ZLD / MVR
Evaporazione e Zero Liquid Discharge
L'evaporazione industriale, associata alla cristallizzazione, costituisce il cuore dei percorsi ZLD (Zero Liquid Discharge): l'obiettivo di eliminare completamente gli scarichi liquidi, recuperare acqua distillata (90–98% del totale) e concentrare i sali fino a solido. La tecnologia MVR rende questo percorso energeticamente competitivo.
Parametri chiave
Principi termodinamici dell'evaporazione
L'evaporazione richiede il calore latente di vaporizzazione dell'acqua (2.257 kJ/kg a 100°C). Per ridurre i consumi energetici gli impianti moderni operano sotto vuoto (abbassando il punto di ebollizione) e recuperano il vapore prodotto mediante ricompressione meccanica (MVR) o in cascata su più effetti (MEE). Il consumo scende da 2.257 kJ/kg di un evaporatore a singolo effetto a meno di 200–300 kJ/kg per un impianto MVR efficiente.
Tipologie di evaporatori
Film cadente (falling film): breve tempo di residenza, adatto a prodotti sensibili al calore, ampiamente usato in alimentare e farmaceutico. Circolazione forzata: adatto a soluzioni viscose, cristallizzanti o con solidi sospesi — robusto e affidabile. A pannello (plate evaporator): compatto, alta efficienza di trasferimento termico per piccole/medie portate. Cristallizzatori per evaporazione: operati oltre la solubilità per precipitare i sali — cuore degli impianti ZLD.
MVR — ricompressione meccanica del vapore
Un compressore centrifugo o a lobi aumenta pressione e temperatura del vapore prodotto, rendendolo nuovamente utilizzabile come agente riscaldante. Il calore viene così riciclato in continuo con un consumo netto di 15–40 kWh/t di acqua evaporata, rispetto a 500–700 kWh/t di un evaporatore a vapore tradizionale. Il risparmio può raggiungere il 95% del costo energetico; l'investimento superiore rispetto agli MEE garantisce ROI rapido in contesti ad alto costo dell'energia.
Train ZLD tipico
Pre-trattamento → RO di concentrazione → evaporatore (MVR o multi-effetto) → cristallizzatore → gestione solido. L'acqua recuperata (tipicamente 90–98% del volume trattato) viene riutilizzata in processo. I sali cristallizzati (NaCl, Na₂SO₄, KCl) possono essere recuperati come materie prime secondarie o smaltiti come rifiuti classificati. La crescente pressione regolatoria europea sui limiti di scarico salino rende il percorso ZLD sempre più richiesto.
Settori e applicazioni
Galvanica e trattamento superfici: concentrazione bagni esausti, recupero metalli. Industria tessile: trattamento reflui ad alta salinità. Industria chimica e farmaceutica: concentrazione soluzioni di processo, recupero API e solventi. Power plant: ZLD per rispetto dei vincoli di scarico salini. Mining: trattamento lisciviati acidi e reflui salmastri. Trattamento percolato di discarica: riduzione volumi, azzeramento scarichi liquidi.