Elektrolitiese Oksidasieproses vir die Behandeling van Natriumsianied-afvalwater

Inleiding

Sianiedbevattende afvalwater, veral dié wat afkomstig is van Natriumsianied, is 'n groot omgewingskwessie. Sulke afvalwater is hoogs giftig en is hoofsaaklik afkomstig van nywerhede soos elektroplatering, gasproduksie, kooks, metallurgie, metaalverwerking, chemiese vesel, plastiek, plaagdoders en die chemiese industrie. In water is dit onstabiel en geneig tot ontbinding. Beide anorganies en organies sianiede is uiters giftige stowwe. Byvoorbeeld, die dodelike dosis van sianied vir die menslike liggaam is 0.18 g, en dié van kaliumsianied is 0.12 g. Daarbenewens wissel die dodelike konsentrasie sianied vir visse in water van 0.04 - 0.1 mg/L. Gevolglik is effektiewe behandelingsmetodes dringend nodig om die skadelike impak daarvan op die omgewing en menslike gesondheid te verminder.

Die basiese beginsels van elektrolitiese oksidasie vir sianiedbevattende afvalwater

Die Elektrolitiese oksidasieproses vir behandeling Natriumsianied afvalwater werk op die beginsel van die gebruik van 'n elektriese stroom om chemiese reaksies by die anode en katode aan te dryf, waardeur die sianied in die afvalwater in minder skadelike stowwe omgeskakel word. In hierdie proses ondergaan beide eenvoudige sianied en komplekse sianied in die afvalwater elektrolise.

Anode-reaksies

• Vir Eenvoudige SianiedTydens die eerste fase van die reaksie by die anode reageer eenvoudige sianied kragtig met ander stowwe in die afvalwater om 'n minder giftige verbinding te vorm. In die daaropvolgende tweede fase vind twee reaksies plaas. Een reaksie breek hierdie verbinding verder af in koolstof dioksied, stikstof en water. Die ander reaksie lei tot die vorming van ammonium.

• Vir Koördinasie-sianied (Neem koperbevattende kompleks as voorbeeld)Wanneer koördinasie-sianied, soos koperbevattende komplekse, die anode bereik, reageer dit om koperione en 'n ander minder giftige verbinding te vorm. Wanneer tafelsout by die elektrolitiese medium gevoeg word, vind bykomende reaksies plaas. Chloriedione van die sout word geoksideer om ontluikende chloor te vorm. Hierdie ontluikende chloor reageer dan met sianied en ander stowwe in die afvalwater om die sianiedverbindings af te breek in minder skadelike produkte, insluitend koolstofdioksied, stikstof en chloriedione.

Katode-reaksies

By die katode verkry waterstofione elektrone en vorm waterstofgas. Vir metaalbevattende sianiedkomplekse, soos dié met koper, verkry koperione elektrone en kan as kopermetaal neergelê word. Onder sekere omstandighede kan koperione ook met hidroksiedione reageer om koperhidroksiedpresipitaat te vorm.

Belangrike oorwegings in die elektrolitiese oksidasieproses

• Elektrode materiaalDie keuse van elektrodemateriaal is van kritieke belang. In baie gevalle kan sagte staal as katodemateriaal gebruik word. Anodes moet egter die strawwe elektrochemiese omgewing kan weerstaan. Dimensioneel stabiele anodes (DSA), wat van edelmetaaloksiede gemaak word en deur verskeie maatskappye vervaardig word, is goed geskik vir hierdie toepassing. Grafiet kan ook as 'n anodemateriaal dien, maar dit het die nadeel dat dit geleidelik tydens die elektroliseproses verbruik word.

• Temperatuur beheerDie temperatuur van die afvalvloeistof tydens elektrolise moet noukeurig gereguleer word. Dit moet oor die algemeen onder 25 °C gehou word. Indien die temperatuur te hoog styg, sal die chloor wat geproduseer word deur die oksidasie van chloriedione in die bygevoegde sout ontsnap voordat dit met die sianied kan reageer, wat die doeltreffendheid van die sianiedvernietigingsproses verminder.

• ChloriedioontoevoegingDie byvoeging van chloriedione tot die afvalwater kan die elektrolitiese oksidasie van sianied verbeter. Tipies is die byvoeging van 1 - 2 g/L chloriedione voldoende. In sommige gevalle is getoon dat die byvoeging van gewone sout (natriumchloried) teen 'n konsentrasie van 25 g per liter tot die afvalvloeistof effektief help met die elektrolitiese vernietiging van sianied.

Voordele van die Elektrolitiese Oksidasieproses

• Hoë Doeltreffendheid vir Hoëkonsentrasie AfvalwaterDie elektrolitiese oksidasieproses is veral effektief vir die behandeling van afvalwater met 'n hoë konsentrasie sianied, soos dié wat in goudmyne voorkom. Dit kan die sianiedkonsentrasie in die afvalwater aansienlik verminder.

• In-situ Generasie van Reaktiewe SpesiesTydens elektrolise word reaktiewe spesies soos ontluikende chloor binne die stelsel gegenereer. Dit elimineer die behoefte aan eksterne byvoeging van potensieel gevaarlike en duur oksideermiddels in groot hoeveelhede.

• BuigsaamheidDie proses kan aangepas word volgens die spesifieke samestelling van die afvalwater. Deur parameters soos stroomdigtheid, spanning en die byvoeging van sekere soute te beheer, kan die elektrolitiese oksidasieproses geoptimaliseer word vir verskillende tipes sianiedbevattende afvalwater, of dit nou eenvoudige of komplekse sianiedverbindings bevat.

Gevolgtrekking

Die elektrolitiese oksidasieproses bied 'n belowende oplossing vir die behandeling natriumsianied afvalwater. Deur die chemiese reaksies wat by die anode en katode plaasvind, die noukeurige seleksie van elektrodemateriale, die beheer van die temperatuur en die byvoeging van toepaslike hoeveelhede chloriedione, kan hierdie metode sianiedbesoedeling effektief uit afvalwater verwyder. Namate nywerhede voortgaan om meer volhoubare en doeltreffende maniere te soek om hul afval te bestuur, sal die elektrolitiese oksidasieproses waarskynlik meer wydverspreide toepassing vind in die behandeling van sianiedbevattende afvalwater. Verdere navorsing en ontwikkeling is egter steeds nodig om die proses te verbeter, koste te verminder en die algehele doeltreffendheid en omgewingsvriendelikheid daarvan te verbeter.