Pengolahan air limbah yang mengandung asam

Limbah cair asam adalah limbah cair dengan nilai pH kurang dari 6. Berdasarkan jenis dan konsentrasi asam yang berbeda, limbah cair asam dapat dibagi menjadi limbah cair asam anorganik dan limbah cair asam organik. Limbah cair asam kuat dan limbah cair asam lemah; limbah cair monoasam dan limbah cair poliasam; limbah cair asam konsentrasi rendah dan limbah cair asam konsentrasi tinggi. Biasanya limbah cair asam, selain mengandung asam, seringkali juga mengandung ion logam berat dan garamnya serta zat berbahaya lainnya. Limbah cair asam berasal dari berbagai sumber, termasuk drainase tambang, hidrometalurgi, penggulungan baja, pengolahan asam permukaan baja dan logam non-ferrous, industri kimia, produksi asam, pewarna, elektrolisis, pelapisan listrik, serat buatan, dan sektor industri lainnya. Limbah cair asam yang umum adalah limbah cair asam sulfat, diikuti oleh limbah cair asam klorida dan asam nitrat. Setiap tahun, Tiongkok diperkirakan membuang hampir satu juta meter kubik limbah asam industri. Jika limbah cair ini dibuang langsung tanpa pengolahan, akan menyebabkan korosi pada pipa, merusak tanaman, membahayakan ikan, merusak kapal, dan merusak kesehatan lingkungan. Limbah air asam industri harus diolah agar memenuhi standar pembuangan nasional sebelum dibuang, limbah air asam dapat didaur ulang dan digunakan kembali. Dalam pengolahan limbah asam, metode yang dapat dipilih meliputi pengolahan garam, metode konsentrasi, metode netralisasi kimia, metode ekstraksi, metode resin penukar ion, metode pemisahan membran, dan lain sebagainya.

1. daur ulang garam

Metode yang disebut salting out adalah menggunakan sejumlah besar air garam jenuh untuk mengendapkan hampir semua pengotor organik dalam asam limbah. Namun, metode ini akan menghasilkan asam klorida dan memengaruhi pemulihan dan pemanfaatan asam sulfat dalam asam limbah, sehingga metode salting out pengotor organik dalam asam limbah dengan larutan jenuh natrium bisulfat dipelajari.
Asam limbah mengandung asam sulfat dan berbagai pengotor organik, yang terutama berupa sejumlah kecil asam 6-kloro-3-nitrotoluena-4-sulfonat dan berbagai isomer selain asam 6-kloro-3-nitrotoluena-4-sulfonat yang dihasilkan oleh toluena dalam proses sulfonasi, klorinasi, dan nitrifikasi. Metode pengendapan garam (salting out) menggunakan sejumlah besar air garam jenuh untuk mengendapkan hampir semua pengotor organik dalam asam limbah. Metode daur ulang pengendapan garam tidak hanya dapat menghilangkan berbagai pengotor organik dalam asam limbah, tetapi juga memulihkan asam sulfat untuk dimasukkan ke dalam produksi siklus, sehingga menghemat biaya dan energi.

2. Metode pemanggangan

Metode pemanggangan diterapkan pada asam volatil seperti asam klorida, yang dipisahkan dari larutan dengan cara pemanggangan untuk mencapai efek pemulihan.

3. Metode netralisasi kimia

Reaksi asam-basa dasar H+(aq)+OH-(aq)=H2O juga merupakan dasar penting untuk pengolahan air limbah yang mengandung asam. Metode umum untuk mengolah air limbah yang mengandung asam meliputi netralisasi dan daur ulang, netralisasi timbal balik air limbah asam-basa, netralisasi obat, netralisasi filtrasi, dan lain-lain. Pada masa awal beberapa perusahaan besi dan baja di Tiongkok, sebagian besar menggunakan metode netralisasi asam-basa untuk mengolah limbah cair pengawetan asam klorida dan asam sulfat, sehingga nilai pH mencapai standar pembuangan. Natrium karbonat (soda abu), natrium hidroksida, batu kapur atau kapur sebagai bahan baku untuk netralisasi asam-basa, umumnya murah dan mudah dibuat kapur.

4. Metode ekstraksi

Ekstraksi cair-cair, juga dikenal sebagai ekstraksi pelarut, adalah operasi unit yang menggunakan perbedaan kelarutan komponen dalam cairan bahan baku dalam pelarut yang sesuai untuk mencapai pemisahan. Dalam pengolahan air limbah yang mengandung asam, perlu untuk membuat air limbah yang mengandung asam dan pelarut organik bersentuhan sepenuhnya, sehingga pengotor dalam asam limbah dipindahkan ke pelarut. Persyaratan ekstraktan adalah: (1) asam limbah bersifat inert, tidak bereaksi secara kimia dengan asam limbah, dan tidak larut dalam asam limbah; (2) pengotor dalam asam limbah memiliki koefisien partisi yang tinggi dalam ekstraktan dan asam sulfat; (3) harganya murah dan mudah didapatkan; (4) mudah dipisahkan dari pengotor, kehilangan kecil saat pengupasan. Ekstraktan umum meliputi benzena (toluena, nitrobenzena, klorobenzena), fenol (kreosot, difenol mentah), hidrokarbon terhalogenasi (trikloroetana, dikloroetana), isopropil eter dan N-503.

5. Metode resin penukar ion

Prinsip dasar pengolahan limbah cair asam organik dengan resin penukar ion adalah bahwa beberapa resin penukar ion dapat menyerap asam organik dari larutan asam limbah dan mengecualikan asam anorganik dan garam logam untuk mencapai pemisahan berbagai asam dan garam.

6. metode pemisahan membran

Untuk limbah cair asam, metode pengolahan membran seperti dialisis dan elektrodialisis juga dapat digunakan. Pemulihan limbah asam dengan membran terutama mengadopsi prinsip dialisis, yang didorong oleh perbedaan konsentrasi. Seluruh perangkat terdiri dari membran dialisis difusi, pelat pendistribusi cairan, pelat penguat, rangka pelat aliran cairan, dll., dan mencapai efek pemisahan dengan memisahkan zat-zat dalam limbah cair.

7. Metode kristalisasi pendinginan

Metode kristalisasi pendinginan adalah metode untuk menurunkan suhu larutan dan mengendapkan zat terlarut. Metode ini digunakan dalam proses pengolahan asam limbah di mana pengotor dalam asam limbah didinginkan untuk mendapatkan kembali larutan asam yang memenuhi persyaratan dan dapat digunakan kembali. Misalnya, asam sulfat limbah yang dikeluarkan dari proses pencucian asil pada pabrik penggilingan mengandung sejumlah besar besi sulfat, yang diolah melalui proses konsentrasi-kristalisasi dan filtrasi. Setelah besi sulfat dihilangkan melalui filtrasi, asam tersebut dapat dikembalikan ke proses pengawetan baja untuk digunakan kembali.

Kristalisasi pendinginan memiliki banyak aplikasi industri, yang diilustrasikan di sini melalui proses pengawetan dalam pengolahan logam. Dalam proses pengolahan baja dan mekanik, larutan asam sulfat umumnya digunakan untuk menghilangkan karat pada permukaan logam. Oleh karena itu, daur ulang asam limbah dapat sangat mengurangi biaya dan melindungi lingkungan. Kristalisasi pendinginan digunakan dalam industri untuk mencapai proses ini.

8. Metode oksidasi

Metode ini telah digunakan sejak lama, dan prinsipnya adalah menguraikan pengotor organik dalam asam sulfat limbah dengan zat pengoksidasi dalam kondisi yang sesuai, sehingga dapat diubah menjadi karbon dioksida, air, nitrogen oksida, dll., dan dipisahkan dari asam sulfat, sehingga asam sulfat limbah dapat dimurnikan dan dipulihkan. Oksidan yang umum digunakan adalah hidrogen peroksida, asam nitrat, asam perklorat, asam hipoklorit, nitrat, ozon, dan sebagainya. Setiap oksidator memiliki kelebihan dan keterbatasannya masing-masing.