Uma nova abordagem ao tratamento de águas residuais químicas da indústria do carvão: do "tratamento final" à "utilização de recursos em todo o processo"

As águas residuais da indústria química do carvão apresentam composição complexa, são altamente poluentes e de difícil degradação. As abordagens tradicionais de tratamento, que visam o "descarte conforme às normas", enfrentam desafios como altos custos, elevado consumo de energia, dificuldades no manuseio de sais mistos e desafios para alcançar a conformidade sustentável. Nessas novas circunstâncias, alcançar a transformação verde e de baixo carbono, bem como a meta de "emissões zero", exige romper com os conceitos tradicionais e explorar novas abordagens para o tratamento de águas residuais que sejam abrangentes, baseadas em recursos e inteligentes.

I. Redução na Fonte e Controle de Processos

Produção limpa e otimização de processos

Otimizar os parâmetros do processo de gaseificação, lavagem e resfriamento do carvão para reduzir a geração de águas residuais.

Promover a reciclagem em circuito fechado e a reutilização diferenciada para reduzir o consumo de água doce.

Coleta Gradual e Tratamento Diferenciado

Coletar e tratar as águas residuais de acordo com sua qualidade (alto teor de fenóis, alto teor de nitrogênio amoniacal, alta salinidade, etc.) para melhorar a eficiência do tratamento e reduzir a dificuldade do mesmo.

Vantagens:  Reduz a carga de tratamento no final do processo, economiza custos operacionais e melhora a resiliência do sistema.

II. Pré-tratamento de alta eficiência e redução da toxicidade

Pré-tratamento físico-químico aprimorado

Sedimentação por flotação e coagulação de alta eficiência para remoção de óleo, sólidos em suspensão e alguns coloides.

Pré-tratamento por oxidação avançada (oxidação catalítica por ozônio, oxidação de Fenton, oxidação eletroquímica, etc.) para degradar a toxicidade e melhorar a biodegradabilidade.

Recuperação de substâncias valiosas como fenóis e amônia

Recuperar fenóis e nitrogênio amoniacal de águas residuais por meio de extração com solventes e despojamento, transformando resíduos em recursos valiosos e reduzindo a pressão de tratamento subsequente.

Os produtos recuperados podem ser reutilizados como matérias-primas químicas.

Vantagens:  Reduz o impacto nos sistemas de tratamento biológico subsequentes, melhora a eficiência geral do tratamento e permite a recuperação de recursos.

III. Inovação e aprimoramento da tecnologia de tratamento biológico

Processos de tratamento biológico de alta eficiência

Utiliza bactérias degradadoras altamente eficientes, resistentes a substâncias tóxicas e ao sal, aprimorando os processos A/O, A²/O, SBR e MBBR para melhorar a eficiência na remoção de DQO e nitrogênio amoniacal.

Processos combinados anaeróbicos e aeróbicos degradam a matéria orgânica macromolecular, gerando energia de biogás.

Biofortificação e Dosagem de Agentes Microbianos

A adição de agentes microbianos degradantes especializados e altamente eficientes aumenta a capacidade do sistema de degradar matéria orgânica recalcitrante (como hidrocarbonetos aromáticos policíclicos e compostos heterocíclicos).

Vantagens:  Melhora a resistência do sistema biológico a cargas de choque, garante uma operação estável e reduz a produção de lodo.

IV. Tratamento profundo e reutilização de recursos

Separação por membrana e tratamento profundo de oxidação avançada

Ultrafiltração, osmose reversa e outras tecnologias de membrana para purificação profunda, resultando em melhor qualidade da água.

Tecnologias avançadas de oxidação (oxidação catalítica com ozônio, oxidação fotocatalítica, etc.) removem profundamente a matéria orgânica recalcitrante, garantindo a qualidade da água recuperada.

Separação de sais, cristalização e utilização de recursos de sais impuros

Utilizando tecnologias de cristalização fracionada e cristalização por separação de sais, os sais inorgânicos presentes nas águas residuais são separados em cloreto de sódio de grau industrial, sulfato de sódio e outros produtos, possibilitando a recuperação de recursos salinos.

Isso evita os problemas do descarte de resíduos perigosos de sais impuros, gerando benefícios econômicos.

Descarte zero de águas residuais e reutilização da água

A água tratada é reutilizada para refrigeração em circuito fechado, água de processo, etc., maximizando as taxas de reutilização dos recursos hídricos.

Vantagens:  Cumpre os requisitos de descarga zero, possibilitando a recuperação dupla de recursos hídricos e salinos.

V. Operação e Manutenção Inteligentes e Eficientes

Monitoramento Inteligente e Otimização de Big Data

Utilizando tecnologias de IoT, monitoramento online, big data e inteligência artificial, a qualidade da água, o status dos equipamentos e os parâmetros operacionais são monitorados e controlados de forma inteligente em tempo real.

Isso possibilita alertas precoces, dosagem otimizada de produtos químicos e operação com economia de energia, melhorando a eficiência da gestão e a estabilidade do sistema.

Operação e manutenção remotas e gestão automatizada

A criação de uma plataforma inteligente de gestão da água permite o diagnóstico e a otimização remotos, reduzindo os custos de mão de obra, operação e manutenção.

Vantagens: Melhora a adaptabilidade do sistema e a confiabilidade operacional, reduzindo o consumo de energia e de produtos químicos.

VI . Economia Circular e Governança Colaborativa de Parques Industriais

Governança colaborativa entre empresas, indústria e regiões

Em colaboração com outras empresas do parque, é possível realizar o tratamento centralizado de águas residuais e a recuperação de recursos, viabilizando a utilização em cascata de energia e o coprocessamento de sal e lodo residuais.

Sinergia entre tratamento de águas residuais e redução de carbono

Combinando a geração de energia a partir de biogás, equipamentos de economia de energia e processos ecológicos, obtém-se o tratamento de águas residuais com baixa emissão de carbono, contribuindo para o objetivo de "carbono duplo".

Vantagens : Redução dos custos de tratamento, resultando em uma situação vantajosa tanto para a proteção ambiental quanto para os benefícios econômicos.

VII. Casos típicos e conquistas (Informações de referência combinadas)

• Guoneng Yulin Chemical: A tecnologia de separação e cristalização de sais permite a recuperação de recursos de sais mistos, o "descarte zero" de águas residuais e a reutilização da água produzida e do sal industrial.

• Projeto do Grupo de Carvão de Shaanxi: Combinação de oxidação avançada + tratamento bioquímico de alta eficiência + separação por membrana para alcançar conformidade estável e reutilização de águas residuais com alto teor de DQO e fenol.

• Aplicação de Água Inteligente: Plataforma de big data otimiza a operação, melhora a eficiência do tratamento e reduz o consumo de energia, bem como os custos de operação e manutenção.

VIII. Perspectivas Futuras

• Inovação tecnológica: Desenvolvimento de membranas de baixo consumo energético, catalisadores de alta eficiência, equipamentos inteligentes, etc., para melhorar a eficiência do tratamento e os níveis de recuperação de recursos.

• Orientação Política e Aprimoramento de Padrões: Promover políticas para a utilização de recursos hídricos e descarga zero, e aprimorar o sistema de padrões.

• Participação social: as empresas cumprem suas responsabilidades, o público participa da fiscalização e promove conjuntamente o desenvolvimento sustentável.

Conclusão:  A nova abordagem para o tratamento de efluentes químicos da indústria do carvão enfatiza a redução na fonte, o controle do processo, a redução da toxicidade, a recuperação de recursos, a operação e manutenção inteligentes e a sinergia cíclica, concretizando a transformação do tratamento de efluentes de um "fardo" para uma "criação de valor". No futuro, com os avanços tecnológicos e conceitos atualizados, os efluentes químicos da indústria do carvão deixarão de ser um fardo ambiental e se tornarão uma nova força motriz para a transformação verde e o desenvolvimento sustentável das empresas.