Sistema ibrido ZLD innovativo per la massima efficienza dei costi

Con il nuovo processo ZLD.eco di Hager + Elsässer e la sua società affiliata MFT, è possibile ridurre significativamente il fabbisogno energetico grazie a una fase di evaporazione fortemente ridotta.

Esempio di un'unità di evaporazione che fa parte di un processo ZLD.

Il modello di produzione senza acque reflue – Zero Liquid Discharge (ZLD) – sta guadagnando popolarità in diversi settori industriali. In futuro, anziché cercare di ottenere acqua il più possibile pulita, si mira a non rilasciare affatto acqua dai processi produttivi. Hager + Elsässer (H+E) ha ora sviluppato, insieme alla sua azienda sorella Membran Filtrations Technik (MFT), una nuova procedura ZLD, in cui attraverso una serie di tecniche innovative di filtrazione e separazione, comprese tre fasi di osmosi inversa, la vaporizzazione finale dei residui può essere ridotta al minimo.

Già nel mondo sono operative circa 400 impianti ZLD. Le motivazioni variano a seconda delle regioni del mondo: mentre in regioni con scarsità d'acqua come il Sud della Francia si mira principalmente all'indipendenza dalla fornitura locale di acqua, in Germania vengono approvate normative ambientali sempre più severe, ad esempio per l'immissione di sali. In paesi come l'India o il Sud America, spesso non esistono impianti di depurazione, quindi il ZLD funge da alternativa. Le aziende nei paesi europei invece utilizzano le procedure ZLD come trattamento post-clarificazione.

Finora, i principali ostacoli al ZLD sono stati i elevati costi di investimento e di esercizio della produzione senza acque reflue. In particolare, il fabbisogno energetico è elevato.

Hager + Elsässer, uno dei principali fornitori mondiali di soluzioni per una gestione integrata delle risorse idriche, ha ora sviluppato, insieme alla sua azienda sorella MFT (Membran-Filtrations-Technik), una nuova procedura ZLD in cui il fabbisogno energetico è stato significativamente ridotto grazie a una fase di vaporizzazione fortemente ottimizzata: ZLD.eco.

Fase di membrana ad alta pressione con modulo a disco circolare

Il cuore dell'impianto è una nuova fase di osmosi inversa ad alta pressione. Dopo un processo di pre-trattamento – che può essere chimico-fisico o biologico a seconda dell'applicazione – e una fase di ultrafiltrazione che rimuove i restanti composti organici, viene impiegata una tecnologia a membrane multistadio per concentrare maggiormente i residui non organici. Dopo le prime due fasi di osmosi inversa, che operano a pressioni fino a 80 bar, rimane un concentrato di circa il 20% del volume totale di acque reflue, che viene trasferito in una terza fase di osmosi inversa. Questa terza fase utilizza una tecnologia ad alta pressione fino a 200 bar, con un modulo speciale sviluppato da MFT, chiamato Circular Disc Module (CD Module). A differenza di altri moduli, che vengono attraversati in modo meandrico, l'acqua attraversa il modulo circolarmente, riducendo così la perdita di pressione.

Il concentrato, caldo circa 70°C, prodotto dalla pressione elevata, viene successivamente vaporizzato in una fase sottovuoto, che insieme alla tecnologia a membrane forma un "sistema ibrido", fino a ottenere una consistenza gestibile. L'energia termica viene recuperata nel sistema e riutilizzata per aumentare l'efficienza. Ciò riduce notevolmente il fabbisogno energetico complessivo del sistema. La quantità residua di residui, rimasta dopo la massima pre-concentrazione tramite la tecnologia a membrane ad alta pressione, è significativamente inferiore rispetto ai metodi tradizionali. Di conseguenza, la fase di vaporizzazione in ZLD.eco può essere molto più breve.

Rispetto ai sistemi tradizionali senza pre-concentrazione, ZLD.eco consuma circa il 20% in meno di energia. Inoltre, il più piccolo impianto di vaporizzazione richiede anche meno energia di raffreddamento per la condensazione. Questa riduzione può arrivare fino all'80%. Ulteriori risparmi derivano dalla configurazione modulare dell'impianto. Il risparmio sui costi del personale si aggira intorno al 20%. Anche i costi di avviamento sono inferiori del 20%. Non da ultimo, il consumo di sostanze chimiche è inferiore. L'investimento in ZLD.eco si ammortizza già dopo breve tempo grazie ai risparmi su vari livelli.