Tretman otpadnih voda koje sadrže kiseline

Kisele otpadne vode su otpadne vode s pH vrijednošću manjom od 6. Prema različitim vrstama i koncentracijama kiselina, kisele otpadne vode mogu se podijeliti na neorganske kisele otpadne vode i organske kisele otpadne vode. Jako kisele otpadne vode i slabo kisele otpadne vode; Monokisele otpadne vode i polikisele otpadne vode; Kisele otpadne vode niske koncentracije i kisele otpadne vode visoke koncentracije. Obično kisele otpadne vode, pored toga što sadrže određenu količinu kiseline, često sadrže i jone teških metala i njihove soli i druge štetne supstance. Kisele otpadne vode dolaze iz širokog spektra izvora, uključujući drenažu rudnika, hidrometalurgiju, valjanje čelika, površinsku obradu čelika i obojenih metala kiselinom, hemijsku industriju, proizvodnju kiselina, boje, elektrolizu, galvanizaciju, vještačka vlakna i druge industrijske sektore. Uobičajene kisele otpadne vode su sumporne kisele otpadne vode, a slijede ih hlorovodonične i azotne kiseline. Kina svake godine ispušta skoro milion kubnih metara industrijske otpadne kiseline. Ako se ove otpadne vode ispuštaju direktno bez tretmana, to će nagristi cjevovode, oštetiti usjeve, ribe, brodove i uništiti zdravlje okoliša. Industrijske kisele otpadne vode moraju se tretirati kako bi se zadovoljili nacionalni standardi ispuštanja prije ispuštanja, a kisele otpadne vode se mogu reciklirati i ponovo koristiti. Prilikom tretmana otpadne kiseline, metode koje se mogu odabrati uključuju tretman solima, metodu koncentracije, metodu hemijske neutralizacije, metodu ekstrakcije, metodu jonske izmjene smole, metodu membranske separacije itd.

1. recikliranje soli

Takozvano isoljavanje podrazumijeva korištenje velike količine zasićene slane vode za taloženje gotovo svih organskih nečistoća u otpadnoj kiselini. Međutim, ova metoda će proizvesti hlorovodoničnu kiselinu i uticati na oporavak i iskorištavanje sumporne kiseline u otpadnoj kiselini, pa je proučavana metoda isoljavanja organskih nečistoća u otpadnoj kiselini zasićenim rastvorom natrijum bisulfata.
Otpadna kiselina sadrži sumpornu kiselinu i razne organske nečistoće, koje su uglavnom mala količina 6-hloro-3-nitrotoluen-4 sulfonske kiseline i raznih izomera osim 6-hloro-3-nitrotoluen-4-sulfonske kiseline, proizvedene toluenom u procesu sulfonacije, hloracije i nitrifikacije. Metoda isoljavanja je korištenje velike količine zasićene slane vode za taloženje gotovo svih organskih nečistoća u otpadnoj kiselini. Metoda recikliranja isoljavanja ne samo da može ukloniti razne organske nečistoće u otpadnoj kiselini, već i oporaviti sumpornu kiselinu za ponovno korištenje u proizvodnom ciklusu, štedeći troškove i energiju.

2. Metoda pečenja

Metoda prženja primjenjuje se na isparljivu kiselinu poput hlorovodonične kiseline, koja se prženjem odvaja iz rastvora kako bi se postigao efekat oporavka.

3. Metoda hemijske neutralizacije

Bazna kiselo-bazna reakcija H+(aq)+OH-(aq)=H2O također je važna osnova za tretman otpadnih voda koje sadrže kiseline. Uobičajene metode za tretman otpadnih voda koje sadrže kiseline uključuju neutralizaciju i recikliranje, međusobnu neutralizaciju kiselo-baznih otpadnih voda, neutralizaciju lijekova, neutralizaciju filtracijom itd. U ranim danima nekih preduzeća za željezo i čelik u Kini, većina njih je koristila metodu kiselo-bazne neutralizacije za tretman otpadne tečnosti od kiseljenja hlorovodonične kiseline i sumporne kiseline, tako da je pH vrijednost dostigla standard ispuštanja. Natrijum karbonat (kalcinirana soda), natrijum hidroksid, krečnjak ili kreč kao sirovine za kiselo-baznu neutralizaciju, opšta upotreba je jeftina, a kreč se lako pravi.

4. Metoda ekstrakcije

Ekstrakcija tekućina-tekućina, poznata i kao ekstrakcija rastvaračem, je jedinična operacija koja koristi razliku u topljivosti komponenti u tekućini sirovine u odgovarajućem rastvaraču kako bi se postiglo odvajanje. Prilikom tretmana otpadnih voda koje sadrže kiseline, potrebno je postići potpuni kontakt otpadnih voda koje sadrže kiseline i organskog rastvarača, tako da se nečistoće u otpadnoj kiselini prenesu u rastvarač. Zahtjevi za ekstraktant su: (1) otpadna kiselina mora biti inertna, ne reagira hemijski s otpadnom kiselinom i ne rastvara se u otpadnoj kiselini; (2) Nečistoće u otpadnoj kiselini imaju visok koeficijent particije u ekstraktantu i sumpornoj kiselini; (3) Cijena je niska i lako dostupna; (4) Lako se odvaja od nečistoća, mali gubici prilikom stripovanja. Uobičajeni ekstraktanti uključuju benzen (toluen, nitrobenzen, hlorobenzen), fenole (sirovi kreozot, difenol), halogenirane ugljikovodike (trikloretan, dikloretan), izopropil eter i N-503.

5. metoda jonsko-izmjenjivačke smole

Osnovni princip tretmana otpadnih tečnosti organskih kiselina jonskoizmjenjivačkom smolom je da neke jonskoizmjenjivačke smole mogu apsorbovati organske kiseline iz rastvora otpadnih kiselina i isključiti neorganske kiseline i metalne soli kako bi se postiglo odvajanje različitih kiselina i soli.

6. metoda membranske separacije

Za kisele otpadne tekućine mogu se koristiti i membranske metode obrade poput dijalize i elektrodijalize. Membransko iskorištavanje otpadne kiseline uglavnom usvaja princip dijalize, koji se pokreće razlikom koncentracija. Cijeli uređaj sastoji se od difuzijske membrane za dijalizu, ploče za doziranje tekućine, ojačavajuće ploče, okvira ploče za protok tekućine itd., a učinak odvajanja postiže se odvajanjem tvari u otpadnoj tekućini.

7. metoda kristalizacije hlađenjem

Metoda kristalizacije hlađenjem je metoda za smanjenje temperature rastvora i taloženje rastvorene materije. Koristi se u procesu tretmana otpadne kiseline tako što se nečistoće u otpadnoj kiselini hlade kako bi se dobio kiseli rastvor koji ispunjava zahtjeve i može se ponovo koristiti. Na primjer, otpadna sumporna kiselina ispuštena iz procesa pranja acila u valjaonici sadrži veliku količinu željeznog sulfata, koji se tretira procesom koncentrisanja-kristalizacije i filtracije. Nakon uklanjanja željeznog sulfata filtracijom, kiselina se može vratiti u proces kiseljenja čelika za daljnju upotrebu.

Kristalizacija hlađenjem ima mnogo industrijskih primjena, koje su ovdje ilustrovane procesom kiseljenja u obradi metala. U procesu obrade čelika i mehaničke obrade, rastvor sumporne kiseline se obično koristi za uklanjanje hrđe sa površine metala. Stoga, recikliranje otpadne kiseline može značajno smanjiti troškove i zaštititi okoliš. Kristalizacija hlađenjem se koristi u industriji za postizanje ovog procesa.

8. Metoda oksidacije

Ova metoda se koristi već dugo vremena, a princip je razgradnja organskih nečistoća u otpadnoj sumpornoj kiselini oksidirajućim sredstvima pod odgovarajućim uvjetima, tako da se ona može pretvoriti u ugljikov dioksid, vodu, dušikove okside itd., i odvojiti od sumporne kiseline, tako da se otpadna sumporna kiselina može pročistiti i regenerirati. Uobičajeno korišteni oksidansi su vodikov peroksid, dušična kiselina, perhlorna kiselina, hipohlorna kiselina, nitrat, ozon i tako dalje. Svaki oksidans ima svoje prednosti i ograničenja.