การบำบัดน้ำเสียที่มีกรด

น้ำเสียที่เป็นกรดคือน้ำเสียที่มีค่า pH น้อยกว่า 6 น้ำเสียที่เป็นกรดสามารถแบ่งออกเป็นน้ำเสียที่เป็นกรดอนินทรีย์และน้ำเสียที่เป็นกรดอินทรีย์ตามประเภทและความเข้มข้นต่างๆน้ำเสียที่เป็นกรดแก่และน้ำเสียที่เป็นกรดอ่อนน้ำเสียแบบกรดเดี่ยวและน้ำเสียแบบกรดเดี่ยวน้ำเสียที่เป็นกรดความเข้มข้นต่ำและน้ำเสียที่เป็นกรดความเข้มข้นสูงโดยปกติแล้ว น้ำเสียที่เป็นกรด นอกจากจะมีกรดบางชนิดแล้ว มักประกอบด้วยไอออนของโลหะหนัก เกลือ และสารอันตรายอื่นๆ ด้วยน้ำเสียที่เป็นกรดมาจากแหล่งต่างๆ มากมาย รวมถึงการระบายน้ำจากเหมือง การทำโลหะวิทยาด้วยพลังน้ำ การรีดเหล็ก การบำบัดด้วยกรดบนพื้นผิวของเหล็กและโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก อุตสาหกรรมเคมี การผลิตกรด สีย้อม การอิเล็กโทรไลซิส การชุบด้วยไฟฟ้า เส้นใยเทียม และภาคอุตสาหกรรมอื่นๆน้ำเสียที่เป็นกรดทั่วไปคือน้ำเสียที่เป็นกรดซัลฟิวริก ตามด้วยกรดไฮโดรคลอริกและน้ำเสียที่เป็นกรดไนตริกทุกๆ ปี จีนกำลังจะปล่อยกรดของเสียทางอุตสาหกรรมเกือบหนึ่งล้านลูกบาศก์เมตร หากน้ำเสียเหล่านี้ถูกปล่อยโดยตรงโดยไม่มีการบำบัด มันจะกัดกร่อนท่อ สร้างความเสียหายต่อพืชผล ทำร้ายปลา สร้างความเสียหายต่อเรือ และทำลายสุขภาพสิ่งแวดล้อมน้ำเสียที่เป็นกรดอุตสาหกรรมต้องได้รับการบำบัดเพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐานการปล่อยแห่งชาติก่อนจะปล่อย น้ำเสียที่เป็นกรดสามารถรีไซเคิลและนำกลับมาใช้ใหม่ได้เมื่อบำบัดกรดของเสีย สามารถเลือกวิธีการได้ ได้แก่ การบำบัดด้วยเกลือ วิธีทำให้เข้มข้น วิธีทำให้สารเคมีเป็นกลาง วิธีการสกัด วิธีเรซินแลกเปลี่ยนไอออน วิธีแยกเมมเบรน ฯลฯ

1. เกลือออกจากการรีไซเคิล

สิ่งที่เรียกว่าการเติมเกลือคือการใช้น้ำเกลืออิ่มตัวจำนวนมากเพื่อตกตะกอนสิ่งเจือปนอินทรีย์เกือบทั้งหมดในกรดของเสียอย่างไรก็ตาม วิธีนี้จะทำให้เกิดกรดไฮโดรคลอริกและส่งผลต่อการนำกรดซัลฟิวริกกลับคืนมาและการใช้ประโยชน์ของกรดของเสีย ดังนั้นจึงได้ศึกษาวิธีการกำจัดสิ่งเจือปนอินทรีย์ในกรดของเสียด้วยสารละลายโซเดียมไบซัลเฟตอิ่มตัว
กรดของเสียประกอบด้วยกรดซัลฟิวริกและสิ่งสกปรกอินทรีย์ต่างๆ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นกรดซัลโฟนิก 6-คลอโร-3-ไนโตรโทลูอีน-4 จำนวนเล็กน้อยและไอโซเมอร์ต่างๆ นอกเหนือจากกรด 6-คลอโร-3-ไนโตรโทลูอีน-4-ซัลโฟนิกที่ผลิตโดยโทลูอีนใน กระบวนการซัลโฟเนชัน คลอรีน และไนตริฟิเคชันวิธีการกำจัดเกลือคือการใช้น้ำเกลืออิ่มตัวจำนวนมากเพื่อตกตะกอนสิ่งเจือปนอินทรีย์เกือบทั้งหมดในกรดของเสียวิธีการรีไซเคิลโดยใช้เกลือไม่เพียงแต่สามารถกำจัดสิ่งเจือปนอินทรีย์ต่างๆ ในกรดของเสียเท่านั้น แต่ยังนำกรดซัลฟิวริกกลับมาใช้ในการผลิตวงจร ซึ่งช่วยประหยัดต้นทุนและพลังงาน

2. วิธีการคั่ว

วิธีการคั่วจะใช้กับกรดระเหย เช่น กรดไฮโดรคลอริก ซึ่งแยกออกจากสารละลายโดยการคั่วเพื่อให้ได้ผลในการคืนสภาพ

3. วิธีการทำให้สารเคมีเป็นกลาง

ปฏิกิริยากรด-เบสพื้นฐานของ H+(aq)+OH-(aq)=H2O ยังเป็นพื้นฐานที่สำคัญสำหรับการบำบัดน้ำเสียที่มีกรดอีกด้วยวิธีการทั่วไปในการบำบัดน้ำเสียที่มีกรด ได้แก่ การทำให้เป็นกลางและการรีไซเคิล การทำให้เป็นกลางร่วมกันของน้ำเสียที่เป็นกรด การทำให้เป็นกลางของยา การทำให้เป็นกลางของการกรอง ฯลฯ ในช่วงแรก ๆ ของวิสาหกิจเหล็กและเหล็กกล้าบางแห่งในประเทศจีน ส่วนใหญ่ใช้วิธีการ การวางตัวเป็นกลางของกรด-เบสเพื่อบำบัดของเหลวเสียของกรดไฮโดรคลอริกและการดองกรดซัลฟูริก เพื่อให้ค่า pH ถึงมาตรฐานการปล่อยโซเดียมคาร์บอเนต (โซดาแอช) โซเดียมไฮดรอกไซด์ หินปูน หรือมะนาวเป็นวัตถุดิบในการทำให้กรดเบสเป็นกลาง การใช้งานทั่วไปมีราคาถูก ง่ายต่อการทำมะนาว

4. วิธีการสกัด

การสกัดของเหลว-ของเหลวหรือที่เรียกว่าการสกัดด้วยตัวทำละลาย เป็นการดำเนินการแบบหน่วยที่ใช้ความแตกต่างในการละลายของส่วนประกอบในของเหลวของวัตถุดิบในตัวทำละลายที่เหมาะสมเพื่อให้เกิดการแยกตัวในการบำบัดน้ำเสียที่มีกรด จำเป็นต้องทำให้น้ำเสียที่มีกรดและตัวทำละลายอินทรีย์สัมผัสกันอย่างเต็มที่ เพื่อให้สิ่งเจือปนในกรดของเสียถูกถ่ายโอนไปยังตัวทำละลายข้อกำหนดของสารสกัดคือ:(1) สำหรับกรดของเสียนั้นเป็นกรดเฉื่อย ไม่ทำปฏิกิริยาทางเคมีกับกรดของเสีย และไม่ละลายในกรดของเสีย(2) สิ่งเจือปนในกรดของเสียมีค่าสัมประสิทธิ์การแบ่งส่วนสูงในสารสกัดและกรดซัลฟิวริก(3) ราคาถูกและหาง่าย(4) ง่ายต่อการแยกออกจากสิ่งสกปรก สูญเสียเล็กน้อยเมื่อปอกสารสกัดทั่วไป ได้แก่ เบนซีน (โทลูอีน ไนโตรเบนซีน คลอโรเบนซีน) ฟีนอล (ครีโอโซตดิบไดฟีนอล) ไฮโดรคาร์บอนที่มีฮาโลเจน (ไตรคลอโรอีเทน ไดคลอโรอีเทน) ไอโซโพรพิลอีเทอร์ และ N-503

5. วิธีเรซินแลกเปลี่ยนไอออน

หลักการพื้นฐานของการบำบัดของเหลวของเสียที่เป็นกรดอินทรีย์ด้วยเรซินแลกเปลี่ยนไอออนคือเรซินแลกเปลี่ยนไอออนบางชนิดสามารถดูดซับกรดอินทรีย์จากสารละลายกรดของเสีย และแยกกรดอนินทรีย์และเกลือของโลหะออกเพื่อให้สามารถแยกกรดและเกลือต่างๆ ได้

6. วิธีการแยกเมมเบรน

สำหรับของเสียที่เป็นกรด สามารถใช้วิธีบำบัดเมมเบรน เช่น การล้างไตและการแยกด้วยไฟฟ้าด้วยไฟฟ้าได้การนำเมมเบรนของกรดของเสียกลับมาใช้เป็นหลักจะใช้หลักการฟอกไตซึ่งขับเคลื่อนด้วยความแตกต่างของความเข้มข้นอุปกรณ์ทั้งหมดประกอบด้วยเมมเบรนฟอกไตแบบแพร่ แผ่นจ่ายของเหลว แผ่นเสริมแรง กรอบแผ่นไหลของเหลว ฯลฯ และบรรลุผลการแยกโดยการแยกสารในของเหลวเสีย

7. วิธีการตกผลึกแบบเย็น

วิธีการตกผลึกการทำให้เย็นลงเป็นวิธีการลดอุณหภูมิของสารละลายและทำให้ตกตะกอนตัวถูกละลายใช้ในกระบวนการบำบัดกรดของเสีย โดยให้สิ่งเจือปนในกรดของเสียถูกทำให้เย็นลงเพื่อนำสารละลายกรดกลับมาใช้ใหม่ตามความต้องการและสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ตัวอย่างเช่น กรดซัลฟิวริกของเสียที่ปล่อยออกมาจากกระบวนการล้างอะซิลของโรงรีดมีเฟอร์รัสซัลเฟตจำนวนมาก ซึ่งได้รับการบำบัดโดยกระบวนการตกผลึกแบบเข้มข้นและการกรองหลังจากกำจัดเฟอร์รัสซัลเฟตโดยการกรองแล้ว กรดก็สามารถกลับเข้าสู่กระบวนการดองเหล็กเพื่อใช้ต่อไปได้
การตกผลึกด้วยการทำความเย็นมีการใช้งานทางอุตสาหกรรมมากมาย ซึ่งแสดงไว้ที่นี่โดยกระบวนการดองในกระบวนการแปรรูปโลหะในกระบวนการแปรรูปเหล็กและเครื่องจักรกล มักใช้สารละลายกรดซัลฟิวริกเพื่อขจัดสนิมบนพื้นผิวโลหะดังนั้นการรีไซเคิลกรดของเสียจึงสามารถลดต้นทุนและปกป้องสิ่งแวดล้อมได้อย่างมากการตกผลึกด้วยการทำความเย็นใช้ในอุตสาหกรรมเพื่อให้บรรลุกระบวนการนี้

8. วิธีการออกซิเดชั่น

วิธีนี้ใช้กันมานานและหลักการคือการสลายสิ่งเจือปนอินทรีย์ในกรดซัลฟิวริกของเสียโดยการออกซิไดซ์ภายใต้สภาวะที่เหมาะสมเพื่อให้สามารถแปลงเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ น้ำ ไนโตรเจนออกไซด์ ฯลฯ และ แยกออกจากกรดซัลฟิวริกเพื่อให้สามารถทำให้กรดซัลฟิวริกของเสียบริสุทธิ์และนำกลับมาใช้ใหม่ได้สารออกซิแดนท์ที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ กรดไนตริก กรดเปอร์คลอริก กรดไฮโปคลอรัส ไนเตรต โอโซน และอื่นๆตัวออกซิไดเซอร์แต่ละตัวมีข้อดีและข้อจำกัดของตัวเอง