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

Veolia has developed a unique process for recycling water generated during the gas-to-liquid transition at Shell's Pearl GTL facility so it can be fully reused on site.

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

The Client

Shell is a worldwide group of oil, gas and petrochemical companies with interests in biofuels, wind and solar power and hydrogen.

The Pearl GTL project, located in north-east Qatar, comprises the development of upstream gas production facilities as well as an onshore Gas-to-Liquid (GTL) plant that produces 140,000 barrels per day (bpd) of GTL products as well as approximately 120,000 bpd of associated condensate and liquefied petroleum gas.

Customer Benefits

  • Strict regulatory compliance
  • Smaller environmental footprint
  • Greater community acceptance

Key Figures

  • (2) Trains for the main treatment line
  • Various common facilities
  • Total hydraulic capacity (ex internal recycles): 2,200 t/h
  • Total hydraulic capacity AOC collection: 15,400 t/h
  • Total free oil in: 17 t/d
  • Total soluble COD in: 27 t/d
  • Total solids in: 8 t/d
  • Total wetcake out: 49 t/d

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

Le client

Shell est un groupe mondial de sociétés pétrolières, gazières et pétrochimiques ayant des intérêts dans les biocarburants, l'énergie éolienne et solaire et l'hydrogène.

Le projet Pearl GTL, situé dans le nord-est du Qatar, comprend le développement d'installations de production de gaz en amont ainsi qu'une usine de transformation du gaz en liquide (GTL) à terre qui produit 140 000 barils par jour (bpj) de produits GTL ainsi qu'environ 120 000 bpj de condensat associé et de gaz de pétrole liquéfié.

Avantages pour le client

  • Conformité réglementaire stricte
  • Empreinte environnementale réduite
  • Meilleure acceptation par la communauté

Chiffres clés

  • (2) Trains pour la ligne de traitement principale
  • Diverses installations communes
  • Capacité hydraulique totale (ex recycleurs internes) : 2.200 t/h
  • Capacité hydraulique totale collecte AOC : 15 400 t/h
  • Total huile libre en : 17 t/j
  • DCO soluble totale dans : 27 t/j
  • Matières solides totales dans : 8 t/j
  • Gâteau humide total sortant : 49 t/j