Une comparaison des options de conformité ELG pour les eaux usées des épurateurs de fumées

Jun 01, 2023

Répondre aux exigences des lignes directrices sur les limitations des effluents (ELG) nécessite un examen attentif des différentes options. Les approches de traitement biologique et de rejet liquide nul (ZLD) ont leur place, mais la ZLD pourrait offrir plus de flexibilité à l’avenir.

Le 30 septembre 2015, l'Environmental Protection Agency (EPA) a publié la règle finale des lignes directrices sur la limitation des effluents (ELG) pour les sources ponctuelles de production d'électricité à vapeur. Ces réglementations ont des impacts majeurs sur les installations de production d’électricité partout aux États-Unis. Les ELG sont des réglementations basées sur la technologie, ce qui signifie que les limites fixées par l'EPA en vertu de cette règle sont établies sur la base de la meilleure technologie disponible économiquement réalisable (MTD).

En raison de cette règle, l’un des principaux défis des centrales électriques au charbon est de répondre aux nouvelles exigences de rejet des flux de purge de désulfuration des gaz de combustion (FGD). À ce titre, de nombreuses discussions, études et planifications ont eu lieu sur le marché concernant la mise en œuvre des ELG. L’impact des ELG et du plan de mise en conformité est spécifique à chaque site. Il n’existe pas de solution universelle.

La MTD établie pour les centrales électriques au charbon existantes d’une puissance supérieure à 50 MW et équipées d’épurateurs humides de désulfuration des gaz de combustion est un traitement physico-chimique suivi d’un traitement biologique. La MTD établie pour les nouvelles centrales électriques au charbon est le traitement par évaporation. Les limites d'effluents pour chaque catégorie de source sont répertoriées dans le tableau 1. Les centrales électriques doivent être conformes aux limites d'effluents à la date déterminée par l'autorité compétente de chaque installation au cours d'une période de conformité commençant le 1er novembre 2018 et au plus tard le 31 décembre 2023.

Il existe un certain nombre de solutions technologiques de traitement des eaux usées FGD disponibles pour les installations existantes. En plus du traitement physique/chimique et biologique, les ELG offrent des incitations par le biais d'une conformité différée (31 décembre 2023) pour la mise en œuvre de la technologie zéro rejet liquide (ZLD) utilisant des systèmes d'évaporation thermique. Les facteurs de conception spécifiques à la centrale électrique, tels que la puissance nominale de la centrale, la conception de l'épurateur FGD, le type de charbon, la qualité de l'eau, ainsi que d'autres considérations telles que l'âge de la centrale, les aspects économiques et d'autres facteurs doivent tous être évalués pour déterminer la meilleure solution. La réussite d'un projet de conformité ELG dépend d'une évaluation des solutions technologiques disponibles et de la sélection de la solution qui répond aux objectifs des parties prenantes (tels que le coût en capital, les coûts d'exploitation et les risques).

Les bases des solutions de conformité ELG biologique et pour évaporateur sont décrites dans la figure 1.

La solution biologique est un schéma avec lequel la plupart des exploitants d'usines semblent être à l'aise, car elle est composée de plusieurs opérations conventionnelles de traitement de l'eau suivies d'un système biologique, comprenant également des équipements avec lesquels les ingénieurs et les exploitants d'usines sont familiers. En outre, certains acteurs de l'industrie peuvent penser que la conformité ELG via le traitement biologique est plus simple à exploiter, avec une plus grande fiabilité, moins de prétraitement et est moins coûteuse à installer et à entretenir. Ces perceptions font l’objet d’une discussion ci-dessous.

Le succès opérationnel d'un système biologique dépend de la capacité de l'opérateur à faire fonctionner le système de prétraitement physique/chimique pour éliminer les matières totales en suspension (MES), le mercure et l'arsenic, et à conditionner les eaux usées de FGD selon les spécifications d'entrée de l'étape de traitement biologique. pour l'élimination du sélénium et des nitrates. L'opérateur doit faire preuve d'une attention particulière pour s'assurer que les limites ELG sont respectées.

En revanche, les systèmes d'évaporation sont comparativement plus simples à utiliser et plus tolérants aux variations de débit et de chimie, ainsi qu'à un fonctionnement cyclique. Il est relativement facile de modifier le débit d'alimentation, ainsi que de démarrer et d'arrêter un système d'évaporateur, alors que les systèmes biologiques sont moins tolérants à ces changements et qu'un fonctionnement prudent est nécessaire pour garantir la santé de la biomasse.