Čištění odpadních vod obsahujících kyseliny

Kyselé odpadní vody jsou odpadní vody s hodnotou pH nižší než 6. Podle různých typů a koncentrací kyselin lze kyselé odpadní vody rozdělit na anorganické kyselé odpadní vody a organické kyselé odpadní vody. Silně kyselé odpadní vody a slabě kyselé odpadní vody; Monokyselinové odpadní vody a polykyselinové odpadní vody; Nízko koncentrované kyselé odpadní vody a vysoce koncentrované kyselé odpadní vody. Kyselé odpadní vody obvykle kromě obsahu kyselin často obsahují také ionty těžkých kovů a jejich soli a další škodlivé látky. Kyselé odpadní vody pocházejí z široké škály zdrojů, včetně odvodňování dolů, hydrometalurgie, válcování oceli, povrchové úpravy oceli a neželezných kovů kyselinami, chemického průmyslu, výroby kyselin, barviv, elektrolýzy, galvanického pokovování, umělých vláken a dalších průmyslových odvětví. Nejběžnější kyselé odpadní vody jsou odpadní vody s obsahem kyseliny sírové, následované odpadní vodou s obsahem kyseliny chlorovodíkové a dusičné. Čína každoročně vypustí téměř milion krychlových metrů průmyslových kyselin. Pokud se tyto odpadní vody vypustí přímo bez čištění, dojde ke korozi potrubí, poškození plodin, ryb, lodí a poškození životního prostředí. Průmyslové kyselé odpadní vody musí být před vypuštěním čištěny tak, aby splňovaly národní normy pro vypouštění, kyselé odpadní vody lze recyklovat a znovu použít. Při úpravě odpadní kyseliny lze zvolit metody, jako je úprava solí, koncentrační metoda, metoda chemické neutralizace, extrakční metoda, metoda iontoměničové pryskyřice, metoda membránové separace atd.

1. vysolte recyklaci

Takzvané vysolování spočívá ve použití velkého množství nasycené slané vody k vysrážení téměř všech organických nečistot v odpadní kyselině. Tato metoda však produkuje kyselinu chlorovodíkovou a ovlivňuje regeneraci a využití kyseliny sírové v odpadní kyselině, proto byla studována metoda vysolování organických nečistot v odpadní kyselině nasyceným roztokem hydrogensíranu sodného.
Odpadní kyselina obsahuje kyselinu sírovou a různé organické nečistoty, kterými jsou především malé množství kyseliny 6-chlor-3-nitrotoluen-4-sulfonové a různé izomery jiné než kyselina 6-chlor-3-nitrotoluen-4-sulfonová, které vznikají působením toluenu v procesu sulfonace, chlorace a nitrifikace. Metoda vysolování spočívá v použití velkého množství nasycené slané vody k vysrážení téměř všech organických nečistot v odpadní kyselině. Recyklační metoda vysolování umožňuje nejen odstranit různé organické nečistoty v odpadní kyselině, ale také regenerovat kyselinu sírovou, která se pak znovu použije v cyklu výroby, což šetří náklady a energii.

2. Způsob pečení

Pražení se používá na těkavou kyselinu, jako je kyselina chlorovodíková, která se z roztoku oddělí pražením, aby se dosáhlo regeneračního efektu.

3. Metoda chemické neutralizace

Acidobazická reakce H+(aq)+OH-(aq)=H2O je také důležitým základem pro čištění odpadních vod obsahujících kyseliny. Mezi běžné metody čištění odpadních vod obsahujících kyseliny patří neutralizace a recyklace, vzájemná neutralizace acidobazických odpadních vod, neutralizace léčiv, filtrační neutralizace atd. V počátcích některých železárenských a ocelářských podniků v Číně většina z nich používala metodu acidobazické neutralizace k čištění odpadních kapalin z moření kyselinou chlorovodíkovou a sírovou, aby hodnota pH dosáhla normy pro vypouštění. Uhličitan sodný (kalcinovaná soda), hydroxid sodný, vápenec nebo vápno jako suroviny pro acidobazickou neutralizaci se obecně používají jako levné a snadno vyrobitelné vápno.

4. Metoda extrakce

Extrakce kapalina-kapalina, známá také jako extrakce rozpouštědlem, je jednotková operace, která využívá rozdíl v rozpustnosti složek v kapalné surovině ve vhodném rozpouštědle k dosažení separace. Při čištění odpadních vod obsahujících kyseliny je nutné dosáhnout úplného kontaktu odpadní vody obsahující kyseliny a organického rozpouštědla, aby se nečistoty v odpadní kyselině přenesly do rozpouštědla. Požadavky na extrakční činidlo jsou: (1) odpadní kyselina musí být inertní, chemicky nereagovat s odpadní kyselinou a nerozpouštět se v odpadní kyselině; (2) nečistoty v odpadní kyselině musí mít vysoký rozdělovací koeficient mezi extrakčním činidlem a kyselinou sírovou; (3) cena musí být nízká a snadno se shání; (4) snadné oddělení od nečistot, malé ztráty při stripování. Mezi běžné extrakční činidla patří benzen (toluen, nitrobenzen, chlorbenzen), fenoly (kreosot, surový difenol), halogenované uhlovodíky (trichlorethan, dichlorethan), isopropylether a N-503.

5. metoda s iontoměničovou pryskyřicí

Základním principem úpravy organických kyselých odpadních kapalin iontoměničovou pryskyřicí je, že některé iontoměničové pryskyřice dokáží absorbovat organické kyseliny z roztoku odpadních kyselin a vylučovat anorganické kyseliny a kovové soli, čímž se dosáhne oddělení různých kyselin a solí.

6. membránová separační metoda

Pro kyselé odpadní kapaliny lze použít také membránové metody čištění, jako je dialýza a elektrodialýza. Membránové získávání odpadních kyselin využívá především princip dialýzy, která je poháněna rozdílem koncentrací. Celé zařízení se skládá z difuzní dialyzační membrány, desky pro dávkování kapaliny, výztužné desky, rámu desky pro průtok kapaliny atd. a dosahuje separačního efektu oddělením látek v odpadní kapalině.

7. metoda krystalizace ochlazováním

Metoda ochlazovací krystalizace je metoda ke snížení teploty roztoku a vysrážení rozpuštěné látky. Používá se v procesu čištění odpadní kyseliny, kdy se nečistoty v odpadní kyselině ochlazují, aby se získal kyselý roztok, který splňuje požadavky a lze jej znovu použít. Například odpadní kyselina sírová vypouštěná z procesu promývání acylových skupin ve válcovně obsahuje velké množství síranu železnatého, který se upravuje procesem koncentrační krystalizace a filtrace. Po odstranění síranu železnatého filtrací lze kyselinu vrátit do procesu moření oceli k dalšímu použití.

Krystalizace chlazením má mnoho průmyslových aplikací, které jsou zde ilustrovány procesem moření při zpracování kovů. V procesu oceli a mechanického zpracování se roztok kyseliny sírové běžně používá k odstranění rzi z povrchu kovu. Recyklace odpadní kyseliny proto může výrazně snížit náklady a chránit životní prostředí. Krystalizace chlazením se v průmyslu používá k dosažení tohoto cíle.

8. Oxidační metoda

Tato metoda se používá již dlouhou dobu a princip spočívá v rozkladu organických nečistot v odpadní kyselině sírové oxidačními činidly za vhodných podmínek, aby mohla být přeměněna na oxid uhličitý, vodu, oxidy dusíku atd. a oddělena od kyseliny sírové, aby mohla být odpadní kyselina sírová vyčištěna a regenerována. Běžně používanými oxidačními činidly jsou peroxid vodíku, kyselina dusičná, kyselina chloristá, kyselina chlorná, dusičnan, ozon atd. Každé oxidační činidlo má své výhody a omezení.