تصفیه فاضلاب حاوی اسید

فاضلاب اسیدی به فاضلابی گفته می شود که pH آن کمتر از 6 باشد. با توجه به انواع و غلظت اسیدها، فاضلاب اسیدی را می توان به فاضلاب اسید معدنی و فاضلاب اسید آلی تقسیم کرد.فاضلاب اسید قوی و فاضلاب اسید ضعیف؛فاضلاب مونواسید و فاضلاب پلی اسیدی؛فاضلاب اسیدی با غلظت کم و فاضلاب اسیدی با غلظت بالا.معمولاً فاضلاب اسیدی، علاوه بر داشتن مقداری اسید، اغلب حاوی یون های فلزات سنگین و املاح آنها و سایر مواد مضر نیز می باشد.فاضلاب اسیدی از طیف گسترده ای از منابع، از جمله زهکشی معادن، هیدرومتالورژی، نورد فولاد، تصفیه اسید سطحی فولاد و فلزات غیر آهنی، صنایع شیمیایی، تولید اسید، رنگ ها، الکترولیز، آبکاری، الیاف مصنوعی و سایر بخش های صنعتی به دست می آید.فاضلاب اسیدی رایج، فاضلاب اسید سولفوریک و پس از آن فاضلاب اسید هیدروکلریک و اسید نیتریک است.چین هر ساله نزدیک به یک میلیون متر مکعب اسید پسماند صنعتی را تخلیه می کند، اگر این فاضلاب ها مستقیماً بدون تصفیه تخلیه شوند، باعث خوردگی خطوط لوله، آسیب به محصولات کشاورزی، آسیب به ماهی ها، آسیب رساندن به کشتی ها و از بین رفتن سلامت محیط می شود.پساب اسیدی صنعتی باید قبل از تخلیه تصفیه شود تا با استانداردهای ملی تخلیه مطابقت داشته باشد، پساب اسیدی قابل بازیافت و استفاده مجدد است.هنگام تصفیه اسید ضایعات می توان روش هایی را انتخاب کرد که شامل تصفیه نمک، روش غلظت، روش خنثی سازی شیمیایی، روش استخراج، روش رزین تبادل یونی، روش جداسازی غشایی و غیره می باشد.

1. بازیافت نمک

به اصطلاح نمک زدایی استفاده از مقدار زیادی آب نمک اشباع برای رسوب دادن تقریباً تمام ناخالصی های آلی در اسید زائد است.با این حال، این روش اسید کلریدریک تولید می کند و بر بازیافت و استفاده از اسید سولفوریک در اسید پسماند تأثیر می گذارد، بنابراین روش نمک زدایی ناخالصی های آلی موجود در اسید ضایعات با محلول اشباع بی سولفات سدیم مورد مطالعه قرار گرفت.
اسید زائد حاوی اسید سولفوریک و ناخالصی‌های آلی مختلف است که عمدتاً مقدار کمی اسید 6-کلرو-3-نیتروتولوئن-4 سولفونیک و ایزومرهای مختلف غیر از اسید 6-کلرو-3-نیتروتولوئن-4-سولفونیک تولید شده توسط تولوئن در فرآیند سولفوناسیون، کلرزنی و نیتریفیکاسیون.روش نمک زدایی استفاده از مقدار زیادی آب نمک اشباع برای رسوب دادن تقریباً تمام ناخالصی های آلی موجود در اسید زائد است.روش بازیافت نمک نه تنها می تواند ناخالصی های آلی مختلف موجود در اسید ضایعات را حذف کند، بلکه اسید سولفوریک را نیز برای قرار دادن در چرخه تولید بازیابی می کند و در هزینه و انرژی صرفه جویی می کند.

2. روش تفت دادن

روش برشته کردن روی اسید فرار مانند اسید کلریدریک اعمال می شود که برای دستیابی به اثر بازیابی با بو دادن از محلول جدا می شود.

3. روش خنثی سازی شیمیایی

واکنش پایه اسید-باز H+(aq)+OH-(aq)=H2O نیز پایه مهمی برای تصفیه فاضلاب حاوی اسید است.روش های متداول تصفیه فاضلاب حاوی اسید عبارتند از خنثی سازی و بازیافت، خنثی سازی متقابل پساب های اسید و باز، خنثی سازی داروها، خنثی سازی فیلتراسیون و غیره. خنثی سازی اسید و باز برای تصفیه مایع زباله اسید هیدروکلریک و اسید سولفوریک اسید سولفوریک، به طوری که مقدار pH به استاندارد تخلیه برسد.کربنات سدیم (خاکستر سودا)، هیدروکسید سدیم، سنگ آهک یا آهک به عنوان مواد خام برای خنثی سازی اسید و باز، استفاده عمومی ارزان است، آهک ساخت آسان است.

4. روش استخراج

استخراج مایع-مایع، که به عنوان استخراج با حلال نیز شناخته می شود، یک عملیات واحد است که از تفاوت در حلالیت اجزای موجود در مایع ماده خام در حلال مناسب برای دستیابی به جداسازی استفاده می کند.در تصفیه فاضلاب اسیدی لازم است که فاضلاب اسیدی و حلال آلی کاملاً در تماس باشند تا ناخالصی های موجود در اسید پسماند به حلال منتقل شود.الزامات استخراج عبارتند از: (1) برای اسید ضایعات بی اثر است، از نظر شیمیایی با اسید ضایعات واکنش نمی دهد، و در اسید زباله حل نمی شود.(2) ناخالصی های موجود در اسید ضایعات دارای ضریب تقسیم بالایی در استخراج کننده و اسید سولفوریک هستند.(3) قیمت ارزان و آسان است.(4) جدا شدن آسان از ناخالصی ها، از دست دادن اندک هنگام جداسازی.استخراج کننده های رایج عبارتند از بنزن (تولوئن، نیتروبنزن، کلروبنزن)، فنل ها (دی فنل خام کرئوزوت)، هیدروکربن های هالوژنه (تری کلرواتان، دی کلرواتان)، ایزوپروپیل اتر و N-503.

5. روش رزین تبادل یونی

اصل اساسی تصفیه مایع ضایعات اسید آلی توسط رزین تبادل یونی این است که برخی از رزین های تبادل یونی می توانند اسیدهای آلی را از محلول اسیدهای زائد جذب کرده و اسیدهای معدنی و نمک های فلزی را برای جداسازی اسیدها و نمک های مختلف حذف کنند.

6. روش جداسازی غشایی

برای مایع زباله اسیدی می توان از روش های تصفیه غشایی مانند دیالیز و الکترودیالیز نیز استفاده کرد.بازیابی غشایی اسیدهای زائد عمدتاً از اصل دیالیز استفاده می کند که ناشی از اختلاف غلظت است.کل دستگاه از غشای دیالیز انتشار، صفحه توزیع مایع، صفحه تقویت کننده، قاب صفحه جریان مایع و غیره تشکیل شده است و با جداسازی مواد در مایع زباله به اثر جداسازی می رسد.

7. روش تبلور خنک کننده

روش تبلور سرد روشی برای کاهش دمای محلول و رسوب دادن املاح است.در فرآیند تصفیه اسید ضایعات استفاده می شود که ناخالصی های موجود در اسید ضایعات خنک می شوند تا محلول اسیدی را که مطابق با الزامات است و قابل استفاده مجدد است، بازیابی کند.به عنوان مثال، ضایعات اسید سولفوریک خارج شده از فرآیند شستشوی آسیلی یک آسیاب نورد حاوی مقدار زیادی سولفات آهن است که با فرآیند غلظت-کریستالیزاسیون و فیلتراسیون تصفیه می شود.پس از حذف سولفات آهن توسط فیلتراسیون، اسید را می توان برای استفاده مداوم به فرآیند ترشی فولاد بازگرداند.
کریستالیزاسیون خنک کننده کاربردهای صنعتی زیادی دارد که در اینجا با فرآیند ترشی در فرآوری فلزات نشان داده شده است.در فرآیند فولاد و فرآوری مکانیکی، معمولاً از محلول اسید سولفوریک برای زدودن زنگ روی سطح فلز استفاده می شود.بنابراین بازیافت اسید پسماند می تواند هزینه ها را تا حد زیادی کاهش دهد و از محیط زیست محافظت کند.برای دستیابی به این فرآیند از تبلور خنک کننده در صنعت استفاده می شود.

8. روش اکسیداسیون

این روش از دیرباز مورد استفاده قرار می گرفته است و اصل بر این است که ناخالصی های آلی موجود در ضایعات اسید سولفوریک توسط عوامل اکسید کننده در شرایط مناسب تجزیه می شود تا بتوان آن را به دی اکسید کربن، آب، اکسیدهای نیتروژن و غیره تبدیل کرد. از اسید سولفوریک جدا می شود، به طوری که اسید سولفوریک زباله را می توان خالص و بازیابی کرد.اکسیدان های رایج مورد استفاده عبارتند از پراکسید هیدروژن، اسید نیتریک، اسید پرکلریک، اسید هیپوکلروس، نیترات، ازن و غیره.هر اکسید کننده مزایا و محدودیت های خود را دارد.