Xử lý nước thải chứa axit

Nước thải có tính axit là nước thải có giá trị pH nhỏ hơn 6. Theo các loại và nồng độ axit khác nhau, nước thải axit có thể được chia thành nước thải axit vô cơ và nước thải axit hữu cơ. Nước thải axit mạnh và nước thải axit yếu; Nước thải đơn chất và nước thải polyacid; Nước thải axit nồng độ thấp và nước thải axit nồng độ cao. Thông thường, nước thải có tính axit, ngoài việc chứa một số axit, thường còn chứa các ion kim loại nặng và muối của chúng và các chất có hại khác. Nước thải có tính axit đến từ một loạt các nguồn, bao gồm thoát nước mỏ, thủy khí hóa, lăn thép, xử lý axit bề mặt của thép và kim loại màu, ngành hóa chất, sản xuất axit, thuốc nhuộm, điện phân, mạ điện, sợi nhân tạo và các ngành công nghiệp khác. Nước thải axit phổ biến là nước thải axit sunfuric, tiếp theo là axit clohydric và nước thải axit nitric. Hàng năm, Trung Quốc sắp xả gần một triệu mét khối axit thải công nghiệp, nếu nước thải này được xả trực tiếp mà không cần xử lý, nó sẽ ăn mòn đường ống, làm hỏng cây trồng, gây hại cho cá, tàu thiệt hại và phá hủy sức khỏe môi trường. Nước thải axit công nghiệp phải được xử lý để đáp ứng các tiêu chuẩn xả thải quốc gia trước khi xả, nước thải axit có thể được tái chế và tái sử dụng. Khi xử lý axit thải, các phương pháp có thể được chọn bao gồm xử lý muối, phương pháp nồng độ, phương pháp trung hòa hóa học, phương pháp trích xuất, phương pháp nhựa trao đổi ion, phương pháp tách màng, v.v.

1. Suối nước tái chế

Cái gọi là muối ra là sử dụng một lượng lớn nước muối bão hòa để kết tủa hầu hết các tạp chất hữu cơ trong axit thải. Tuy nhiên, phương pháp này sẽ tạo ra axit clohydric và ảnh hưởng đến sự phục hồi và sử dụng axit sunfuric trong axit thải, do đó, phương pháp muối ra các tạp chất hữu cơ trong axit thải với dung dịch bão hòa natri bisulphate đã được nghiên cứu.
Axit thải chứa axit sunfuric và các tạp chất hữu cơ khác nhau, chủ yếu là một lượng nhỏ axit sulfonic 6-chloro-3-nitrotoluene-4 và các đồng phân khác nhau khác với axit 6-chloro-3-nitrotoluene-4-sulfonic được sản xuất bởi toluene trong quá trình hóa trị. Phương pháp muối ra là sử dụng một lượng lớn nước muối bão hòa để kết tủa hầu hết các tạp chất hữu cơ trong axit thải. Phương pháp tái chế muối không chỉ có thể loại bỏ các tạp chất hữu cơ khác nhau trong axit thải, mà còn thu hồi axit sunfuric để đưa vào sản xuất chu kỳ, tiết kiệm chi phí và năng lượng.

2. Phương pháp rang

Phương pháp rang được áp dụng cho axit dễ bay hơi như axit clohydric, được tách ra khỏi dung dịch bằng cách rang để đạt được hiệu quả phục hồi.

3. Phương pháp trung hòa hóa học

Phản ứng axit-bazơ cơ bản của H+(aq)+OH- (aq) = H2O cũng là một cơ sở quan trọng để xử lý nước thải chứa axit. Các phương pháp phổ biến để xử lý nước thải có chứa axit bao gồm trung hòa và tái chế, trung hòa lẫn nhau của nước thải axit-bazơ, trung hòa thuốc, trung hòa lọc, v.v. Trong những ngày đầu của một số doanh nghiệp sắt và thép ở Trung Quốc, hầu hết chúng sử dụng phương pháp trung hòa axit để xử lý chất thải của axit. Natri cacbonat (tro soda), natri hydroxit, đá vôi hoặc vôi làm nguyên liệu thô để trung hòa axit-bazơ, sử dụng chung là rẻ, dễ làm vôi.

4. Phương pháp trích xuất

Chiết xuất chất lỏng-lỏng, còn được gọi là chiết dung môi, là một hoạt động đơn vị sử dụng sự khác biệt về độ hòa tan của các thành phần trong chất lỏng nguyên liệu thô trong dung môi thích hợp để đạt được sự phân tách. Trong xử lý nước thải chứa axit, cần phải tạo ra nước thải chứa axit và dung môi hữu cơ tiếp xúc hoàn toàn, do đó các tạp chất trong axit thải được chuyển vào dung môi. Các yêu cầu chiết xuất là: (1) Đối với axit thải là trơ, không phản ứng hóa học với axit thải và không hòa tan trong axit thải; (2) các tạp chất trong axit thải có hệ số phân vùng cao trong chất chiết và axit sunfuric; (3) giá rẻ và dễ nhận; (4) Dễ dàng tách khỏi tạp chất, tổn thất nhỏ khi tước. Các chất chiết xuất phổ biến bao gồm benzen (toluene, nitrobenzene, chlorobenzene), phenol (diphenol thô creosote), hydrocarbon halogen hóa (trichloroethane, dichloroethane), isopropyl ether và N-503.

5. Phương pháp nhựa trao đổi ion

Nguyên tắc cơ bản của việc xử lý chất lỏng chất thải axit hữu cơ bằng nhựa trao đổi ion là một số nhựa trao đổi ion có thể hấp thụ axit hữu cơ từ dung dịch axit thải và loại trừ axit vô cơ và muối kim loại để đạt được sự phân tách các axit và muối khác nhau.

6. Phương pháp tách màng

Đối với chất lỏng chất thải có tính axit, các phương pháp xử lý màng như lọc máu và điện cực cũng có thể được sử dụng. Phục hồi màng của axit thải chủ yếu áp dụng nguyên tắc lọc máu, được điều khiển bởi sự khác biệt về nồng độ. Toàn bộ thiết bị bao gồm màng lọc máu khuếch tán, tấm phân phối chất lỏng, tấm gia cố, khung dòng chất lỏng, v.v., và đạt được hiệu ứng tách bằng cách tách các chất trong chất thải.

7. Phương pháp kết tinh làm mát

Phương pháp kết tinh làm mát là một phương pháp để giảm nhiệt độ của dung dịch và kết tủa chất tan. Nó được sử dụng trong quá trình xử lý axit thải mà các tạp chất trong axit thải được làm mát để thu hồi dung dịch axit đáp ứng các yêu cầu và có thể được tái sử dụng. Ví dụ, axit sunfuric chất thải được thải ra từ quá trình rửa acyl của một nhà máy lăn chứa một lượng lớn sunfat ferrous, được xử lý bằng quá trình kết tinh và lọc nồng độ. Sau khi loại bỏ sunfat màu bằng cách lọc, axit có thể được đưa trở lại quá trình ngâm thép để tiếp tục sử dụng.
Kết tinh làm mát có nhiều ứng dụng công nghiệp, được minh họa ở đây bằng quy trình ngâm trong chế biến kim loại. Trong quá trình xử lý thép và cơ học, dung dịch axit sunfuric thường được sử dụng để loại bỏ rỉ sét trên bề mặt kim loại. Do đó, việc tái chế axit thải có thể làm giảm đáng kể chi phí và bảo vệ môi trường. Kết tinh làm mát được sử dụng trong ngành công nghiệp để đạt được quá trình này.

8. Phương pháp oxy hóa

Phương pháp này đã được sử dụng trong một thời gian dài và nguyên tắc là phân hủy các tạp chất hữu cơ trong axit sunfuric chất thải bằng cách oxy hóa các tác nhân trong điều kiện thích hợp, do đó nó có thể được chuyển thành carbon dioxide, nước, oxit nitơ, v.v. Chất oxy hóa thường được sử dụng là hydro peroxide, axit nitric, axit perchloric, axit hypochlorous, nitrat, ozone, v.v. Mỗi chất oxy hóa có những ưu điểm và hạn chế của nó.