Tratarea apelor uzate care conțin acid

Apa uzată acidă este apa uzată cu o valoare a pH-ului mai mică de 6. În funcție de diferitele tipuri și concentrații de acizi, apele uzate acide pot fi împărțite în apele uzate acide anorganice și apele uzate acide organice. Apele uzate puternic acide și apele uzate slab acide; apele uzate monoacide și apele uzate poliacide; apele uzate acide cu concentrație scăzută și apele uzate acide cu concentrație ridicată. De obicei, apele uzate acide, pe lângă faptul că conțin o anumită cantitate de acid, conțin adesea și ioni de metale grele și sărurile acestora, precum și alte substanțe nocive. Apele uzate acide provin dintr-o gamă largă de surse, inclusiv drenajul minier, hidrometalurgia, laminarea oțelului, tratarea acidă de suprafață a oțelului și a metalelor neferoase, industria chimică, producția de acid, coloranți, electroliză, galvanizare, fibre artificiale și alte sectoare industriale. Apele uzate acide comune sunt apele uzate cu acid sulfuric, urmate de apele uzate cu acid clorhidric și acid azotic. În fiecare an, China este pe cale să deverseze aproape un milion de metri cubi de deșeuri industriale acide. Dacă aceste ape uzate sunt deversate direct fără tratare, acestea vor coroda conductele, vor deteriora culturile, vor afecta peștii, vor deteriora navele și vor distruge sănătatea mediului. Apele uzate industriale acide trebuie tratate pentru a îndeplini standardele naționale de deversare înainte de deversare, iar apele uzate acide pot fi reciclate și reutilizate. La tratarea acidului rezidual, metodele selectate includ tratarea cu sare, metoda de concentrare, metoda de neutralizare chimică, metoda de extracție, metoda rășinii schimbătoare de ioni, metoda de separare cu membrană etc.

1. reciclarea cu sare

Așa-numita sărare constă în utilizarea unei cantități mari de apă sărată saturată pentru a precipita aproape toate impuritățile organice din acidul rezidual. Cu toate acestea, această metodă va produce acid clorhidric și va afecta recuperarea și utilizarea acidului sulfuric din acidul rezidual, așa că a fost studiată metoda de sărare a impurităților organice din acidul rezidual cu o soluție saturată de bisulfat de sodiu.
Acidul rezidual conține acid sulfuric și diverse impurități organice, care sunt în principal o cantitate mică de acid 6-cloro-3-nitrotoluen-4-sulfonic și diverși izomeri, alții decât acidul 6-cloro-3-nitrotoluen-4-sulfonic, produs de toluen în procesul de sulfonare, clorinare și nitrificare. Metoda de sărare constă în utilizarea unei cantități mari de apă sărată saturată pentru a precipita aproape toate impuritățile organice din acidul rezidual. Metoda de reciclare prin sărare nu numai că poate elimina diverse impurități organice din acidul rezidual, dar poate și recupera acidul sulfuric pentru a-l introduce în ciclul de producție, economisind costuri și energie.

2. Metoda de prăjire

Metoda de prăjire se aplică acidului volatil, cum ar fi acidul clorhidric, care este separat din soluție prin prăjire pentru a obține efectul de recuperare.

3. Metoda de neutralizare chimică

Reacția acido-bazică H+(aq)+OH-(aq)=H2O este, de asemenea, o bază importantă pentru tratarea apelor uzate care conțin acid. Metodele comune de tratare a apelor uzate care conțin acid includ neutralizarea și reciclarea, neutralizarea reciprocă a apelor uzate acido-bazice, neutralizarea medicamentelor, neutralizarea prin filtrare etc. La începuturile unor întreprinderi siderurgice din China, majoritatea utilizau metoda neutralizării acido-bazice pentru a trata lichidul rezidual decapat cu acid clorhidric și acid sulfuric, astfel încât valoarea pH-ului să atingă standardul de evacuare. Carbonatul de sodiu (sodă calcinată), hidroxidul de sodiu, calcarul sau varul sunt materii prime pentru neutralizarea acido-bazică, iar utilizarea generală este varul ieftin și ușor de preparat.

4. Metoda de extracție

Extracția lichid-lichid, cunoscută și sub denumirea de extracție cu solvent, este o operațiune unitară care utilizează diferența de solubilitate a componentelor în materia primă lichidă în solventul corespunzător pentru a realiza separarea. În tratarea apelor uzate care conțin acid, este necesar ca apele uzate care conțin acid și solventul organic să intre în contact complet, astfel încât impuritățile din acidul rezidual să fie transferate în solvent. Cerințele pentru extractant sunt: ​​(1) ca acidul rezidual să fie inert, să nu reacționeze chimic cu acidul rezidual și să nu se dizolve în acidul rezidual; (2) Impuritățile din acidul rezidual să aibă un coeficient de partiție ridicat în extractant și acid sulfuric; (3) Prețul să fie ieftin și ușor de obținut; (4) Ușor de separat de impurități, pierderi mici la stripare. Agenții de extractie comuni includ benzenul (toluen, nitrobenzen, clorbenzen), fenolii (creozot difenol brut), hidrocarburi halogenate (tricloretan, dicloretan), eterul izopropilic și N-503.

5. metoda rășinii schimbătoare de ioni

Principiul de bază al tratării lichidelor reziduale cu acid organic cu rășină schimbătoare de ioni este că unele rășini schimbătoare de ioni pot absorbi acizii organici din soluția acidă reziduală și pot exclude acizii anorganici și sărurile metalice pentru a realiza separarea diferiților acizi și săruri.

6. metoda de separare cu membrană

Pentru lichidele reziduale acide, se pot utiliza și metode de tratare cu membrană, cum ar fi dializa și electrodializa. Recuperarea membranei acidului rezidual adoptă în principal principiul dializei, care este condus de diferența de concentrație. Întregul dispozitiv este compus dintr-o membrană de dializă prin difuzie, o placă de distribuire a lichidului, o placă de ranforsare, un cadru al plăcii de curgere a lichidului etc. și realizează efectul de separare prin separarea substanțelor din lichidul rezidual.

7. metoda de cristalizare prin răcire

Metoda de cristalizare prin răcire este o metodă de reducere a temperaturii soluției și de precipitare a substanței dizolvate. În procesul de tratare a acidului rezidual se utilizează răcirea impurităților din acidul rezidual pentru a recupera soluția acidă care îndeplinește cerințele și poate fi reutilizată. De exemplu, acidul sulfuric rezidual evacuat din procesul de spălare cu acil al unui laminor conține o cantitate mare de sulfat feros, care este tratat prin procesul de concentrare-cristalizare și filtrare. După îndepărtarea sulfatului feros prin filtrare, acidul poate fi returnat procesului de decapare a oțelului pentru utilizare continuă.

Cristalizarea prin răcire are numeroase aplicații industriale, ilustrate aici prin procesul de decapare în prelucrarea metalelor. În procesul de prelucrare a oțelului și mecanică, soluția de acid sulfuric este utilizată în mod obișnuit pentru a îndepărta rugina de pe suprafața metalului. Prin urmare, reciclarea acidului rezidual poate reduce considerabil costurile și poate proteja mediul. Cristalizarea prin răcire este utilizată în industrie pentru a realiza acest proces.

8. Metoda de oxidare

Această metodă este utilizată de mult timp, iar principiul este de a descompune impuritățile organice din acidul sulfuric rezidual prin intermediul agenților oxidanți în condiții adecvate, astfel încât acesta să poată fi transformat în dioxid de carbon, apă, oxizi de azot etc. și separat de acidul sulfuric, astfel încât acidul sulfuric rezidual să poată fi purificat și recuperat. Oxidanții utilizați în mod obișnuit sunt peroxidul de hidrogen, acidul azotic, acidul percloric, acidul hipocloros, nitratul, ozonul și așa mai departe. Fiecare oxidant are avantajele și limitele sale.