مقالات

فاضلاب اسیدی و نحوه خنثی سازی اسید - تصفیه فاضلاب اسیدی

فروردين 12st, 1394

1- مقدمه
بازيافت اسيد و به حداقل رسانيدن مقدار اسيد دفعی به محيط بسيار مهم است. سه روش برای به حداقل رسانيدن مواد زائد دفعی وجود دارد.
- مصرف متناسب با نياز
- استفاده مجدد
- تصفيه


مصرف متناسب با نیاز باعث صرفه جوییو كاهش مواد زائد دفعیمیشود . استفاده صحیح از اسید، عدم اختلاط اسید با مواد شیمیائیدیگر، دقت در انتقال میزان اسید مورد نیاز نمونه مواردیهستند كه میتواند در كاهش اسید دفعیموثر باشد. روش دیگر كاهش ضایعات، استفاده مجدد است. استفاده مجدد اسید براییك فرآیند یا فرآیندهایدیگر میتواند موثر باشد. برایاین مهم میتوان یك تانك برایذخیره اسیدهایمازاد برگشتیدر نظر گرفت و به جایتخلیه اسید به سیستم فاضلاب، با رعایت موارد ایمنیاسید را به تانك ذخیره منتقل و از آن مجددا“ استفاده نموده استفاده مجدداز اسید مصرف نشده و مازاد علاوه بر كاهش ضایعات موجب صرفه جوییدر خرید مواد شیمیائیمیشود.
تصفیه اسیدهایدورریز آخرین روش كاهش خطرات دفع اسید میباشد اسیدهایدفعیباید خنثیشده به نحویكه خطرات زیست محیطیبرایانتقال و دفع آن نداشته باشد. تصفیه به عنوان آخرین راه حل میباشد. روش كاهش خطر اسیدها خنثیسازیآنها است .

2- خنثیسازی
اگر اسید به فلزات و آلاینده هایخطرناك آلوده نباشد میتوان آن را خنثیو دفع نمود. خنثیسازیاسید هزینه هایدفع را كاهش میدهد.
غالبا“ فاضلابهایصنعتیاسیدییا بازیبوده و ممكن است قبل از تصفیه هایبعدییا ورود به سیستم فاضلابرویبهداشتیشهر به خنثیسازینیاز داشته باشد فاضلابهایاسیدیرا میتوان با عبور از بسترهایستون آهكی، از طریق افزودن آهك، سود سوزآور (NAON) یا كربنات سدیم (Na2 Co3) خنثینمود. فاضلابهایاسیدیرا میتوان با آهك هیدراته خنثیكرد. معمولا“ دو یا سد مخزن مجهز به همزن بصورت سریبكار میرود. هر مخزن داراییك آشكار ساز PH است .
از آنجا كه آهك ارزانتر از سایر قلیاها میباشد متداولترین ماده شیمیائیمورد استفاده برایخنثیسازیاست. سود سوزآور (Naoh) یا خاكستر سودا (Na2Co3) نیز به طریق مشابهیمورد استفاده قرار میگیرند. تصفیه با آهك اغلب در تصفیه فاضلاب به كار میرود آهك آبدیده توسط واكنش آهك زنده (Cao) با آب تهیه میشود. آهك زنده به شكل خشك بصورت گرانول یا كلوخه در دسترس است كه شكل كلوخه آن بیشتر معمولیاست. آهك زنده معمولا" 90-70 درصد Cao و وزن مخصوص kg/m3 1120-880 را داراست. آهك زنده به شكل كیسه، بشكه و یا فله حمل میگردد. اگر مقدار آهك مورد نیاز كم باشد، كاربرد آهك هیدراته (Ca(OH)2) مطلوبتر است. چون تجهیزات آماده سازیكمتریلازم دارد. آهك هیدراته 99-82 درصد Ca(OH)2 دارد و به صورت پودر در دسترس است.
برایكنترل PH در حدود خنثیبه سه روش امكان پذیر است
1- روش مداوم بدون كنترل PH
2- روش منقطع با كنترل PH
3- روش مداوم با كنترل PH

1- ساده ترین روش سیستم مداوم بدون كنترل PH است كه در این روش پساب اسیدیاز بستر سنگ آهك عبور داده میشود .
2- در روش منقطع (Batch) برایخنثیكردن پساب قلیا اضافه میشود در حین افزایش PH اندازه گیریمیشود و تا رسیدن به PH مورد نظر ادامه مییابد در موقعیكه PH به حد مورد نظر رسید پساب تخلیه میشود .
3- روش پیشرفته كنترل PH در جریان مداوم است كه از PH متربرایاندازه گیریPH استفاده میشود و با توجه به آن مقدار مورد نیاز مواد شیمیائیخنثیكننده اضافه میشود و فاضلاب با همزن یكنواخت میشود .
اسید سولفوریك توسط آهك، خاكستر سودا (كربنات سدیم) و سودا (هیدروكسید سدیم) و هیدروكسید منیزیم خنثیمیشود. خصوصیات خنثیسازیو مقایسه آنها در جدول ارائه شده است. فاكتورهایانتخاب مواد خنثیكننده شامل مقدار لجن تولیدی، خصوصیات عمل آوریلجن و كیفیت پساب میباشد و استفاده از آهك اقتصادیو همچنین دارایمزایا، سرعت خنثیسازی، لجن غلیظ و با حجم كم و نگهداریآسان میباشد.

3- مقایسه انواع قلیاها برایتصفیه پساب
از مواد قلیاییكه برایخنثیسازیاسید استفاده میشود . خصوصیات هر ماده قلیا تشریح میگردد .
برایانتخاب ماده قلیا ویژگیهایمهمیمانند ظرفیت خنثیسازییا مقدار مواد مورد نیاز برایخنثیسازیو هزینه هایتهیه و نگهداریمواد قلیائی، شكل فیزیكی(مایع یا گرانول)، نحوه آماده سازی، خطرات تماس، نقطه انجماد در طراحییستم تصفیه مهم هستند. مواد حاصل از خنثیسازینیز مهم میباشد. جامدات حاصل از خنثیسازیو مواد ناخالصیعامل خنثیسازیدر نظر گرفته شود .
همچنین حداكثر PH قابل دستیابیتوسط عامل خنثیساز مهم است .

3-1- سود سوزآور
مزایایسود سرعت واكنش بالا و معمولا“ عدم تولید لجن میباشد. همچنین امكان دستیابیبه PH بالا نسبت به سایر موارد بیشتر است. نقطه انجماد و خطرات تماس با سود مواردیاست كه باید در نگهداریآن نكات ایمنیو احتیاط را رعایت نمود. بدلیل اینكه سودا یك قلیایقویاست باید پساب دارایعوامل بافریبه حد مناسب باشد .

3-2- خاكستر سودا
این ماده بصورت جاده است و مایع تا غلظت 30% میباشد دیاكسید كربن در حین خنثیسازیآزاد میشود و تولید حباب در محلول مینماید

4- تصفیه فاضلاب اسیدی
اسیدها در صنایع زیادی مورداستفاده قرار می گیرند و خنثی سازی آن یکی از ضرورتهای اکثر تصفیه خانه ها می باشد .
خنثی سازی اسید با افزودن مواد قلیائی به پساب تحت کنترل یک PH متر تا حدی که به حدود خنثی برسد انجام گیرد. تنظیم PH یکی از موارد اولیه و مهم تصفیه فاضلاب شیمیایی می باشد .

5- پارامترهای اصلی خنثی سازی
1- خصوصیات پساب
اسیدی بودن پساب با PH مشخص می شود و PH برابر 7 خنثی بوده و PH کمتراز 7 اسیدی و بزرگتر از 7 قلیایی میباشد .

2- اثرات اسید روی شبکه فاضلاب
فاضلاب اسیدی به سیستم جمع آوری آسیب رسانیده و تولید گازهای خطرناک می کند. همچنین اسید و باز از فعالیت
بیولوژیکی باکتریها در تصفیه خانه جلوگیری می کند .

3- منابع پساب
فاضلاب اسیدی از صنایع شیمیایی، الکتریکی، فلزی، آبکاری و باتری سازی

6- استاندارد تخلیه پساب
PH پساب باید بزرگتر از 5 و كوچکتر از 9 باشد .

7- روش تصفیه
اسیدها به روش خنثی سازی تصفیه می شوند .

1-7- روش خنثی سازی
کنترل PH پساب که تنظیم PH نامیده می شود یکی از فرآیندهای اصلی تصفیه می باشد. روش خنثی سازی شامل افزودن قلیا به فاضلاب اسیدی تا رسیدن به PH حدود 7 می باشد در این حالت تنظیم PH و در یک تانک جمع آوری پساب صورت می گیرد .
مقدار قلیای مورد نیاز برای خنثی سازی از منحنی خنثی سازی تعیین می گردد. منحنی خنثی سازی توسط تیتراسیون نمونه های پساب اسیدی با قلیا رسم می شود. مقدار قلیای مورد نیاز خنثی سازی از منحنی خنثی سازی تعیین می شود. برای طراحی سیستم خنثی سازی شامل ابعاد تانک و تجهیزات تزریق مواد قلیایی از منحنی های خنثی سازی استفاده می شود .

8- طراحیسیستم خنثی سازی
برای خنثی سازی اسید و باز روشهای جرایان مداوم (Continuous) و پیمانه ای کاربرد دارد. در روش مداوم دبی ورودی پساب دارای نوسانات کم بوده و با دبی مشخص وارد سیستم می شود. و با ورود یک متر مکعب پساب به سیستم یک متر مکعب پساب خنثی شده سرریز وخارج می گردد .
سیستم خنثیسازیشامل تانك جمع آوریپساب، تانك جمع آوریاسید غلیظ، تانك خنثیسازیو تانك محلول خنثیسازیمیباشد. مشخصات تانكهایمذكور در این قسمت تشریح میگردد .

1-8- تانک جمع آوری پساب (اسید رقیق )
1-1- حجم مفید باید برای تخلیه ماکزیمم ساعتی به مدت 2 ساعت و بیشتر را داشته باشد .
2-1- تانک باید در مقابل مواد اسیدی مقاوم باشد .
3-1- ورودی و خروجی باید در طرفین تانک (مقابل هم) باشند .
4-1- یک دستگاه همزن مورد نیاز می باشد .
5-1- مقدار آب تغذیه شده به تانک ثابت باشد .

2-8- تانک اسید غلیظ
1-2- حجم مفیدباید برای جمع آوری اسید غلیظ دور ریز کافی باشد .
2-2- تانک در مقابل اسید مقاوم باشد .
3-2- اسید غلیظ باید در تانک جداگانه نگهداری شود و پس از رقیق سازی خنثی شود (برای جلوگیری از ایجاد حرارت )
4-2- اسید غلیظ باید به مقدار ثابت و دبی کم به تانک رقیق سازی تخلیه شود .

8-3- تانک خنثی سازی
1-3- زمان هیدرولیکی باید بیش از از ده دقیقه باشد .
2-3- تانک نسبت به مواد اسیدی مقاوم باشد .
3-3- یک PH متر برای کنترل PH و یا کنترل اتوماتیک نصب شود .
4-3- PH متر باید در محلی نصب شود که اسید و قلیا با هم مخلوط شده باشد .
5-3-مواد قلیایی خنثی ساز باید به پساب ورودی تزریق شود .
6-3- همزن مکانیکی با سرعت حدود 150 دور در دقیقه در تانک نصب شود .
7-3- خنثی سازی دو مرحله ای برای اسید قوی مورد نیاز خواهد بود .
8-3- ورودی و خروجی در طرفین تانک و مقابل هم باشند .

8-4- تانک مواد قلیا
1-4- تانک های مواد شیمیایی باید حجم کافی برای خنثی سازی چند روز را داشته باشد .
2-4- مقدار مواد موجود در تانک به راحتی قابل تعیین باشد .
3-4- تانک نگهداری مواد مقاوم باشد .
4-4- تزریق مواد شیمیایی با پمپ انجام می شود .

عملکرد سیستم خنثی سازی به شرح زیر است :
1- روش خنثی سازی از نوع پیمانه ای می باشد .
2- اسید دور ریز در تانک جمع آوری اسید تخلیه میگردد .
3- اسید به تانک خنثی ساز پمپ میشود .
4- محلول خنثی ساز و آب به پساب اسیدی افزوده می شود .
5-با PH متر میزان PH پساب کنترل می شود .
6- پس از خنثی سازی محلول خنثی شده به تانک ته نشینی تخلیه میشود .
7- پساب ته نشین شده به منهول فاضلاب تخلیه می شود .
8- میتوان برای غبارشوئی قسمت سیمان آنرا وارد تانک خنثی سازی نمود .

ا مقدار مواد مورد نياز برایخنثیسازیو هزينه هایتهيه و نگهداریمواد قليائي، شكل فيزيكی(مايع يا گرانول)، نحوه آماده سازي، خطرات تماس، نقطه انجماد در طراحیيستم تصفيه مهم هستند. مواد حاصل از خنثیسازینيز مهم میباشد. جامدات حاصل از خنثیسازیو مواد ناخالصیعامل خنثیسازیدر نظر گرفته شود .

همچنين حداكثر PH قابل دستيابیتوسط عامل خنثیساز مهم است .

3-1- سود سوزآور
مزايایسود سرعت واكنش بالا و معمولا“ عدم توليد لجن میباشد. همچنين امكان دستيابیبه PH بالا نسبت به ساير موارد بيشتر است. نقطه انجماد و خطرات تماس با سود مواردیاست كه بايد در نگهداریآن نكات ايمنیو احتياط را رعايت نمود. بدليل اينكه سودا يك قليایقویاست بايد پساب دارایعوامل بافریبه حد مناسب باشد .

3-2- خاكستر سودا
اين ماده بصورت جاده است و مايع تا غلظت 30% میباشد دیاكسيد كربن در حين خنثیسازیآزاد میشود و توليد حباب در محلول مینمايد

4- تصفيه فاضلاب اسيدی
اسيدها در صنايع زيادی مورداستفاده قرار می گيرند و خنثی سازی آن يکی از ضرورتهای اکثر تصفيه خانه ها می باشد .
خنثی سازی اسيد با افزودن مواد قليائی به پساب تحت کنترل يک PH متر تا حدی که به حدود خنثی برسد انجام گيرد. تنظيم PH يکی از موارد اوليه و مهم تصفيه فاضلاب شيميايی می باشد .

5- پارامترهای اصلی خنثی سازی
1- خصوصيات پساب
اسيدی بودن پساب با PH مشخص می شود و PH برابر 7 خنثی بوده و PH کمتراز 7 اسيدی و بزرگتر از 7 قليايی میباشد .

2- اثرات اسيد روی شبکه فاضلاب
فاضلاب اسيدی به سيستم جمع آوری آسيب رسانيده و توليد گازهای خطرناک می کند. همچنين اسيد و باز از فعاليت
بيولوژيکی باکتريها در تصفيه خانه جلوگيری می کند .

3- منابع پساب
فاضلاب اسيدی از صنايع شيميايی، الکتريکی، فلزی، آبکاری و باتری سازی

6- استاندارد تخليه پساب
PH پساب بايد بزرگتر از 5 و كوچکتر از 9 باشد .

7- روش تصفيه
اسيدها به روش خنثی سازی تصفيه می شوند .

1-7- روش خنثی سازی
کنترل PH پساب که تنظيم PH ناميده می شود يکی از فرآيندهای اصلی تصفيه می باشد. روش خنثی سازی شامل افزودن قليا به فاضلاب اسيدی تا رسيدن به PH حدود 7 می باشد در اين حالت تنظيم PH و در يک تانک جمع آوری پساب صورت می گيرد .
مقدار قليای مورد نياز برای خنثی سازی از منحنی خنثی سازی تعيين می گردد. منحنی خنثی سازی توسط تيتراسيون نمونه های پساب اسيدی با قليا رسم می شود. مقدار قليای مورد نياز خنثی سازی از منحنی خنثی سازی تعيين می شود. برای طراحی سيستم خنثی سازی شامل ابعاد تانک و تجهيزات تزريق مواد قليايی از منحنی های خنثی سازی استفاده می شود .

8- طراحیسيستم خنثی سازی
برای خنثی سازی اسيد و باز روشهای جرايان مداوم (Continuous) و پيمانه ای کاربرد دارد. در روش مداوم دبی ورودی پساب دارای نوسانات کم بوده و با دبی مشخص وارد سيستم می شود. و با ورود يک متر مکعب پساب به سيستم يک متر مکعب پساب خنثی شده سرريز وخارج می گردد .
سيستم خنثیسازیشامل تانك جمع آوریپساب، تانك جمع آوریاسيد غليظ، تانك خنثیسازیو تانك محلول خنثیسازیمیباشد. مشخصات تانكهایمذكور در اين قسمت تشريح میگردد .

1-8- تانک جمع آوری پساب (اسيد رقيق )
1-1- حجم مفيد بايد برای تخليه ماکزيمم ساعتی به مدت 2 ساعت و بيشتر را داشته باشد .
2-1- تانک بايد در مقابل مواد اسيدی مقاوم باشد .
3-1- ورودی و خروجی بايد در طرفين تانک (مقابل هم) باشند .
4-1- يک دستگاه همزن مورد نياز می باشد .
5-1- مقدار آب تغذيه شده به تانک ثابت باشد .

2-8- تانک اسيد غليظ
1-2- حجم مفيدبايد برای جمع آوری اسيد غليظ دور ريز کافی باشد .
2-2- تانک در مقابل اسيد مقاوم باشد .
3-2- اسيد غليظ بايد در تانک جداگانه نگهداری شود و پس از رقيق سازی خنثی شود (برای جلوگيری از ايجاد حرارت )
4-2- اسيد غليظ بايد به مقدار ثابت و دبی کم به تانک رقيق سازی تخليه شود .

8-3- تانک خنثی سازی
1-3- زمان هيدروليکی بايد بيش از از ده دقيقه باشد .
2-3- تانک نسبت به مواد اسيدی مقاوم باشد .
3-3- يک PH متر برای کنترل PH و يا کنترل اتوماتيک نصب شود .
4-3- PH متر بايد در محلی نصب شود که اسيد و قليا با هم مخلوط شده باشد .
5-3-مواد قليايی خنثی ساز بايد به پساب ورودی تزريق شود .
6-3- همزن مکانيکی با سرعت حدود 150 دور در دقيقه در تانک نصب شود .
7-3- خنثی سازی دو مرحله ای برای اسيد قوی مورد نياز خواهد بود .
8-3- ورودی و خروجی در طرفين تانک و مقابل هم باشند .

8-4- تانک مواد قليا
1-4- تانک های مواد شيميايی بايد حجم کافی برای خنثی سازی چند روز را داشته باشد .
2-4- مقدار مواد موجود در تانک به راحتی قابل تعيين باشد .
3-4- تانک نگهداری مواد مقاوم باشد .
4-4- تزريق مواد شيميايی با پمپ انجام می شود .

عملکرد سيستم خنثی سازی به شرح زير است :
1- روش خنثی سازی از نوع پيمانه ای می باشد .
2- اسيد دور ريز در تانک جمع آوری اسيد تخليه میگردد .
3- اسيد به تانک خنثی ساز پمپ میشود .
4- محلول خنثی ساز و آب به پساب اسيدی افزوده می شود .
5-با PH متر ميزان PH پساب کنترل می شود .
6- پس از خنثی سازی محلول خنثی شده به تانک ته نشينی تخليه میشود .
7- پساب ته نشين شده به منهول فاضلاب تخليه می شود .
8- میتوان برای غبارشوئی قسمت سيمان آنرا وارد تانک خنثی سازی نمود .