એસિડ ધરાવતા ગંદા પાણીની સારવાર

એસિડિક ગંદુ પાણી એ ગંદુ પાણી છે જેનું pH મૂલ્ય 6 કરતા ઓછું હોય છે. એસિડના વિવિધ પ્રકારો અને સાંદ્રતા અનુસાર, એસિડિક ગંદા પાણીને અકાર્બનિક એસિડ ગંદા પાણી અને કાર્બનિક એસિડ ગંદા પાણીમાં વિભાજિત કરી શકાય છે. મજબૂત એસિડ ગંદુ પાણી અને નબળા એસિડ ગંદુ પાણી; મોનોએસિડ ગંદુ પાણી અને પોલિએસિડ ગંદુ પાણી; ઓછી સાંદ્રતા એસિડ ગંદુ પાણી અને ઉચ્ચ સાંદ્રતા એસિડ ગંદુ પાણી. સામાન્ય રીતે એસિડિક ગંદા પાણીમાં કેટલાક એસિડ હોવા ઉપરાંત, ઘણીવાર ભારે ધાતુના આયનો અને તેમના ક્ષાર અને અન્ય હાનિકારક પદાર્થો પણ હોય છે. એસિડિક ગંદુ પાણી ખાણ ડ્રેનેજ, હાઇડ્રોમેટલર્જી, સ્ટીલ રોલિંગ, સ્ટીલ અને નોન-ફેરસ ધાતુઓની સપાટી એસિડ ટ્રીટમેન્ટ, રાસાયણિક ઉદ્યોગ, એસિડ ઉત્પાદન, રંગો, વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ, ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ, કૃત્રિમ તંતુઓ અને અન્ય ઔદ્યોગિક ક્ષેત્રો સહિત વિવિધ સ્ત્રોતોમાંથી આવે છે. સામાન્ય એસિડિક ગંદુ પાણી સલ્ફ્યુરિક એસિડ ગંદુ પાણી છે, ત્યારબાદ હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ અને નાઈટ્રિક એસિડ ગંદુ પાણી આવે છે. દર વર્ષે, ચીન લગભગ એક મિલિયન ક્યુબિક મીટર ઔદ્યોગિક કચરો એસિડ છોડવા જઈ રહ્યું છે, જો આ ગંદુ પાણી સીધું ટ્રીટમેન્ટ વિના છોડવામાં આવે છે, તો તે પાઇપલાઇન્સને કાટ લાગશે, પાકને નુકસાન પહોંચાડશે, માછલીઓને નુકસાન પહોંચાડશે, જહાજોને નુકસાન પહોંચાડશે અને પર્યાવરણીય સ્વાસ્થ્યનો નાશ કરશે. ઔદ્યોગિક એસિડ ગંદા પાણીને ડિસ્ચાર્જ કરતા પહેલા રાષ્ટ્રીય ડિસ્ચાર્જ ધોરણોને પૂર્ણ કરવા માટે ટ્રીટ કરવું આવશ્યક છે, એસિડ ગંદા પાણીને રિસાયકલ અને ફરીથી વાપરી શકાય છે. કચરાના એસિડની સારવાર કરતી વખતે, મીઠાની સારવાર, સાંદ્રતા પદ્ધતિ, રાસાયણિક તટસ્થીકરણ પદ્ધતિ, નિષ્કર્ષણ પદ્ધતિ, આયન વિનિમય રેઝિન પદ્ધતિ, પટલ અલગ કરવાની પદ્ધતિ વગેરે પદ્ધતિઓ પસંદ કરી શકાય છે.

૧. મીઠાનું રિસાયક્લિંગ

કહેવાતા મીઠું ચડાવવાની પદ્ધતિમાં મોટા પ્રમાણમાં સંતૃપ્ત મીઠાના પાણીનો ઉપયોગ કરીને કચરાના એસિડમાં લગભગ બધી કાર્બનિક અશુદ્ધિઓને બહાર કાઢવાનો સમાવેશ થાય છે. જો કે, આ પદ્ધતિ હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ ઉત્પન્ન કરશે અને કચરાના એસિડમાં સલ્ફ્યુરિક એસિડની પુનઃપ્રાપ્તિ અને ઉપયોગને અસર કરશે, તેથી સોડિયમ બાયસલ્ફેટ સંતૃપ્ત દ્રાવણ સાથે કચરાના એસિડમાં કાર્બનિક અશુદ્ધિઓને બહાર કાઢવાની પદ્ધતિનો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો.
કચરાના એસિડમાં સલ્ફ્યુરિક એસિડ અને વિવિધ કાર્બનિક અશુદ્ધિઓ હોય છે, જે મુખ્યત્વે 6-ક્લોરો-3-નાઇટ્રોટોલ્યુએન-4 સલ્ફોનિક એસિડની થોડી માત્રા અને 6-ક્લોરો-3-નાઇટ્રોટોલ્યુએન-4-સલ્ફોનિક એસિડ સિવાયના વિવિધ આઇસોમર્સ હોય છે જે ટોલ્યુએન દ્વારા સલ્ફોનેશન, ક્લોરિનેશન અને નાઇટ્રિફિકેશનની પ્રક્રિયામાં ઉત્પન્ન થાય છે. મીઠું ચડાવવાની પદ્ધતિમાં કચરાના એસિડમાં લગભગ બધી કાર્બનિક અશુદ્ધિઓને દૂર કરવા માટે મોટા પ્રમાણમાં સંતૃપ્ત મીઠાના પાણીનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. મીઠું ચડાવવાની રિસાયક્લિંગ પદ્ધતિ ફક્ત કચરાના એસિડમાં વિવિધ કાર્બનિક અશુદ્ધિઓને દૂર કરી શકતી નથી, પરંતુ ચક્ર ઉત્પાદનમાં મૂકવા માટે સલ્ફ્યુરિક એસિડને પણ પુનઃપ્રાપ્ત કરી શકે છે, જેનાથી ખર્ચ અને ઊર્જા બચી શકે છે.

2. શેકવાની પદ્ધતિ

રોસ્ટિંગ પદ્ધતિ હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ જેવા અસ્થિર એસિડ પર લાગુ કરવામાં આવે છે, જેને રિકવરી અસર પ્રાપ્ત કરવા માટે રોસ્ટિંગ દ્વારા દ્રાવણથી અલગ કરવામાં આવે છે.

3. રાસાયણિક તટસ્થીકરણ પદ્ધતિ

એસિડ ધરાવતા ગંદા પાણીની સારવાર માટે H+(aq)+OH-(aq)=H2O ની મૂળભૂત એસિડ-બેઝ પ્રતિક્રિયા પણ એક મહત્વપૂર્ણ આધાર છે. એસિડ ધરાવતા ગંદા પાણીની સારવાર માટેની સામાન્ય પદ્ધતિઓમાં તટસ્થીકરણ અને રિસાયક્લિંગ, એસિડ-બેઝ ગંદા પાણીની પરસ્પર તટસ્થીકરણ, ડ્રગ તટસ્થીકરણ, ગાળણ તટસ્થીકરણ વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. ચીનમાં કેટલાક આયર્ન અને સ્ટીલ સાહસોના શરૂઆતના દિવસોમાં, તેમાંના મોટાભાગના લોકોએ હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ અને સલ્ફ્યુરિક એસિડ પિકલિંગના કચરાના પ્રવાહીને સારવાર માટે એસિડ-બેઝ તટસ્થીકરણ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કર્યો હતો, જેથી pH મૂલ્ય ડિસ્ચાર્જ ધોરણ સુધી પહોંચે. એસિડ-બેઝ તટસ્થીકરણ માટે કાચા માલ તરીકે સોડિયમ કાર્બોનેટ (સોડા એશ), સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ, ચૂનો અથવા ચૂનો, સામાન્ય ઉપયોગ સસ્તો છે, ચૂનો બનાવવા માટે સરળ છે.

4. નિષ્કર્ષણ પદ્ધતિ

પ્રવાહી-પ્રવાહી નિષ્કર્ષણ, જેને દ્રાવક નિષ્કર્ષણ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે એક એકમ કામગીરી છે જે કાચા માલના પ્રવાહીમાં ઘટકોની દ્રાવ્યતામાં તફાવતનો ઉપયોગ કરીને અલગતા પ્રાપ્ત કરે છે. એસિડ ધરાવતા ગંદા પાણીની સારવારમાં, એસિડ ધરાવતા ગંદાપાણી અને કાર્બનિક દ્રાવકનો સંપૂર્ણ સંપર્ક કરવો જરૂરી છે, જેથી કચરાના એસિડમાં રહેલી અશુદ્ધિઓ દ્રાવકમાં સ્થાનાંતરિત થાય. એક્સ્ટ્રેક્ટન્ટ આવશ્યકતાઓ છે: (1) કારણ કે કચરો એસિડ નિષ્ક્રિય છે, કચરાના એસિડ સાથે રાસાયણિક રીતે પ્રતિક્રિયા આપતો નથી, અને કચરાના એસિડમાં ઓગળતો નથી; (2) કચરાના એસિડમાં રહેલી અશુદ્ધિઓ એક્સ્ટ્રેક્ટન્ટ અને સલ્ફ્યુરિક એસિડમાં ઉચ્ચ પાર્ટીશન ગુણાંક ધરાવે છે; (3) કિંમત સસ્તી અને મેળવવામાં સરળ છે; (4) અશુદ્ધિઓથી અલગ કરવામાં સરળ, ઉતારતી વખતે નાનું નુકસાન. સામાન્ય એક્સ્ટ્રેક્ટન્ટ્સમાં બેન્ઝીન (ટોલ્યુએન, નાઇટ્રોબેન્ઝીન, ક્લોરોબેન્ઝીન), ફિનોલ્સ (ક્રિઓસોટ ક્રૂડ ડાયફેનોલ), હેલોજેનેટેડ હાઇડ્રોકાર્બન (ટ્રાઇક્લોરોઇથેન, ડાયક્લોરોઇથેન), આઇસોપ્રોપીલ ઇથર અને N-503નો સમાવેશ થાય છે.

5. આયન વિનિમય રેઝિન પદ્ધતિ

આયન વિનિમય રેઝિન દ્વારા કાર્બનિક એસિડ કચરાના પ્રવાહીની સારવારનો મૂળભૂત સિદ્ધાંત એ છે કે કેટલાક આયન વિનિમય રેઝિન કચરાના એસિડ દ્રાવણમાંથી કાર્બનિક એસિડને શોષી શકે છે અને વિવિધ એસિડ અને ક્ષારના વિભાજનને પ્રાપ્ત કરવા માટે અકાર્બનિક એસિડ અને ધાતુના ક્ષારને બાકાત રાખી શકે છે.

6. પટલ અલગ કરવાની પદ્ધતિ

એસિડિક કચરાના પ્રવાહી માટે, ડાયાલિસિસ અને ઇલેક્ટ્રોડાયલિસિસ જેવી પટલ સારવાર પદ્ધતિઓનો પણ ઉપયોગ કરી શકાય છે. કચરાના એસિડની પટલ પુનઃપ્રાપ્તિ મુખ્યત્વે ડાયાલિસિસના સિદ્ધાંતને અપનાવે છે, જે સાંદ્રતા તફાવત દ્વારા સંચાલિત થાય છે. આખું ઉપકરણ ડિફ્યુઝન ડાયાલિસિસ પટલ, લિક્વિડ ડિસ્પેન્સિંગ પ્લેટ, રિઇન્ફોર્સિંગ પ્લેટ, લિક્વિડ ફ્લો પ્લેટ ફ્રેમ વગેરેથી બનેલું છે, અને કચરાના પ્રવાહીમાં પદાર્થોને અલગ કરીને અલગ કરવાની અસર પ્રાપ્ત કરે છે.

7. ઠંડક સ્ફટિકીકરણ પદ્ધતિ

ઠંડક સ્ફટિકીકરણ પદ્ધતિ એ દ્રાવણનું તાપમાન ઘટાડવા અને દ્રાવ્ય અવક્ષેપિત કરવાની એક પદ્ધતિ છે. કચરાના એસિડ ટ્રીટમેન્ટ પ્રક્રિયામાં તેનો ઉપયોગ થાય છે કે કચરાના એસિડમાં રહેલી અશુદ્ધિઓને ઠંડુ કરીને એસિડ દ્રાવણને પુનઃપ્રાપ્ત કરવામાં આવે છે જે જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરે છે અને તેનો ફરીથી ઉપયોગ કરી શકાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, રોલિંગ મિલની એસિલ-વોશિંગ પ્રક્રિયામાંથી બહાર કાઢવામાં આવતા કચરાના સલ્ફ્યુરિક એસિડમાં ફેરસ સલ્ફેટનો મોટો જથ્થો હોય છે, જેને સાંદ્રતા-સ્ફટિકીકરણ અને ગાળણક્રિયાની પ્રક્રિયા દ્વારા સારવાર આપવામાં આવે છે. ગાળણક્રિયા દ્વારા ફેરસ સલ્ફેટને દૂર કર્યા પછી, એસિડને સતત ઉપયોગ માટે સ્ટીલ પિકલિંગ પ્રક્રિયામાં પાછું મોકલી શકાય છે.

કુલિંગ સ્ફટિકીકરણના ઘણા ઔદ્યોગિક ઉપયોગો છે, જે અહીં ધાતુ પ્રક્રિયામાં અથાણાંની પ્રક્રિયા દ્વારા દર્શાવવામાં આવ્યા છે. સ્ટીલ અને યાંત્રિક પ્રક્રિયાની પ્રક્રિયામાં, સલ્ફ્યુરિક એસિડના દ્રાવણનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે ધાતુની સપાટી પરના કાટને દૂર કરવા માટે થાય છે. તેથી, કચરાના એસિડનું રિસાયક્લિંગ ખર્ચમાં ઘણો ઘટાડો કરી શકે છે અને પર્યાવરણનું રક્ષણ કરી શકે છે. આ પ્રક્રિયાને પ્રાપ્ત કરવા માટે ઉદ્યોગમાં કુલિંગ સ્ફટિકીકરણનો ઉપયોગ થાય છે.

8. ઓક્સિડેશન પદ્ધતિ

આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ લાંબા સમયથી કરવામાં આવી રહ્યો છે, અને તેનો સિદ્ધાંત એ છે કે યોગ્ય પરિસ્થિતિઓમાં ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટો દ્વારા કચરાના સલ્ફ્યુરિક એસિડમાં રહેલા કાર્બનિક અશુદ્ધિઓનું વિઘટન કરવું, જેથી તેને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ, પાણી, નાઇટ્રોજન ઓક્સાઇડ વગેરેમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય અને સલ્ફ્યુરિક એસિડથી અલગ કરી શકાય, જેથી કચરાના સલ્ફ્યુરિક એસિડને શુદ્ધ અને પુનઃપ્રાપ્ત કરી શકાય. સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા ઓક્સિડન્ટ્સ હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ, નાઈટ્રિક એસિડ, પરક્લોરિક એસિડ, હાઇપોક્લોરસ એસિડ, નાઈટ્રેટ, ઓઝોન વગેરે છે. દરેક ઓક્સિડાઇઝરના પોતાના ફાયદા અને મર્યાદાઓ હોય છે.