Uma comparação das opções de conformidade da ELG para águas residuais de purificadores de combustão

Jun 01, 2023

Atender aos requisitos das Diretrizes de Limitações de Efluentes (ELG) significa considerar cuidadosamente as diversas opções. Tanto o tratamento biológico como as abordagens de descarga zero de líquido (ZLD) têm o seu lugar, mas o ZLD pode oferecer mais flexibilidade para o futuro.

Em 30 de setembro de 2015, a Agência de Proteção Ambiental (EPA) emitiu a regra final das diretrizes de limitação de efluentes (ELGs) para fontes pontuais de geração de energia elétrica a vapor. Essas regulamentações têm grandes impactos nas instalações de geração de energia nos Estados Unidos. Os ELGs são regulamentos baseados em tecnologia, o que significa que as limitações estabelecidas pela EPA sob esta regra são estabelecidas com base na melhor tecnologia disponível economicamente viável (BAT).

Como resultado desta regra, um dos principais desafios para as centrais eléctricas alimentadas a carvão é cumprir os novos requisitos de descarga para fluxos de purga de dessulfurização de gases de combustão (FGD). Como tal, tem havido considerável discussão, estudo e planeamento no mercado relativamente à implementação dos ELG. O impacto dos ELG e do plano de conformidade é específico para cada local. Não existe uma solução “tamanho único”.

A MTD estabelecida para centrais eléctricas a carvão existentes com capacidade superior a 50 MW e equipadas com lavadores de dessulfurização de gases de combustão por via húmida é o tratamento físico/químico seguido de tratamento biológico. A MTD estabelecida para novas centrais eléctricas a carvão é o tratamento por evaporação. As limitações de efluentes para cada categoria de fonte estão listadas na Tabela 1. As usinas de energia devem estar em conformidade com os limites de efluentes até a data determinada pela autoridade licenciadora de cada instalação dentro de um período de conformidade que começa em 1º de novembro de 2018 e não depois de 31 de dezembro de 2023.

Há uma série de soluções tecnológicas de tratamento de águas residuais FGD disponíveis para instalações existentes. Além do tratamento físico/químico e biológico, os ELGs fornecem incentivos por meio de conformidade diferida (31 de dezembro de 2023) para implementação da tecnologia de descarga zero de líquido (ZLD) utilizando sistemas de evaporação térmica. Fatores de projeto específicos da usina, como classificação da usina, projeto do purificador FGD, tipo de carvão, qualidade da água, bem como outras considerações, como idade da usina, economia e outros fatores, devem ser avaliados para determinar a melhor solução. Um projeto de conformidade ELG bem-sucedido depende de uma avaliação das soluções tecnológicas disponíveis e da seleção da solução que atenda aos objetivos das partes interessadas (como custo de capital, custo operacional e risco).

Os princípios básicos das soluções biológicas e de evaporação em conformidade com ELG estão descritos na Figura 1.

A solução biológica é um esquema com o qual a maioria dos operadores de usinas parece se sentir confortável, pois é composto por múltiplas operações convencionais de tratamento de água seguidas de um sistema biológico, compreendendo também equipamentos com os quais os engenheiros e operadores de usinas estão familiarizados. Além disso, alguns na indústria podem perceber que a conformidade com ELG por meio de tratamento biológico é mais simples de operar, com maior confiabilidade, menos pré-tratamento e é menos dispendiosa para instalar e manter. Essas percepções são objeto de discussão a seguir.

O sucesso operacional de um sistema biológico depende da capacidade do operador de operar o sistema de pré-tratamento físico/químico para remover sólidos suspensos totais (SST), mercúrio e arsênico, e de condicionar as águas residuais FGD às especificações de entrada da etapa de tratamento biológico. para remoção de selênio e nitrato. É necessária atenção cuidadosa por parte do operador para garantir que os limites ELG sejam alcançados.

Por outro lado, os sistemas evaporadores são comparativamente mais simples de operar e mais tolerantes às variações de fluxo e química, bem como mais tolerantes à operação cíclica. É relativamente fácil alterar a taxa de alimentação e iniciar e parar um sistema evaporador, enquanto os sistemas biológicos são menos tolerantes a estas mudanças e é necessária uma operação cuidadosa para garantir a saúde da biomassa.