Čistenie odpadových vôd obsahujúcich kyseliny

Kyslá odpadová voda je odpadová voda s hodnotou pH nižšou ako 6. Podľa rôznych typov a koncentrácií kyselín možno kyslú odpadovú vodu rozdeliť na anorganickú kyslú odpadovú vodu a organickú kyslú odpadovú vodu. Silne kyslá odpadová voda a slabo kyslá odpadová voda; Monokyslá odpadová voda a polykyslá odpadová voda; Nízko koncentrovaná kyslá odpadová voda a vysoko koncentrovaná kyslá odpadová voda. Kyslá odpadová voda okrem obsahu kyselín často obsahuje aj ióny ťažkých kovov a ich soli a iné škodlivé látky. Kyslá odpadová voda pochádza zo širokej škály zdrojov vrátane odvodňovania baní, hydrometalurgie, valcovania ocele, povrchovej úpravy ocele a neželezných kovov kyselinami, chemického priemyslu, výroby kyselín, farbív, elektrolýzy, galvanického pokovovania, umelých vlákien a iných priemyselných odvetví. Bežnou kyslou odpadovou vodou je odpadová voda s obsahom kyseliny sírovej, nasledovaná odpadovou vodou s obsahom kyseliny chlorovodíkovej a dusičnej. Čína každoročne vypustí takmer milión kubických metrov priemyselnej odpadovej kyseliny. Ak sa táto odpadová voda vypustí priamo bez úpravy, spôsobí koróziu potrubí, poškodenie plodín, rýb, lodí a zničí environmentálne zdravie. Priemyselná kyslá odpadová voda sa musí pred vypustením vyčistiť tak, aby spĺňala národné normy pre vypúšťanie, kyslá odpadová voda sa môže recyklovať a opätovne použiť. Pri úprave odpadovej kyseliny je možné zvoliť metódy, ako je úprava soľou, metóda koncentrácie, metóda chemickej neutralizácie, extrakčná metóda, metóda iónomeničovej živice, metóda membránovej separácie atď.

1. vysoliť recykláciu

Takzvané vysolenie spočíva v použití veľkého množstva nasýtenej slanej vody na vyzrážanie takmer všetkých organických nečistôt v odpadovej kyseline. Táto metóda však produkuje kyselinu chlorovodíkovú a ovplyvňuje regeneráciu a využitie kyseliny sírovej v odpadovej kyseline, preto sa skúmala metóda vysolenia organických nečistôt v odpadovej kyseline nasýteným roztokom hydrogénsíranu sodného.
Odpadová kyselina obsahuje kyselinu sírovú a rôzne organické nečistoty, ktorými sú najmä malé množstvo kyseliny 6-chlór-3-nitrotoluén-4-sulfónovej a rôzne izoméry okrem kyseliny 6-chlór-3-nitrotoluén-4-sulfónovej, ktoré vznikajú pri sulfonácii, chlórácii a nitrifikácii toluénom. Metóda vysolenia spočíva v použití veľkého množstva nasýtenej slanej vody na vyzrážanie takmer všetkých organických nečistôt v odpadovej kyseline. Metóda recyklácie vysolenia dokáže nielen odstrániť rôzne organické nečistoty v odpadovej kyseline, ale aj regenerovať kyselinu sírovú, ktorá sa následne použije vo výrobnom procese, čím sa šetria náklady a energia.

2. Metóda praženia

Metóda praženia sa aplikuje na prchavé kyseliny, ako je kyselina chlorovodíková, ktoré sa oddeľujú od roztoku pražením, aby sa dosiahol regeneračný účinok.

3. Metóda chemickej neutralizácie

Acidobázická reakcia H+(aq)+OH-(aq)=H2O je tiež dôležitým základom pre čistenie odpadových vôd obsahujúcich kyseliny. Medzi bežné metódy čistenia odpadových vôd obsahujúcich kyseliny patrí neutralizácia a recyklácia, vzájomná neutralizácia acidobázických odpadových vôd, neutralizácia liečiv, filtračná neutralizácia atď. V začiatkoch niektorých železiarskych a oceliarskych podnikov v Číne väčšina z nich používala metódu acidobázickej neutralizácie na čistenie odpadových kvapalín z kyselín chlorovodíkových a sírových, aby hodnota pH dosiahla štandardnú hodnotu vypúšťania. Uhličitan sodný (kalcinovaná sóda), hydroxid sodný, vápenec alebo vápno ako suroviny na acidobázickú neutralizáciu sa vo všeobecnosti používajú lacno a vápno sa ľahko vyrába.

4. Metóda extrakcie

Extrakcia kvapalina-kvapalina, známa aj ako extrakcia rozpúšťadlom, je jednotková operácia, ktorá využíva rozdiel v rozpustnosti zložiek v kvapalnej surovine vo vhodnom rozpúšťadle na dosiahnutie oddelenia. Pri čistení odpadovej vody obsahujúcej kyseliny je potrebné dosiahnuť úplný kontakt medzi odpadovou vodou obsahujúcou kyseliny a organickým rozpúšťadlom, aby sa nečistoty v odpadovej kyseline preniesli do rozpúšťadla. Požiadavky na extrakčné činidlo sú: (1) odpadová kyselina musí byť inertná, chemicky nereaguje s odpadovou kyselinou a nerozpúšťa sa v odpadovej kyseline; (2) nečistoty v odpadovej kyseline majú vysoký rozdeľovací koeficient medzi extrakčným činidlom a kyselinou sírovou; (3) cena je nízka a ľahko sa získava; (4) ľahké oddelenie od nečistôt, malé straty pri stripovaní. Medzi bežné extrakčné činidlá patrí benzén (toluén, nitrobenzén, chlórbenzén), fenoly (kreozot, surový difenol), halogénované uhľovodíky (trichlóretán, dichlóretán), izopropyléter a N-503.

5. metóda s iónomeničovou živicou

Základným princípom úpravy odpadovej kvapaliny z organických kyselín pomocou ionomeničovej živice je, že niektoré ionomeničové živice dokážu absorbovať organické kyseliny z roztoku odpadovej kyseliny a vylučovať anorganické kyseliny a kovové soli, aby sa dosiahlo oddelenie rôznych kyselín a solí.

6. membránová separačná metóda

Pre kyslé odpadové kvapaliny sa môžu použiť aj membránové metódy čistenia, ako je dialýza a elektrodialýza. Membránové získavanie odpadových kyselín využíva hlavne princíp dialýzy, ktorý je poháňaný rozdielom koncentrácií. Celé zariadenie sa skladá z difúznej dialyzačnej membrány, dosky na dávkovanie kvapaliny, výstužnej dosky, rámu dosky na prietok kvapaliny atď. a dosahuje separačný účinok oddeľovaním látok v odpadovej kvapaline.

7. metóda kryštalizácie chladením

Metóda chladenia a kryštalizácie je metóda na zníženie teploty roztoku a vyzrážanie rozpustenej látky. V procese čistenia odpadovej kyseliny sa nečistoty v odpadovej kyseline ochladia, aby sa získal kyslý roztok, ktorý spĺňa požiadavky a je možné ho opätovne použiť. Napríklad odpadová kyselina sírová vypúšťaná z procesu premývania acylových skupín vo valcovni obsahuje veľké množstvo síranu železnatého, ktorý sa spracováva procesom koncentrácie a kryštalizácie a filtrácie. Po odstránení síranu železnatého filtráciou sa kyselina môže vrátiť do procesu morenia ocele na ďalšie použitie.

Kryštalizácia chladením má mnoho priemyselných aplikácií, ktoré sú tu ilustrované procesom morenia pri spracovaní kovov. V procese ocele a mechanického spracovania sa roztok kyseliny sírovej bežne používa na odstránenie hrdze z povrchu kovu. Recyklácia odpadovej kyseliny preto môže výrazne znížiť náklady a chrániť životné prostredie. Kryštalizácia chladením sa v priemysle používa na dosiahnutie tohto procesu.

8. Oxidačná metóda

Táto metóda sa používa už dlho a princípom je rozklad organických nečistôt v odpadovej kyseline sírovej oxidačnými činidlami za vhodných podmienok, aby sa mohla premeniť na oxid uhličitý, vodu, oxidy dusíka atď. a oddeliť od kyseliny sírovej, aby sa odpadová kyselina sírová mohla vyčistiť a regenerovať. Bežne používané oxidačné činidlá sú peroxid vodíka, kyselina dusičná, kyselina chloristá, kyselina chlórna, dusičnan, ozón atď. Každé oxidačné činidlo má svoje výhody a obmedzenia.