Behandling af syreholdigt spildevand

Surt spildevand er spildevand med en pH-værdi på under 6. Afhængigt af de forskellige typer og koncentrationer af syrer kan surt spildevand opdeles i uorganisk surt spildevand og organisk surt spildevand. Stærkt surt spildevand og svagt surt spildevand; monosurt spildevand og polysurt spildevand; surt spildevand med lav koncentration og surt spildevand med høj koncentration. Surt spildevand indeholder normalt, udover at indeholde noget syre, ofte også tungmetalioner og deres salte og andre skadelige stoffer. Surt spildevand kommer fra en bred vifte af kilder, herunder minedrift, hydrometallurgi, stålvalsning, overfladebehandling af stål og ikke-jernholdige metaller med syre, kemisk industri, syreproduktion, farvestoffer, elektrolyse, galvanisering, kunstfibre og andre industrisektorer. Det almindelige sure spildevand er svovlsyrespildevand, efterfulgt af saltsyre og salpetersyrespildevand. Hvert år udleder Kina næsten en million kubikmeter industrielt syreaffald. Hvis dette spildevand udledes direkte uden behandling, vil det korrodere rørledninger, beskadige afgrøder, skade fisk, beskadige skibe og ødelægge miljøet. Industrielt surt spildevand skal behandles for at opfylde de nationale udledningsstandarder før udledning, og surt spildevand kan genbruges. Ved behandling af affaldssyre kan metoderne omfatte saltbehandling, koncentreringsmetode, kemisk neutraliseringsmetode, ekstraktionsmetode, ionbytterharpiksmetode, membranseparationsmetode osv.

1. Salt ud af genbrug

Den såkaldte udsaltning går ud på at bruge en stor mængde mættet saltvand til at udfælde næsten alle organiske urenheder i affaldssyren. Denne metode vil dog producere saltsyre og påvirke genvindingen og udnyttelsen af ​​svovlsyre i affaldssyren, så metoden til udsaltning af de organiske urenheder i affaldssyren med en mættet natriumbisulfatopløsning blev undersøgt.
Overskudssyren indeholder svovlsyre og forskellige organiske urenheder, som hovedsageligt er en lille mængde 6-chlor-3-nitrotoluen-4-sulfonsyre og forskellige isomerer udover 6-chlor-3-nitrotoluen-4-sulfonsyre produceret af toluen i sulfonering, klorering og nitrifikation. Udsaltningsmetoden går ud på at bruge en stor mængde mættet saltvand til at udfælde næsten alle organiske urenheder i overskudssyren. Udsaltningsmetoden kan ikke kun fjerne forskellige organiske urenheder i overskudssyren, men også genvinde svovlsyre til produktionscyklussen, hvilket sparer omkostninger og energi.

2. Stegemetode

Ristningsmetoden anvendes på den flygtige syre, såsom saltsyre, som separeres fra opløsningen ved ristning for at opnå en genopretningseffekt.

3. Kemisk neutraliseringsmetode

Den basiske syre-basereaktion H+(aq)+OH-(aq)=H2O er også et vigtigt grundlag for behandling af syreholdigt spildevand. De almindelige metoder til behandling af syreholdigt spildevand omfatter neutralisering og genbrug, gensidig neutralisering af syre-base-spildevand, neutralisering af lægemidler, neutralisering af filtrering osv. I de tidlige dage af nogle jern- og stålvirksomheder i Kina brugte de fleste af dem syre-base-neutraliseringsmetoden til at behandle spildevandet fra saltsyre og svovlsyre, så pH-værdien nåede udledningsstandarden. Natriumcarbonat (soda), natriumhydroxid, kalksten eller kalk som råmaterialer til syre-base-neutralisering er den generelle anvendelse billig og nem at fremstille kalk.

4. Ekstraktionsmetode

Væske-væske-ekstraktion, også kendt som solventekstraktion, er en enhedsoperation, der udnytter forskellen i opløselighed af komponenterne i råmaterialets væske i det passende opløsningsmiddel for at opnå separation. Ved behandling af syreholdigt spildevand er det nødvendigt at bringe det syreholdige spildevand og det organiske opløsningsmiddel i fuld kontakt, således at urenhederne i overskydende syre overføres til opløsningsmidlet. Kravene til ekstraktionsmidlet er: (1) overskydende syre er inert, reagerer ikke kemisk med overskydende syre og opløses ikke i overskydende syre; (2) urenhederne i overskydende syre har en høj fordelingskoefficient i ekstraktionsmidlet og svovlsyren; (3) Prisen er billig og nem at få fat i; (4) Let at adskille fra urenhederne, lille tab ved stripning. Almindelige ekstraktionsmidler omfatter benzen (toluen, nitrobenzen, chlorbenzen), phenoler (kreosotrå diphenol), halogenerede kulbrinter (trichlorethan, dichlorethan), isopropylether og N-503.

5. ionbytterharpiksmetode

Det grundlæggende princip for behandling af organisk syreholdig spildvæske med ionbytterharpiks er, at nogle ionbytterharpikser kan absorbere organiske syrer fra syreholdig spildopløsning og udelukke uorganiske syrer og metalsalte for at opnå separation af forskellige syrer og salte.

6. membranseparationsmetode

Til sur spildevand kan membranbehandlingsmetoder som dialyse og elektrodialyse også anvendes. Membrangenvinding af spildevandssyre anvender primært dialyseprincippet, som er drevet af koncentrationsforskellen. Hele anordningen består af diffusionsdialysemembran, væskedispenseringsplade, forstærkningsplade, væskestrømningspladeramme osv. og opnår separationseffekt ved at separere stoffer i spildevandet.

7. kølekrystallisationsmetode

Kølekrystallisationsmetoden er en metode til at reducere temperaturen i opløsningen og udfælde det opløste stof. I behandlingsprocessen for affaldssyre afkøles urenhederne i affaldssyren for at genvinde den syreopløsning, der opfylder kravene og kan genbruges. For eksempel indeholder affaldssvovlsyre, der udledes fra acylvaskeprocessen i et valseværk, en stor mængde jernsulfat, som behandles ved hjælp af koncentreringskrystallisation og filtrering. Efter fjernelse af jernsulfat ved filtrering kan syren returneres til stålbejdsningsprocessen til videre brug.

Kølekrystallisation har mange industrielle anvendelser, som illustreres her ved bejdsningsprocessen i metalforarbejdning. I stål- og mekanisk forarbejdning anvendes svovlsyreopløsning almindeligvis til at fjerne rust på metaloverfladen. Derfor kan genbrug af overskydende syre reducere omkostningerne betydeligt og beskytte miljøet. Kølekrystallisation anvendes i industrien til at opnå denne proces.

8. Oxidationsmetode

Denne metode har været anvendt i lang tid, og princippet er at nedbryde de organiske urenheder i svovlsyreaffaldet ved hjælp af oxidationsmidler under passende forhold, så det kan omdannes til kuldioxid, vand, nitrogenoxider osv. og adskilles fra svovlsyren, så svovlsyreaffaldet kan renses og genvindes. Almindeligt anvendte oxidanter er hydrogenperoxid, salpetersyre, perchlorsyre, hypochlorsyrling, nitrat, ozon osv. Hvert oxidationsmiddel har sine fordele og begrænsninger.