聚合氯化鋁 | 三氯化鐵 | 硫酸亞鐵 |
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高分子混凝劑溶于水后經(jīng)分解和縮聚反應(yīng)形成高分子聚合物,這類帶電荷的高分子聚合物能夠壓縮“雙電層”使體系脫穩(wěn),并對微粒吸附架橋,使膠體和微小懸浮物之間凝結(jié)成易于沉降除去的絮凝體。
2.2 糊樹脂廢水處理流程
根據(jù)廢水成分情況,采取絮凝沉降、壓濾、清水二次處理等技術(shù)對廢水進行處理。
來自糊樹脂聚合和干燥崗位的各種廢水集中在廢水收集槽,先攪拌然后抽送到增稠器,在增稠器中加入硫酸鋁、氫氧化鈉和聚丙烯酰胺,經(jīng)攪拌沉淀3h后,抽去上層清液,另一方面將沉淀物用壓濾機除去部分水分,濾清水回收到脫水池中,濾餅鏟下裝袋,同時將脫水池中水抽入到廢水收集槽中再次處理。
硫酸鋁 | 氫氧化鈉 | 聚丙烯酰胺 |
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3、糊樹脂廢水一級處理效果及深度處理
糊樹脂廢水經(jīng)初步處理后可達到以下指標:
pH值6~9;COD≤300mg/L;SS≤250mg/L。
糊樹脂廢水初步處理指標與普通PVC母液水指標接近,為使廢水中的雜質(zhì)含量繼續(xù)降低,將糊樹脂廢水一級處理出水排入母液水處理裝置繼續(xù)深度處理,母液水處理入口指標見表1。
母液水處理過程中主要利用物理、化學(xué)、生化方法來處理廢水。在預(yù)處理中采用物理化學(xué)方法,使一部分未溶解的有機物,在絮凝劑的作用下,通過一定時間的沉淀而被去除,在生化處理中用生物膜法,利用微生物的代謝作用分解廢水中的有機物,通過好氧性微生物來吸附、分解、氧化廢水中的有機物,把不穩(wěn)定的有機物降解為穩(wěn)定無害的物質(zhì),從而使廢水得到凈化。
其流程為:調(diào)節(jié)池內(nèi)廢水經(jīng)提升泵送至反應(yīng)池,在反應(yīng)池內(nèi)投加絮凝劑后進入初沉池內(nèi)分離。初沉池出水進入水解反應(yīng)池處理,出水溢流至接觸氧化池,接觸氧化池中的好氧微生物將小分子有機物徹底分解成無機物,出水自流進入澄清池,廢水通過回用水泵回用至乙炔清凈工序配制次鈉、沖渣及公用工程循環(huán)水池做為補充水使用。污泥經(jīng)污泥泵送至濃縮池,經(jīng)壓濾機壓濾后泥餅外用,處理后廢水指標見表2。
由表2看出,廢水處理后指標達到《GB15581-2016燒堿、聚氯乙烯工業(yè)水污染物排放標準》中水污染物排放限值間接排放標準。
4、結(jié)語
對糊樹脂生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢水,通過一級處理,回收廢水中的膠乳粒子,再通過二級處理,使廢水中有害成分降至極低,達到回用水指標要求。將處理后廢水作為循環(huán)水補充水、乙炔裝置次氯酸鈉配制用水和裝置沖洗用水。達到對廢水有效利用并產(chǎn)生效益的目的。
在食品與飲料行業(yè),檸檬酸是應(yīng)用廣泛的酸味劑和風(fēng)味調(diào)節(jié)劑。其溫和清爽的酸味不僅能夠增強食品的口感,還能提升整體風(fēng)味。在碳酸飲料、果汁、果醬等產(chǎn)品中,檸檬酸常被用作酸味劑,調(diào)節(jié)pH值,賦予產(chǎn)品獨特的酸甜口感。例如,可樂、檸檬茶等飲料中,檸檬酸與甜味劑協(xié)同作用,形成令人愉悅的風(fēng)味平衡。在乳制品中,檸檬酸可作為乳脂的抗氧化劑,防止油脂氧化酸敗。
在日化行業(yè),檸檬酸主要用于調(diào)節(jié)產(chǎn)品的pH值,確保配方穩(wěn)定。在洗發(fā)水、沐浴露等洗護產(chǎn)品中,檸檬酸可調(diào)節(jié)產(chǎn)品的酸堿度。同時,檸檬酸的螯合性能能夠絡(luò)合水中的金屬離子,防止其與表面活性劑反應(yīng)生成沉淀,提高產(chǎn)品的透明度和穩(wěn)定性。
在化妝品中,檸檬酸及其衍生物可作為抗氧化劑和pH調(diào)節(jié)劑。此外,檸檬酸還可用于牙膏中,作為酸味劑和防垢劑,幫助清潔牙齒并預(yù)防牙垢形成。
在工業(yè)生產(chǎn)中,檸檬酸憑借其優(yōu)異的絡(luò)合性能,被廣泛用作金屬清洗劑和水處理劑。檸檬酸能夠與鐵、銅、鈣等金屬離子形成穩(wěn)定的絡(luò)合物,有效去除金屬表面的銹跡、水垢和氧化物。在鍋爐、管道等設(shè)備的清洗中,檸檬酸可溶解水垢中的碳酸鈣、氫氧化鎂等成分,恢復(fù)設(shè)備的傳熱效率,延長使用壽命。
在電鍍工藝中,檸檬酸作為絡(luò)合劑,調(diào)節(jié)鍍液中金屬離子的濃度,促進金屬均勻沉積,提高鍍層質(zhì)量。
在印染行業(yè),檸檬酸可作為pH調(diào)節(jié)劑和軟水劑,改善染料的上染率和染色均勻性,同時防止水中金屬離子對染料的影響。
在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,檸檬酸可作為土壤改良劑和植物營養(yǎng)調(diào)節(jié)劑。其酸性能夠調(diào)節(jié)土壤的pH值,改善堿性土壤的結(jié)構(gòu),促進植物對養(yǎng)分的吸收。此外,檸檬酸還可用于制備生物有機肥,作為螯合劑提高肥料中微量元素的有效性。
在環(huán)保領(lǐng)域,檸檬酸因其生物降解性好、對環(huán)境友好的特點,被用作替代傳統(tǒng)強酸的綠色清洗劑。檸檬酸清洗后的廢水可通過生物處理有效降解,減少對環(huán)境的污染。同時,檸檬酸還可用于處理工業(yè)廢水中的重金屬離子,通過絡(luò)合作用將其轉(zhuǎn)化為無害的沉淀物,實現(xiàn)重金屬的去除和回收。
三乙醇胺同時具備緩沖劑的作用。電鍍過程中,陰極表面會發(fā)生析氫反應(yīng),導(dǎo)致局部 pH 值下降,影響鍍層質(zhì)量。三乙醇胺的弱堿性可調(diào)節(jié)鍍液的酸堿度,通過酸堿中和反應(yīng)維持 pH 值的穩(wěn)定。在鋅酸鹽鍍鋅工藝中,三乙醇胺能夠有效緩沖鍍液的 pH 值波動,確保鋅離子的均勻沉積,提高鍍層的耐蝕性和外觀質(zhì)量。
此外,三乙醇胺還可作為表面活性劑和光亮劑的輔助成分。其分子結(jié)構(gòu)中的親水基團和親油基團使其具備一定的表面活性,能夠降低鍍液的表面張力,促進氫氣的逸出,減少鍍層針孔和麻點的產(chǎn)生。在與其他光亮劑復(fù)配時,三乙醇胺能夠增強光亮劑在陰極表面的吸附效果,使鍍層更加光亮、平整,尤其適用于裝飾性電鍍領(lǐng)域。
在實際應(yīng)用中,需要注意的是,在酸性鍍液中,三乙醇胺可能會與酸發(fā)生反應(yīng),因此需嚴格控制其用量;而在堿性鍍液中,過高的三乙醇胺濃度可能導(dǎo)致鍍液黏度增加,影響電鍍效率。同時,三乙醇胺的生物降解性較好,相較于一些含氰或含重金屬的添加劑,對環(huán)境更加友好,符合當(dāng)前綠色電鍍的發(fā)展趨勢。
磷酸 | 檸檬酸 | EDTA | 草酸 |
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二、化學(xué)除銹的應(yīng)用案例
1、鋼鐵工業(yè):冷軋鋼板預(yù)處理
冷軋鋼板在軋制前需去除表面氧化皮(Fe?O?、Fe?O?)。采用鹽酸酸洗工藝,將鋼板浸入15%~20%的鹽酸溶液中,常溫下反應(yīng)10~30分鐘。鹽酸與氧化皮發(fā)生酸溶反應(yīng),生成可溶性FeCl?和FeCl?,同時加入烏洛托品(緩蝕劑) 防止基體腐蝕。除銹后的鋼板表面潔凈,便于后續(xù)鍍鋅或涂裝。
2、船舶制造:船體除銹與防腐
船舶外殼長期接觸海水,易形成鐵銹(Fe?O??nH?O)和海生物附著。傳統(tǒng)工藝使用硫酸或硝酸酸洗,配合機械打磨;環(huán)保工藝采用磷酸+有機胺復(fù)合除銹劑,通過絡(luò)合與酸溶雙重作用除銹,同時生成磷酸鐵鈍化膜,磷酸與Fe3?形成難溶的磷酸鐵膜,隔絕空氣,延緩銹蝕,除銹效率達95%以上,且鈍化膜可提高船體耐海水腐蝕能力。
3、汽車零部件:發(fā)動機缸體除銹
發(fā)動機缸體表面銹層影響密封性和散熱性能。使用有機酸(檸檬酸 + 氨基磺酸)混合溶液,60~80℃下循環(huán)清洗。檸檬酸絡(luò)合Fe3?,氨基磺酸溶解銹層,同時加入緩蝕劑(如硫脲衍生物)保護鋁、鑄鐵等基體。非腐蝕性除銹,不損傷缸體表面精度,適合精密零件處理。
4、管道工程:工業(yè)管道內(nèi)壁除銹
輸油、輸水管道長期使用后內(nèi)壁形成銹垢,影響流量和介質(zhì)純度。采用“酸洗+中和+鈍化”三步法:鹽酸溶液循環(huán)酸洗(含緩蝕劑),氫氧化鈉溶液中和殘留酸,亞硝酸鈉溶液鈍化,形成防銹膜。酸溶除銹后,鈍化膜隔絕氧氣與金屬接觸。管道內(nèi)壁清潔度達Sa2.5級(工業(yè)標準),延長管道使用壽命。
5、文物保護:青銅器除銹修復(fù)
青銅器表面形成有害銹(如氯化亞銅CuCl),需溫和除銹。使用檸檬酸銨溶液局部擦拭,配合機械微雕去除疏松銹層。檸檬酸銨與Cu2?形成可溶性絡(luò)合物,選擇性溶解銹層而不損傷基體。保護文物本體,保留歷史包漿,符合文物修復(fù) “最小干預(yù)” 原則。
6、環(huán)保型除銹劑:生物基有機酸應(yīng)用
替代傳統(tǒng)強酸,用于市政設(shè)施、橋梁鋼結(jié)構(gòu)除銹。使用乳酸、葡萄糖酸等生物基有機酸復(fù)配除銹劑,添加表面活性劑增強滲透性。有機酸通過螯合作用溶解銹層,生物降解性好,pH值溫和(4~6)。除銹效率接近鹽酸,廢水COD值降低50%以上,符合環(huán)保排放要求。
氨基磺酸 | 氫氧化鈉 | 亞硝酸鈉 | 乳酸 |
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一、金屬礦物加工與精煉
1、低品位軟錳礦浸取
在硝酸溶液中,甲酸可將軟錳礦中的二氧化錳(MnO?)還原為可溶性錳離子(Mn2?),反應(yīng)式為:MnO2+HCOOH+2HNO3→Mn(NO3)2+CO2↑+2H2O
通過優(yōu)化甲酸用量(3mL)、液固比(8:1)和反應(yīng)溫度(100℃),錳浸出率可達 89.44%1。相較于傳統(tǒng)還原劑(如廢糖蜜),甲酸成分單一、無氯離子污染,更適合規(guī)?;a(chǎn)。
2、甲酸鉻制備
甲酸直接還原鉻酐(CrO?)生成甲酸鉻,反應(yīng)中甲酸既作為還原劑將Cr (VI) 轉(zhuǎn)化為Cr (III),又作為配位劑形成穩(wěn)定絡(luò)合物:2CrO3+3HCOOH→Cr2(HCOO)6↓+3CO2↑+3H2O
該工藝無需添加硫酸,殘液可回用,避免了傳統(tǒng)方法中硫酸鹽污染。生成的甲酸鉻廣泛用于皮革鞣劑、陶瓷滲花劑等領(lǐng)域。
二、紡織印染與染料還原
1、還原染料染色
在還原染料染色中,甲酸與過硫酸鹽組成復(fù)合還原體系,通過生成二氧化碳自由基將染料分子還原為隱色體,該方法替代了傳統(tǒng)保險粉,降低了廢水COD和鹽含量,染色后的織物色牢度與傳統(tǒng)工藝相當(dāng)。
2、羊毛防縮處理
甲酸在堿性條件下還原羊毛纖維表面的二硫鍵,破壞鱗片結(jié)構(gòu),實現(xiàn)防縮效果。反應(yīng)中甲酸分解產(chǎn)生的CO?氣泡還可輔助去除纖維間雜質(zhì)。
三、化學(xué)鍍與金屬表面處理
1、化學(xué)鍍鈀
在印刷電路板制造中,甲酸作為還原劑用于化學(xué)鍍鈀溶液,將鈀離子還原為金屬鈀:Pd2++HCOOH+2OH?→Pd↓+CO32?+2H2O
甲酸的還原能力溫和可控,可沉積出純鈀層(非合金),適用于高溫焊接和半導(dǎo)體封裝。相較于甲醛還原劑,甲酸更安全且無刺激性氣味。
2、金屬除銹與活化
甲酸通過酸性溶解金屬氧化物(如Fe?O?)和還原性去除表面鈍化膜,實現(xiàn)鋼鐵、鋁等金屬的雙重清潔。例如,在酸性條件下,甲酸可將鐵銹中的Fe3?部分還原為Fe2?,加速溶解過程。
四、廢水處理與重金屬回收
1、含鉻廢水處理
在臭氧 / 過碳酸鈉體系中,甲酸作為協(xié)同還原劑,將六價鉻(Cr (VI))還原為三價鉻(Cr (III)),并破絡(luò)釋放游離鉻離子,生成的Cr3?與碳酸根結(jié)合形成沉淀,回收率可達95%以上。該工藝適用于處理含EDTA絡(luò)合鉻的高濃度廢水。
2、貴金屬回收
甲酸可選擇性還原廢水中的銀、金等貴金屬離子。例如,在酸性條件下,甲酸將Ag?還原為銀單質(zhì):2Ag++HCOOH→2Ag↓+CO2↑+2H+該反應(yīng)無需復(fù)雜設(shè)備,可在常溫下實現(xiàn)貴金屬的高效回收。
五、有機合成與催化反應(yīng)
1、硝基化合物還原
甲酸在鈀 / 炭催化劑作用下,將硝基苯還原為苯胺:C6H5NO2+3HCOOH→C6H5NH2+3CO2↑+2H2O
相較于傳統(tǒng)鐵粉還原法,甲酸工藝副產(chǎn)物少、原子利用率高,適用于醫(yī)藥中間體(如磺胺類藥物)的合成。
2、催化氫化反應(yīng)
甲酸作為液態(tài)儲氫載體,在Ru、Rh等催化劑作用下分解產(chǎn)氫,用于不飽和化合物的加氫反應(yīng)。
注意事項:
1、酸性腐蝕:高濃度甲酸對皮膚和金屬設(shè)備有強腐蝕性,需采用聚乙烯或搪瓷容器儲存。
2、反應(yīng)控制:在還原金屬離子時,需通過調(diào)節(jié)pH(通常為 2-5)和溫度(50-100℃)控制反應(yīng)速率,避免過度還原。
3、尾氣處理:還原反應(yīng)產(chǎn)生的CO?需通過堿液吸收,避免溫室氣體排放。