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什么是废酸废碱?

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废酸废碱液的治理一直是我国固体废弃物污染治理的一个核心问题。随着工业的发展,废酸废碱液的排放量也随之增加,对废酸废碱液的治理问题引起了研究人员的重视。那么,什么是废酸废碱?怎样处理废酸废碱呢?

关于废酸废碱的简介

什么是废酸?

废酸就是浓度降到不能在起磺化反应的硫酸。在用浓硫酸作为磺化剂时,每引入一个磺基就生成1mol水,随着磺化反应的进行,硫酸的浓度逐渐降低,对于具体的磺化过程,当硫酸浓度降低到一定程度时,磺化反应的速率几乎慢的停止。

1919年Guyot用“π值”表示这种“废酸”的浓度,π值是将废酸中所含H2SO4的质量换算成SO3的质量后的质量百分数。

什么是废碱?

废碱液是指主要来自石油产品的碱洗精制,如石油化工生产原料中所含的硫化物会分解生成硫化氢等酸性化合物,为除去这些有害物质,往往用碱加以洗涤。碱洗后一般生成Na2S、Na2CO3、含酚钠盐等,还有部分未反应的碱一起成为废碱液,并且其中还溶解了某些烃类化合物。由于被洗的产品不同,废碱液的性质和组成也不相同。

废酸废碱的来源

含酸废水主要来自制酸厂、化工厂、化学纤维厂、染料厂、金属酸洗车间和电镀车间等。其中有的含有无机酸,有的含有机酸,或二者兼有。含酸浓度差异很大,低的小于1%,高的大于10%。

含碱废水主要来自制碱厂、制浆造纸厂、印染厂、皮革厂、炼油厂等。其中有的含无机碱,有的含有机碱。含碱浓度有的高于5%,有的低于1%。酸碱废水中,除含有酸、碱以外,还可能含有酸式盐、碱式盐以及其他无机物、有机物。

废酸废碱的危害

酸在化工、钢铁等行业广泛应用。在许多生产过程中,酸的利用率很低,大量的酸随同含酸废水排放出去。这些废水如不经过处理而排放到环境中,不仅会使水体或土壤酸化,对生态环境造成危害,而且浪费大量资源。而废碱水具有较强的腐蚀性,废碱液具有强碱性,若不经适当的预处理,高浓度的废碱液进入污水生化处理系统后,会抑制微生物的生长繁殖,严重时可使微生物大量死亡,从而影响污水处理场的正常运行和总排废水的达标排放。。

废酸废碱的回收利用

废酸处理方法

废酸中酸浓度较高,可经处理后回收再用。处理主要是去除废酸中的杂质,同时对酸增浓。处理方法有浓缩法、氧化法、萃取法和结晶法等。

浓缩法该法是在加热浓缩废稀酸的过程中,使其中的有机物发生氧化、聚合等反应,

转变为深色胶状物或悬浮物后过滤除去,从而达到去除杂质、浓缩稀酸的双重目的。这类方法应用较广泛,技术较成熟。在普遍应用高温浓缩法的基础上又发展了较为先进的低温浓缩法。

一、高温浓缩法

废酸沉淀过滤后,直接加热蒸馏,回收浓度较高的酸液。

二、低温浓缩法

高温浓缩法的缺点在于:酸的强腐蚀性和酸雾对设备和操作人员的危害很大,实际操作非常麻烦。因此,近年来开发出了一种改进的浓缩法,称为汽液分离型非挥发性溶液浓缩法(简称WCG法)〔3〕。WCG法的原理和工艺如下:将废稀酸由储槽用耐酸泵打入循环浓缩塔浓缩,然后经换热器加热后进入造雾器和扩散器强迫雾化并进一步强迫汽化,分离后的气体经高度除雾后进入气体净化器,净化后排放。分离后的酸液再度回到循环浓缩塔,经反复循环浓缩蒸馏,达到浓度要求后,用泵打入酸液储罐。该法与高温浓缩法相比,蒸发温度低(50~60℃),蒸汽消耗量少,费用低。

三、氧化法

该法应用已久,原理是用氧化剂在适当的条件下将废硫酸中的有机杂质氧化分解,使其转变为二氧化碳、水、氮的氧化物等从硫酸中分离出去,从而使废硫酸净化回收。常用的氧化剂有过氧化氢、硝酸、高氯酸、次氯酸、硝酸盐、臭氧等。

四、萃取法

萃取法是用有机溶剂与废酸充分接触,使废酸中的杂质转移到溶剂中来。对于萃取剂的要求是:

(1)对于酸是惰性的,不与酸起化学反应也不溶于酸;(2)废酸中的杂质在萃取剂和酸中有很高的分配系数;

(3)价格便宜,容易得到;

(4)容易和杂质分离,反萃时损失小。

常见的萃取剂有苯类(甲苯、硝基苯、氯苯)、酚类(杂酚油、粗二苯酚)、卤化烃类(三氯乙烷、二氯乙烷)、异丙醚和N-503等。

与其它方法相比,萃取法的技术要求较高,萃取剂要同时满足上述4项要求并不容易,而且运行费用也较高。

五、结晶法

当废酸中含有大量的有机或无机杂质时,根据其特性可考虑选择结晶沉淀的方法除去杂质。

废碱处理方法

一、酸碱中和法

废碱液的pH很高,不能直接排放,需加入废酸将pH调到中性,中和释放出的H2S、CO2气体被汽提出来后另行处理,是一条废碱液排放处理的有效途径。

我国20世纪80年代兴建的一批乙烯装置普遍采用这一方法治理废碱液。如金山石化总厂乙烯厂和扬子石化公司乙烯厂使用的是硫酸酸化-汽提焚烧路线治理废碱液。

该方法是先除去废碱液中的黄油,然后用98%的浓硫酸将乙烯废碱液酸化到pH=2~4左右,在中和罐内进行反应,硫化钠溶液转化为硫酸钠溶液,送到污水厂进行生化后处理排放,中和时产生的H2S、CO2气体被气提出来后送到火炬燃烧。

二、氧化法

该法主要是通过各种氧化剂的氧化作用把废碱液中的硫化物转化为无害的硫酸盐、硫代硫酸盐、亚硫酸盐等。CAD软件素材教程下载www.fke6.com四五设计网www.45te.com设计学徒自学网www.sx1c.com

其缺点是:

1、一次性投资和运行成本较高;

2、处理效果还不够理想,处理后污水的COD仍高达5g/L,仍无法满足污水处理厂的进水水质要求,需要稀释,增大污水处理厂负荷;

3、管线易堵塞;

4、操作压力高,产生有毒气体(硫化氢),存在安全风险。

三、废碱液综合利用

乙烯碱洗废液的综合利用应该包括以下几个过程:

(1)除去油类物质(包括悬浮物);

(2)硫化物(包括Na2S和有机硫)和CO32-的利用;

(3)剩余碱的利用。

乙烯废碱液中的NaOH和Na2S都是碱法制浆蒸煮液中的有效成分,从理论上讲,只要将废碱液中的油类物质去除掉,就可以将其用于制浆造纸。对于NaOH和Na2S含量很高,Na2CO3含量也较高的废碱液,如能除去其中的CO32-则能够用来制浆造纸,而Na2CO3含量较低的废碱液,可直接用作造纸蒸煮液。

废碱液能否用于制浆造纸的关键是能否较彻底的除去其中的油类,但按照目前治理废碱液的工艺很难达到这样的要求,除油不净则所生产的纸张上会带有无法去除的油渍,此外这一利用方式的实施还有赖于附近有能够接受这种碱液的造纸厂。

四、生物处理法

生物处理法是通过微生物的新陈代谢作用,使废水中的有机物等污染物质被微生物降解并转化为无害物质的过程。它是目前应用较普遍的废水处理技术,而且经济。

由此可见,废酸废碱危害性很大,回收处理很难,在充分利用现行构筑物的基础上,利用生化技术处理废酸废碱液,实现降低成本及达标排放是最适合我国目前国情的技术。

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