Metode i procesi tretmana otpadnih voda koje sadrže cijanid iz cijanidnih ostataka

U rudarskoj industriji, ekstrakcija plemenitih metala često uključuje upotrebu cijanid, što generira značajnu količinu otpadnih voda koje sadrže cijanid iz jalovina cijanidaOve otpadne vode su veoma toksične i predstavljaju ozbiljnu prijetnju okolišu i ljudskom zdravlju ako se ne tretiraju pravilno. Stoga su efikasne metode i procesi tretmana ključni za osiguranje održivog razvoja u rudarskom sektoru. Ovaj članak će sveobuhvatno predstaviti metode i procese tretmana otpadnih voda koje sadrže cijanid iz cijanidnih jalovina.

1. Važnost tretmana otpadnih voda koje sadrže cijanid iz cijanidnih jalovina

Cijanid je visokotoksična supstanca koja može inhibirati normalno funkcionisanje respiratornih enzima ćelija, što dovodi do njihove smrti. Čak i pri niskim koncentracijama, cijanid može biti izuzetno štetan za vodene organizme, narušavajući ekološku ravnotežu vodenih tijela. Ako otpadne vode koje sadrže cijanid dospiju u tlo ili podzemne vode, mogu kontaminirati izvore vode koji su vitalni za ljudsko piće i navodnjavanje u poljoprivredi, čime se ugrožava ljudsko zdravlje i poljoprivredna proizvodnja. Strogo prečišćavanje ovih otpadnih voda nije samo zahtjev za propise o zaštiti okoliša, već i neophodna mjera za održivo poslovanje rudarskih preduzeća.

2. Uobičajene metode liječenja

2.1 Hemijska oksidacija

• Hloriranje OksidacijaOvo je jedna od najčešće korištenih metoda hemijske oksidacije. Reagensi na bazi hlora, kao što su natrijum hipohlorit i kalcijum hipohlorit, dodaju se u otpadnu vodu. Hlor reaguje sa cijanidnim ionima kako bi ih prvo oksidirao u manje toksični cijanat, a zatim dalje oksidira cijanat u ugljen-dioksid, azot i druge bezopasne supstance. Proces reakcije je relativno brz, ali je potrebno precizno kontrolisati dozu oksidansa kako bi se izbjegla prekomjerna potrošnja hlora i stvaranje štetnih nusproizvoda.

• Ozonska oksidacijaOzon ima jaka oksidacijska svojstva. Kada se koristi za tretman otpadnih voda koje sadrže cijanid, ozon može direktno reagovati sa cijanidom i razložiti ga na netoksične supstance. Oksidacija ozonom ima prednosti odsustva sekundarnog zagađenja i visoke efikasnosti oksidacije. Međutim, investicijski troškovi opreme su relativno visoki, a proizvodnja i korištenje ozona zahtijevaju stroge uslove rada.

• Oksidacija vodikovim peroksidomVodikov peroksid također može oksidirati cijanid pod određenim uvjetima. Često se koristi u kombinaciji s katalizatorima, kao što su željezne soli, kako bi se poboljšala brzina oksidacije. Ova metoda je relativno ekološki prihvatljiva, ali vrijeme reakcije može biti duže, a odabir odgovarajućih katalizatora i reakcijskih uvjeta ključan je za učinkovitost tretmana.

2.2 Biološki tretman

Metode biološkog tretmana koriste mikroorganizme za razgradnju cijanida. Neke specifične bakterije mogu koristiti cijanid kao izvor ugljika i dušika za rast i metabolizam. U procesu biološkog tretmana, otpadne vode je potrebno prethodno obraditi kako bi se uklonile tvari štetne za mikroorganizme, a zatim se otpadne vode uvode u sistem biološkog tretmana, kao što je sistem aktivnog mulja ili biofilm reaktor. Optimalno okruženje za rast mikroorganizama, uključujući temperaturu, pH vrijednost, rastvoreni kisik itd., mora se održavati kako bi se osigurala njihova aktivnost i efikasnost razgradnje cijanida. Biološki tretman ima prednosti niske cijene i manjeg sekundarnog zagađenja, ali je osjetljiviji na kvalitet otpadnih voda i zahtijeva duži ciklus tretmana.

2.3 Fizičko-hemijske metode

• Jonska izmjenaJonskoizmjenjivačke smole sa specifičnim funkcijama mogu selektivno adsorbovati cijanidne ione u otpadnim vodama. Ove smole imaju funkcionalne grupe koje mogu stupiti u interakciju sa cijanidnim ionima. Nakon što su smole zasićene cijanidnim ionima, mogu se regenerirati odgovarajućim regeneracijskim sredstvima, a cijanidni ioni se mogu oporaviti ili dalje tretirati. Jonskoizmjenjivačke smole imaju visoku selektivnost i efikasnost tretmana, ali treba uzeti u obzir cijenu smola i regeneracijskih sredstava, a tretman regeneracijskog otpada također zahtijeva pažnju.

• Membrane SeparationTehnologije membranske separacije, poput reverzne osmoze i nanofiltracije, mogu odvojiti cijanidne ione iz otpadnih voda korištenjem selektivne propusnosti membrana. Ova metoda može efikasno ukloniti cijanid i druge zagađivače, a kvalitet prečišćene vode je relativno dobar. Međutim, membranska separacija je sklona problemima sa onečišćenjem membrane, što zahtijeva redovno čišćenje i održavanje membrana, što povećava troškove rada.

3. Opći proces liječenja

3.1 Predtretman

Prije formalnog tretmana, otpadne vode koje sadrže cijanid iz cijanidnih jalovina potrebno je prethodno obraditi. Ovaj korak uglavnom uključuje uklanjanje velikih suspendovanih čvrstih materija, podešavanje pH vrijednosti otpadne vode i inaktivaciju nekih supstanci koje mogu ometati naknadne procese tretmana. Na primjer, upotreba taložnika može ukloniti suspendovane čvrste materije, a dodavanje odgovarajuće kiseline ili alkalija može podesiti pH vrijednost otpadne vode na odgovarajući raspon za naknadni tretman.

3.2 Glavni tretman

Prema odabranoj metodi tretmana, prethodno tretirana otpadna voda ulazi u glavnu fazu tretmana. Ako se koristi hemijska oksidacija, odgovarajući oksidans se dodaje prema izračunatoj dozi, a reakcija se provodi u reakcijskom tanku uz odgovarajuće miješanje kako bi se osigurao dovoljan kontakt između oksidansa i cijanida. U slučaju biološkog tretmana, otpadna voda se uvodi u uređaj za biološki tretman, a parametri rada uređaja se podešavaju kako bi se održalo optimalno okruženje za rast mikroorganizama. Kod fizičko-hemijskih metoda, otpadna voda prolazi kroz kolone za jonsku izmjenu ili membransku opremu za separaciju kako bi se postiglo odvajanje i uklanjanje cijanida.

3.3 Naknadni tretman

Nakon glavnog tretmana, potreban je naknadni tretman kako bi se dodatno pročistila prečišćena voda i osiguralo da ispunjava standarde ispuštanja. Naknadni tretman može uključivati ​​procese kao što su daljnje uklanjanje preostalih tragova zagađivača, podešavanje pokazatelja kvaliteta vode (kao što je ponovno podešavanje pH vrijednosti, smanjenje hemijske potrošnje kisika) i dezinfekcija. Prečišćena voda mora se redovno uzorkovati i testirati kako bi se osiguralo da njen kvalitet ispunjava relevantne zahtjeve zaštite okoliša.

4. Ključna razmatranja i budući trendovi

Tokom procesa tretmana, potrebno je obratiti pažnju na sigurnost operatera kako bi se spriječilo trovanje cijanidom. Istovremeno, pri odabiru metoda i procesa tretmana treba sveobuhvatno uzeti u obzir faktore kao što su troškovi tretmana, efikasnost tretmana i uticaj na okolinu. U budućnosti, uz kontinuirano poboljšanje zahtjeva za zaštitu okoline, istraživanje i razvoj efikasnijih, ekološki prihvatljivijih i jeftinijih tehnologija za tretman otpadnih voda koje sadrže cijanid bit će trend razvoja. Na primjer, kombinacija više metoda tretmana, razvoj novih katalizatora i materijala za hemijsku oksidaciju i optimizacija procesa biološkog tretmana radi poboljšanja efikasnosti razgradnje cijanida.

Zaključno, tretman otpadnih voda koje sadrže cijanid iz cijanidnih jalovina je složen, ali bitan zadatak. Razumijevanjem i primjenom odgovarajućih metoda i procesa tretmana, te kontinuiranim istraživanjem i inovacijama, možemo efikasno riješiti problem zagađenja cijanidom, zaštititi ekološku okolinu i promovirati održivi razvoj rudarske industrije.