Небяспека і працэсы ачысткі сцёкавых вод, якія змяшчаюць цыянід

Увядзенне

Сцёкавыя вады, якія змяшчаюць цыяніды, з'яўляюцца сур'ёзнай праблемай для навакольнага асяроддзя з-за сваёй вельмі таксічнай прыроды. Тры шырока вядомыя вельмі таксічныя цыяніды, А менавіта: Цыянід натрыю (NaCN), калій cyanide (KCN), і сінільная кіслата (HCN), уяўляюць сур'ёзную пагрозу для здароўя чалавека і навакольнага асяроддзя. Агульны назоўнік сярод іх Цыяніды гэта іх здольнасць лёгка дысацыяваць і вызваляць іён цыяніду (CN-).

Небяспека сцёкавых вод, якія змяшчаюць цыянід

Механізм таксічнасці для чалавека

Смяротная таксікалогія цыянідаў заключаецца ў тым, што іён цыяніду (CN-) мае моцнае сродство да іёнаў жалеза. Трапляючы ў арганізм чалавека, CN- лёгка звязваецца з іёнамі жалеза, што прыводзіць да зніжэння кісларод -пераноснай здольнасці железосодержащих рэчываў. Гэта ў канчатковым выніку прыводзіць да дэфіцыту кіслароду ў клетках цэнтральнай нервовай сістэмы. Як следства, атручаныя асобіны часта гінуць ад цэнтральнага паралічу дыхання. Атручэнне можа адбыцца рознымі шляхамі, уключаючы кантакт са скурай, перорально, удыханне, ін'екцыю і кантакт са слізістымі абалонкамі. Нават невялікая колькасць цыяніду можа быць небяспечнай для жыцця.

Уплыў на навакольнае асяроддзе

Сцёкавыя вады, якія змяшчаюць цыянід, калі не ачышчаюцца належным чынам і не скідаюцца ў вадаёмы, могуць аказаць разбуральнае ўздзеянне на водную флору і фауну. Водныя арганізмы надзвычай адчувальныя да цыяніду. Нават пры нізкіх канцэнтрацыях цыянід можа парушаць нармальныя фізіялагічныя функцыі рыб, бесхрыбтовых і іншых водных відаў, што прыводзіць да зніжэння росту, праблем з размнажэннем і, у канчатковым выніку, да смерці. Гэта, у сваю чаргу, можа парушыць усю водную экасістэму, паўплываўшы на харчовыя ланцугі і біяразнастайнасць.

Працэсы ачысткі сцёкавых вод, якія змяшчаюць цыянід

Ачыстка сцёкавых вод з высокімі канцэнтрацыямі цыянідаў: вылучэнне цыянідаў

Для сцёкавых вод з высокай канцэнтрацыяй цыянідаў часта выкарыстоўваецца метад аднаўлення цыянідаў. Гэты падыход накіраваны на выманне і перапрацоўку каштоўных цыянідаў са сцёкавых вод. Адзін з распаўсюджаных метадаў - экстракцыя растваральнікам. Пры экстракцыі растваральнікам прыдатны арганічны растваральнік выкарыстоўваецца для выбарачнай экстракцыі цыянідных злучэнняў з воднай фазы сцёкавых вод. Затым арганічная фаза, насычаная цыянідамі, можа быць дадаткова апрацавана для аднаўлення чыстых цыянідаў. Перавага гэтага метаду заключаецца ў тым, што ён не толькі зніжае ўздзеянне на навакольнае асяроддзе за кошт выдалення цыяніду са сцёкавых вод, але і аднаўляе патэнцыяльна каштоўны хімічны рэсурс. Аднак гэта патрабуе ўважлівага выбару растваральнікаў і строгага кантролю за ўмовамі працы для забеспячэння высокай эфектыўнасці экстракцыі і мінімізацыі страт растваральніка.

Ачыстка сцёкавых вод, якія змяшчаюць цыянід з нізкай канцэнтрацыяй: разбурэнне цыяніду

Метады акіслення

1.Хімічнае акісленне

• ПрынцыпМетады хімічнага акіслення выкарыстоўваюць моцныя акісляльнікі для пераўтварэння цыяністых іёнаў у менш таксічныя або нетаксічныя рэчывы. Напрыклад, акісляльнікі на аснове хлору, такія як гіпахларыт натрыю (NaOCl), могуць рэагаваць з цыяністымі іёнамі. У выніку рэакцыі цыянід (CN-) спачатку пераўтвараецца ў цыянат (CNO-), а далейшае акісленне можа расшчапіць цыянат на... Вуглярод дыяксід (CO2), азот (N2) і іншыя бясшкодныя прадукты. Агульную рэакцыю можна прадставіць наступным чынам:

• На першым этапе: (CN^ -+OCl^ -\rightarrow CNO^ -+Cl^)

• На другім этапе: (2CNO^ -+3OCl^ -+H_2O\rightarrow 2CO_2 + N_2+3Cl^ -+2OH^ -)

• перавагі: Хімічнае акісленне адносна простае ў эксплуатацыі і можа быць эфектыўным пры ачыстцы сцёкавых вод з нізкай канцэнтрацыяй цыяніду. Гэта можа быць рэалізавана на існуючых ачышчальных збудаваннях з некаторымі мадыфікацыямі працэсу ачысткі.

• недахопы: Выкарыстанне вялікай колькасці акісляльнікаў можа быць дарагім. Больш за тое, калі не кантраляваць належным чынам, рэакцыя можа выклікаць пабочныя прадукты, якія таксама могуць быць шкоднымі для навакольнага асяроддзя. Напрыклад, празмернае выкарыстанне хлору можа прывесці да адукацыі дэзінфекцыйных прадуктаў, такіх як тригалометаны.

2. Электралітычнае акісленне

• Прынцып: Пры электралітычным акісленні электрычны ток праходзіць праз сцёкавую ваду, якая змяшчае цыянід, у электралізеры. Анод элемента дзейнічае як месца, дзе адбываецца акісленне. Цыянід-іёны акісляюцца на паверхні анода. Агульную рэакцыю на анодзе можна запісаць як (2CN^ -+4OH^ -\rightarrow 2CNO^ -+2H_2O + 2e^ -), і далейшае акісленне цыяната можа адбывацца з утварэннем вуглякіслага газу і азоту.

• перавагі: Гэта адносна чысты метад апрацоўкі, паколькі ён не ўводзіць дадатковых хімічных рэчываў, акрамя электродаў. Яго можна аўтаматызаваць і дакладна кантраляваць.

• недахопы: Аднак, як ужо згадвалася, электралітычнае акісленне вельмі энергазатратнае. Патрэба ў бесперапыннай падачы электрычнасці робіць кошт лячэння адносна высокай. Акрамя таго, электроды з часам могуць падвяргацца карозіі, што патрабуе рэгулярнага абслугоўвання і замены.

Біялагічная апрацоўка

1. Прынцып: Біялагічная ачыстка сцёкавых вод, якія змяшчаюць цыянід, залежыць ад мікраарганізмаў, якія могуць ператвараць цыянід у якасці крыніцы вугляроду або азоту. Некаторыя бактэрыі і грыбы валодаюць здольнасцю расшчапляць цыянід з дапамогай ферментатыўных рэакцый. Напрыклад, пэўныя бактэрыі, якія разбураюць цыянід, могуць ператвараць цыянід у аміяк і фарміят праз серыю ферментатыўных этапаў. Затым аміяк можа быць дадаткова нітрыфікаваны іншымі мікраарганізмамі ў сістэме ачысткі.

2. перавагі: Біялагічная ачыстка, як правіла, больш экалагічная, бо не прадугледжвае выкарыстання вялікай колькасці хімічных рэчываў. Гэта можа быць эканамічна эфектыўным для доўгачасовай ачысткі сцёкавых вод з нізкай канцэнтрацыяй цыяніду, асабліва ў тых выпадках, калі створаны адпаведны мікробны кансорцыум.

3. недахопы: Аднак біялагічная ачыстка вельмі адчувальная да змен у складзе сцёкавых вод, тэмпературы і pH. Рэзкія змены гэтых параметраў могуць душыць рост і актыўнасць цыянід - дэградуючых мікраарганізмаў, што прыводзіць да зніжэння эфектыўнасці лячэння. Гэта таксама патрабуе адносна доўгага часу лячэння ў параўнанні з некаторымі хімічнымі метадамі.

Метад рэгенерацыі і аднаўлення цыянідаў

1. Прынцып: Гэты метад падобны да метаду аднаўлення сцёкавых вод з высокай канцэнтрацыяй, але можа прымяняцца і ў некаторых выпадках з нізкай канцэнтрацыяй. Ён сканцэнтраваны на рэгенерацыі і перапрацоўцы цыяніду са сцёкавых вод. Адзін з падыходаў заключаецца ў выкарыстанні іонаабменных смол. Іёны цыяніду ў сцёкавых водах могуць адсарбавацца на паверхні смалы. Затым, выкарыстоўваючы прыдатны элюент, цыянід можна дэсарбаваць са смалы і аднавіць.

2. перавагі: Гэта можа паменшыць агульнае спажыванне цыяніду ў прамысловых працэсах шляхам перапрацоўкі цыяніду. Гэта не толькі прыносіць эканамічныя выгады, але і зніжае ўздзеянне на навакольнае асяроддзе, звязанае з утылізацыяй сцёкавых вод, якія змяшчаюць цыянід.

3. недахопы: Іонаабменныя смалы неабходна старанна выбіраць і абслугоўваць. Працэс рэгенерацыі можа запатрабаваць выкарыстання дадатковых хімічных рэчываў, і існуе рызыка забруджвання смалой, што можа знізіць эфектыўнасць працэсу аднаўлення цыяніду.

Conclusion

Сцёкавыя вады, якія змяшчаюць цыянід, уяўляюць сур'ёзную небяспеку для навакольнага асяроддзя і здароўя. Разуменне механізмаў таксічнасці і ўкараненне адпаведных працэсаў лячэння маюць вырашальнае значэнне. Кожны метад ачысткі сцёкавых вод з высокай ці нізкай канцэнтрацыяй мае свае перавагі і недахопы. Выбар метаду ачысткі залежыць ад розных фактараў, такіх як пачатковая канцэнтрацыя цыяніду, неабходная эфектыўнасць ачысткі, эканамічная эфектыўнасць і ўздзеянне на навакольнае асяроддзе. У будучыні неабходны дадатковыя даследаванні і распрацоўкі для паляпшэння існуючых працэсаў ачысткі і распрацоўкі новых, больш эфектыўных і эканамічна эфектыўных метадаў ачысткі сцёкавых вод, якія змяшчаюць цыянід, для забеспячэння больш чыстага і бяспечнага навакольнага асяроддзя.