منتشر شده توسط

تاریخ انتشار مقاله :

تاریخ بروزرسانی مقاله : 27-04-1405

تعداد کلمات : 3300

آدرس مقاله : لینک مقاله

روشهای خنثی سازی اسید نیتریک

روشهای خنثی سازی اسید نیتریک

مقدمه

اسید نیتریک یکی از اسیدهای معدنی پرکاربرد در تولید کودهای شیمیایی، فلزکاری، آبکاری، ساخت مواد منفجره، شستشوی صنعتی و فرایندهای آزمایشگاهی است. این ماده در کنار خاصیت اسیدی بسیار قوی، یک اکسید کننده نیرومند نیز به شمار می رود. در کاربردهای مرتبط با خرید اسید نیتریک بازیافت طلا نیز شناخت خلوص، غلظت و رفتار واکنشی این ماده اهمیت زیادی دارد. به همین دلیل، مدیریت و خنثی سازی آن به شناخت دقیق شرایط واکنش نیاز دارد.

روش های خنثی سازی اسید نیتریک با توجه به حجم، غلظت، دما، ناخالصی های موجود و محل انجام عملیات تفاوت دارند. روشی که برای چند میلی لیتر محلول رقیق در آزمایشگاه مناسب است، نمی تواند بدون تغییر برای مخزن صنعتی یا نشت اسید غلیظ مورد استفاده قرار گیرد. در حجم بالا، گرمای واکنش، کیفیت اختلاط، ظرفیت مخزن و سرعت تزریق ماده قلیایی اهمیت بیشتری پیدا می کند.

خنثی سازی اسید نیتریک تنها به رساندن pH محلول به محدوده خنثی محدود نیست. محلول نهایی معمولا حاوی مقدار قابل توجهی نمک نیترات است و ممکن است فلزات، مواد جامد یا ترکیبات خطرناک دیگری نیز داشته باشد. از این رو، عملیات زمانی کامل محسوب می شود که علاوه بر کاهش خاصیت اسیدی، کیفیت پساب نهایی و روش بازیافت یا دفع آن نیز مشخص شده باشد.

خنثی سازی اسید نیتریک چیست و چرا انجام می شود؟

خنثی سازی فرایندی است که طی آن یون های هیدروژن موجود در محلول اسیدی با یک ماده قلیایی واکنش می دهند. نتیجه این واکنش معمولا تشکیل آب و یک نمک نیتراتی است. در شرایط معمول، هدف این است که pH محلول به محدوده ای برسد که خطر خوردگی، آسیب به تجهیزات و تماس انسانی کاهش پیدا کند.

در واحدهای صنعتی، خنثی سازی ممکن است برای پساب شستشوی مخازن، محلول های مصرف شده در اسیدشویی، آب آلوده حاصل از تعمیرات، پساب آزمایشگاه یا جریان های خارج از مشخصات انجام شود. در چنین شرایطی، مدیریت پسماندهای صنعتی حاوی اسید نیتریک به انتخاب روش خنثی سازی مناسب، کنترل واکنش و بررسی کیفیت محلول نهایی وابسته است. در آزمایشگاه نیز محلول های رقیق و کاملا شناخته شده گاهی بر اساس دستورالعمل مشخص خنثی می شوند.

انتخاب pH نهایی باید بر اساس کاربرد بعدی محلول و الزامات تخلیه صورت گیرد. در بعضی فرایندها، هدف رسیدن به pH نزدیک ۷ است، اما در برخی خطوط تصفیه ممکن است محدوده کمی اسیدی یا قلیایی برای رسوب دادن فلزات مناسب تر باشد.

اهمیت این فرایند فقط به جلوگیری از سوختگی شیمیایی مربوط نیست. اسید نیتریک می تواند با مواد آلی، فلزات، عوامل کاهنده و جاذب های قابل اشتعال واکنش شدید ایجاد کند. بنابراین برنامه خنثی سازی باید هم خاصیت اسیدی و هم قدرت اکسید کنندگی این ماده را در نظر بگیرد.

شیمی واکنش خنثی سازی اسید نیتریک

اسید نیتریک در محلول آبی به یون هیدروژن و یون نیترات تبدیل می شود. وقتی یک باز مانند سدیم هیدروکسید به محلول افزوده می شود، یون هیدروژن با یون هیدروکسید واکنش می دهد و آب تشکیل می شود. واکنش کلی را می توان به صورت زیر نوشت:

HNO3 + NaOH → NaNO3 + H2O

در این واکنش، اسیدیته کاهش پیدا می کند و نیترات سدیم در محلول باقی می ماند. اگر از کلسیم هیدروکسید استفاده شود، محصول اصلی کلسیم نیترات خواهد بود:

2HNO3 + Ca(OH)2 → Ca(NO3)2 + 2H2O

کربنات ها و بی کربنات ها علاوه بر نمک نیتراتی و آب، دی اکسید کربن نیز تولید می کنند. واکنش بی کربنات سدیم با اسید نیتریک به شکل زیر است:

HNO3 + NaHCO3 → NaNO3 + CO2 + H2O

این واکنش ها گرمازا هستند. هرچه اسید و باز غلیظ تر باشند، افزایش دما سریع تر خواهد بود و احتمال جوشش موضعی، پاشش و تشکیل مه اسیدی بیشتر می شود. کربنات ها به دلیل تولید گاز می توانند کف و تلاطم ایجاد کنند. هیدروکسیدهای قوی گاز تولید نمی کنند، اما آزاد شدن گرما در واکنش آنها ممکن است بسیار سریع باشد.

خنثی شدن اسیدیته به معنی حذف یون نیترات نیست. این موضوع باعث می شوند که محلول نهایی، با وجود pH مناسب، همچنان بار نمکی و نیتروژنی بالایی داشته باشد. بنابراین سنجش pH تنها یکی از معیارهای کنترل پساب است.

ارزیابی محلول پیش از انتخاب روش خنثی سازی

پیش از انتخاب ماده خنثی کننده باید مشخص شود که دقیقا چه محلولی قرار است خنثی شود. غلظت اسید، حجم کل، دما، رنگ، وجود رسوب، منشا پساب و سابقه فرایند از اطلاعات پایه هستند.

اگر محلول از یک خط فلزکاری آمده باشد، ممکن است حاوی آهن، مس، نیکل، کروم یا سایر فلزات باشد. در صورتی که پساب از یک فرایند شیمیایی آلی حاصل شده باشد، احتمال حضور ترکیباتی وجود دارد که با اسید نیتریک یا گرمای آزاد شده در زمان خنثی سازی واکنش نامطلوب نشان دهند.

تکیه بر درصد اسمی درج شده روی مخزن کافی نیست. محلول ممکن است در اثر رقیق شدن، تبخیر آب یا مخلوط شدن با یک جریان دیگر تغییر کرده باشد. اندازه گیری اسیدیته کل برای محاسبه ماده قلیایی از اندازه گیری ساده pH مفیدتر است. pH وضعیت لحظه ای محلول را نشان می دهد، اما اسیدیته کل مقدار باز مورد نیاز برای رسیدن به یک نقطه مشخص را بهتر بیان می کند.

ظرفیت مخزن، قدرت همزن، امکان خنک کاری، فضای خالی، مسیر خروج بخار و سازگاری تجهیزات نیز باید بررسی شود. اپراتورها باید قبل از شروع، وضعیت مخزن را بررسی می کند و محل توقف اضطراری تزریق را بشناسند. وجود شیر قطع سریع و امکان متوقف کردن پمپ دوزینگ، بخش مهمی از ایمنی فرایند است.

سهم عوامل کلیدی در انتخاب روش مناسب برای خنثی سازی اسید نیتریک در سال ۱۴۰۵

نقش رقیق سازی کنترل شده پیش از خنثی سازی

رقیق سازی به تنهایی اسید نیتریک را خنثی نمی کند، زیرا مقدار کل اسید موجود در محلول تغییر نمی کند. با این حال، کاهش غلظت می تواند سرعت آزاد شدن گرما را کمتر کند و امکان اختلاط یکنواخت تر را فراهم سازد.

افزودن سریع آب به اسید غلیظ خطرناک است. لایه آب ممکن است در تماس با اسید به شدت گرم شود و بخار ناگهانی ایجاد کند. این اتفاق می تواند قطرات اسید را به اطراف پرتاب کند. در عملیات برنامه ریزی شده، جریان غلیظ باید با سرعت محدود وارد یک حجم بزرگ تر و در حال اختلاط شود و گرمای تولیدی به صورت پیوسته دفع گردد.

در بسیاری از خطوط صنعتی، پساب اسیدی ابتدا وارد مخزن متعادل سازی می شود. این مخزن نوسان غلظت و دبی را کاهش می دهد و از ورود ناگهانی یک جریان بسیار غلیظ به راکتور خنثی سازی جلوگیری می کند.

رقیق سازی زمانی مفید است که مخزن فضای خالی کافی، تهویه مناسب و امکان دفع گرما داشته باشد. افزودن بیش از حد آب نیز مطلوب نیست، زیرا حجم پساب، هزینه انتقال و ظرفیت مورد نیاز برای تصفیه نهایی را افزایش می دهد. هدف باید رساندن محلول به شرایط قابل کنترل باشد، نه تولید حجم زیادی از پساب رقیق که همچنان نیترات بالایی دارد.

خنثی سازی اسید نیتریک با سدیم هیدروکسید

سدیم هیدروکسید یا سود سوزآور یکی از رایج ترین مواد مورد استفاده برای خنثی سازی اسید نیتریک در مقیاس صنعتی است. این باز در آب حل می شود، واکنش سریعی دارد و مقدار تزریق آن را می توان با پمپ دوزینگ کنترل کرد.

محصول اصلی واکنش، نیترات سدیم محلول و آب است. به همین دلیل معمولا لجن معدنی کمتری نسبت به روش های آهکی تشکیل می شود. این ویژگی برای واحدهایی که نمی خواهند با حجم زیادی از رسوب و مواد جامد درگیر شوند مزیت مهمی محسوب می شود.

سرعت واکنش سود سوزآور هم مزیت و هم محدودیت آن است. اگر محلول غلیظ سود به اسید غلیظ یا نقطه ای بدون اختلاط مناسب وارد شود، دمای موضعی به سرعت بالا می رود. این وضعیت می تواند موجب جوشش، پاشش و تشکیل مه اسیدی شود.

استفاده از محلول رقیق تر سود، تزریق مرحله ای، همزن مناسب و کنترل دما خطر را کاهش می دهد. نزدیک نقطه خنثی، مقدار کمی سود می تواند pH را به شدت بالا ببرد. به همین دلیل سرعت تزریق در مرحله پایانی باید کاهش یابد.

سود سوزآور برای پساب هایی که نباید رسوب زیادی تولید کنند مناسب است، اما مقدار مواد محلول و شوری پساب نهایی را افزایش می دهد.

استفاده از کربنات سدیم و بی کربنات سدیم

کربنات سدیم و بی کربنات سدیم نسبت به هیدروکسیدهای قوی واکنش ملایم تری دارند. این مواد برای محلول های رقیق، حجم های محدود و برخی عملیات پاکسازی نشت مورد استفاده قرار می گیرند.

در پاکسازی نشت کوچک، پودر خنثی کننده معمولا به تدریج از حاشیه بیرونی نشت به سمت مرکز اضافه می شود. این روش از گسترش مایع جلوگیری می کند و امکان مشاهده شدت واکنش را در اختیار فرد آموزش دیده قرار می دهد.

محدودیت اصلی کربنات ها، تولید دی اکسید کربن است. اگر مقدار زیادی کربنات به سرعت افزوده شود، کف شدید، پاشش و افزایش فشار در ظرف بسته رخ می دهد. به همین دلیل خنثی سازی با کربنات نباید در ظرف بسته یا مخزنی با مسیر خروج گاز محدود انجام شود.

بی کربنات سدیم واکنش آرام تری دارد و احتمال عبور ناگهانی از pH هدف را کاهش می دهد. با این حال، برای خنثی کردن مقدار مشخصی اسید، جرم بیشتری از آن در مقایسه با سود سوزآور لازم است. این موضوع هزینه حمل، فضای انبار و حجم مواد مصرفی را افزایش می دهد.

کربنات سدیم قوی تر و از نظر مصرف جرمی مناسب تر است، ولی همچنان گاز تولید می کند. پایان تولید کف می تواند یک نشانه اولیه از کاهش اسیدیته باشد، اما تایید نهایی باید با اندازه گیری pH و اسیدیته انجام شود.

خنثی سازی با آهک، سنگ آهک و ترکیبات کلسیم

آهک هیدراته و سنگ آهک از مواد ارزان و در دسترس برای خنثی سازی جریان های اسیدی هستند. آهک هیدراته واکنش پذیری بیشتری دارد، در حالی که سنگ آهک یا کربنات کلسیم آهسته تر واکنش می دهد.

سنگ آهک برای بسترهای عبوری، کانال های خنثی سازی و فرایندهایی که زمان تماس کافی دارند مناسب است. در این روش، محلول اسیدی از میان بستری از ذرات کربنات کلسیم عبور می کند. سطح ذرات به تدریج واکنش می دهد و نیترات کلسیم، آب و دی اکسید کربن تشکیل می شود.

استفاده از آهک هیدراته معمولا به واحد دوغاب سازی، همزن مقاوم و تجهیزات انتقال جامد نیاز دارد. ذرات حل نشده، ناخالصی های معدنی و رسوبات حاصل ممکن است در کف مخزن جمع شوند. این لجن باید تخلیه و آبگیری شود و از نظر وجود فلزات یا مواد خطرناک مورد آزمایش قرار گیرد.

سنگ آهک در زمان واکنش با اسید نیتریک دی اکسید کربن آزاد می کند، اما واکنش آهک هیدراته گاز تولید نمی کند. هر دو واکنش گرمازا هستند و باید دمای مخزن کنترل شود.

مواد کلسیمی برای واحدهایی که هزینه ماده خنثی کننده اهمیت زیادی دارد و امکان مدیریت لجن وجود دارد، انتخاب مناسبی هستند. در بعضی خطوط، بخش اصلی اسید با آهک خنثی می شود و تنظیم دقیق pH با مقدار کمتری سود سوزآور انجام می گیرد.

مقایسه مواد مورد استفاده در روش های خنثی سازی اسید نیتریک

انتخاب ماده خنثی کننده نباید فقط بر اساس قیمت هر کیلوگرم انجام شود. مقدار مصرف، خلوص تجاری، سرعت واکنش، گاز تولیدی، تشکیل رسوب، شوری پساب، زمان ماند و هزینه نگهداری تجهیزات بر هزینه نهایی اثر دارند.

برای مثال، منیزیم اکسید از نظر مقدار نظری مصرف پایینی دارد، اما حلالیت محدود آن ممکن است زمان واکنش را طولانی کند. سدیم هیدروکسید به سرعت واکنش می دهد، ولی کنترل آن در نزدیکی pH خنثی حساس است. سنگ آهک ارزان است، اما واکنش کند و باقیمانده جامد بیشتری دارد.

مقادیر نظری بر پایه واکنش با یک کیلوگرم اسید نیتریک خالص محاسبه می شوند. اگر یک محلول حاوی ۵۰ درصد وزنی اسید نیتریک باشد، در هر کیلوگرم از آن حدود نیم کیلوگرم اسید خالص وجود دارد. مقدار نظری خنثی کننده برای چنین محلولی تقریبا نصف مقدار نوشته شده در جدول خواهد بود.

در عمل، مقدار مصرف واقعی می تواند با عدد نظری تفاوت داشته باشد. خلوص ماده قلیایی، رطوبت پودر، مواد حل شده در پساب، واکنش های جانبی و کیفیت اختلاط همگی بر نتیجه اثر می گذارند. برای نمونه، آهک تجاری ممکن است بخشی مواد بی اثر داشته باشد و به مقدار بیشتری از آن نیاز شود.

محاسبه اولیه بهتر است با تیتراسیون یک نمونه واقعی تکمیل شود. در این آزمایش، ماده قلیایی به مقدار مشخصی از پساب افزوده می شود تا مقدار مصرف و رفتار محلول مشخص گردد. نتیجه آزمایش باید در مقیاس بزرگ با حاشیه کنترل شده به کار رود، نه اینکه مقدار اضافی بزرگی از باز به صورت یکجا وارد مخزن شود.

هیدروکسید پتاسیم از نظر عملکرد به سود سوزآور شباهت دارد، اما معمولا گران تر است. این ماده بیشتر زمانی انتخاب می شود که حضور پتاسیم در محصول نهایی ارزش داشته باشد. ترکیبات منیزیم نیز می توانند واکنش آرام تری ایجاد کنند و احتمال افزایش ناگهانی pH را کاهش دهند.

ماده خنثی کننده محصول اصلی واکنش مقدار نظری برای ۱ کیلوگرم HNO3 خالص مزیت اصلی محدودیت مهم
سدیم هیدروکسید نیترات سدیم و آب حدود ۰٫۶۳۵ کیلوگرم محلول، سریع و مناسب دوزینگ افزایش سریع دما و خطر عبور از pH هدف
پتاسیم هیدروکسید نیترات پتاسیم و آب حدود ۰٫۸۹۰ کیلوگرم واکنش سریع و تولید نمک پتاسیمی قیمت بالاتر و قلیاییت شدید
کربنات سدیم نیترات سدیم، آب و CO2 حدود ۰٫۸۴۱ کیلوگرم کنترل آسان تر نسبت به سود غلیظ تولید گاز و احتمال تشکیل کف
بی کربنات سدیم نیترات سدیم، آب و CO2 حدود ۱٫۳۳۳ کیلوگرم مناسب نشت های کوچک و واکنش ملایم مصرف جرمی و فضای انبار بیشتر
کربنات کلسیم نیترات کلسیم، آب و CO2 حدود ۰٫۷۹۴ کیلوگرم ارزان و قابل استفاده در بستر جامد واکنش کند و باقیمانده جامد
کلسیم هیدروکسید نیترات کلسیم و آب حدود ۰٫۵۸۸ کیلوگرم هزینه مناسب در مقیاس صنعتی تشکیل دوغاب و نیاز به مدیریت لجن
منیزیم اکسید نیترات منیزیم و آب حدود ۰٫۳۲۰ کیلوگرم مصرف نظری کم و واکنش قابل کنترل حلالیت محدود و زمان تماس بیشتر
منیزیم هیدروکسید نیترات منیزیم و آب حدود ۰٫۴۶۳ کیلوگرم کاهش احتمال افزایش ناگهانی pH نیاز به اختلاط مناسب و هزینه بیشتر

اعداد جدول برای طراحی نهایی کافی نیستند. چگالی محلول اسید، درصد وزنی، دمای خوراک و شکل تجاری ماده خنثی کننده باید در محاسبه واقعی وارد شود. نمونه ها پس از خنثی سازی باید در آزمایشگاه کنترل شود تا اسیدیته باقیمانده، نیترات، فلزات و مواد جامد مشخص گردد.

طراحی سامانه صنعتی خنثی سازی

یک سامانه صنعتی معمولی از مخزن دریافت، مخزن متعادل سازی، واحد تزریق ماده قلیایی، همزن، حسگر pH، کنترل دما و مخزن نگهداری نهایی تشکیل می شود.

مخزن متعادل سازی برای کاهش نوسان دبی و غلظت مورد استفاده قرار می گیرد. حجم آن باید بتواند جریان اسیدی چند ساعت یا یک بچ کامل را دریافت کند. ورود مستقیم یک جریان بسیار غلیظ به مخزن کوچک، کنترل دما و pH را دشوار می کند.

همزن باید بدون ایجاد پاشش، اختلاط کافی در تمام حجم فراهم کند. محل تزریق ماده قلیایی نباید نزدیک دیواره، سطح محلول یا حسگر pH باشد. تزریق نزدیک حسگر می تواند عددی غیرواقعی ایجاد کند و کنترل کننده را به توقف زودهنگام یا تزریق بیش از حد وادار سازد.

حسگر pH باید برای محیط نیتراتی و دمای فرایند مناسب باشد. شستشو و کالیبراسیون منظم نیز ضروری است. رسوب روی الکترود یا فرسودگی حسگر از علت های رایج تزریق بیش از حد باز هستند.

طراحی دو مرحله ای معمولا پایداری بیشتری دارد. در مرحله اول، بخش اصلی اسیدیته حذف می شود و در مرحله دوم، مقدار کمتری ماده قلیایی برای تنظیم دقیق pH تزریق می گردد. مخزن باید فضای کافی برای کف و انبساط داشته باشد و ونت آن به مسیر ایمن متصل شود.

خنثی سازی نشت های کوچک در شرایط اضطراری

نشت اسید نیتریک با پساب برنامه ریزی شده تفاوت دارد. در مرحله نخست باید محدوده خطر مشخص شود و از ورود مایع به کف شور، کانال آب یا فاضلاب جلوگیری گردد. در صورت امکان، منبع نشت بدون نزدیک شدن به محل خطر متوقف می شود.

فقط افراد آموزش دیده و مجهز به وسایل حفاظت فردی مناسب باید وارد محل شوند. نشت بزرگ، اسید غلیظ، بخار زرد یا قهوه ای، آلودگی مواد آلی و نشت در فضای بسته نیازمند تخلیه محل و حضور تیم واکنش اضطراری است.

برای یک نشت کوچک و قابل کنترل می توان از بی کربنات سدیم، کربنات سدیم، کربنات کلسیم یا جاذب معدنی مخصوص اسید استفاده کرد. ماده خنثی کننده باید به تدریج از لبه بیرونی نشت به سمت مرکز اضافه شود.

استفاده از خاک اره، کاغذ، پارچه، پوشال، جاذب سلولزی یا مواد قابل اشتعال روی اسید نیتریک خنثی نشده خطرناک است. خاصیت اکسید کنندگی اسید می تواند موجب گرم شدن، دود کردن یا آتش گرفتن ماده آلی شود.

پس از پایان واکنش ظاهری، pH در چند نقطه کنترل و مواد جمع آوری شده داخل ظرف سازگار و برچسب دار قرار داده می شوند. خنثی شدن ظاهری به معنی بی خطر بودن کامل پسماند نیست، زیرا نمک های نیتراتی و فلزات حل شده ممکن است همچنان نیازمند دفع کنترل شده باشند.

کنترل گرما، گاز، کف و pH در طول فرایند

افزایش سریع دما، تولید شدید کف و تغییر ناگهانی pH از مهم ترین نشانه های خروج واکنش از کنترل هستند. دما باید پیش از شروع و در تمام مدت تزریق ثبت شود.

اگر سرعت افزایش دما از محدوده طراحی بیشتر شود، تزریق باید متوقف گردد و اختلاط و خنک کاری ادامه پیدا کند. ادامه تزریق در محلولی که دمای آن به سرعت بالا می رود، احتمال جوشش و پاشش را افزایش می دهد.

در روش های کربناتی، تولید دی اکسید کربن باید در محاسبه ظرفیت ونت و فضای خالی مخزن در نظر گرفته شود. انجام واکنش در ظرف بسته می تواند فشار خطرناکی ایجاد کند.

در پساب های حاوی فلزات یا مواد کاهنده، احتمال تشکیل اکسیدهای نیتروژن نیز وجود دارد. مشاهده بخار زرد یا قهوه ای یک هشدار جدی است و عملیات باید برای ارزیابی وضعیت تهویه متوقف شود.

کنترل pH بهتر است با ترکیب حسگر پیوسته و نمونه برداری دستی انجام شود. نزدیک نقطه هدف باید زمان کافی برای یکنواخت شدن محلول در نظر گرفته شود. عددی که بلافاصله پس از تزریق دیده می شود ممکن است فقط شرایط اطراف حسگر را نشان دهد.

اتکا به یک حسگر بدون کالیبراسیون، یکی از خطاهای رایج سامانه های خنثی سازی است. استفاده از حد بالای تزریق، قفل دمایی و توقف اضطراری می تواند از ورود مقدار بیش از حد ماده قلیایی جلوگیری کند.

مدیریت محلول پس از خنثی سازی و حذف نیترات

محصول خنثی سازی معمولا محلولی از نیترات سدیم، کلسیم، پتاسیم یا منیزیم است. بیشتر این نمک ها در آب محلول هستند و با ته نشینی ساده حذف نمی شوند. بنابراین رسیدن pH به محدوده قابل قبول، پایان عملیات تصفیه نیست.

تخلیه مقدار زیاد نیترات می تواند رشد جلبک ها را افزایش دهد و در آب های سطحی موجب کاهش اکسیژن شود. میزان قابل قبول نیترات باید بر اساس شرایط تخلیه و ظرفیت تصفیه خانه تعیین گردد.

اگر پساب حاوی فلز باشد، تنظیم pH می تواند بعضی فلزات را به شکل هیدروکسید رسوب دهد. پس از آن، لجن از طریق ته نشینی، فیلتراسیون یا فیلترپرس جدا می شود. با این حال، بخش زیادی از نیترات در آب باقی می ماند.

برای کاهش نیترات می توان از دنیتریفیکاسیون زیستی، تبادل یونی، فرایندهای غشایی یا تبخیر و تبلور استفاده کرد. دنیتریفیکاسیون زیستی نیترات را در شرایط کنترل شده به گاز نیتروژن تبدیل می کند، اما به منبع کربن، زمان ماند و شرایط مناسب فعالیت میکروبی نیاز دارد.

تبادل یونی و غشاها می توانند نیترات را از آب جدا کنند، ولی یک جریان غلیظ ثانویه تولید می کنند. تبخیر و تبلور نیز برای جریان های غلیظ مناسب تر است، اما انرژی بیشتری مصرف می کند.

انتخاب روش نهایی باید بر اساس حجم پساب، غلظت نیترات، وجود فلزات، هزینه انرژی و امکان استفاده مجدد از نمک حاصل انجام شود.

نتیجه گیری

روش های خنثی سازی اسید نیتریک شامل استفاده از سود سوزآور، کربنات سدیم، بی کربنات سدیم، آهک، سنگ آهک و ترکیبات منیزیم است. هیچ ماده ای برای همه شرایط بهترین گزینه نیست.

سدیم هیدروکسید سریع و قابل کنترل است، اما گرمای زیادی آزاد می کند و ممکن است pH را ناگهان افزایش دهد. کربنات و بی کربنات واکنش ملایم تری دارند، ولی دی اکسید کربن و کف تولید می کنند. آهک و سنگ آهک اقتصادی هستند، اما می توانند مقدار بیشتری لجن و رسوب به وجود آورند.

پیش از شروع عملیات باید غلظت واقعی اسید، ناخالصی ها، حجم، دما، ظرفیت مخزن، قدرت همزن و شرایط تهویه مشخص شوند. رقیق سازی کنترل شده، تزریق مرحله ای و پایش همزمان pH و دما از مهم ترین عوامل ایمنی هستند.

خنثی سازی فقط خاصیت اسیدی محلول را کاهش می دهد و یون نیترات را از بین نمی برد. پساب نهایی باید از نظر نیترات، فلزات، شوری و مواد جامد آزمایش شود. یک برنامه کامل از شناسایی جریان اسیدی آغاز می شود و تا کنترل محلول نهایی، مدیریت لجن و تصمیم گیری درباره بازیافت یا دفع ادامه پیدا می کند.

مقالات مرتبط