Die gevare en behandelingsprosesse van sianied-bevattende afvalwater

Inleiding

Sianiedbevattende afvalwater is 'n beduidende omgewingsrisiko as gevolg van die hoogs giftige aard daarvan. Die drie algemeen bekende hoogs giftige sianiede , naamlik natriumsianied (NaCN), kaliumsianied ( KCN) en hidrosiaansuur (HCN), hou 'n ernstige bedreiging in vir beide menslike gesondheid en die omgewing. Die gemene deler onder hierdie sianiede is hul vermoë om maklik te dissosieer en die sianiedioon (CN-) vry te stel.

Gevare van sianied - wat afvalwater bevat

Toksisiteitsmeganisme vir mense

Die dodelike toksikologie van sianiede lê daarin dat die sianiedioon (CN-) 'n sterk affiniteit vir ysterione het. Sodra dit in die menslike liggaam is, bind CN- maklik met ysterione, wat lei tot 'n afname in die suurstof-dravermoë van yster-bevattende stowwe. Dit lei uiteindelik tot suurstoftekort in sentrale senuweestelselselle. Gevolglik sterf die vergiftigde individue dikwels aan respiratoriese sentrale verlamming. Vergiftiging kan deur verskeie roetes voorkom, insluitend velkontak, orale inname, inaseming, inspuiting en slymvlieskontak. Selfs 'n klein hoeveelheid sianiedblootstelling kan lewensgevaarlik wees.

Omgewingsimpak

Sianied-bevattende afvalwater, as dit nie behoorlik behandel en in waterliggame gestort word nie, kan 'n verwoestende impak op waterlewe hê. Waterorganismes is uiters sensitief vir sianied. Selfs by lae konsentrasies kan sianied die normale fisiologiese funksies van visse, ongewerwelde diere en ander waterspesies ontwrig, wat lei tot verminderde groei, voortplantingsprobleme en uiteindelik die dood. Dit kan op sy beurt die hele akwatiese ekosisteem ontwrig, wat voedselkettings en biodiversiteit beïnvloed.

Behandelingsprosesse van sianied-bevattende afvalwater

Hoë-konsentrasie sianied-bevattende afvalwaterbehandeling: Herwinning van sianiede

Vir hoë-konsentrasie sianied-bevattende afvalwater word die metode om sianiede te herwin dikwels gebruik. Hierdie benadering het ten doel om waardevolle sianiede uit die afvalwater te onttrek en te herwin. Een algemene tegniek is oplosmiddelekstraksie. In oplosmiddelekstraksie word 'n geskikte organiese oplosmiddel gebruik om sianiedverbindings selektief uit die waterige afvalwaterfase te onttrek. Die sianied-belaaide organiese fase kan dan verder verwerk word om suiwer sianiede te herwin. Hierdie metode het die voordeel dat dit nie net die omgewingsimpak verminder deur sianied uit die afvalwater te verwyder nie, maar ook om 'n potensieel waardevolle chemiese hulpbron te herwin. Dit vereis egter noukeurige keuse van oplosmiddels en streng beheer van bedryfstoestande om hoë doeltreffendheid onttrekking te verseker en oplosmiddelverliese te minimaliseer.

Lae-konsentrasie sianied-bevattende afvalwaterbehandeling: vernietiging van sianied

Oksidasiemetodes

1.Chemiese oksidasie

• Beginsel : Chemiese oksidasiemetodes gebruik sterk oksideermiddels om sianiedione in minder giftige of nie-giftige stowwe om te skakel. Byvoorbeeld, chloorgebaseerde oksidante soos natriumhipochloriet (NaOCl) kan met sianiedione reageer. Die reaksie skakel eers sianied (CN-) om na sianaat (CNO-), en verdere oksidasie kan sianaat afbreek in koolstofdioksied (CO2), stikstof (N2) en ander onskadelike produkte. Die algehele reaksie kan soos volg voorgestel word:

• In die eerste stap: (CN^ -+OCl^ -\regspyltjie CNO^ -+Cl^)

• In die tweede stap: (2CNO^ -+3OCl^ -+H_2O\regspyl 2CO_2 + N_2+3Cl^ -+2OH^ -)

• Voordele : Chemiese oksidasie is relatief eenvoudig om te gebruik en kan effektief wees in die behandeling van lae-konsentrasie sianiedbevattende afvalwater. Dit kan in bestaande afvalwaterbehandelingsaanlegte geïmplementeer word met 'n paar wysigings aan die behandelingsproses.

• Nadele : Die gebruik van groot hoeveelhede oksideermiddels kan duur wees. Boonop, indien dit nie behoorlik beheer word nie, kan die reaksie neweprodukte produseer wat ook skadelik vir die omgewing kan wees. Oormatige chloorgebruik kan byvoorbeeld lei tot die vorming van ontsmettingsneweprodukte soos trihalometane.

2.Elektrolitiese oksidasie

• Beginsel : In elektrolitiese oksidasie word 'n elektriese stroom deur die sianiedbevattende afvalwater in 'n elektrolitiese sel gelei. Die anode van die sel dien as die plek waar oksidasie plaasvind. Sianiedione word by die anode-oppervlak geoksideer. Die algemene reaksie by die anode kan geskryf word as (2CN^ -+4OH^ -\rightarrow 2CNO^ -+2H_2O + 2e^ -), en verdere oksidasie van siaanaat kan plaasvind om koolstofdioksied en stikstof te vorm.

• Voordele : Dit is 'n relatief skoon behandelingsmetode aangesien dit nie bykomende chemiese stowwe behalwe die elektrodes insluit nie. Dit kan outomaties en presies beheer word.

• Nadele : Soos genoem, is elektrolitiese oksidasie egter hoogs energieverbruikend. Die behoefte aan 'n deurlopende toevoer van elektrisiteit maak die behandelingskoste relatief hoog. Daarbenewens kan die elektrodes mettertyd korrosie ervaar, wat gereelde onderhoud en vervanging vereis.

Biologiese behandeling

1. Beginsel : Biologiese behandeling van sianiedbevattende afvalwater maak staat op mikroörganismes wat sianied as 'n koolstof- of stikstofbron kan metaboliseer. Sommige bakterieë en swamme het die vermoë om sianied deur ensiematiese reaksies af te breek. Byvoorbeeld, sekere sianied-afbrekende bakterieë kan sianied in ammoniak en formate omskakel deur 'n reeks ensiematiese stappe. Die ammoniak kan dan verder deur ander mikroörganismes in die behandelingstelsel genitrifiseer word.

2. Voordele : Biologiese behandeling is oor die algemeen meer omgewingsvriendelik aangesien dit nie die gebruik van groot hoeveelhede chemikalieë behels nie. Dit kan koste-effektief wees vir die behandeling van lae-konsentrasie sianiedbevattende afvalwater oor die lang termyn, veral in gevalle waar daar 'n geskikte mikrobiese konsortium gevestig is.

3. Nadele : Biologiese behandeling is egter hoogs sensitief vir veranderinge in afvalwatersamestelling, temperatuur en pH. Skielike veranderinge in hierdie parameters kan die groei en aktiwiteit van die sianied-afbrekende mikroörganismes inhibeer, wat lei tot verminderde behandelingsdoeltreffendheid. Dit vereis ook 'n relatief lang behandelingstyd in vergelyking met sommige chemiese metodes.

Sianied-herstel- en herstelmetode

1. Beginsel : Hierdie metode is soortgelyk aan die herwinningsmetode vir hoë-konsentrasie afvalwater, maar kan ook op sommige lae-konsentrasie gevalle toegepas word. Dit fokus op die regenereer en herwinning van sianied uit die afvalwater. Een benadering is om ioonuitruilharse te gebruik. Die sianiedione in die afvalwater kan op die harsoppervlak geadsorbeer word. Dan, deur 'n geskikte eluent te gebruik, kan die sianied uit die hars gedesorbeer en herwin word.

2. Voordele : Dit kan die algehele verbruik van sianied in industriële prosesse verminder deur die sianied te herwin. Dit het nie net ekonomiese voordele nie, maar verminder ook die omgewingsimpak wat verband hou met die wegdoening van sianiedbevattende afvalwater.

3. Nadele : Die ioonuitruilharse moet versigtig gekies en onderhou word. Die regenerasieproses mag die gebruik van bykomende chemikalieë vereis, en daar is 'n risiko van harsbesoedeling, wat die doeltreffendheid van die sianiedherwinningsproses kan verminder.

Gevolgtrekking

Sianied-bevattende afvalwater is 'n ernstige omgewings- en gesondheidsgevaar. Om die toksisiteitsmeganismes te verstaan ​​en toepaslike behandelingsprosesse te implementeer is van kardinale belang. Elke behandelingsmetode, of dit nou vir hoë - of lae - konsentrasie afvalwater is, het sy eie stel voordele en nadele. Die keuse van behandelingsmetode hang af van verskeie faktore soos die aanvanklike sianiedkonsentrasie, die vereiste behandelingsdoeltreffendheid, koste-effektiwiteit en omgewingsimpak. In die toekoms is meer navorsing en ontwikkeling nodig om bestaande behandelingsprosesse te verbeter en nuwe, meer doeltreffende en kostedoeltreffende metodes vir die behandeling van sianied-bevattende afvalwater te ontwikkel om 'n skoner en veiliger omgewing te verseker.