Tratamento de águas residuais contendo ácido

Águas residuais ácidas são águas residuais com valor de pH inferior a 6. De acordo com os diferentes tipos e concentrações de ácidos, as águas residuais ácidas podem ser divididas em águas residuais de ácidos inorgânicos e águas residuais de ácidos orgânicos.Águas residuais com ácido forte e águas residuais com ácido fraco;Águas residuais monoácidas e águas residuais poliácidas;Águas residuais ácidas de baixa concentração e águas residuais ácidas de alta concentração.Normalmente, as águas residuais ácidas, além de conterem algum ácido, muitas vezes também contêm íons de metais pesados ​​e seus sais e outras substâncias nocivas.As águas residuais ácidas provêm de uma ampla variedade de fontes, incluindo drenagem de minas, hidrometalurgia, laminação de aço, tratamento ácido superficial de aço e metais não ferrosos, indústria química, produção de ácidos, corantes, eletrólise, galvanoplastia, fibras artificiais e outros setores industriais.As águas residuais ácidas comuns são as águas residuais de ácido sulfúrico, seguidas pelas águas residuais de ácido clorídrico e de ácido nítrico.Todos os anos, a China está prestes a descarregar quase um milhão de metros cúbicos de resíduos industriais ácidos. Se estas águas residuais forem descarregadas directamente sem tratamento, irão corroer condutas, danificar colheitas, prejudicar peixes, danificar navios e destruir a saúde ambiental.As águas residuais ácidas industriais devem ser tratadas para atender aos padrões nacionais de descarga antes da descarga; as águas residuais ácidas podem ser recicladas e reutilizadas.Ao tratar o ácido residual, os métodos podem ser selecionados incluindo tratamento com sal, método de concentração, método de neutralização química, método de extração, método de resina de troca iônica, método de separação por membrana, etc.

1. Reciclagem de sal

A chamada salga consiste em usar uma grande quantidade de água salgada saturada para precipitar quase todas as impurezas orgânicas no ácido residual.No entanto, este método produzirá ácido clorídrico e afetará a recuperação e utilização de ácido sulfúrico no ácido residual, por isso foi estudado o método de salgar as impurezas orgânicas no ácido residual com solução saturada de bissulfato de sódio.
O ácido residual contém ácido sulfúrico e várias impurezas orgânicas, que são principalmente uma pequena quantidade de ácido 6-cloro-3-nitrotolueno-4 sulfônico e vários isômeros diferentes do ácido 6-cloro-3-nitrotolueno-4-sulfônico produzido pelo tolueno em o processo de sulfonação, cloração e nitrificação.O método de salga consiste em usar uma grande quantidade de água salgada saturada para precipitar quase todas as impurezas orgânicas no ácido residual.O método de reciclagem salt-out pode não apenas remover várias impurezas orgânicas do ácido residual, mas também recuperar ácido sulfúrico para colocar no ciclo de produção, economizando custos e energia.

2. Método de torrefação

O método de torrefação é aplicado ao ácido volátil, como o ácido clorídrico, que é separado da solução por torrefação para obter o efeito de recuperação.

3. Método de neutralização química

A reação ácido-base básica de H+(aq)+OH-(aq)=H2O também é uma base importante para o tratamento de águas residuais contendo ácido.Os métodos comuns para o tratamento de águas residuais contendo ácido incluem neutralização e reciclagem, neutralização mútua de águas residuais ácido-base, neutralização de medicamentos, neutralização de filtração, etc. Nos primeiros dias de algumas empresas siderúrgicas na China, a maioria delas usava o método de neutralização ácido-base para tratar o líquido residual de ácido clorídrico e decapagem com ácido sulfúrico, para que o valor de pH atinja o padrão de descarga.Carbonato de sódio (carbonato de sódio), hidróxido de sódio, calcário ou cal como matéria-prima para neutralização ácido-base, o uso geral é barato e fácil de fazer cal.

4. Método de extração

A extração líquido-líquido, também conhecida como extração por solvente, é uma operação unitária que utiliza a diferença de solubilidade dos componentes do líquido da matéria-prima no solvente apropriado para conseguir a separação.No tratamento de águas residuais contendo ácido, é necessário fazer com que as águas residuais contendo ácido e o solvente orgânico entrem em contato total, para que as impurezas do ácido residual sejam transferidas para o solvente.Os requisitos do extrator são: (1) que o ácido residual seja inerte, não reaja quimicamente com o ácido residual e não se dissolva no ácido residual;(2) As impurezas no ácido residual apresentam alto coeficiente de partição no extrator e no ácido sulfúrico;(3) O preço é barato e fácil de conseguir;(4) Fácil de separar das impurezas, pequena perda durante a remoção.Extratores comuns incluem benzeno (tolueno, nitrobenzeno, clorobenzeno), fenóis (difenol bruto de creosoto), hidrocarbonetos halogenados (tricloroetano, dicloroetano), éter isopropílico e N-503.

5. Método de resina de troca iônica

O princípio básico do tratamento de resíduos de ácidos orgânicos por resina de troca iônica é que algumas resinas de troca iônica podem absorver ácidos orgânicos da solução de resíduos de ácidos e excluir ácidos inorgânicos e sais metálicos para conseguir a separação de diferentes ácidos e sais.

6. Método de separação por membrana

Para líquidos residuais ácidos, também podem ser utilizados métodos de tratamento por membrana, como diálise e eletrodiálise.A recuperação de ácidos residuais por membrana adota principalmente o princípio da diálise, que é impulsionado pela diferença de concentração.Todo o dispositivo é composto por membrana de diálise de difusão, placa de distribuição de líquido, placa de reforço, estrutura da placa de fluxo de líquido, etc., e obtém efeito de separação separando substâncias em líquidos residuais.

7. Método de cristalização por resfriamento

O método de cristalização por resfriamento é um método para reduzir a temperatura da solução e precipitar o soluto.É utilizado no processo de tratamento de resíduos ácidos para que as impurezas do ácido residual sejam resfriadas para recuperar a solução ácida que atenda aos requisitos e possa ser reutilizada.Por exemplo, o ácido sulfúrico residual descarregado do processo de lavagem de acila de um laminador contém uma grande quantidade de sulfato ferroso, que é tratado pelo processo de concentração-cristalização e filtração.Após a remoção do sulfato ferroso por filtração, o ácido pode retornar ao processo de decapagem do aço para uso continuado.
A cristalização por resfriamento tem muitas aplicações industriais, que são ilustradas aqui pelo processo de decapagem no processamento de metal.No processo de processamento mecânico e de aço, a solução de ácido sulfúrico é comumente usada para remover a ferrugem da superfície do metal.Portanto, a reciclagem de resíduos ácidos pode reduzir significativamente os custos e proteger o meio ambiente.A cristalização por resfriamento é usada na indústria para realizar esse processo.

8. Método de oxidação

Este método é utilizado há muito tempo e o princípio é decompor as impurezas orgânicas do ácido sulfúrico residual por meio de agentes oxidantes em condições adequadas, para que possa ser convertido em dióxido de carbono, água, óxidos de nitrogênio, etc., e separado do ácido sulfúrico, para que o ácido sulfúrico residual possa ser purificado e recuperado.Os oxidantes comumente usados ​​são peróxido de hidrogênio, ácido nítrico, ácido perclórico, ácido hipocloroso, nitrato, ozônio e assim por diante.Cada oxidante tem suas vantagens e limitações.