Happeid sisaldava reovee puhastamine

Happeline reovesi on reovesi, mille pH väärtus on alla 6. Sõltuvalt hapete tüübist ja kontsentratsioonist saab happelise reovee jagada anorgaaniliseks happeliseks reoveeks ja orgaaniliseks happeliseks reoveeks. Tugevalt happeline reovesi ja nõrgalt happeline reovesi; monohappeline reovesi ja polühappeline reovesi; madala kontsentratsiooniga happeline reovesi ja kõrge kontsentratsiooniga happeline reovesi. Tavaliselt sisaldab happeline reovesi lisaks happe sisaldusele sageli ka raskmetallide ioone ja nende sooli ning muid kahjulikke aineid. Happeline reovesi pärineb paljudest allikatest, sealhulgas kaevanduste drenaažist, hüdrometallurgiast, terase valtsimisest, terase ja värviliste metallide pinnatöötlusest happega, keemiatööstusest, happe tootmisest, värvainetest, elektrolüüsist, galvaanilisest katmisest, tehiskiude tootvast tööstussektorist ja muudest tööstussektoritest. Levinud happeline reovesi on väävelhappeline reovesi, millele järgnevad vesinikkloriidhappeline ja lämmastikhappeline reovesi. Igal aastal laseb Hiina keskkonda ligi miljon kuupmeetrit tööstusjäätmeid, mis juhitakse otse ja töötlemata vette, söövitab torustikke, kahjustab põllukultuure, kalu, laevu ja hävitab keskkonna tervist. Tööstuslikku happelist reovett tuleb enne ärajuhtimist töödelda vastavalt riiklikele heitvee standarditele, happelist reovett saab taaskasutada ja taaskasutada. Jäätmehappe töötlemisel saab valida meetodite hulgast soolalahusega töötlemise, kontsentreerimismeetodi, keemilise neutraliseerimise meetodi, ekstraheerimismeetodi, ioonvahetusvaigu meetodi, membraaneraldusmeetodi jne.

1. soola välja ringlussevõtt

Niinimetatud väljasoolamine tähendab suure koguse küllastunud soolase vee kasutamist, et sadestada peaaegu kõik jäätmehappe orgaanilised lisandid. See meetod tekitab aga vesinikkloriidhapet ja mõjutab jäätmehappes oleva väävelhappe taaskasutamist ja kasutamist, seega uuriti jäätmehappe orgaaniliste lisandite väljasoolamise meetodit naatriumbisulfaadi küllastunud lahusega.
Jäätmehape sisaldab väävelhapet ja mitmesuguseid orgaanilisi lisandeid, mis on peamiselt väike kogus 6-kloro-3-nitrotolueen-4-sulfoonhapet ja mitmesuguseid isomeere peale 6-kloro-3-nitrotolueen-4-sulfoonhappe, mis tekib tolueeni sulfoniseerimise, kloorimise ja nitrifikatsiooni protsessis. Soolamismeetod seisneb suure koguse küllastunud soolase vee kasutamises, et sadestada peaaegu kõik jäätmehappe orgaanilised lisandid. Soolamis-ringlussevõtu meetod mitte ainult ei eemalda jäätmehappest mitmesuguseid orgaanilisi lisandeid, vaid ka eraldab väävelhappe tsükliliseks tootmiseks, säästes kulusid ja energiat.

2. Röstimismeetod

Röstimismeetodit rakendatakse lenduvatele hapetele, näiteks vesinikkloriidhappele, mis eraldatakse lahusest röstimise teel, et saavutada taaskasutamisefekt.

3. Keemilise neutraliseerimise meetod

Happe-aluse reaktsioon H+(aq)+OH-(aq)=H2O on samuti oluline alus happeid sisaldava reovee puhastamisel. Happeid sisaldava reovee puhastamise levinumad meetodid hõlmavad neutraliseerimist ja ringlussevõttu, happe-aluse reovee vastastikust neutraliseerimist, ravimite neutraliseerimist, filtreerimise neutraliseerimist jne. Mõnede Hiina raua- ja teraseettevõtete algusaegadel kasutas enamik neist soolhappe ja väävelhappega marineerimise jääkvedeliku töötlemiseks happe-aluse neutraliseerimise meetodit, et saavutada pH väärtus heitvee standardile vastavaks. Happe-aluse neutraliseerimise toorainena kasutatakse üldiselt odavat ja lihtsat lupja.

4. Ekstraheerimismeetod

Vedelik-vedelik ekstraheerimine, tuntud ka kui lahustiekstraktsioon, on ühikoperatsioon, mis kasutab tooraine vedeliku komponentide lahustuvuse erinevust sobivas lahustis eraldamise saavutamiseks. Happeid sisaldava reovee töötlemisel on vaja happeid sisaldav reovesi ja orgaaniline lahusti täielikult kokku viia, et jääkhappes olevad lisandid kanduksid lahustisse. Ekstrahendi nõuded on järgmised: (1) jääkhape peab olema inertne, ei reageeri keemiliselt jääkhappega ega lahustu jääkhappes; (2) jääkhappes olevatel lisanditel on ekstraktori ja väävelhappe vahel kõrge jaotustegur; (3) hind on odav ja kergesti kättesaadav; (4) lisanditest on lihtne eraldada, kadu strippimisel on väike. Levinud ekstraktantide hulka kuuluvad benseen (tolueen, nitrobenseen, klorobenseen), fenoolid (kreosootdifenool), halogeenitud süsivesinikud (trikloroetaan, dikloroetaan), isopropüüleeter ja N-503.

5. ioonvahetusvaigu meetod

Orgaaniliste happejäätmete ioonvahetusvaiguga töötlemise põhiprintsiip on see, et mõned ioonvahetusvaigud suudavad absorbeerida happejäätmete lahusest orgaanilisi happeid ning välistada anorgaanilised happed ja metallisoolad, et saavutada erinevate hapete ja soolade eraldamine.

6. membraaneraldusmeetod

Happeliste vedeljäätmete puhul saab kasutada ka membraanpuhastusmeetodeid, näiteks dialüüsi ja elektrodialüüsi. Jäätmehappe membraanpuhastus toimub peamiselt dialüüsi põhimõttel, mis põhineb kontsentratsioonide erinevusel. Kogu seade koosneb difusioondialüüsi membraanist, vedeliku väljastusplaadist, tugevdusplaadist, vedeliku vooluplaadi raamist jne ning saavutab eraldusefekti, eraldades vedeljäätmetes olevaid aineid.

7. jahutava kristalliseerimise meetod

Jahutuskristalliseerimise meetod on meetod lahuse temperatuuri alandamiseks ja lahustunud aine sadestamiseks. Jääthappe töötlemise protsessis kasutatakse jäätmehappe lisandite jahutamist, et saada nõuetele vastav ja taaskasutatav happelahus. Näiteks valtsimisveski atsüülpesuprotsessist väljuv jäätmeväävelhape sisaldab suures koguses raud(II)sulfaati, mida töödeldakse kontsentreerimis-kristalliseerimise ja filtreerimise teel. Pärast raud(II)sulfaadi filtreerimise teel eemaldamist saab happe tagasi terase peitsimisprotsessi edasiseks kasutamiseks.

Jahutuskristalliseerimisel on palju tööstuslikke rakendusi, mida siin illustreerib metallitöötlemise peitsimisprotsess. Terase- ja mehaanilise töötlemise protsessis kasutatakse metalli pinnalt rooste eemaldamiseks tavaliselt väävelhappe lahust. Seega võib jäätmehappe ringlussevõtt oluliselt vähendada kulusid ja kaitsta keskkonda. Jahutuskristalliseerimist kasutatakse tööstuses selle protsessi saavutamiseks.

8. Oksüdeerimismeetod

Seda meetodit on kasutatud pikka aega ja selle põhimõte on lagundada jäätmeväävelhappes sisalduvaid orgaanilisi lisandeid oksüdeerivate ainetega sobivates tingimustes, et seda saaks muuta süsinikdioksiidiks, veeks, lämmastikoksiidideks jne ning eraldada väävelhappest, et jäätmeväävelhapet saaks puhastada ja taaskasutada. Tavaliselt kasutatavad oksüdeerijad on vesinikperoksiid, lämmastikhape, perkloorhape, hüpokloorhape, nitraat, osoon jne. Igal oksüdeerijal on oma eelised ja piirangud.