טיפול בשפכים המכילים חומצה

שפכים חומציים הם שפכים בעלי ערך pH נמוך מ-6. לפי הסוגים והריכוזים השונים של חומצות, ניתן לחלק שפכים חומציים לשפכים חומציים אנאורגניים ושפכים חומציים אורגניים.שפכים חומציים חזקים ושפכים חומציים חלשים;שפכים חד חומציים ושפכים רב חומציים;שפכים חומציים בריכוז נמוך ושפכים חומציים בריכוז גבוה.בדרך כלל מי שפכים חומציים, בנוסף להכיל חומצה מסוימת, מכילים לרוב גם יוני מתכות כבדות ומלחיהם וחומרים מזיקים אחרים.שפכים חומציים מגיעים ממגוון רחב של מקורות, לרבות ניקוז מכרות, הידרומטלורגיה, גלגול פלדה, טיפול בחומצות פני השטח של פלדה ומתכות לא ברזליות, תעשייה כימית, ייצור חומצות, צבעים, אלקטרוליזה, ציפוי אלקטרוליטי, סיבים מלאכותיים ומגזרים תעשייתיים אחרים.השפכים החומציים הנפוצים הם שפכי חומצה גופרתית, ואחריהם שפכים חומצה הידרוכלורית ושפכי חומצה חנקתית.מדי שנה עומדת סין לפרוק כמעט מיליון מ"ק של חומצת פסולת תעשייתית, אם מי שפכים אלו יוזרמו ישירות ללא טיפול, זה יחליד צינורות, יפגע ביבול, יפגע בדגים, יפגע בספינות ויהרוס את בריאות הסביבה.יש לטפל בשפכים חומציים תעשייתיים כדי לעמוד בתקני ההזרמה הלאומיים לפני הפריקה, ניתן למחזר שפכים חומציים ולעשות בהם שימוש חוזר.בטיפול בחומצת הפסולת ניתן לבחור בין השיטות טיפול במלח, שיטת ריכוז, שיטת נטרול כימי, שיטת מיצוי, שיטת שרף חילופי יונים, שיטת הפרדת ממברנה וכו'.

1. מלח מיחזור

מה שנקרא "המלחה" היא להשתמש בכמות גדולה של מי מלח רוויים כדי לזרז כמעט את כל הזיהומים האורגניים בחומצת הפסולת.עם זאת, שיטה זו תייצר חומצה הידרוכלורית ותשפיע על ההשבה והניצול של חומצה גופרתית בחומצת הפסולת, ולכן נחקרה שיטת המלחת הזיהומים האורגניים בחומצת הפסולת עם תמיסה רוויה נתרן ביסולפט.
חומצת הפסולת מכילה חומצה גופרתית וזיהומים אורגניים שונים, שהם בעיקר כמות קטנה של חומצה 6-כלורו-3-ניטרוטולואן-4 סולפונית ואיזומרים שונים מלבד 6-כלורו-3-ניטרוטולואן-4-סולפוני חומצה המיוצרת על ידי טולואן ב. תהליך הסולפפון, הכלור והניטריפיקציה.שיטת ההמלחה היא להשתמש בכמות גדולה של מי מלח רוויים כדי לזרז כמעט את כל הזיהומים האורגניים בחומצת הפסולת.שיטת מיחזור המלח יכולה לא רק להסיר זיהומים אורגניים שונים בחומצת הפסולת, אלא גם לשחזר חומצה גופרתית כדי להכניס לייצור מחזור, לחסוך בעלויות ובאנרגיה.

2. שיטת צלייה

שיטת הצלייה מיושמת על החומצה הנדיפה כמו חומצה הידרוכלורית, המופרדת מהתמיסה על ידי צלייה כדי להשיג אפקט התאוששות.

3. שיטת נטרול כימי

התגובה הבסיסית של חומצה-בסיס של H+(aq)+OH-(aq)=H2O היא גם בסיס חשוב לטיפול בשפכים המכילים חומצה.השיטות הנפוצות לטיפול בשפכים המכילים חומצה כוללות נטרול ומיחזור, נטרול הדדי של שפכים על בסיס חומצה, נטרול תרופות, נטרול סינון ועוד. בראשית ימיהם של כמה מפעלי ברזל ופלדה בסין, רובם השתמשו בשיטה של נטרול חומצה-בסיס לטיפול בפסולת נוזל של חומצה הידרוכלורית וחומצה גופרתית, כך שערך ה-pH הגיע לתקן הפריקה.נתרן קרבונט (אפר סודה), נתרן הידרוקסיד, אבן גיר או סיד כחומרי גלם לנטרול חומצה-בסיס, השימוש הכללי זול, קל להכנת סיד.

4. שיטת מיצוי

מיצוי נוזל-נוזל, הידוע גם בשם מיצוי ממס, היא פעולת יחידה המשתמשת בהפרש במסיסות הרכיבים בנוזל חומר הגלם בממס המתאים כדי להשיג הפרדה.בטיפול בשפכים המכילים חומצה, יש צורך ליצור קשר מלא בין השפכים המכילים חומצה לבין הממס האורגני, כך שהזיהומים בחומצת הפסולת יועברו לממס.דרישות המיצוי הן: (1) שכן החומצה הפסולת אינרטית, אינה מגיבה כימית עם חומצת הפסולת ואינה מתמוססת בחומצת הפסולת;(2) לזיהומים בחומצת הפסולת יש מקדם חלוקה גבוה בחומצה ובחומצה גופרתית;(3) המחיר זול וקל להשגה;(4) קל להפרדה מזיהומים, אובדן קטן בעת ​​הפשטה.חומרי מיצוי נפוצים כוללים בנזן (טולואן, ניטרובנזן, כלורבנזן), פנולים (דיפנול גולמי קריאוזוט), פחמימנים הלוגנים (טריכלורואתן, דיכלורואתן), אתר איזופרופיל ו-N-503.

5. שיטת שרף חילופי יונים

העיקרון הבסיסי של טיפול בפסולת נוזל חומצה אורגנית על ידי שרף חילופי יונים הוא ששרפי חילופי יונים מסוימים יכולים לספוג חומצות אורגניות מתמיסת חומצה פסולת ולא לכלול חומצות אנאורגניות ומלחי מתכת כדי להשיג הפרדה של חומצות ומלחים שונים.

6. שיטת הפרדת ממברנה

עבור נוזל פסולת חומצי, ניתן להשתמש גם בשיטות טיפול בממברנות כגון דיאליזה ואלקטרודאליזה.שחזור ממברנה של חומצה פסולת מאמצת בעיקר את עקרון הדיאליזה, המונע על ידי הבדלי ריכוזים.המכשיר כולו מורכב מממברנת דיאליזה דיפוזיה, צלחת חלוקת נוזלים, צלחת חיזוק, מסגרת צלחת זרימת נוזל וכו', ומשיגה אפקט הפרדה על ידי הפרדת חומרים בנוזל פסולת.

7. שיטת התגבשות קירור

שיטת התגבשות בקירור היא שיטה להורדת טמפרטורת התמיסה ולזירוז המומס.הוא משמש בתהליך הטיפול בחומצות פסולת שהזיהומים בחומצת הפסולת מתקררים כדי לשחזר את תמיסת החומצה העומדת בדרישות וניתנת לשימוש חוזר.לדוגמה, פסולת החומצה הגופרתית המופרשת מתהליך שטיפת האציל של מכבש מתגלגל מכילה כמות גדולה של סולפט ברזל, המטופל בתהליך של התגבשות ריכוז וסינון.לאחר הסרת סולפט ברזל על ידי סינון, ניתן להחזיר את החומצה לתהליך כבישת הפלדה להמשך שימוש.
להתגבשות הקירור יש יישומים תעשייתיים רבים, המומחשים כאן על ידי תהליך הכבישה בעיבוד מתכת.בתהליך של פלדה ועיבוד מכני, תמיסת חומצה גופרתית משמשת בדרך כלל להסרת החלודה על פני המתכת.לכן, מיחזור של חומצה פסולת יכול להוזיל מאוד עלויות ולהגן על הסביבה.התגבשות קירור משמשת בתעשייה כדי להשיג תהליך זה.

8. שיטת חמצון

שיטה זו נמצאת בשימוש כבר זמן רב, והעיקרון הוא פירוק הזיהומים האורגניים בפסולת החומצה הגופרתית על ידי חומרי חמצון בתנאים מתאימים, כך שניתן להמירה לפחמן דו חמצני, מים, תחמוצות חנקן וכו', וכן מופרדים מהחומצה הגופרית, כך שניתן לטהר ולהחזיר את הפסולת של חומצה גופרתית.חומרי החמצון הנפוצים הם מי חמצן, חומצה חנקתית, חומצה פרכלורית, חומצה תת-כלורית, חנקה, אוזון וכן הלאה.לכל מחמצן יש את היתרונות והמגבלות שלו.