Como funciona?
Sistemas ZLD são aplicados quando há a necessidade de reintegração de correntes líquidas ao processo, tipicamente quando o descarte em corpos hídricos ou barragens é inviabilizado devido aos impactos ambientais associados.
As correntes de efluentes caracterizam-se, em geral, pela presença de sólidos dissolvidos totais (TDS), principalmente sais e outros íons solubilizados, os quais não são removidos de forma eficiente por processos biológicos convencionais.
Exemplos típicos incluem:
Efluentes provenientes de processos de lixiviação no beneficiamento mineral
Correntes de purga industrial com elevada carga salina
Efluentes tratados biologicamente que
ainda não atendem aos requisitos para descarte em corpos receptores
Os princípios empregados para segregação de água limpa dos sais em solução são:
•Separação por membranas: Realizada através da aplicação de altas pressões em sistemas como osmose reversa
•Evaporação: realizada através do fornecimento de energia térmica, utilizando vapor ou sistemas MVR (Mechanical Vapor Recompression)
•Cristalização evaporativa: realizada através da evaporação adicional da solução concentrada, promovendo a cristalização dos sais dissolvidos, também utilizando vapor ou sistemas MVR.
Em função do elevado consumo energético e alto CAPEX relacionado ao processo de evaporação e cristalização, busca-se maximizar a concentração de sólidos de saída do processo de separação por membranas, minimizando assim a carga térmica requerida nas etapas subsequentes do processo ZLD.
Osmose reversa
Nesta etapa ocorre a separação do efluente em duas correntes: uma corrente permeada, com grau de pureza para ser reintegrada ao processo, e uma corrente concentrada. A separação é realizada através de membranas semipermeáveis, que agem como uma barreira retendo a maior parte dos íons dissolvidos e sais. O processo de osmose reversa é conduzido mediante aplicação de elevadas pressões, superiores à pressão osmótica da solução, podendo ser configurado em múltiplos estágios para maximização da recuperação de água.
Previamente à etapa de osmose reversa, e dependendo da composição do efluente, pode ser necessária
a implementação de etapas de pré-tratamento destinadas à remoção de compostos que possam causar incrustação ou degradação das membranas, bem como interferir negativamente nas etapas subsequentes
de evaporação e cristalização. Entre os principais compostos críticos destacam-se sais com potencial
incrustante, sólidos suspensos, sílica, matéria orgânica e óleos.
Evaporação e cristalização
Nestas etapas, a separação da água dos sais dissolvidos é realizada por meio de evaporação térmica. A principal diferença entre os processos de evaporação e cristalização evaporativa está na concentração de sólidos dissolvidos na solução de processo.
Na etapa de evaporação, o sistema opera abaixo da condição de saturação dos sais, ou seja, ocorre a evaporação de uma solução homogênea, sem formação de cristais. Já na etapa de cristalização evaporativa, o sistema opera em condição de supersaturação, promovendo deliberadamente o crescimento de cristais, resultando em uma suspensão heterogênea contendo fase líquida e sólidos cristalizados.
Em ambos os processos, existem diferentes possibilidades de fornecimento energético ao sistema, destacando-se:
Energia elétrica através de recompressão mecânica de vapor (MVR)
Esta é a configuração mais utilizada em sistemas ZLD, sendo particularmente atrativa quando a unidade industrial apresenta elevado custo para geração de vapor.
Vapor vivo
i.Esta configuração é empregada quando a unidade industrial possui disponibilidade de vapor a custo competitivo.
ii.Nesta configuração, podem ser utilizados evaporadores de múltiplos efeitos, visando minimizar o consumo específico de vapor através do reaproveitamento energético entre os efeitos.
Integração energética com sistemas existentes
i.Existe ainda a possibilidade de integração térmica indireta com outros sistemas, solução que deve ser avaliada individualmente para cada cenário operacional.
ii.Este tipo de configuração é normalmente aplicado em unidades cuja matriz energética esteja limitada, saturada ou apresente elevado custo operacional, buscando maximizar a eficiência energética global do sistema.
Deve-se realizar uma avaliação criteriosa da composição do efluente destinado às etapas de evaporação e cristalização, uma vez que elevadas concentrações de carga orgânica, compostos voláteis ou determinadas espécies iônicas em condições de baixo pH podem resultar na contaminação do condensado gerado no processo. A composição dos sais em solução durante etapa de cristalização também merecem atenção especial, pequenas concentrações de contaminantes no efluente bruto podem resultar em grandes desvios na termodinâmica de cristalização. Recomenda-se sempre realizar ensaios laboratoriais para validação da solução de cristalização proposta, a Tequaly possui equipe especializada para a condução destes trabalhos.
Tipicamente, são utilizados evaporadores falling film na etapa de evaporação e cristalizadores de recirculação forçada na etapa de cristalização evaporativa. Informações adicionais sobre estas tecnologias podem ser encontradas na seção referente às plantas de evaporação. A separação dos cristais da solução no cristalizador é realizada através de centrífugas, em casos específicos é viável a utilização de filtros rotativos a vácuo. Dependendo da pureza requerida para os sais produzidos e do comportamento termodinâmico da solução, pode ser necessária a utilização de múltiplas etapas de cristalização, combinando cristalização evaporativa e cristalização por resfriamento. Esta estratégia promove a cristalização seletiva de diferentes compostos em cristalizadores dedicados. Embora este tipo de configuração resulte em maior complexidade operacional e de controle para a planta, ela possibilita a obtenção de sais com elevado grau de pureza e maior potencial de valorização comercial.
Quais são os benefícios para o cliente com o uso desta tecnologia.
As soluções ZLD Tequaly permitem a reintegração ao processo de um condensado com elevada pureza e a eliminação de um passivo ambiental que pode inviabilizar a operação ou expansão de capacidade de certa unidade operacional. Dependendo da composição do efluente a ser tratado, é possível agregar valor a partir da comercialização do sal segregado. A solução ofertada será a de maior atratividade para o cliente, buscando maximizar a eficiência operacional de etapas com menor custo, avaliando também possibilidade de integração energética da unidade industrial com a etapa de evaporação e cristalização.
•Habilitador produtivo e de expansão fabril: Este tipo de solução viabiliza a obtenção de licença de operação de inúmeros processos, pois permite a operação de unidades industriais em locais que não tenham um corpo hídrico receptor capaz de absorver certa vazão de efluentes, também elimina a prática de utilização de barragens de rejeitos no setor de mineração.
•Desempenho Ambiental e Conformidade: Ao zerar a emissão de efluentes líquidos durante o processo produtivo, os sistemas ZLD Tequaly contribuem diretamente para a redução dos impactos ambientais relacionados, assegurando o cumprimento das exigências dos órgãos ambientais e apoiando as metas de sustentabilidade corporativa do cliente.
•Redução de consumo de água no processo: A reintegração de um condensado limpo ao processo garante o fechamento de circuitos industriais de maneira segura, prevenindo problemas operacionais típicos de acúmulo de NPE (non-process elements) no sistema.
•Possibilidade de geração de subproduto com valor agregado: A depender da composição do efluente a ser tratado, pode-se segregar um sal com elevada pureza, viável de ser comercializado. Mesmo em cenários em que múltiplos íons estão presentes em solução, é possível estudar uma solução de múltiplos cristalizadores, viabilizando a cristalização individual de cada composto.
4. Quais os diferenciais Tequaly;
A Tequaly combina profundo conhecimento de processo com capacidade de engenharia integrada, entregando soluções que vão além do equipamento — garantindo resultado operacional desde a concepção até a partida da planta.
•Projeto Sob Medida para Cada Aplicação: Cada Sistema ZLD Tequaly é dimensionado e configurado especificamente para o processo do cliente, considerando a composição do efluente e a caraterística requerida para o condensado e sal segregados.
•Domínio Técnico em sistemas de evaporação e integração energética: A Tequaly possui expertise consolidada em sistemas de evaporação e de integração energético, os quais podem ser replicados nos Sistemas ZLD a depender das características da unidade industrial. Esse domínio se traduz em projetos atrativos, mais eficientes e com menor risco operacional.
•Expertise em metalurgia e fabricação: Devido a característica corrosiva de diversos processos ZLD, a Tequaly define qual a liga mais indicada para a solução a ser processada, garantindo vida útil estendida e otimização de custo de instalação e manutenção da unidade.
•Solução Completa no Modelo EPC: A Tequaly atua no modelo Engineering, Procurement and Construction, assumindo a responsabilidade integral pelo projeto, suprimento e construção. Uma única interface, um único responsável — com entrega no prazo, dentro do escopo contratado e sem fragmentação de fornecedores.
•Integração Inteligente com Sistemas Existentes: As soluções Tequaly são concebidas para acoplar-se ao processo atual com mínima interferência operacional, viabilizando retrofit em plantas em operação sem grandes modificações estruturais e reduzindo significativamente o CAPEX do projeto.
•Projetos Faseados e Escaláveis: As soluções são estruturadas para implementação em múltiplas fases, garantindo escalabilidade e flexibilidade conforme o ritmo de crescimento e as prioridades de cada operação. Sua planta evolui de forma planejada e financeiramente equilibrada.
•Suporte Técnico Especializado em Todo o Ciclo do Projeto: Equipe técnica com domínio do processo produtivo industrial, capaz de apoiar o cliente desde o diagnóstico inicial e engenharia conceitual até a operação assistida pós-partida — incluindo treinamento de operadores e suporte em comissionamento.
