سایت بهداشت محیط ایران

سایت بهداشت محیط ایران

بهداشت محیط،آب وفاضلاب، مواد زائد ، بهداشت مواد غذایی،استخدامی بهداشت محیط
سایت بهداشت محیط ایران

سایت بهداشت محیط ایران

بهداشت محیط،آب وفاضلاب، مواد زائد ، بهداشت مواد غذایی،استخدامی بهداشت محیط

خنثی سازی اسید در تصفیه آب وفاضلاب


خنثی سازی اسید

5-1- مقدمه

     بازیافت اسید و به حداقل رسانیدن مقدار اسید دفعی به محیط بسیار مهم است. سه روش برای به حداقل رسانیدن مواد زائد دفعی وجود دارد.

     - مصرف متناسب با نیاز

     -  استفاده مجدد

     - تصفیه

     مصرف متناسب با نیاز باعث صرفه جویی و کاهش مواد زائد دفعی می شود. استفاده صحیح از اسید، عدم اختلاط اسید با مواد شیمیائی دیگر، دقت در انتقال میزان اسید مورد نیاز نمونه مواردی هستند که می تواند در کاهش اسید دفعی موثر باشد. روش دیگر کاهش ضایعات، استفاده مجدد است. استفاده مجدد اسید برای یک فرآیند یا فرآیندهای دیگر می تواند موثر باشد. برای این مهم می توان یک تانک برای ذخیره اسیدهای مازاد برگشتی در نظر گرفت و به جای تخلیه اسید به سیستم فاضلاب، با رعایت موارد ایمنی اسید را به تانک ذخیره منتقل و از آن مجددا“ استفاده نموده استفاده مجدداز اسید مصرف نشده و مازاد علاوه بر کاهش ضایعات موجب صرفه جویی در خرید مواد شیمیائی می شود.

     تصفیه اسیدهای دورریز آخرین روش کاهش خطرات دفع اسید می باشد اسیدهای دفعی باید خنثی شده به نحوی که خطرات زیست محیطی برای انتقال و دفع آن نداشته باشد. تصفیه به عنوان آخرین راه حل می باشد. روش کاهش خطر اسیدها خنثی سازی آنها است.

 

5-2- خنثی سازی

     اگر اسید به فلزات و آلاینده های خطرناک آلوده نباشد می توان آن را خنثی و دفع نمود. خنثی سازی اسید هزینه های دفع را کاهش می دهد.

      غالبا“ فاضلابهای صنعتی اسیدی یا بازی بوده و ممکن است قبل از تصفیه های بعدی یا ورود به سیستم فاضلابروی بهداشتی شهر به خنثی سازی نیاز داشته باشد فاضلابهای اسیدی را می توان با عبور از بسترهای ستون آهکی، از طریق افزودن آهک، سود سوزآور (NAON) یا کربنات سدیم (Na2 Co3) خنثی نمود. فاضلابهای اسیدی را می توان با آهک هیدراته خنثی کرد. معمولا“ دو یا سد مخزن مجهز به همزن بصورت سری بکار می رود. هر مخزن دارای یک آشکار ساز PH است.

     از آنجا که آهک ارزانتر از سایر قلیاها می باشد متداولترین ماده شیمیائی مورد استفاده برای خنثی سازی است. سود سوزآور (Naoh) یا خاکستر سودا (Na2Co3) نیز به طریق مشابهی مورد استفاده قرار می گیرند. تصفیه با آهک اغلب در تصفیه فاضلاب به کار می رود آهک آبدیده توسط واکنش آهک زنده (Cao) با آب تهیه می شود. آهک زنده به شکل خشک بصورت گرانول یا کلوخه در دسترس است که شکل کلوخه آن بیشتر معمولی است. آهک زنده معمولا" 90-70 درصد Cao و وزن مخصوص kg/m3 1120-880 را داراست. آهک زنده به شکل کیسه، بشکه و یا فله حمل می گردد. اگر مقدار آهک مورد نیاز کم باشد، کاربرد آهک  هیدراته (Ca(OH)2) مطلوبتر است. چون تجهیزات آماده سازی کمتری لازم دارد. آهک هیدراته 99-82 درصد Ca(OH)2 دارد و به صورت پودر در دسترس است.

برای کنترل PH در حدود خنثی به سه روش امکان پذیر است

1- روش مداوم بدون کنترل PH

2- روش منقطع با کنترل PH

3- روش مداوم با کنترل PH

 

     1-  ساده ترین روش سیستم مداوم بدون کنترل PH است که در این روش پساب اسیدی از بستر سنگ آهک عبور داده می شود.

     2-  در روش منقطع (Batch) برای خنثی کردن پساب قلیا اضافه می شود در حین افزایش PH اندازه گیری می شود و  تا رسیدن به PH مورد نظر ادامه می یابد در موقعیکه PH به حد مورد نظر رسید پساب تخلیه می شود.

     3-  روش پیشرفته کنترل PH در جریان مداوم است که از PH متربرای اندازه گیری PH استفاده می شود و با توجه به آن مقدار مورد نیاز مواد شیمیائی خنثی کننده اضافه می شود و فاضلاب با همزن یکنواخت می شود.

     اسید سولفوریک توسط آهک، خاکستر سودا (کربنات سدیم) و سودا (هیدروکسید سدیم) و هیدروکسید منیزیم خنثی می شود. خصوصیات خنثی سازی و مقایسه آنها در جدول ارائه شده است. فاکتورهای انتخاب مواد خنثی کننده شامل مقدار لجن تولیدی، خصوصیات عمل آوری لجن و کیفیت پساب می باشد و استفاده از آهک اقتصادی و همچنین دارای مزایا، سرعت خنثی سازی، لجن غلیظ و با حجم کم و نگهداری آسان می باشد.

 

5-3- مقایسه انواع قلیاها برای تصفیه پساب

از مواد قلیایی که برای خنثی سازی اسید استفاده می شود. خصوصیات هر ماده قلیا تشریح می گردد.

     برای انتخاب ماده قلیا ویژگیهای مهمی مانند ظرفیت خنثی سازی یا مقدار مواد مورد نیاز برای خنثی سازی و هزینه های تهیه و نگهداری مواد قلیائی، شکل فیزیکی (مایع یا گرانول)، نحوه آماده سازی، خطرات تماس، نقطه انجماد در طراحی  یستم تصفیه مهم هستند. مواد حاصل از خنثی سازی نیز مهم می باشد. جامدات حاصل از خنثی سازی و مواد ناخالصی عامل خنثی سازی در نظر گرفته شود.

همچنین حداکثر PH قابل دستیابی توسط عامل خنثی ساز مهم است.

 

5-3-1- سود سوزآور

     مزایای سود سرعت واکنش بالا و معمولا“ عدم تولید لجن می باشد. همچنین امکان دستیابی به PH بالا نسبت به سایر موارد بیشتر است. نقطه انجماد و خطرات تماس با سود مواردی است که باید در نگهداری آن نکات ایمنی و احتیاط را رعایت نمود. بدلیل اینکه سودا یک قلیای قوی است باید پساب دارای عوامل بافری به حد مناسب باشد.

 

5-3-2- خاکستر سودا

     این ماده بصورت جاده است و مایع تا غلظت 30% می باشد دی اکسید کربن در حین خنثی سازی آزاد می شود و تولید حباب در محلول می نماید

 

جدول (5-1): مقایسه مواد قلیایی برای خنثی سازی اسید

نام قلیا

آهک (اکسیدکلسیم- هیدروکسید کلسیم)

کربنات سدیم

(خاکستر سودا)

سود سوزآور

(هیدروکسید سدیم)

هیدروکسید منیزیم

 

نوع مواد

جامد  CaO

پودر  Ca(OH)2

شیرآهک

Na2Co3 پودر

محلول 15درصد

محلول 50 درصد

سوسپانسیون 58 درصد

نسبت مصرف

0.7-0.9

1.3-2.1

1

0.7

هزینه(دلار)

30-80

85

230

180

PH حداکثر

12.45

>11

14

10.6

تولید لجن

سنگین,کم حجم

حجم زیاد

حجم زیاد

حجم کم

نمک

نامحلول کلسیم

محلول سدیم

محلول سدیم

محلول منیزیم

TDS

کم

زیاد

زیاد

زیاد

زمان اثر

متوسط

متوسط

سریع

کند

 

5-4- 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.

 

5-5- پارامترهای اصلی خنثی سازی

5-5-1- 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 می باشد.

 

5-5-2-  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.

 

5-5-3- منابع پساب

     فاضلاب اسیدی از صنایع شیمیایی، الکتریکی، فلزی، آبکاری و باتری سازی

 

5-6- استاندارد تخلیه پساب

     PH پساب باید بزرگتر از 5 و کوچکتر از 9 باشد.

              

5-7- روش تصفیه

      اسیدها به روش خنثی سازی تصفیه می شوند.

 

5-7-1- 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.

      در شکل (5-1) یک نمونه منحنی خنثی سازی نشان داده شده است. در صورتیکه غلظت اسید زیاد باشد خنثی سازی در دو مرحله انجام می شود.

 
 

 





 شکل (5-1): نمودار خنثی سازی اسید

 

5-8- طراحی سیستم 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. در شکل (5-2) روش خنثی سازی جریان مداوم نشان داده شده است.

     مزیت سیستم جریان مداوم سادگی سیستم می باشد.در سیستم پیمانه ای حوض از پساب پر می گردد و پس از خنثی سازی و رسیدن به شرایط مورد نظر تخلیه می شود. در شکل (5-3) سیستم پیمانه ای نشان داده شده است. 

 

 

 

 

 

 

 


شکل (5-2): خنثی سازی اسید به روش جریان مداوم

 

 

 

شکل  (5-3): خنثی سازی اسید به روش پیمانه ای

     سیستم خنثی سازی شامل تانک جمع آوری پساب، تانک جمع آوری اسید غلیظ، تانک خنثی سازی و تانک محلول خنثی سازی می باشد. مشخصات تانکهای مذکور در این قسمت تشریح می گردد.

 

5-8-1- تانک جمع آوری پساب (اسید رقیق)

1-1- حجم مفید باید برای تخلیه ماکزیمم ساعتی به مدت 2 ساعت و بیشتر را داشته باشد.

1-2- تانک باید در مقابل مواد اسیدی مقاوم باشد.

1-3- ورودی و خروجی باید در طرفین تانک (مقابل هم) باشند.

1-4- یک دستگاه همزن مورد نیاز می باشد.

1-5- مقدار آب تغذیه شده به تانک ثابت باشد.

 

5-8-2- تانک اسید غلیظ

2-1- حجم مفیدباید برای جمع آوری اسید غلیظ دور ریز کافی باشد.

2-2- تانک در مقابل اسید مقاوم باشد.

2-3- اسید غلیظ باید در تانک جداگانه نگهداری شود و پس از رقیق سازی خنثی شود (برای جلوگیری از ایجاد حرارت)

2-4- اسید غلیظ باید به مقدار ثابت و دبی کم به تانک رقیق سازی تخلیه شود.

 

5-8-3- تانک خنثی سازی

3-1- زمان هیدرولیکی باید بیش از از ده دقیقه باشد.

3-2- تانک نسبت به مواد اسیدی مقاوم باشد.

3-3- یک PH متر برای کنترل PH و یا کنترل اتوماتیک نصب شود.

3-4-       PH متر باید در محلی نصب شود که اسید و قلیا با هم مخلوط شده باشد.

3-5-       مواد قلیایی خنثی ساز باید به پساب ورودی تزریق شود.

3-6-       همزن مکانیکی با سرعت حدود 150 دور در دقیقه در تانک نصب شود.

3-7-       خنثی سازی دو مرحله ای برای اسید قوی مورد نیاز خواهد بود.

3-8-       ورودی و خروجی در طرفین تانک و مقابل هم باشند.

 

5-8-4- تانک مواد قلیا

4-1- تانک های مواد شیمیایی باید حجم کافی برای خنثی سازی چند روز را داشته باشد.

4-2- مقدار مواد موجود در تانک به راحتی قابل تعیین باشد.

4-3- 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 می گردد.  

     3- اسید به تانک خنثی ساز پمپ می شود.

     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 می شود.

     7- پساب ته نشین شده به منهول فاضلاب تخلیه می شود.

     8- می توان برای غبارشوئی قسمت سیمان آنرا وارد تانک خنثی سازی نمود.



جهت دانلود تولبار سایت بهداشت محیط ایران روی تصویر زیر کلیک کنید





(جهت دسترسی به مطالب به روز به سمت چپ سایت بخش آخرین مطالب مراجعه کنید)