მჟავა შემცველი ჩამდინარე წყლების გაწმენდა

მჟავე ჩამდინარე წყლები არის ჩამდინარე წყლები, რომელთა pH მნიშვნელობა 6-ზე ნაკლებია. მჟავების სხვადასხვა ტიპისა და კონცენტრაციის მიხედვით, მჟავე ჩამდინარე წყლები შეიძლება დაიყოს არაორგანულ მჟავა ჩამდინარე წყლებად და ორგანულ მჟავა ჩამდინარე წყლებად. ძლიერი მჟავა ჩამდინარე წყლები და სუსტი მჟავა ჩამდინარე წყლები; მონომჟავა ჩამდინარე წყლები და პოლიმჟავა ჩამდინარე წყლები; დაბალი კონცენტრაციის მჟავე ჩამდინარე წყლები და მაღალი კონცენტრაციის მჟავე ჩამდინარე წყლები. როგორც წესი, მჟავე ჩამდინარე წყლები, გარკვეული რაოდენობის მჟავის შემცველობის გარდა, ხშირად შეიცავს მძიმე მეტალების იონებს და მათ მარილებს და სხვა მავნე ნივთიერებებს. მჟავე ჩამდინარე წყლები მოდის სხვადასხვა წყაროებიდან, მათ შორის მაღაროების დრენაჟი, ჰიდრომეტალურგია, ფოლადის გლინვა, ფოლადის და ფერადი ლითონების ზედაპირული მჟავური დამუშავება, ქიმიური მრეწველობა, მჟავების წარმოება, საღებავები, ელექტროლიზი, ელექტროპლაკონირება, ხელოვნური ბოჭკოები და სხვა სამრეწველო სექტორები. გავრცელებული მჟავე ჩამდინარე წყლებია გოგირდმჟავა ჩამდინარე წყლები, შემდეგ მარილმჟავა და აზოტმჟავა ჩამდინარე წყლები. ყოველწლიურად, ჩინეთი თითქმის ერთ მილიონ კუბურ მეტრ სამრეწველო ნარჩენ მჟავას გამოყოფს. თუ ეს ჩამდინარე წყლები პირდაპირ გაიშვება დამუშავების გარეშე, ის დააზიანებს მილსადენებს, დააზიანებს მოსავალს, დააზიანებს თევზს, დააზიანებს გემებს და გაანადგურებს გარემოს ჯანმრთელობას. სამრეწველო მჟავა ჩამდინარე წყლები უნდა დამუშავდეს ეროვნული ჩაშვების სტანდარტების დასაკმაყოფილებლად, მჟავა ჩამდინარე წყლების გადამუშავება და ხელახლა გამოყენება შესაძლებელია. ნარჩენი მჟავის დამუშავებისას შეიძლება შეირჩეს შემდეგი მეთოდები: მარილით დამუშავება, კონცენტრაციის მეთოდი, ქიმიური ნეიტრალიზაციის მეთოდი, ექსტრაქციის მეთოდი, იონგაცვლითი ფისის მეთოდი, მემბრანული გამოყოფის მეთოდი და ა.შ.

1. მარილის გადამუშავება

ე.წ. დამარილებული მეთოდი გულისხმობს დიდი რაოდენობით გაჯერებული მარილიანი წყლის გამოყენებას ნარჩენ მჟავაში თითქმის ყველა ორგანული მინარევების დასალექად. თუმცა, ეს მეთოდი წარმოქმნის მარილმჟავას და გავლენას ახდენს ნარჩენ მჟავაში გოგირდმჟავას აღდგენასა და გამოყენებაზე, ამიტომ შესწავლილი იქნა ნარჩენ მჟავაში ორგანული მინარევების ნატრიუმის ბისულფატის გაჯერებული ხსნარით დამარილებული მეთოდი.
ნარჩენი მჟავა შეიცავს გოგირდმჟავას და სხვადასხვა ორგანულ მინარევებს, რომლებიც ძირითადად მცირე რაოდენობით 6-ქლორ-3-ნიტროტოლუოლ-4 სულფონის მჟავას და სხვადასხვა იზომერებს წარმოადგენს, რომლებიც ტოლუოლის მიერ სულფონაციის, ქლორირებისა და ნიტრიფიკაციის პროცესში წარმოიქმნება 6-ქლორ-3-ნიტროტოლუოლ-4-სულფონის მჟავას გარდა. დამარილებული მეთოდი გულისხმობს დიდი რაოდენობით გაჯერებული მარილიანი წყლის გამოყენებას ნარჩენ მჟავაში თითქმის ყველა ორგანული მინარევის დასალექად. დამარილებული გადამუშავების მეთოდი არა მხოლოდ ნარჩენ მჟავაში არსებული სხვადასხვა ორგანული მინარევების მოცილებას, არამედ გოგირდმჟავას აღდგენასაც წარმოების ციკლში ჩასართავად, რაც დაზოგავს ხარჯებსა და ენერგიას.

2. შეწვის მეთოდი

შეწვის მეთოდი გამოიყენება აქროლად მჟავაზე, როგორიცაა მარილმჟავა, რომელიც ხსნარიდან გამოყოფილია შეწვით აღდგენის ეფექტის მისაღწევად.

3. ქიმიური ნეიტრალიზაციის მეთოდი

მჟავაშემცველი ჩამდინარე წყლების დამუშავების მნიშვნელოვანი საფუძველია H+(aq)+OH-(aq)=H2O-ს მჟავა-ტუტოვანი რეაქცია. მჟავა-ტუტოვანი ჩამდინარე წყლების დამუშავების გავრცელებული მეთოდებია ნეიტრალიზაცია და გადამუშავება, მჟავა-ტუტოვანი ჩამდინარე წყლების ურთიერთნეიტრალიზაცია, წამლის ნეიტრალიზაცია, ფილტრაციის ნეიტრალიზაცია და ა.შ. ჩინეთში ზოგიერთი რკინისა და ფოლადის საწარმოს ადრეულ ეტაპზე, მათი უმეტესობა იყენებდა მჟავა-ტუტოვანი ნეიტრალიზაციის მეთოდს მარილმჟავას და გოგირდმჟავას დამწნილების ნარჩენების დასამუშავებლად, რათა pH-ის მნიშვნელობამ მიაღწიოს გამონადენის სტანდარტს. მჟავა-ტუტოვანი ნეიტრალიზაციის ნედლეულად გამოიყენება ნატრიუმის კარბონატი (სოდა), ნატრიუმის ჰიდროქსიდი, კირქვა ან კირი, რაც ზოგადი გამოყენებისაა, იაფია და ადვილად დასამზადებელია კირის სახით.

4. ექსტრაქციის მეთოდი

სითხე-თხევადი ექსტრაქცია, ასევე ცნობილი როგორც გამხსნელის ექსტრაქცია, არის ერთეულოვანი ოპერაცია, რომელიც იყენებს კომპონენტების ხსნადობის სხვაობას ნედლეულის სითხეში შესაბამის გამხსნელში გამოყოფის მისაღწევად. მჟავაშემცველი ჩამდინარე წყლების დამუშავებისას აუცილებელია მჟავაშემცველი ჩამდინარე წყლები და ორგანული გამხსნელი სრულად დაუკავშირდეს ერთმანეთს, რათა ნარჩენ მჟავაში არსებული მინარევები გადავიდეს გამხსნელში. ექსტრაქტორის მოთხოვნებია: (1) ნარჩენი მჟავა იყოს ინერტული, ქიმიურად არ რეაგირებდეს ნარჩენ მჟავასთან და არ იხსნებოდეს ნარჩენ მჟავაში; (2) ნარჩენ მჟავაში არსებულ მინარევებს აქვთ მაღალი განაწილების კოეფიციენტი ექსტრაქტორსა და გოგირდმჟავაში; (3) ფასი იაფი და ადვილად მოსაპოვებელია; (4) ადვილად გამოეყოფა მინარევებისაგან, მცირე დანაკარგით გაშიშვლებისას. გავრცელებული ექსტრაქტორებია ბენზოლი (ტოლუოლი, ნიტრობენზოლი, ქლორბენზოლი), ფენოლები (კრეოზოტის ნედლი დიფენოლი), ჰალოგენირებული ნახშირწყალბადები (ტრიქლორეთანი, დიქლორეთანი), იზოპროპილის ეთერი და N-503.

5. იონური გაცვლის ფისის მეთოდი

ორგანული მჟავა ნარჩენების იონგაცვლითი ფისით დამუშავების ძირითადი პრინციპი ემყარება იმ ფაქტს, რომ ზოგიერთ იონგაცვლით ფისს შეუძლია ორგანული მჟავების შთანთქმა ნარჩენი მჟავა ხსნარიდან და არაორგანული მჟავებისა და ლითონის მარილების გამოდევნა სხვადასხვა მჟავებისა და მარილების გამოყოფის მისაღწევად.

6. მემბრანული გამოყოფის მეთოდი

მჟავე ნარჩენების სითხისთვის ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას მემბრანული დამუშავების მეთოდები, როგორიცაა დიალიზი და ელექტროდიალიზი. ნარჩენების მჟავას მემბრანული აღდგენა ძირითადად დიალიზის პრინციპს ეფუძნება, რომელიც კონცენტრაციის სხვაობით არის განპირობებული. მთელი მოწყობილობა შედგება დიფუზიური დიალიზის მემბრანისგან, სითხის გამანაწილებელი ფირფიტისგან, გამაგრების ფირფიტისგან, სითხის ნაკადის ფირფიტის ჩარჩოსგან და ა.შ. და გამოყოფის ეფექტს აღწევს ნარჩენ სითხეში არსებული ნივთიერებების გამოყოფით.

7. გაგრილების კრისტალიზაციის მეთოდი

გაგრილების კრისტალიზაციის მეთოდი ხსნარის ტემპერატურის შესამცირებლად და გახსნილი ნივთიერების დასალექად გამოიყენება. ნარჩენი მჟავას დამუშავების პროცესში გამოიყენება ნარჩენ მჟავაში არსებული მინარევების გაცივება, რათა აღდგეს მჟავა ხსნარი, რომელიც აკმაყოფილებს მოთხოვნებს და შეიძლება ხელახლა იქნას გამოყენებული. მაგალითად, საგორავი ქარხნის აცილის რეცხვის პროცესიდან გამოყოფილი ნარჩენი გოგირდმჟავა შეიცავს დიდი რაოდენობით რკინის სულფატს, რომელიც მუშავდება კონცენტრაცია-კრისტალიზაციისა და ფილტრაციის პროცესით. რკინის სულფატის ფილტრაციით მოცილების შემდეგ, მჟავა შეიძლება დაბრუნდეს ფოლადის დამწნილების პროცესში შემდგომი გამოყენებისთვის.

გაცივებული კრისტალიზაციას მრავალი სამრეწველო გამოყენება აქვს, რაც აქ ლითონის დამუშავებაში დამწნილების პროცესით არის ილუსტრირებული. ფოლადის და მექანიკური დამუშავების პროცესში, გოგირდმჟავას ხსნარი ჩვეულებრივ გამოიყენება ლითონის ზედაპირზე ჟანგის მოსაშორებლად. ამიტომ, ნარჩენი მჟავას გადამუშავებას შეუძლია მნიშვნელოვნად შეამციროს ხარჯები და დაიცვას გარემო. გაცივებული კრისტალიზაცია ინდუსტრიაში ამ პროცესის მისაღწევად გამოიყენება.

8. დაჟანგვის მეთოდი

ეს მეთოდი დიდი ხანია გამოიყენება და მისი პრინციპია ნარჩენ გოგირდმჟავაში ორგანული მინარევების დაშლა დამჟანგავი საშუალებებით შესაბამის პირობებში, რათა ის გარდაიქმნას ნახშირორჟანგად, წყლად, აზოტის ოქსიდებად და ა.შ. და გამოიყოს გოგირდმჟავასგან, რათა ნარჩენი გოგირდმჟავა გაიწმინდოს და აღდგეს. ხშირად გამოყენებული დამჟანგავი საშუალებებია წყალბადის ზეჟანგი, აზოტმჟავა, პერქლორმჟავა, ჰიპოქლორმჟავა, ნიტრატი, ოზონი და ა.შ. თითოეულ დამჟანგველს აქვს თავისი უპირატესობები და შეზღუდვები.