冷却塔からのブローダウンに対する ZLD 処理のモデル (大規模な冷却塔も含む)

貴重な水道は塩水で簡単に汚染されますが、塩分を除去すれば汚染されません。 図 1 に示すように、塩はさまざまな供給源から得られます。 流域の発生源を理解することで、塩分管理の準備が整います。 多くの場合、塩分の負荷を減らすことができる最善の管理方法があるため、治療強度を下げることができます。

1. 流域の塩の負荷。 提供: ガーバー USA

発電所の冷却塔 (CT) は、CT ブローダウンによる流域への塩の主な原因となる場合があります。 多くの工業用および商業用冷却システムは、特に蒸発冷却が冷却効率が最も高く、水の供給が不足している乾燥地域で蒸発 CT を利用しています。 中央アリゾナ塩分調査によると、フェニックス市水保全局が実施した調査では、製造業者が総水使用量の 25% ～ 50% を冷却に使用していることが示されています。

冷却塔は通常、濃縮サイクル (COC) が 3 ～ 4 回行われます。これは、スケーリングによる運用上の問題が発生する前に水をリサイクルできる回数です。 したがって、ブローダウンによって下水道に流入する総溶解固形分 (TDS) 濃度は、原水の塩分レベルよりも 3 ～ 4 倍高くなります。

ガーバー氏は、特に間接的および直接的な飲料再利用の時代において、CT ブローダウン管理が流域の健康にとっていかに重要であるかを見て、これが完璧な研究の機会であると考えました。 2019年、ガーバー氏のデンバー事務所は、米国再生局（BOR）のピッチツーパイロット（P2P）淡水化研究資金の下で、商業用および産業用CTからの塩水ブローダウンを回収するための革新的なプロセストレインの研究を提案した。

ガーバーは、当時市場で提供されていたものよりも消費電力が少ない破壊的脱塩技術の研究を目的として、2019年11月に150万ドルのP2P助成金の一部を授与された7チームのうちの1つであった。 Garver は、Red Rocks Community College (RRCC)、Mike Mickley 博士、その他の業界パートナーなど、プロジェクトの成功に重要な役割を果たしたいくつかの団体と協力しました。 これらのパートナーは合計で、この 20 万ドルの研究プロジェクトに 48 万ドル以上の現物設備、機器、労働力を寄付しました。

パイロットテストは2021年11月下旬に終了し、2022年6月に報告書草案がBORに発行されました。現在、報告書はまだ検討段階にあります。 ただし、P2P トレーラーは 1 年半以上にわたって故障モード解析 (FMA) で動作しています。 FMA の結果はこの記事の最後に示されます。

Garver 氏は、真空補助電気蒸留 (VAED) を備えた毎分 1.5 ガロンの電気凝固 (EC)、清澄 (CLAR)、精密濾過 (MF)、逆浸透 (RO) の濃縮物処理プロセスを研究することを提案しました。ゼロ液体排出 (ZLD) 構成で塩水 CT ブローダウンを回復し、高塩分濃度の廃水が下水道小屋に流入するのを防ぎます。 図 2 は、治療トレインのプロセス フロー図と、それが既存の CT システムにどのように統合されたかを示しています。

2. コロラド州レイクウッドのレッド ロックス コミュニティ カレッジ (RRCC) でテストされたシステムのガーバー氏のプロセス フロー図。 注: NaOCl = 次亜塩素酸ナトリウム、EC = 電気凝固、CLAR = 清澄、MF = 精密濾過、RO = 逆浸透、VAED = 真空補助電気蒸留、O/F = オーバーフロー、M = メーター、WWTP = 廃水処理プラント、UF = 限外濾過、TDS = 総溶解固形分。 提供: ガーバー USA

処理された透過水と留出水の水質を分析して、水の化学的バランスを保つための CT 補給希釈水として再利用できるかどうかを判断しました。 VAED システムからの塩スラリーは、CT で使用して循環経済を促進するオンサイト次亜塩素酸ナトリウム生成の原料として使用するのに十分な純度であるかどうかを確認するために評価されました。

このプロジェクトの目標は、VAED 濃縮処理システムを備えた EC/CLAR/MF/RO が、レイクウッドの RRCC メインキャンパスビルにある 600 トンの蒸発冷却システムからの高 TDS 商用 CT ブローダウンの処理に効果的であることを証明することでした。コロラド州。 RRCC CT は 3 ～ 4 サイクルの集中で動作しました。