Tractament d'aigües residuals que contenen àcids

Les aigües residuals àcides són les aigües residuals amb un valor de pH inferior a 6. Segons els diferents tipus i concentracions d'àcids, les aigües residuals àcides es poden dividir en aigües residuals àcids inorgànics i aigües residuals àcids orgànics.Aigües residuals àcides forts i aigües residuals àcides febles;Aigües residuals monoàcides i aigües residuals poliàcides;Aigües residuals àcides de baixa concentració i aigües residuals àcides d'alta concentració.En general, les aigües residuals àcides, a més de contenir una mica d'àcid, sovint també contenen ions de metalls pesants i les seves sals i altres substàncies nocives.Les aigües residuals àcides provenen d'una àmplia gamma de fonts, com ara drenatge de mines, hidrometal·lúrgia, laminació d'acer, tractament àcid superficial d'acer i metalls no ferrosos, indústria química, producció d'àcids, colorants, electròlisi, galvanoplastia, fibres artificials i altres sectors industrials.Les aigües residuals àcides comuns són les aigües residuals d'àcid sulfúric, seguida de l'àcid clorhídric i l'àcid nítric.Cada any, la Xina està a punt d'abocar prop d'un milió de metres cúbics d'àcids residuals industrials, si aquestes aigües residuals s'aboquen directament sense tractament, corroiran les canonades, danyaran els cultius, danyaran els peixos, danyaran els vaixells i destruiran la salut ambiental.Les aigües residuals àcides industrials s'han de tractar per complir amb les normes nacionals d'abocament abans de la descàrrega, les aigües residuals àcides es poden reciclar i reutilitzar.Quan es tracta l'àcid residual, els mètodes que es poden seleccionar inclouen tractament de sal, mètode de concentració, mètode de neutralització química, mètode d'extracció, mètode de resina d'intercanvi iònic, mètode de separació de membrana, etc.

1. Reciclatge de sal

L'anomenada salinització consisteix a utilitzar una gran quantitat d'aigua salada saturada per precipitar gairebé totes les impureses orgàniques de l'àcid residual.Tanmateix, aquest mètode produirà àcid clorhídric i afectarà la recuperació i la utilització de l'àcid sulfúric en l'àcid residual, de manera que es va estudiar el mètode de salar les impureses orgàniques de l'àcid residual amb una solució saturada de bisulfat de sodi.
L'àcid residual conté àcid sulfúric i diverses impureses orgàniques, que són principalment una petita quantitat d'àcid 6-cloro-3-nitrotoluè-4 sulfònic i diversos isòmers diferents de l'àcid 6-cloro-3-nitrotoluè-4-sulfònic produït pel toluè en el procés de sulfonació, cloració i nitrificació.El mètode de depuració és utilitzar una gran quantitat d'aigua salada saturada per precipitar gairebé totes les impureses orgàniques de l'àcid residual.El mètode de reciclatge de sal no només pot eliminar diverses impureses orgàniques de l'àcid residual, sinó que també pot recuperar l'àcid sulfúric per introduir-lo en la producció del cicle, estalviant costos i energia.

2. Mètode de rostit

El mètode de torrat s'aplica a l'àcid volàtil com l'àcid clorhídric, que es separa de la solució per rostir per aconseguir l'efecte de recuperació.

3. Mètode de neutralització química

La reacció bàsica àcid-base de H+(aq)+OH-(aq)=H2O també és una base important per al tractament d'aigües residuals que contenen àcids.Els mètodes comuns per tractar aigües residuals que contenen àcids inclouen la neutralització i el reciclatge, la neutralització mútua d'aigües residuals àcid-base, la neutralització de fàrmacs, la neutralització de filtració, etc. En els primers dies d'algunes empreses siderúrgiques a la Xina, la majoria d'elles utilitzaven el mètode de neutralització àcid-base per tractar el líquid residual d'àcid clorhídric i decapatge d'àcid sulfúric, de manera que el valor del pH assoleixi l'estàndard de descàrrega.Carbonat de sodi (cendra de sodi), hidròxid de sodi, pedra calcària o calç com a matèries primeres per a la neutralització àcid-base, l'ús general és barat, fàcil de fer calç.

4. Mètode d'extracció

L'extracció líquid-líquid, també coneguda com extracció amb dissolvent, és una operació unitària que utilitza la diferència de solubilitat dels components en el líquid de la matèria primera en el dissolvent adequat per aconseguir la separació.En el tractament d'aigües residuals que contenen àcids, cal que les aigües residuals que contenen àcids i el dissolvent orgànic estiguin en contacte totalment, de manera que les impureses de l'àcid residual es transfereixin al dissolvent.Els requisits d'extracció són: (1) perquè l'àcid residual és inert, no reacciona químicament amb l'àcid residual i no es dissol en l'àcid residual;(2) Les impureses de l'àcid residual tenen un alt coeficient de partició en l'extractor i l'àcid sulfúric;(3) El preu és barat i fàcil d'aconseguir;(4) Fàcil de separar de les impureses, petita pèrdua a l'hora de despullar.Els extractors comuns inclouen el benzè (toluè, nitrobenzè, clorobenzè), fenols (creosota difenol cru), hidrocarburs halogenats (tricloroetano, dicloroetano), èter isopropílic i N-503.

5. mètode de resina d'intercanvi iònic

El principi bàsic del tractament de líquids residuals d'àcids orgànics mitjançant resina d'intercanvi iònic és que algunes resines d'intercanvi iònic poden absorbir àcids orgànics de la solució d'àcids residuals i excloure els àcids inorgànics i les sals metàl·liques per aconseguir la separació de diferents àcids i sals.

6. mètode de separació de membrana

Per als residus líquids àcids, també es poden utilitzar mètodes de tractament de membrana com la diàlisi i l'electrodiàlisi.La recuperació de la membrana d'àcids residuals adopta principalment el principi de la diàlisi, que es basa en la diferència de concentració.Tot el dispositiu es compon de membrana de diàlisi de difusió, placa dispensadora de líquid, placa de reforç, marc de placa de flux de líquid, etc., i aconsegueix un efecte de separació separant substàncies en el líquid residual.

7. mètode de cristal·lització de refrigeració

El mètode de cristal·lització per refrigeració és un mètode per reduir la temperatura de la solució i precipitar el solut.En el procés de tractament d'àcids residuals s'utilitza que les impureses de l'àcid residual es refredin per recuperar la solució àcida que compleix els requisits i es pot reutilitzar.Per exemple, l'àcid sulfúric residual descarregat del procés de rentat d'acil d'un laminador conté una gran quantitat de sulfat fèrric, que es tracta mitjançant el procés de concentració-cristal·lització i filtració.Després de l'eliminació del sulfat fèrric per filtració, l'àcid es pot tornar al procés de decapat d'acer per a un ús continuat.
La cristal·lització per refrigeració té moltes aplicacions industrials, que s'il·lustren aquí pel procés de decapat en el processament de metalls.En el procés d'acer i processament mecànic, la solució d'àcid sulfúric s'utilitza habitualment per eliminar l'òxid de la superfície metàl·lica.Per tant, el reciclatge d'àcids residuals pot reduir considerablement els costos i protegir el medi ambient.La cristal·lització per refrigeració s'utilitza a la indústria per aconseguir aquest procés.

8. Mètode d'oxidació

Aquest mètode s'ha utilitzat durant molt de temps i el principi és descompondre les impureses orgàniques de l'àcid sulfúric residual mitjançant agents oxidants en condicions adequades, de manera que es pugui convertir en diòxid de carboni, aigua, òxids de nitrogen, etc., i separat de l'àcid sulfúric, de manera que l'àcid sulfúric residual es pugui purificar i recuperar.Els oxidants més utilitzats són peròxid d'hidrogen, àcid nítric, àcid perclòric, àcid hipoclorós, nitrat, ozó, etc.Cada oxidant té els seus avantatges i limitacions.