Пречистване на отпадъчни води, съдържащи киселини

Киселинните отпадъчни води са отпадъчни води с pH стойност по-ниска от 6. Според различните видове и концентрации на киселини, киселинните отпадъчни води могат да бъдат разделени на неорганични киселинни отпадъчни води и органични киселинни отпадъчни води. Силно киселинни отпадъчни води и слабо киселинни отпадъчни води; монокиселинни отпадъчни води и поликиселинни отпадъчни води; ниско концентрирани киселинни отпадъчни води и високо концентрирани киселинни отпадъчни води. Обикновено киселинните отпадъчни води, освен че съдържат известно количество киселина, често съдържат и тежки метални йони и техните соли, както и други вредни вещества. Киселинните отпадъчни води идват от широк спектър от източници, включително отпадъчни води от мини, хидрометалургия, валцоване на стомана, повърхностна киселинна обработка на стомана и цветни метали, химическа промишленост, производство на киселини, багрила, електролиза, галванопластика, изкуствени влакна и други промишлени сектори. Най-често срещаните киселинни отпадъчни води са отпадъчните води от сярна киселина, следвани от отпадъчните води от солна киселина и азотна киселина. Всяка година Китай е на път да изхвърли близо един милион кубически метра промишлени отпадъчни киселини. Ако тези отпадъчни води се изхвърлят директно без пречистване, това ще корозира тръбопроводите, ще повреди културите, ще навреди на рибите, ще повреди корабите и ще унищожи околната среда. Промишлените киселинни отпадъчни води трябва да бъдат пречистени, за да отговарят на националните стандарти за заустване преди заустване, а киселинните отпадъчни води могат да бъдат рециклирани и използвани повторно. При третиране на отпадъчна киселина, методите, които могат да бъдат избрани, включват третиране със сол, метод на концентриране, метод на химическа неутрализация, метод на екстракция, метод на йонообменна смола, метод на мембранно разделяне и др.

1. рециклиране на сол

Така нареченото осоляване представлява използване на голямо количество наситена солена вода за утаяване на почти всички органични примеси в отпадъчната киселина. Този метод обаче ще произведе солна киселина и ще повлияе на възстановяването и използването на сярна киселина в отпадъчната киселина, затова беше проучен методът за осоляване на органичните примеси в отпадъчната киселина с наситен разтвор на натриев бисулфат.
Отпадъчната киселина съдържа сярна киселина и различни органични примеси, които са главно малко количество 6-хлоро-3-нитротолуен-4-сулфонова киселина и различни изомери, различни от 6-хлоро-3-нитротолуен-4-сулфонова киселина, получени от толуен в процеса на сулфониране, хлориране и нитрификация. Методът на осоляване е да се използва голямо количество наситена солена вода за утаяване на почти всички органични примеси в отпадъчната киселина. Методът на рециклиране с осоляване може не само да премахне различните органични примеси в отпадъчната киселина, но и да възстанови сярната киселина, която да се използва в производствения цикъл, спестявайки разходи и енергия.

2. Метод на печене

Методът на печене се прилага към летливата киселина, като солна киселина, която се отделя от разтвора чрез печене, за да се постигне ефект на възстановяване.

3. Метод за химическа неутрализация

Алкална киселинно-алкална реакция H+(aq)+OH-(aq)=H2O също е важна основа за третирането на киселинно-съдържащи отпадъчни води. Общите методи за третиране на киселинно-съдържащи отпадъчни води включват неутрализация и рециклиране, взаимна неутрализация на киселинно-алкални отпадъчни води, неутрализация на лекарства, филтрационна неутрализация и др. В ранните дни на някои предприятия за желязо и стомана в Китай, повечето от тях използваха метода на киселинно-алкална неутрализация за третиране на отпадъчните течности от солна киселина и сярна киселина, така че pH стойността да достигне стандарта за изпускане. Натриев карбонат (калцинирана сода), натриев хидроксид, варовик или вар като суровини за киселинно-алкална неутрализация, общото използване е евтино и лесно за производство на вар.

4. Метод на екстракция

Течно-течната екстракция, известна още като екстракция с разтворител, е единична операция, която използва разликата в разтворимостта на компонентите в течността на суровината в подходящ разтворител, за да се постигне разделяне. При третирането на отпадъчни води, съдържащи киселини, е необходимо отпадъчните води, съдържащи киселини, и органичният разтворител да се доближат напълно, така че примесите в отпадъчната киселина да се прехвърлят в разтворителя. Изискванията към екстрагента са: (1) отпадъчната киселина да е инертна, да не реагира химически с отпадъчната киселина и да не се разтваря в отпадъчната киселина; (2) Примесите в отпадъчната киселина да имат висок коефициент на разделяне между екстрагента и сярната киселина; (3) Цената да е ниска и лесна за получаване; (4) Лесно отделяне от примесите, малки загуби при дестилиране. Често срещани екстрагенти включват бензен (толуен, нитробензен, хлоробензен), феноли (креозот, суров дифенол), халогенирани въглеводороди (трихлороетан, дихлороетан), изопропилов етер и N-503.

5. метод с йонообменна смола

Основният принцип на третиране на отпадъчни течности от органични киселини чрез йонообменна смола е, че някои йонообменни смоли могат да абсорбират органични киселини от разтвора на отпадъчна киселина и да изключват неорганични киселини и метални соли, за да се постигне разделяне на различни киселини и соли.

6. метод за мембранно разделяне

За киселинни отпадъчни течности могат да се използват и мембранни методи за третиране, като диализа и електродиализа. Мембранното възстановяване на отпадъчни киселини използва главно принципа на диализата, който се задвижва от разликата в концентрацията. Цялото устройство е съставено от дифузионна диализна мембрана, плоча за дозиране на течност, подсилваща плоча, рамка на плочата за поток на течност и др. и постига ефект на разделяне чрез отделяне на веществата в отпадъчната течност.

7. метод на охлаждаща кристализация

Методът на охлаждаща кристализация е метод за намаляване на температурата на разтвора и утаяване на разтвореното вещество. Той се използва в процеса на третиране на отпадъчни киселини, при който примесите в отпадъчната киселина се охлаждат, за да се възстанови киселинният разтвор, който отговаря на изискванията и може да се използва повторно. Например, отпадъчната сярна киселина, изхвърлена от процеса на промиване с ацил във валцова мелница, съдържа голямо количество железен сулфат, който се третира чрез процес на концентриране-кристализация и филтриране. След отстраняване на железния сулфат чрез филтриране, киселината може да се върне в процеса на ецване на стомана за по-нататъшна употреба.

Охлаждащата кристализация има много индустриални приложения, които са илюстрирани тук чрез процеса на ецване в металообработката. В процеса на обработка на стомана и механична обработка, разтвор на сярна киселина обикновено се използва за отстраняване на ръждата от металната повърхност. Следователно, рециклирането на отпадъчна киселина може значително да намали разходите и да опазва околната среда. Охлаждащата кристализация се използва в промишлеността за постигане на този процес.

8. Метод на окисление

Този метод се използва от дълго време и принципът е да се разложат органичните примеси в отпадъчната сярна киселина чрез окислители при подходящи условия, така че тя да може да се превърне във въглероден диоксид, вода, азотни оксиди и др. и да се отдели от сярната киселина, така че отпадъчната сярна киселина да може да бъде пречистена и възстановена. Често използваните окислители са водороден пероксид, азотна киселина, перхлорна киселина, хипохлориста киселина, нитрат, озон и др. Всеки окислител има своите предимства и ограничения.