酸を含む排水の処理

酸性廃水は、pH値が6未満の廃水です。酸の種類と濃度に応じて、酸性廃水は、無機酸廃水と有機酸廃水に分類できます。強酸性排水と弱酸性排水。一酸廃水およびポリ酸廃水。低濃度酸性排水と高濃度酸性排水。通常、酸性廃水には、ある程度の酸が含まれることに加えて、重金属イオンやその塩、その他の有害物質も含まれることがよくあります。酸性廃水は、鉱山排水、湿式冶金、鉄鋼圧延、鉄鋼および非鉄金属の表面酸処理、化学工業、酸製造、染料、電気分解、電気めっき、人造繊維およびその他の産業部門を含む幅広い供給源から来ます。一般的な酸性廃水は硫酸廃水であり、次に塩酸廃水、硝酸廃水が続きます。中国は毎年、100万立方メートル近くの産業廃酸を排出しようとしているが、これらの廃水を処理せずに直接排出すると、パイプラインを腐食し、作物に損害を与え、魚に害を与え、船舶に損害を与え、環境衛生を破壊することになる。工業用酸廃水は排出前に国の排出基準を満たすように処理する必要があり、酸廃水はリサイクルして再利用できます。廃酸を処理する場合、塩処理法、濃縮法、化学中和法、抽出法、イオン交換樹脂法、膜分離法などの方法が選択できます。

1.塩析リサイクル

いわゆる塩析とは、大量の飽和食塩水を用いて廃酸中の有機不純物をほぼすべて沈殿させることである。しかし、この方法では塩酸が生成し、廃酸中の硫酸の回収・利用に影響を与えるため、廃酸中の有機不純物を重硫酸ナトリウム飽和溶液で塩析する方法が検討された。
廃酸には硫酸や各種有機不純物が含まれており、主に少量の 6-クロロ-3-ニトロトルエン-4-スルホン酸や、トルエンから生成される 6-クロロ-3-ニトロトルエン-4-スルホン酸以外の各種異性体が含まれています。スルホン化、塩素化、硝化のプロセス。塩析法は、大量の飽和食塩水を用いて廃酸中の有機不純物をほぼすべて沈殿させる方法です。塩析リサイクル法では、廃酸中の各種有機不純物を除去できるだけでなく、硫酸を回収してサイクル生産することができ、コストとエネルギーを節約できます。

2. 焙煎方法

塩酸などの揮発性の酸を焙焼法により溶液から分離し、回収効果を発揮します。

3. 化学的中和法

H+(aq)+OH-(aq)=H2O という塩基性酸塩基反応も、酸を含む廃水の処理の重要な基礎です。酸を含む廃水の一般的な処理方法には、中和とリサイクル、酸塩基廃水の相互中和、薬剤の中和、濾過中和などが含まれます。中国の一部の鉄鋼企業の初期には、そのほとんどが次の方法を使用していました。塩酸・硫酸酸洗廃液を酸塩基中和処理し、pH値が排出基準値となるように処理します。酸塩基中和の原料として炭酸ナトリウム（ソーダ灰）、水酸化ナトリウム、石灰石、石灰があり、安価で製造が容易な石灰が一般的です。

4. 抽出方法

溶媒抽出とも呼ばれる液液抽出は、適切な溶媒に対する原料液体の成分の溶解度の違いを利用して分離を達成する単位操作です。酸含有排水の処理においては、酸含有排水と有機溶剤とを十分に接触させ、廃酸中の不純物を溶剤に移行させる必要がある。抽出剤の要件は次のとおりです。(1) 廃酸は不活性であり、廃酸と化学反応せず、廃酸に溶解しません。（２）廃酸中の不純物は、抽出剤および硫酸において高い分配係数を有する。（３）価格が安く入手しやすい。(4) 不純物との分離が容易で、剥離時のロスが少ない。一般的な抽出剤には、ベンゼン (トルエン、ニトロベンゼン、クロロベンゼン)、フェノール (クレオソート粗ジフェノール)、ハロゲン化炭化水素 (トリクロロエタン、ジクロロエタン)、イソプロピル エーテル、N-503 などがあります。

5. イオン交換樹脂法

イオン交換樹脂による有機酸廃液の処理の基本原理は、一部のイオン交換樹脂が廃酸溶液から有機酸を吸収し、無機酸と金属塩を除去して、さまざまな酸と塩を分離できることです。

6. 膜分離法

酸性廃液の場合には、透析や電気透析などの膜処理方法も利用できます。廃酸の膜回収は主に濃度差による透析の原理を採用しています。装置全体は拡散透析膜、送液プレート、補強プレート、液流プレートフレーム等で構成され、廃液中の物質を分離することで分離効果を発揮します。

7. 冷却結晶化法

冷却晶析法は溶液の温度を下げて溶質を析出させる方法です。廃酸処理工程において、廃酸中の不純物を冷却し、条件を満たす酸溶液を回収し、再利用するために使用されます。例えば、圧延機のアシル洗浄工程から排出される廃硫酸には硫酸第一鉄が多量​​に含まれており、濃縮晶析、濾過の工程が行われます。硫酸第一鉄を濾過により除去した後、酸を鋼の酸洗プロセスに戻して継続使用することができます。
冷却結晶化には多くの産業用途があり、ここでは金属加工における酸洗いプロセスで説明します。鉄鋼や機械加工のプロセスでは、金属表面の錆を除去するために硫酸溶液がよく使用されます。したがって、廃酸のリサイクルはコストを大幅に削減し、環境を保護することができます。冷却結晶化は、このプロセスを達成するために産業界で使用されています。

8. 酸化方法

この方法は古くから用いられており、原理は廃硫酸中の有機不純物を酸化剤により適切な条件下で分解し、二酸化炭素、水、窒素酸化物などに変換するものです。硫酸と分離することで、廃硫酸を精製して回収することができます。一般的に使用される酸化剤は、過酸化水素、硝酸、過塩素酸、次亜塩素酸、硝酸塩、オゾンなどです。各酸化剤には利点と限界があります。