배출이 환경에 미치는 영향에 대한 대중의 우려가 커지고 있으며 세계 여러 지역에서 물은 부족한 자원입니다. 이러한 우려로 인해 폐수 배출에 대한 규제가 강화되고 제한되고 있습니다. 규제적 압박이 없더라도 다양한 산업 분야의 많은 기업에서는 환경 발자국을 줄이고 지속 가능성을 향상시키기 위해 ZLD뿐만 아니라 재활용 재사용을 통한 물 배출 감소 계획을 의무화하고 있습니다.

액체 배출 제로는 다양한 방법으로 달성할 수 있습니다. 최적의 시스템 설계는 현장에 따라 다르므로 "모든 용도에 맞는" 솔루션은 없습니다. 폐수 구성, 처리할 다양한 흐름, 현장별 운영 비용, 설치 공간 가용성 및 기타 요인이 최적의 설계를 결정하는 요소입니다. 이 기사에서는 다양한 일반적인 ZLD 구성에 대한 간략한 입문서를 제공하고 ZLD 시스템의 성공적인 설계 및 작동에 중요한 요소에 중점을 둡니다.

ZLD 시스템의 시스템 목표는 액체 폐수 배출을 제거하고, 매립 처리 또는 재사용을 위한 고형물을 생성하고, 유익하게 재사용할 수 있는 고품질 물을 재활용하는 것입니다. 설계 목표는 자본 투자와 시스템 운영 비용을 최소화하는 동시에 운영에 필요한 인력에 큰 영향을 주지 않는 것입니다. 또한 시스템은 시설 요구 사항을 충족하고 안전하고 신뢰할 수 있도록 운영 유연성을 갖도록 설계되어야 합니다.

ZLD 시스템의 성공적인 설계 및 운영을 위해서는 폐수의 화학적 특성을 신중하게 고려해야 합니다. 때로는 유사한 물 화학에 대한 사전 경험이 ZLD 설계자에게 제공될 수도 있습니다. 경험이 부족한 경우 독점적인 수화학 모델링 소프트웨어를 적용하여 물이 높은 TDS 염수로 농축됨에 따라 다양한 종의 용해도 한계를 이해할 수 있습니다. 이러한 소프트웨어는 컨디셔닝 및 pH 제어를 위해 ZLD 공정에 사용될 수 있는 다양한 화학물질의 화학물질 소비를 추정하는 데에도 유용합니다. 물을 사용할 수 있는 경우 벤치탑 연구는 화학 모델링을 검증하는 데 유용할 수도 있습니다. 물을 사용할 수 없는 경우 합성 유사물을 사용할 수도 있습니다. 건전한 물 화학 설계 기반은 성공적인 ZLD 설계의 핵심입니다.

ZLD 시스템에서 처리되는 폐수는 용해된 염분의 용해도 한계까지 농축됩니다. 용해도 한계를 초과하면 염이 결정화되어 적절한 수단을 사용하여 수확할 수 있습니다. 나트륨과 같은 1가 양이온이 황산염 및 염화물과 균형을 이루는 염수 화학은 일반적으로 최대 TDS가 30% 미만이고 염화물 농도(야금 선택의 중요한 요소)가 170,000ppm 미만으로 제한됩니다.

칼슘 및 마그네슘과 같은 2가 양이온은 ZLD 시스템 설계의 주요 관심사입니다. 칼슘 및 마그네슘 농도가 높으면 염화칼슘 및 염화마그네슘과 같은 가용성이 높은 종의 농도가 높아질 수 있습니다. 이러한 2가 양이온의 농도가 높으면 끓는점 상승이 증가하는 데 크게 기여할 수 있습니다. 폐수 염수가 농축됨에 따라 끓는점 상승(BPE)으로 알려진 용액의 물리적 특성으로 인해 끓는 온도가 순수한 물보다 높아집니다. 증발기 설계에는 끓는점 높이에 대한 정확한 지식이 필요합니다. 또한, 이러한 2가 양이온의 농도가 높으면 염화물 이온 농도가 높아져 야금 비용이 더 많이 들 수 있습니다.