Қышқылы бар ағынды суларды тазарту

Қышқыл ағынды сулар - рН мәні 6-дан аз ағынды сулар. Қышқылдардың әртүрлі түрлері мен концентрацияларына сәйкес, қышқыл ағынды суларды бейорганикалық қышқыл ағынды сулар және органикалық қышқыл ағынды сулар деп бөлуге болады. Күшті қышқыл ағынды сулар және әлсіз қышқыл ағынды сулар; Моноқышқыл ағынды сулар және полиқышқыл ағынды сулар; Төмен концентрациялы қышқыл ағынды сулар және жоғары концентрациялы қышқыл ағынды сулар. Әдетте қышқыл ағынды суларда кейбір қышқылдардан басқа, көбінесе ауыр металл иондары мен олардың тұздары және басқа да зиянды заттар болады. Қышқыл ағынды сулар шахта дренажы, гидрометаллургия, болат прокаты, болат пен түсті металдарды беттік қышқылмен өңдеу, химия өнеркәсібі, қышқыл өндірісі, бояғыштар, электролиз, гальваникалық қаптау, жасанды талшықтар және басқа да өнеркәсіп салалары сияқты кең ауқымды көздерден келеді. Жалпы қышқыл ағынды сулар - күкірт қышқылы ағынды сулары, одан кейін тұз қышқылы және азот қышқылы ағынды сулары. Қытай жыл сайын шамамен бір миллион текше метр өнеркәсіптік қышқыл қалдықтарын төгуге дайын, егер бұл ағынды сулар тазартусыз тікелей төгілсе, ол құбырларды коррозияға ұшыратады, дақылдарға зиян келтіреді, балықтарға зиян келтіреді, кемелерге зиян келтіреді және қоршаған ортаның денсаулығын бұзады. Өнеркәсіптік қышқыл ағынды суларды төгу алдында ұлттық ағызу стандарттарына сәйкес тазарту қажет, қышқыл ағынды суларды қайта өңдеуге және қайта пайдалануға болады. Қалдық қышқылды өңдеу кезінде тұзды өңдеу, концентрациялау әдісі, химиялық бейтараптандыру әдісі, экстракция әдісі, ион алмасу шайыры әдісі, мембрананы бөлу әдісі және т.б. сияқты әдістерді таңдауға болады.

1. тұзды қайта өңдеу

Тұздау деп аталатын әдіс - қалдық қышқылындағы барлық дерлік органикалық қоспаларды тұндыру үшін көп мөлшерде қаныққан тұзды суды пайдалану. Дегенмен, бұл әдіс тұз қышқылын түзеді және қалдық қышқылындағы күкірт қышқылының қалпына келуіне және пайдаланылуына әсер етеді, сондықтан қалдық қышқылындағы органикалық қоспаларды натрий бисульфатының қаныққан ерітіндісімен тұздау әдісі зерттелді.
Қалдық қышқылының құрамында күкірт қышқылы және әртүрлі органикалық қоспалар бар, олар негізінен аз мөлшерде 6-хлор-3-нитротолуол-4 сульфон қышқылы және толуолмен сульфирлеу, хлорлау және нитрификация процесінде өндірілетін 6-хлор-3-нитротолуол-4-сульфон қышқылынан басқа әртүрлі изомерлерден тұрады. Тұздау әдісі қалдық қышқылындағы барлық дерлік органикалық қоспаларды тұндыру үшін көп мөлшерде қаныққан тұзды суды пайдалану болып табылады. Тұзды қайта өңдеу әдісі қалдық қышқылындағы әртүрлі органикалық қоспаларды кетіріп қана қоймай, сонымен қатар күкірт қышқылын өндіріс цикліне қосу үшін қалпына келтіре алады, бұл шығындар мен энергияны үнемдейді.

2. Қуыру әдісі

Қуыру әдісі тұз қышқылы сияқты ұшпа қышқылға қолданылады, ол қалпына келтіру әсеріне жету үшін күйдіру арқылы ерітіндіден бөлінеді.

3. Химиялық бейтараптандыру әдісі

H+(aq)+OH-(aq)=H2O негізгі қышқыл-негіз реакциясы қышқылды ағынды суларды тазартудың маңызды негізі болып табылады. Қышқылды ағынды суларды тазартудың кең таралған әдістеріне бейтараптандыру және қайта өңдеу, қышқылды-негізді ағынды суларды өзара бейтараптандыру, дәрілік заттарды бейтараптандыру, сүзгілеу арқылы бейтараптандыру және т.б. жатады. Қытайдағы кейбір темір-болат кәсіпорындарының алғашқы кезеңінде олардың көпшілігі тұз қышқылы мен күкірт қышқылын тұздаудың қалдық сұйықтығын тазарту үшін қышқылды-негізді бейтараптандыру әдісін қолданды, осылайша рН мәні ағызу стандартына жетті. Қышқылды-негізді бейтараптандыруға арналған шикізат ретінде натрий карбонаты (сода күлі), натрий гидроксиді, әктас немесе әктас жалпы қолданыста арзан, әк жасау оңай.

4. Экстракция әдісі

Сұйықтық-сұйықтық экстракциясы, сондай-ақ еріткіш экстракциясы деп те аталады, бұл бөлуге қол жеткізу үшін тиісті еріткіштегі шикізат сұйықтығындағы компоненттердің ерігіштігінің айырмашылығын пайдаланатын бірлік операциясы. Қышқылы бар ағынды суларды тазарту кезінде қышқылы бар ағынды сулар мен органикалық еріткіштің толық жанасуын қамтамасыз ету қажет, сонда қалдық қышқылдағы қоспалар еріткішке өтеді. Экстрагентке қойылатын талаптар: (1) қалдық қышқыл инертті, қалдық қышқылмен химиялық әрекеттеспейді және қалдық қышқылда ерімейді; (2) қалдық қышқылдағы қоспалар экстрагент пен күкірт қышқылында жоғары бөліну коэффициентіне ие; (3) Бағасы арзан және алу оңай; (4) Қоспалардан оңай бөлінуі мүмкін, тазарту кезінде аз шығын болады. Кең таралған экстрагенттерге бензол (толуол, нитробензол, хлорбензол), фенолдар (креозот шикі дифенол), галогенденген көмірсутектер (трихлорэтан, дихлорэтан), изопропил эфирі және N-503 жатады.

5. ион алмасу шайыры әдісі

Органикалық қышқыл қалдықтарын ион алмасу шайырымен өңдеудің негізгі қағидасы - кейбір ион алмасу шайырлары қалдық қышқыл ерітіндісінен органикалық қышқылдарды сіңіріп, бейорганикалық қышқылдар мен металл тұздарын шығарып, әртүрлі қышқылдар мен тұздарды бөлуге қол жеткізе алады.

6. мембраналық бөлу әдісі

Қышқыл қалдық сұйықтық үшін диализ және электродиализ сияқты мембраналық өңдеу әдістерін де қолдануға болады. Қышқыл қалдықтарын мембраналық қалпына келтіру негізінен концентрация айырмашылығына негізделген диализ принципін қолданады. Құрылғының тұтас бөлігі диффузиялық диализ мембранасынан, сұйықтықты тарату пластинасынан, арматуралық пластинадан, сұйықтық ағыны пластинасының рамасынан және т.б. тұрады және қалдық сұйықтықтағы заттарды бөлу арқылы бөлу әсеріне қол жеткізеді.

7. салқындату кристалдану әдісі

Салқындату кристалдану әдісі - ерітіндінің температурасын төмендету және еріген затты тұндыру әдісі. Қалдық қышқылды өңдеу процесінде қалдық қышқылдағы қоспалар талаптарға сай келетін және қайта пайдалануға болатын қышқыл ерітіндісін қалпына келтіру үшін салқындатылады. Мысалы, прокат станының ацил жуу процесінен шығарылған қалдық күкірт қышқылында көп мөлшерде темір сульфаты бар, ол концентрация-кристалдану және сүзу процесі арқылы өңделеді. Темір сульфатын сүзу арқылы алып тастағаннан кейін, қышқылды әрі қарай пайдалану үшін болатты тұздау процесіне қайтаруға болады.

Салқындату кристалдануының көптеген өнеркәсіптік қолданылуы бар, олар металл өңдеудегі тұздау процесінде көрсетілген. Болат және механикалық өңдеу процесінде металл бетіндегі тотты кетіру үшін күкірт қышқылының ерітіндісі жиі қолданылады. Сондықтан, қышқыл қалдықтарын қайта өңдеу шығындарды айтарлықтай азайтып, қоршаған ортаны қорғай алады. Бұл процесті жүзеге асыру үшін өнеркәсіпте салқындату кристалдануы қолданылады.

8. Тотығу әдісі

Бұл әдіс ұзақ уақыт бойы қолданылып келеді және оның принципі қалдық күкірт қышқылындағы органикалық қоспаларды тиісті жағдайларда тотықтырғыштармен ыдырату болып табылады, осылайша оны көмірқышқыл газына, суға, азот оксидтеріне және т.б. айналдыруға және күкірт қышқылынан бөлуге болады, осылайша қалдық күкірт қышқылын тазартуға және қалпына келтіруге болады. Жиі қолданылатын тотықтырғыштар - сутегі асқын тотығы, азот қышқылы, хлорлы қышқыл, гипохлор қышқылы, нитрат, озон және т.б. Әрбір тотықтырғыштың өз артықшылықтары мен шектеулері бар.