आम्लयुक्त सांडपाण्यावर प्रक्रिया

आम्लयुक्त सांडपाणी म्हणजे असे सांडपाणी ज्याचे pH मूल्य ६ पेक्षा कमी असते. आम्लांचे वेगवेगळे प्रकार आणि त्यांच्या सांद्रतेनुसार, आम्लयुक्त सांडपाण्याचे अजैविक आम्लयुक्त सांडपाणी आणि सेंद्रिय आम्लयुक्त सांडपाणी असे वर्गीकरण केले जाते. तीव्र आम्लयुक्त सांडपाणी आणि सौम्य आम्लयुक्त सांडपाणी; मोनोॲसिड सांडपाणी आणि पॉलीॲसिड सांडपाणी; कमी सांद्रतेचे आम्लयुक्त सांडपाणी आणि उच्च सांद्रतेचे आम्लयुक्त सांडपाणी. सामान्यतः आम्लयुक्त सांडपाण्यात, काही प्रमाणात आम्ल असण्याव्यतिरिक्त, अनेकदा जड धातूंचे आयन, त्यांचे क्षार आणि इतर हानिकारक पदार्थ देखील असतात. आम्लयुक्त सांडपाणी हे खाणीतील पाण्याचा निचरा, हायड्रोमेटलर्जी, स्टील रोलिंग, स्टील आणि अलौह धातूंवरील पृष्ठभागीय आम्ल प्रक्रिया, रासायनिक उद्योग, आम्ल उत्पादन, रंग, इलेक्ट्रोलायसिस, इलेक्ट्रोप्लेटिंग, कृत्रिम तंतू आणि इतर औद्योगिक क्षेत्रांसह विविध स्रोतांमधून येते. सामान्य आम्लयुक्त सांडपाणी हे सल्फ्यूरिक ॲसिडचे सांडपाणी असून, त्यानंतर हायड्रोक्लोरिक ॲसिड आणि नायट्रिक ॲसिडचे सांडपाणी येते. दरवर्षी, चीन सुमारे दहा लाख घनमीटर औद्योगिक आम्ल सांडपाणी सोडतो. जर हे सांडपाणी कोणत्याही प्रक्रियेविना थेट सोडले गेले, तर त्यामुळे पाईपलाईन गंजतील, पिकांचे नुकसान होईल, माशांना हानी पोहोचेल, जहाजांचे नुकसान होईल आणि पर्यावरणाचे आरोग्य धोक्यात येईल. औद्योगिक आम्लयुक्त सांडपाणी सोडण्यापूर्वी राष्ट्रीय मानकांची पूर्तता करण्यासाठी त्यावर प्रक्रिया करणे आवश्यक आहे, जेणेकरून आम्लयुक्त सांडपाण्यावर पुनर्प्रक्रिया करून त्याचा पुनर्वापर करता येईल. आम्लयुक्त सांडपाण्यावर प्रक्रिया करताना, क्षार प्रक्रिया, सांद्रता पद्धत, रासायनिक उदासीनीकरण पद्धत, निष्कर्षण पद्धत, आयन एक्सचेंज रेझिन पद्धत, पडदा विलगीकरण पद्धत इत्यादी पद्धती निवडल्या जाऊ शकतात.

१. पुनर्वापरासाठी मीठ बाहेर काढा

तथाकथित 'सॉल्टिंग आउट' पद्धतीमध्ये, टाकाऊ आम्लातील जवळजवळ सर्व सेंद्रिय अशुद्धींचे अवक्षेपण करण्यासाठी मोठ्या प्रमाणात संतृप्त क्षारयुक्त पाण्याचा वापर केला जातो. तथापि, या पद्धतीमुळे हायड्रोक्लोरिक आम्ल तयार होते आणि टाकाऊ आम्लातील सल्फ्यूरिक आम्लाच्या पुनर्प्राप्ती व उपयोगावर परिणाम होतो, म्हणून सोडियम बायसल्फेटच्या संतृप्त द्रावणाने टाकाऊ आम्लातील सेंद्रिय अशुद्धींचे 'सॉल्टिंग आउट' करण्याच्या पद्धतीचा अभ्यास करण्यात आला.
टाकाऊ आम्लामध्ये सल्फ्यूरिक आम्ल आणि विविध सेंद्रिय अशुद्धी असतात, ज्या प्रामुख्याने सल्फोनेशन, क्लोरीनेशन आणि नायट्रिफिकेशनच्या प्रक्रियेत टोल्युइनपासून तयार होणारे अल्प प्रमाणात ६-क्लोरो-३-नायट्रोटोल्युइन-४-सल्फॉनिक आम्ल आणि ६-क्लोरो-३-नायट्रोटोल्युइन-४-सल्फॉनिक आम्लाव्यतिरिक्त इतर विविध समावयव असतात. सॉल्टिंग-आउट पद्धतीमध्ये, टाकाऊ आम्लातील जवळजवळ सर्व सेंद्रिय अशुद्धींचे अवक्षेपण करण्यासाठी मोठ्या प्रमाणात संतृप्त क्षारयुक्त पाण्याचा वापर केला जातो. सॉल्ट-आउट पुनर्वापर पद्धतीमुळे केवळ टाकाऊ आम्लातील विविध सेंद्रिय अशुद्धीच दूर होत नाहीत, तर सल्फ्यूरिक आम्ल परत मिळवून ते चक्रीय उत्पादनात वापरता येते, ज्यामुळे खर्च आणि ऊर्जेची बचत होते.

२. भाजण्याची पद्धत

हायड्रोक्लोरिक आम्लासारख्या बाष्पशील आम्लावर भाजण्याची पद्धत वापरली जाते, ज्यामध्ये द्रावणातून भाजून ते वेगळे केले जाते आणि पुनर्प्राप्ती साधली जाते.

३. रासायनिक उदासीनीकरण पद्धत

H+(aq)+OH-(aq)=H2O ही मूलभूत आम्ल-आम्लारी अभिक्रिया आम्लयुक्त सांडपाण्यावर प्रक्रिया करण्यासाठी एक महत्त्वाचा आधार आहे. आम्लयुक्त सांडपाण्यावर प्रक्रिया करण्याच्या सामान्य पद्धतींमध्ये उदासीनीकरण आणि पुनर्वापर, आम्ल-आम्लारी सांडपाण्याचे परस्पर उदासीनीकरण, औषध उदासीनीकरण, गाळण उदासीनीकरण इत्यादींचा समावेश होतो. चीनमधील काही लोह आणि पोलाद उद्योगांच्या सुरुवातीच्या काळात, त्यापैकी बहुतेकांनी हायड्रोक्लोरिक आम्ल आणि सल्फ्यूरिक आम्लाच्या सांडपाण्यावर प्रक्रिया करण्यासाठी आम्ल-आम्लारी उदासीनीकरणाची पद्धत वापरली, जेणेकरून pH मूल्य विसर्जन मानकांपर्यंत पोहोचेल. आम्ल-आम्लारी उदासीनीकरणासाठी कच्चा माल म्हणून सोडियम कार्बोनेट (सोडा ॲश), सोडियम हायड्रॉक्साइड, चुनखडी किंवा चुना वापरला जातो, जो स्वस्त असतो आणि सहज बनवता येतो.

४. निष्कर्षण पद्धत

द्रव-द्रव निष्कर्षण, ज्याला द्रावक निष्कर्षण असेही म्हणतात, ही एक प्रक्रिया आहे ज्यामध्ये कच्च्या मालाच्या द्रवातील घटकांच्या योग्य द्रावकातील विद्राव्यतेतील फरकाचा वापर करून विलगीकरण साधले जाते. आम्लयुक्त सांडपाण्यावर प्रक्रिया करताना, आम्लयुक्त सांडपाणी आणि सेंद्रिय द्रावक यांचा पूर्ण संपर्क घडवून आणणे आवश्यक असते, जेणेकरून सांडपाण्यातील आम्लातील अशुद्धी द्रावकामध्ये हस्तांतरित होतील. निष्कर्षकासाठीच्या आवश्यकता खालीलप्रमाणे आहेत: (१) सांडपाण्यातील आम्ल निष्क्रिय असावे, त्याच्याशी रासायनिक अभिक्रिया करू नये आणि त्यात विरघळू नये; (२) सांडपाण्यातील आम्लातील अशुद्धींचा निष्कर्षक आणि सल्फ्यूरिक आम्लामध्ये उच्च विभाजन गुणांक असावा; (३) किंमत स्वस्त आणि सहज उपलब्ध असावे; (४) अशुद्धींपासून सहज वेगळे करता यावे आणि निष्कर्षण करताना कमीत कमी नुकसान व्हावे. सामान्य निष्कर्षकांमध्ये बेंझिन (टोल्युइन, नायट्रोबेंझिन, क्लोरोबेंझिन), फिनॉल्स (क्रेओसोट क्रूड डायफिनॉल), हॅलोजनेटेड हायड्रोकार्बन्स (ट्रायक्लोरोइथेन, डायक्लोरोइथेन), आयसोप्रोपिल इथर आणि एन-५०३ यांचा समावेश होतो.

५. आयन एक्सचेंज रेझिन पद्धत

आयन एक्सचेंज रेझिनद्वारे सेंद्रिय आम्ल टाकाऊ द्रवावर प्रक्रिया करण्याचे मूलभूत तत्त्व हे आहे की, काही आयन एक्सचेंज रेझिन टाकाऊ आम्ल द्रावणातून सेंद्रिय आम्ल शोषून घेतात आणि अजैविक आम्ल व धातूंच्या क्षारांना वगळून वेगवेगळ्या आम्ल आणि क्षारांचे विलगीकरण साधतात.

६. पडदा विलगीकरण पद्धत

आम्लयुक्त टाकाऊ द्रवासाठी, डायलिसिस आणि इलेक्ट्रोडायलिसिस यांसारख्या पडदा प्रक्रिया पद्धतींचा देखील वापर केला जाऊ शकतो. टाकाऊ आम्लाची पडदा पुनर्प्राप्ती प्रामुख्याने डायलिसिसच्या तत्त्वाचा अवलंब करते, जे सांद्रतेतील फरकामुळे चालते. संपूर्ण उपकरण डिफ्यूजन डायलिसिस पडदा, द्रव वितरण प्लेट, मजबुतीकरण प्लेट, द्रव प्रवाह प्लेट फ्रेम इत्यादींनी बनलेले असते आणि टाकाऊ द्रवातील पदार्थांना वेगळे करून विलगीकरणाचा परिणाम साधते.

७. शीतलीकरण स्फटिकीकरण पद्धत

शीतलीकरण स्फटिकीकरण पद्धत ही द्रावणाचे तापमान कमी करून विद्राव्याचे अवक्षेपण करण्याची एक पद्धत आहे. टाकाऊ आम्लावर प्रक्रिया करण्याच्या प्रक्रियेत याचा उपयोग होतो, जिथे टाकाऊ आम्लातील अशुद्धी थंड करून आवश्यकतेनुसार आम्ल द्रावण परत मिळवले जाते आणि त्याचा पुनर्वापर करता येतो. उदाहरणार्थ, रोलिंग मिलच्या ॲसिल-वॉशिंग प्रक्रियेतून बाहेर पडणाऱ्या टाकाऊ सल्फ्यूरिक आम्लामध्ये मोठ्या प्रमाणात फेरस सल्फेट असते, ज्यावर सांद्रण-स्फटिकीकरण आणि गाळण प्रक्रियेद्वारे प्रक्रिया केली जाते. गाळणाद्वारे फेरस सल्फेट काढून टाकल्यानंतर, हे आम्ल स्टील पिक्लिंग प्रक्रियेत सतत वापरासाठी परत वापरले जाऊ शकते.

शीतलीकरण स्फटिकीकरणाचे अनेक औद्योगिक उपयोग आहेत, जे येथे धातू प्रक्रियेतील पिक्लिंग प्रक्रियेच्या उदाहरणाद्वारे स्पष्ट केले आहेत. पोलाद आणि यांत्रिक प्रक्रियेमध्ये, धातूच्या पृष्ठभागावरील गंज काढण्यासाठी सामान्यतः सल्फ्यूरिक ॲसिड द्रावणाचा वापर केला जातो. त्यामुळे, टाकाऊ ॲसिडच्या पुनर्वापरामुळे खर्च मोठ्या प्रमाणात कमी होऊ शकतो आणि पर्यावरणाचे रक्षण होते. ही प्रक्रिया साध्य करण्यासाठी उद्योगात शीतलीकरण स्फटिकीकरणाचा वापर केला जातो.

८. ऑक्सिडेशन पद्धत

ही पद्धत बऱ्याच काळापासून वापरली जात आहे. यामागील तत्त्व असे आहे की, योग्य परिस्थितीत ऑक्सिडीकारकांच्या साहाय्याने टाकाऊ सल्फ्युरिक ॲसिडमधील सेंद्रिय अशुद्धींचे विघटन केले जाते, जेणेकरून त्यांचे कार्बन डायऑक्साइड, पाणी, नायट्रोजन ऑक्साईड इत्यादींमध्ये रूपांतर करून त्यांना सल्फ्युरिक ॲसिडपासून वेगळे करता येते, आणि अशाप्रकारे टाकाऊ सल्फ्युरिक ॲसिडचे शुद्धीकरण करून ते पुनर्प्राप्त करता येते. सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या ऑक्सिडीकारकांमध्ये हायड्रोजन पेरॉक्साइड, नायट्रिक ॲसिड, परक्लोरिक ॲसिड, हायपोक्लोरस ॲसिड, नायट्रेट, ओझोन इत्यादींचा समावेश होतो. प्रत्येक ऑक्सिडीकारकाचे स्वतःचे फायदे आणि मर्यादा असतात.