Tratamento de augas residuais que conteñen ácido

As augas residuais ácidas son as augas residuais cun valor de pH inferior a 6. Segundo os diferentes tipos e concentracións de ácidos, as augas residuais ácidas pódense dividir en augas residuais ácidas inorgánicas e augas residuais ácidas orgánicas. Augas residuais ácidas fortes e augas residuais ácidas débiles; augas residuais monoácidas e augas residuais poliácidas; augas residuais ácidas de baixa concentración e augas residuais ácidas de alta concentración. Normalmente, as augas residuais ácidas, ademais de conter algo de ácido, tamén adoitan conter ións de metais pesados ​​e os seus sales e outras substancias nocivas. As augas residuais ácidas proceden dunha ampla gama de fontes, como a drenaxe de minas, a hidrometalurxia, a laminación de aceiro, o tratamento ácido superficial de aceiro e metais non ferrosos, a industria química, a produción de ácidos, os colorantes, a electrólise, a galvanoplastia, as fibras artificiais e outros sectores industriais. As augas residuais ácidas comúns son as augas residuais de ácido sulfúrico, seguidas das augas residuais de ácido clorhídrico e ácido nítrico. Cada ano, China está a piques de descargar case un millón de metros cúbicos de ácido residual industrial. Se estas augas residuais se descargan directamente sen tratamento, corroerán as tubaxes, danarán as colleitas, prexudicarán os peixes, danarán os barcos e destruirán a saúde ambiental. As augas residuais ácidas industriais deben tratarse para cumprir cos estándares nacionais de vertido antes da súa descarga, e as augas residuais ácidas poden reciclarse e reutilizarse. Ao tratar o ácido residual, os métodos que se poden escoller inclúen o tratamento con sal, o método de concentración, o método de neutralización química, o método de extracción, o método de resina de intercambio iónico, o método de separación por membrana, etc.

1. reciclaxe de sal

A chamada eliminación por salgadura consiste en usar unha gran cantidade de auga salgada saturada para precipitar case todas as impurezas orgánicas do ácido residual. Non obstante, este método producirá ácido clorhídrico e afectará á recuperación e utilización do ácido sulfúrico no ácido residual, polo que se estudou o método de eliminación por salgadura das impurezas orgánicas do ácido residual cunha solución saturada de bisulfato de sodio.
O ácido residual contén ácido sulfúrico e diversas impurezas orgánicas, que son principalmente unha pequena cantidade de ácido 6-cloro-3-nitrotolueno-4 sulfónico e varios isómeros distintos do ácido 6-cloro-3-nitrotolueno-4-sulfónico producido polo tolueno no proceso de sulfonación, cloración e nitrificación. O método de salgadura consiste en usar unha gran cantidade de auga salgada saturada para precipitar case todas as impurezas orgánicas do ácido residual. O método de reciclaxe de salgadura non só pode eliminar diversas impurezas orgánicas do ácido residual, senón tamén recuperar ácido sulfúrico para poñelo no ciclo de produción, aforrando custos e enerxía.

2. Método de torrado

O método de torrefacción aplícase ao ácido volátil como o ácido clorhídrico, que se separa da solución mediante torrefacción para lograr o efecto de recuperación.

3. Método de neutralización química

A reacción ácido-base básica de H+(aq)+OH-(aq)=H2O tamén é unha base importante para o tratamento de augas residuais que conteñen ácido. Os métodos comúns para tratar augas residuais que conteñen ácido inclúen a neutralización e a reciclaxe, a neutralización mutua de augas residuais ácido-base, a neutralización de fármacos, a neutralización por filtración, etc. Nos primeiros tempos dalgunhas empresas siderúrxicas en China, a maioría delas utilizaban o método de neutralización ácido-base para tratar o líquido residual de decapado con ácido clorhídrico e ácido sulfúrico, de xeito que o valor de pH alcanzaba o estándar de vertido. O carbonato de sodio (cinza de sodio), o hidróxido de sodio, a calcaria ou a cal como materias primas para a neutralización ácido-base, o uso xeral é cal barata e fácil de facer.

4. Método de extracción

A extracción líquido-líquido, tamén coñecida como extracción con solventes, é unha operación unitaria que utiliza a diferenza de solubilidade dos compoñentes no líquido da materia prima no solvente axeitado para lograr a separación. No tratamento de augas residuais que conteñen ácido, é necesario facer que as augas residuais que conteñen ácido e o solvente orgánico entren en contacto completo, de xeito que as impurezas do ácido residual se transfiran ao solvente. Os requisitos do extractante son: (1) que o ácido residual sexa inerte, non reaccione quimicamente co ácido residual e non se disolva no ácido residual; (2) que as impurezas do ácido residual teñan un alto coeficiente de partición no extractante e no ácido sulfúrico; (3) que o prezo sexa barato e fácil de conseguir; (4) que sexa fácil de separar das impurezas, con pequenas perdas ao separar. Os extractantes comúns inclúen benceno (tolueno, nitrobenceno, clorobenceno), fenois (difenol bruto de creosota), hidrocarburos haloxenados (tricloroetano, dicloroetano), éter isopropílico e N-503.

5. método da resina de intercambio iónico

O principio básico do tratamento de líquidos residuais de ácidos orgánicos mediante resina de intercambio iónico é que algunhas resinas de intercambio iónico poden absorber ácidos orgánicos da solución ácida residual e excluír ácidos inorgánicos e sales metálicas para lograr a separación de diferentes ácidos e sales.

6. método de separación por membrana

Para os líquidos residuais ácidos, tamén se poden empregar métodos de tratamento con membranas como a diálise e a electrodiálise. A recuperación de ácidos residuais por membrana adopta principalmente o principio da diálise, que se impulsa pola diferenza de concentración. Todo o dispositivo está composto por unha membrana de diálise por difusión, unha placa dispensadora de líquido, unha placa de reforzo, un marco da placa de fluxo de líquido, etc., e consegue un efecto de separación ao separar as substancias no líquido residual.

7. método de cristalización por arrefriamento

O método de cristalización por arrefriamento é un método para reducir a temperatura da solución e precipitar o soluto. No proceso de tratamento de ácidos residuais utilízase para arrefriar as impurezas do ácido residual para recuperar a solución ácida que cumpre os requisitos e se pode reutilizar. Por exemplo, o ácido sulfúrico residual descargado do proceso de lavado con acilo dun laminador contén unha gran cantidade de sulfato ferroso, que se trata mediante o proceso de concentración-cristalización e filtración. Despois da eliminación do sulfato ferroso por filtración, o ácido pode devolverse ao proceso de decapado do aceiro para o seu uso continuado.

A cristalización por arrefriamento ten moitas aplicacións industriais, que se ilustran aquí co proceso de decapado no procesamento de metais. No proceso de procesamento mecánico e do aceiro, a solución de ácido sulfúrico úsase habitualmente para eliminar a ferruxe da superficie do metal. Polo tanto, a reciclaxe do ácido residual pode reducir considerablemente os custos e protexer o medio ambiente. A cristalización por arrefriamento utilízase na industria para lograr este proceso.

8. Método de oxidación

Este método úsase desde hai moito tempo e o principio é descompoñer as impurezas orgánicas do ácido sulfúrico residual mediante axentes oxidantes en condicións axeitadas, de xeito que se poida converter en dióxido de carbono, auga, óxidos de nitróxeno, etc., e separalo do ácido sulfúrico, de xeito que o ácido sulfúrico residual se poida purificar e recuperar. Os oxidantes máis empregados son o peróxido de hidróxeno, o ácido nítrico, o ácido perclórico, o ácido hipocloroso, o nitrato, o ozono, etc. Cada oxidante ten as súas vantaxes e limitacións.