Zero liquid discharge at the world’s largest gas-to-liquid plant

The Challenge

Shell required a Zero Liquid Discharge (ZLD) facility, not only with respect to the GTL effluent water, but all other water streams had to stay inside the fence. In total, twelve different water streams were to be treated entering the Effluent Treatment Plant (ETP) at eight different locations. Five different recycled water qualities were required.

The Solution

The design-build aspect of the Pearl GTL complex effluent treatment plant was conducted by a consortium formed from a 50/50 joint venture between Veolia and Saïpem and a local construction company, Al Jaber.

Due to the size of the operation and the water scarcity in the region, Qatar Petroleum and Shell opted for a sustainable water management solution, e.g. zero liquid discharge, with the water produced in the transition from gas to liquid being led to an effluent treatment plant, where it is treated and reused in the production process. The effluent treatment plant has a capacity to handle 45,000m³/day.

Veolia designed and completed the effluent treatment plant, supported by patented Veolia technologies. In particular, wastewater will be treated by ultrafiltration and reverse osmosis, with the objective of their complete reuse within the factory process. Thus, no liquid effluent will be discharged into the natural environment. Reverse osmosis brine treatment will be carried out by evaporation and crystallization, a technology achieving zero liquid discharge where only salt crystals are produced.

Major and Ancillary Process Equipment Provided

• Sweet and Sour CPI separators
• Oil tankage, water tankage
• Controlled Discharge Facility (8000m³ basin with 3m x 14m long Archimedan pumps)
• Heat exchangers
• Flocculation & Flotation Units
• Aerobic biological treatment (conventional) with circular settlers (conventional)
• Submerged Ultrafiltration
• 3 pass Reverse Osmosis
• Irrigation water treatment by UV
• Waste Water Evaporators and Crystallization of concentrated waste streams (ZLD system)
• Cooling water blowdown treatment (Submerged Ultrafiltration & Reverse Osmosis)
• Mineral sludge dewatering with centrifuge
• Activated sludge dewatering with centrifuge

Le défi

Shell a exigé une installation à zéro rejet liquide (ZRL), non seulement en ce qui concerne les effluents GTL, mais aussi tous les autres flux d'eau qui devaient rester à l'intérieur de la clôture. Au total, douze flux d'eau différents devaient être traités dans la Station de Traitement des Effluents (STE) à huit endroits différents. Cinq qualités différentes d'eau recyclée étaient requises.

La solution

La conception-construction de l'usine de traitement des effluents du complexe Pearl GTL a été réalisée par un consortium formé d'une joint-venture 50/50 entre Veolia et Saïpem et d'une entreprise de construction locale, Al Jaber.

En raison de la taille de l'opération et de la rareté de l'eau dans la région, Qatar  Petroleum et Shell ont opté pour une solution de gestion durable de l'eau, par exemple un rejet liquide nul, l'eau produite lors de la transition du gaz au liquide étant acheminée vers une station de traitement des effluents, où elle est traitée et réutilisée dans le processus de production. L'usine de traitement des effluents a une capacité de 45 000 m3/jour.

Veolia a conçu et réalisé l'usine de traitement des effluents en s'appuyant sur les technologies brevetées de Veolia. En particulier, les eaux usées seront traitées par ultrafiltration et osmose inverse, avec pour objectif leur réutilisation complète dans le processus de l'usine. Ainsi, aucun effluent liquide ne sera rejeté dans le milieu naturel. Le traitement des saumures par osmose inverse sera réalisé par évaporation et cristallisation, une technologie permettant d'obtenir un rejet liquide nul, puisque seuls des cristaux de sel sont produits.

Principaux équipements de traitement et équipements auxiliaires fournis

• Séparateurs CPI doux et acide
• Réservoirs d'huile, réservoirs d'eau
• Installation de décharge contrôlée (bassin de 8 000 m³ avec pompes Archimedan de 3 m x 14 m de long)
• Échangeurs de chaleur
• Unités de floculation et de flottation
• Traitement biologique aérobie (conventionnel) avec décanteurs circulaires (conventionnel)
• Ultrafiltration immergée
• Osmose inverse à 3 passages
• Traitement de l'eau d'irrigation par UV
• Évaporateurs d'eaux usées et cristallisation des flux de déchets concentrés (système ZLD)
• Traitement des eaux de refroidissement (ultrafiltration submergée et osmose inverse)
• Déshydratation des boues minérales par centrifugation
• Déshydratation des boues activées par centrifugation