1- مقدمه
بازيافت اسيد و به حداقل رسانيدن مقدار اسيد دفعي به محيط بسيار مهم است. سه روش براي به حداقل رسانيدن مواد زائد دفعي وجود دارد.
مصرف متناسب با نياز باعث صرفه جويي و كاهش مواد زائد دفعي مي شود . استفاده صحيح از اسيد، عدم اختلاط اسيد با مواد شيميائي ديگر، دقت در انتقال ميزان اسيد مورد نياز نمونه مواردي هستند كه مي تواند در كاهش اسيد دفعي موثر باشد. روش ديگر كاهش ضايعات، استفاده مجدد است. استفاده مجدد اسيد براي يك فرآيند يا فرآيندهاي ديگر مي تواند موثر باشد. براي اين مهم مي توان يك تانك براي ذخيره اسيدهاي مازاد برگشتي در نظر گرفت و به جاي تخليه اسيد به سيستم فاضلاب، با رعايت موارد ايمني اسيد را به تانك ذخيره منتقل و از آن مجددا“ استفاده نموده استفاده مجدداز اسيد مصرف نشده و مازاد علاوه بر كاهش ضايعات موجب صرفه جويي در خريد مواد شيميائي مي شود.
تصفيه اسيدهاي دورريز آخرين روش كاهش خطرات دفع اسيد مي باشد اسيدهاي دفعي بايد خنثي شده به نحوي كه خطرات زيست محيطي براي انتقال و دفع آن نداشته باشد. تصفيه به عنوان آخرين راه حل مي باشد. روش كاهش خطر اسيدها خنثي سازي آنها است .
2- خنثي سازي
اگر اسيد به فلزات و آلاينده هاي خطرناك آلوده نباشد مي توان آن را خنثي و دفع نمود. خنثي سازي اسيد هزينه هاي دفع را كاهش مي دهد.
غالبا“ فاضلابهاي صنعتي اسيدي يا بازي بوده و ممكن است قبل از تصفيه هاي بعدي يا ورود به سيستم فاضلابروي بهداشتي شهر به خنثي سازي نياز داشته باشد فاضلابهاي اسيدي را مي توان با عبور از بسترهاي ستون آهكي، از طريق افزودن آهك، سود سوزآور (NAON) يا كربنات سديم (Na2 Co3) خنثي نمود. فاضلابهاي اسيدي را مي توان با آهك هيدراته خنثي كرد. معمولا“ دو يا سد مخزن مجهز به همزن بصورت سري بكار مي رود. هر مخزن داراي يك آشكار ساز PH است .
از آنجا كه آهك ارزانتر از ساير قلياها مي باشد متداولترين ماده شيميائي مورد استفاده براي خنثي سازي است. سود سوزآور (Naoh) يا خاكستر سودا (Na2Co3) نيز به طريق مشابهي مورد استفاده قرار مي گيرند. تصفيه با آهك اغلب در تصفيه فاضلاب به كار مي رود آهك آبديده توسط واكنش آهك زنده (Cao) با آب تهيه مي شود. آهك زنده به شكل خشك بصورت گرانول يا كلوخه در دسترس است كه شكل كلوخه آن بيشتر معمولي است. آهك زنده معمولا" 90-70 درصد Cao و وزن مخصوص kg/m3 1120-880 را داراست. آهك زنده به شكل كيسه، بشكه و يا فله حمل مي گردد. اگر مقدار آهك مورد نياز كم باشد، كاربرد آهك هيدراته (Ca(OH)2) مطلوبتر است. چون تجهيزات آماده سازي كمتري لازم دارد. آهك هيدراته 99-82 درصد Ca(OH)2 دارد و به صورت پودر در دسترس است.
براي كنترل PH در حدود خنثي به سه روش امكان پذير است
1- ساده ترين روش سيستم مداوم بدون كنترل PH است كه در اين روش پساب اسيدي از بستر سنگ آهك عبور داده مي شود .
2- در روش منقطع (Batch) براي خنثي كردن پساب قليا اضافه مي شود در حين افزايش PH اندازه گيري مي شود و تا رسيدن به PH مورد نظر ادامه مي يابد در موقعيكه PH به حد مورد نظر رسيد پساب تخليه مي شود .
3- روش پيشرفته كنترل PH در جريان مداوم است كه از PH متربراي اندازه گيري PH استفاده مي شود و با توجه به آن مقدار مورد نياز مواد شيميائي خنثي كننده اضافه مي شود و فاضلاب با همزن يكنواخت مي شود .
اسيد سولفوريك توسط آهك، خاكستر سودا (كربنات سديم) و سودا (هيدروكسيد سديم) و هيدروكسيد منيزيم خنثي مي شود. خصوصيات خنثي سازي و مقايسه آنها در جدول ارائه شده است. فاكتورهاي انتخاب مواد خنثي كننده شامل مقدار لجن توليدي، خصوصيات عمل آوري لجن و كيفيت پساب مي باشد و استفاده از آهك اقتصادي و همچنين داراي مزايا، سرعت خنثي سازي، لجن غليظ و با حجم كم و نگهداري آسان مي باشد.
3- مقايسه انواع قلياها براي تصفيه پساب
از مواد قليايي كه براي خنثي سازي اسيد استفاده مي شود . خصوصيات هر ماده قليا تشريح مي گردد .
براي انتخاب ماده قليا ويژگيهاي مهمي مانند ظرفيت خنثي سازي يا مقدار مواد مورد نياز براي خنثي سازي و هزينه هاي تهيه و نگهداري مواد قليائي، شكل فيزيكي (مايع يا گرانول)، نحوه آماده سازي، خطرات تماس، نقطه انجماد در طراحي يستم تصفيه مهم هستند. مواد حاصل از خنثي سازي نيز مهم مي باشد. جامدات حاصل از خنثي سازي و مواد ناخالصي عامل خنثي سازي در نظر گرفته شود .
همچنين حداكثر PH قابل دستيابي توسط عامل خنثي ساز مهم است .
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
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 .
8- طراحي سيستم 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 خنثي سازي شامل تانك جمع آوري پساب، تانك جمع آوري اسيد غليظ، تانك خنثي سازي و تانك محلول خنثي سازي مي باشد. مشخصات تانكهاي مذكور در اين قسمت تشريح مي گردد .
2-8- تانک اسيد غليظ
8-3- تانک خنثی سازی
8-4- تانک مواد قليا
عملکرد سيستم خنثی سازی به شرح زير است :
بازيافت اسيد و به حداقل رسانيدن مقدار اسيد دفعي به محيط بسيار مهم است. سه روش براي به حداقل رسانيدن مواد زائد دفعي وجود دارد.
- مصرف متناسب با نياز
- استفاده مجدد
- تصفيه
- استفاده مجدد
- تصفيه
مصرف متناسب با نياز باعث صرفه جويي و كاهش مواد زائد دفعي مي شود . استفاده صحيح از اسيد، عدم اختلاط اسيد با مواد شيميائي ديگر، دقت در انتقال ميزان اسيد مورد نياز نمونه مواردي هستند كه مي تواند در كاهش اسيد دفعي موثر باشد. روش ديگر كاهش ضايعات، استفاده مجدد است. استفاده مجدد اسيد براي يك فرآيند يا فرآيندهاي ديگر مي تواند موثر باشد. براي اين مهم مي توان يك تانك براي ذخيره اسيدهاي مازاد برگشتي در نظر گرفت و به جاي تخليه اسيد به سيستم فاضلاب، با رعايت موارد ايمني اسيد را به تانك ذخيره منتقل و از آن مجددا“ استفاده نموده استفاده مجدداز اسيد مصرف نشده و مازاد علاوه بر كاهش ضايعات موجب صرفه جويي در خريد مواد شيميائي مي شود.
تصفيه اسيدهاي دورريز آخرين روش كاهش خطرات دفع اسيد مي باشد اسيدهاي دفعي بايد خنثي شده به نحوي كه خطرات زيست محيطي براي انتقال و دفع آن نداشته باشد. تصفيه به عنوان آخرين راه حل مي باشد. روش كاهش خطر اسيدها خنثي سازي آنها است .
2- خنثي سازي
اگر اسيد به فلزات و آلاينده هاي خطرناك آلوده نباشد مي توان آن را خنثي و دفع نمود. خنثي سازي اسيد هزينه هاي دفع را كاهش مي دهد.
غالبا“ فاضلابهاي صنعتي اسيدي يا بازي بوده و ممكن است قبل از تصفيه هاي بعدي يا ورود به سيستم فاضلابروي بهداشتي شهر به خنثي سازي نياز داشته باشد فاضلابهاي اسيدي را مي توان با عبور از بسترهاي ستون آهكي، از طريق افزودن آهك، سود سوزآور (NAON) يا كربنات سديم (Na2 Co3) خنثي نمود. فاضلابهاي اسيدي را مي توان با آهك هيدراته خنثي كرد. معمولا“ دو يا سد مخزن مجهز به همزن بصورت سري بكار مي رود. هر مخزن داراي يك آشكار ساز PH است .
از آنجا كه آهك ارزانتر از ساير قلياها مي باشد متداولترين ماده شيميائي مورد استفاده براي خنثي سازي است. سود سوزآور (Naoh) يا خاكستر سودا (Na2Co3) نيز به طريق مشابهي مورد استفاده قرار مي گيرند. تصفيه با آهك اغلب در تصفيه فاضلاب به كار مي رود آهك آبديده توسط واكنش آهك زنده (Cao) با آب تهيه مي شود. آهك زنده به شكل خشك بصورت گرانول يا كلوخه در دسترس است كه شكل كلوخه آن بيشتر معمولي است. آهك زنده معمولا" 90-70 درصد Cao و وزن مخصوص kg/m3 1120-880 را داراست. آهك زنده به شكل كيسه، بشكه و يا فله حمل مي گردد. اگر مقدار آهك مورد نياز كم باشد، كاربرد آهك هيدراته (Ca(OH)2) مطلوبتر است. چون تجهيزات آماده سازي كمتري لازم دارد. آهك هيدراته 99-82 درصد Ca(OH)2 دارد و به صورت پودر در دسترس است.
براي كنترل PH در حدود خنثي به سه روش امكان پذير است
1- روش مداوم بدون كنترل PH
2- روش منقطع با كنترل PH
3- روش مداوم با كنترل PH
2- روش منقطع با كنترل PH
3- روش مداوم با كنترل PH
1- ساده ترين روش سيستم مداوم بدون كنترل PH است كه در اين روش پساب اسيدي از بستر سنگ آهك عبور داده مي شود .
2- در روش منقطع (Batch) براي خنثي كردن پساب قليا اضافه مي شود در حين افزايش PH اندازه گيري مي شود و تا رسيدن به PH مورد نظر ادامه مي يابد در موقعيكه PH به حد مورد نظر رسيد پساب تخليه مي شود .
3- روش پيشرفته كنترل PH در جريان مداوم است كه از PH متربراي اندازه گيري PH استفاده مي شود و با توجه به آن مقدار مورد نياز مواد شيميائي خنثي كننده اضافه مي شود و فاضلاب با همزن يكنواخت مي شود .
اسيد سولفوريك توسط آهك، خاكستر سودا (كربنات سديم) و سودا (هيدروكسيد سديم) و هيدروكسيد منيزيم خنثي مي شود. خصوصيات خنثي سازي و مقايسه آنها در جدول ارائه شده است. فاكتورهاي انتخاب مواد خنثي كننده شامل مقدار لجن توليدي، خصوصيات عمل آوري لجن و كيفيت پساب مي باشد و استفاده از آهك اقتصادي و همچنين داراي مزايا، سرعت خنثي سازي، لجن غليظ و با حجم كم و نگهداري آسان مي باشد.
3- مقايسه انواع قلياها براي تصفيه پساب
از مواد قليايي كه براي خنثي سازي اسيد استفاده مي شود . خصوصيات هر ماده قليا تشريح مي گردد .
براي انتخاب ماده قليا ويژگيهاي مهمي مانند ظرفيت خنثي سازي يا مقدار مواد مورد نياز براي خنثي سازي و هزينه هاي تهيه و نگهداري مواد قليائي، شكل فيزيكي (مايع يا گرانول)، نحوه آماده سازي، خطرات تماس، نقطه انجماد در طراحي يستم تصفيه مهم هستند. مواد حاصل از خنثي سازي نيز مهم مي باشد. جامدات حاصل از خنثي سازي و مواد ناخالصي عامل خنثي سازي در نظر گرفته شود .
همچنين حداكثر PH قابل دستيابي توسط عامل خنثي ساز مهم است .
3-1- سود سوزآور
مزاياي سود سرعت واكنش بالا و معمولا“ عدم توليد لجن مي باشد. همچنين امكان دستيابي به PH بالا نسبت به ساير موارد بيشتر است. نقطه انجماد و خطرات تماس با سود مواردي است كه بايد در نگهداري آن نكات ايمني و احتياط را رعايت نمود. بدليل اينكه سودا يك قلياي قوي است بايد پساب داراي عوامل بافري به حد مناسب باشد .
3-2- خاكستر سودا
اين ماده بصورت جاده است و مايع تا غلظت 30% مي باشد دي اكسيد كربن در حين خنثي سازي آزاد مي شود و توليد حباب در محلول مي نمايد
مزاياي سود سرعت واكنش بالا و معمولا“ عدم توليد لجن مي باشد. همچنين امكان دستيابي به PH بالا نسبت به ساير موارد بيشتر است. نقطه انجماد و خطرات تماس با سود مواردي است كه بايد در نگهداري آن نكات ايمني و احتياط را رعايت نمود. بدليل اينكه سودا يك قلياي قوي است بايد پساب داراي عوامل بافري به حد مناسب باشد .
3-2- خاكستر سودا
اين ماده بصورت جاده است و مايع تا غلظت 30% مي باشد دي اكسيد كربن در حين خنثي سازي آزاد مي شود و توليد حباب در محلول مي نمايد
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 مي باشد .
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
اسيدی بودن پساب با PH مشخص می شود و PH برابر 7 خنثی بوده و PH کمتراز 7 اسيدی و بزرگتر از 7 قليايی مي باشد .
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 .
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- طراحي سيستم 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 خنثي سازي شامل تانك جمع آوري پساب، تانك جمع آوري اسيد غليظ، تانك خنثي سازي و تانك محلول خنثي سازي مي باشد. مشخصات تانكهاي مذكور در اين قسمت تشريح مي گردد .
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 .
2-1- 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 .
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 .
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 .
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 .
1- روش خنثی سازی از نوع پيمانه ای می باشد .
2- اسيد دور ريز در تانک جمع آوری اسيد تخليه مي گردد .
3- اسيد به تانک خنثی ساز پمپ مي شود .
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 مي شود .
7- پساب ته نشين شده به منهول فاضلاب تخليه می شود .
8- مي توان برای غبارشوئی قسمت سيمان آنرا وارد تانک خنثی سازی نمود .
2- اسيد دور ريز در تانک جمع آوری اسيد تخليه مي گردد .
3- اسيد به تانک خنثی ساز پمپ مي شود .
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 مي شود .
7- پساب ته نشين شده به منهول فاضلاب تخليه می شود .
8- مي توان برای غبارشوئی قسمت سيمان آنرا وارد تانک خنثی سازی نمود .
