Controlling Reaction Conditions in Cyanide Wastewater Treatment

Enkonduko

Cianido - enhavanta kloakaĵon estas generita de diversaj industriaj procezoj kiel ekzemple metaltegaĵo, ŝtalujo - malmoliĝo, kaj oro kaj arĝenta erco rafinado. Pro la alta tokseco de cianido, kiu povas esti mortiga al vivantaj organismoj eĉ ĉe malaltaj koncentriĝoj, taŭga traktado de tia kloakaĵo estas de plejebla graveco. Unu el la kritikaj aspektoj de efika cianida akvopurigo estas la preciza kontrolo de reagkondiĉoj. Ĉi tiu artikolo enprofundiĝos en la ŝlosilajn reagajn kondiĉojn kaj kiel kontroli ilin dum la traktado de cianido - enhavanta kloakaĵon.

Kontrolo de pH

Signifo en Malsamaj Traktaj Procezoj

1.Alkala Klorado-Procezo

• Alkala klorumado estas ofta metodo por cianida kloakaĵotraktado, kaj pH-kontrolo ludas decidan rolon. La reago al kuracado okazas en du paŝoj. En la unua etapo, cianido estas oksigenita al cianato per natria hipoklorito aŭ kombinaĵo de klora gaso kaj natria hidroksido. La optimuma pH-intervalo por tiu unua-faza oksigenado estas tipe inter 10 kaj 11. Se la pH estas tro malalta, fariĝante acida, la reago povas produkti toksan cianogenkloridon, kiu prezentas signifan danĝeron. Ekzemple, kiam la pH falas sub 8. tiu ĉi malutila kromprodukto povas formiĝi. Aliflanke, se la pH estas tro alta, la reakcia rapideco malpliiĝos signife. Altaj pH-valoroj povas influi la solveblecon kaj reagemon de la reakciaĵoj, igante la oksigenadprocezon malpli efika.

2.Hidrogena Peroksida Metodo

• En la hidrogena peroksido - bazita traktado de cianida kloakaĵo, la optimuma pH-intervalo kutime kuŝas inter 9 kaj 11. En tiu metodo, hidrogena peroksido putriĝas en la ĉeesto de katalizilo (kiel ekzemple fersaloj) por generi tre reaktivajn hidroksilradikalojn kiuj oksigenas la cianidon. La pH ene de ĉi tiu gamo antaŭenigas la putriĝon de hidrogena peroksido kaj la formadon de ĉi tiuj esencaj radikaluloj. Se la pH estas ekster ĉi tiu intervalo, la putriĝo de hidrogena peroksido estos malhelpita, reduktante la totalan oksidigan efikecon.

3.Biodegrada Procezo

• Por la biodegradiĝo de cianido - enhavanta kloakaĵon, kie mikroorganismoj malkonstruas cianidon en sendanĝerajn substancojn, la pH devas esti konservita inter 6.5 kaj 8.5. Mikroorganismoj havas optimuman pH-intervalon por siaj metabolaj agadoj. Se la pH estas tro acida aŭ tro alkala, ĝi povas denaturigi la enzimojn implikitajn en la cianido - degradante metabolajn vojojn de la mikroorganismoj. Ekzemple, se la pH falas sub 6.5. multaj cianid-degradantaj bakterioj spertos malpliiĝon de sia kreskorapideco kaj cianid-degradan kapablon.

Metodoj por pH-alĝustigo

Por kontroli la pH, taŭgaj acidaj aŭ alkalaj substancoj estas aldonitaj al la kloakaĵo. Oftaj acidoj uzitaj inkludas sulfatan acidon kaj kloridacidon, dum oftaj alkaloj estas natria hidroksido kaj kalcia hidroksido. La kvanto de acido aŭ alkala aldonita estas kalkulita surbaze de la komenca pH de la kloakaĵo kaj la cela pH por la specifa traktadprocezo. Preciza pH-mezurado estas farita per pH-sensiloj, kaj aŭtomatigitaj dozaj sistemoj povas esti uzataj por aldoni la postulatajn kemiaĵojn precize.

temperaturo kontrolo

Efiko sur Reagokvotoj

1.Alkala Klorado kaj Hidrogena Peroksida Metodoj

• Ĝenerale, pliiĝo en temperaturo povas akceli la reakcirapidecojn en kaj alkala klorumado kaj hidrogena peroksida - bazita traktado. Tamen, la temperaturo devas esti zorge kontrolita. En alkala klorumado, la optimuma temperaturo estas ĉirkaŭ 20 - 30 °C. Se la temperaturo estas tro malalta, la reagrapideco estos malrapida, rezultigante nekompletan oksigenadon de cianido. Ekzemple, ĉe temperaturoj sub 15 °C, la reago inter cianido kaj natria hipoklorito prenos signife pli longan tempon por atingi kompletigo. Aliflanke, se la temperaturo estas tro alta, en la kazo de alkala klorumado, klora gaso povas eskapi el la solvo, reduktante la efikecon de la oksigena agento. En la metodo de hidrogena peroksido, temperaturoj super 35 °C povas kaŭzi la rapidan putriĝon de hidrogena peroksido, kondukante al la formado de oksigena gaso anstataŭe de la dezirataj hidroksilaj radikaluloj por cianidoksidado.

2.Biodegrada Procezo

• En la biodegradiĝo de cianido - enhavanta kloakaĵon, la optimuma temperaturintervalo por la plej multaj cianido - degradaj mikroorganismoj estas 20 - 35 °C. Temperaturoj ekster ĉi tiu gamo povas havi signifan efikon sur la agado de la mikroorganismoj. Je malaltaj temperaturoj (sub 20 °C), la metabola indico de la mikroorganismoj malrapidiĝas, kaj ili eble ne povas efike malkonstrui cianidon. Altaj temperaturoj (super 35°C) povas damaĝi la ĉelmembranojn kaj enzimojn de la mikroorganismoj, kondukante al ĉelmorto kaj perdo de ilia cianido - degradanta kapablo.

Temperaturo-Regulaj Teknikoj

Por konservi la taŭgan temperaturon, hejtado aŭ malvarmigo sistemoj povas esti instalitaj en la akvopurigreaktoroj. Por hejtado, vapor-bazitaj hejtsistemoj aŭ elektraj hejtiloj povas esti uzataj. En malvarmigo, akvo-malvarmigitaj varmointerŝanĝiloj aŭ aero-malvarmigitaj kondensiloj povas esti utiligitaj. La temperaturo estas kontinue monitorita per temperatursensiloj, kaj la hejtado aŭ malvarmigosistemoj estas alĝustigitaj laŭe por konservi la temperaturon ene de la optimuma intervalo por la traktadprocezo.

Oksidanta Dozo Kontrolo

Determinante la Ĝustan Kvanton

1.Alkala Klorado

• En alkala klorumado, la kvanto de oksidant (natria hipoklorito aŭ klora gaso) necesa estas kalkulita surbaze de la reakcia stokiometrio kun cianido. En praktiko, troo de oksidanto, tipe 10 - 20% pli ol la teoria kvanto, estas kutime aldonita. Ĉi tio estas por certigi kompletan oksigenadon de cianido, ĉar povas esti aliaj substancoj en la kloakaĵo kiuj povas konsumi la oksidanton. Se la oksidant-dozo estas tro malalta, cianido ne estos tute oksigenita, kaj la traktita kloakaĵo ankoraŭ povas enhavi altajn nivelojn de toksa cianido. Aliflanke, se la dozo estas tro alta, ĝi ne nur pliigas la traktadkoston sed ankaŭ povas konduki al la formado de nedezirataj kromproduktoj, kiel malutilaj desinfektaj kromproduktoj kiam troa kloro reagas kun alia organika materio en la rubakvo.

2.Hidrogena Peroksida Metodo

• En la traktado de hidrogena peroksida metodo, la optimuma dozo de hidrogena peroksido estas determinita per laboratorio-testado. La dozo dependas de faktoroj kiel la komenca cianidkoncentriĝo en la kloakaĵo, la ĉeesto de aliaj interferaj substancoj, kaj la speco de katalizilo uzita. Simila al alkala klorumado, nesufiĉa kvanto de hidrogena peroksido rezultigos nekompletan cianidoksidadon. Tamen, troa kvanto de hidrogena peroksido povas kaŭzi malkomponadon de la generitaj hidroksilaj radikaluloj, reduktante la ĝeneralan traktadon kaj pliigante la koston.

Dozo Kontrola Ekipaĵo

Por precize kontroli la oksidant-dozon, mezurpumpiloj estas ofte uzataj. Ĉi tiuj pumpiloj povas precize liveri la bezonatan volumenon de la oksidantsolvo en la akvopurigreaktoron. Aŭtomatigitaj kontrolsistemoj povas esti integritaj kun la mezuraj pumpiloj, kiuj ĝustigas la dozon surbaze de realtempa monitorado de la cianidkoncentriĝo en la kloakaĵo aŭ la progreso de la oksigenada reago (kiel ekzemple per ORP-mezurado, kiu estos diskutita poste).

Oksidado - Redukto Potencialo (ORP) Kontrolo

Rolo en Monitorado de Reago-Progreso

1.Alkala Klorado

• En la alkala klorumadprocezo, ORP-monitorado estas decida por spuri la progreson de la oksidiĝaj reagoj. Ĉar la oksigenado de cianido al cianato kaj tiam plia oksigenado de cianato al sendanĝeraj substancoj okazas, la ORP-valoro de la kloakaĵo ŝanĝiĝas. Dum la unua-faza oksigenado de cianido al cianato, la ORP tipe pliiĝas. La cela ORP-intervalo por ĉi tiu stadio estas ĉirkaŭ 300 - 500 mV (depende de la specifaj reagkondiĉoj). Kiam la ORP atingas ĉi tiun gamon, ĝi indikas, ke la unua-etapa oksigenado estas proksima al kompletigo. En la dua-etapa oksigenado de cianato al sendanĝeraj substancoj, la ORP plu pliiĝas, kaj la celintervalo estas kutime ĉirkaŭ 600 - 700 mV. Monitorante la ORP, funkciigistoj povas determini kiam ĉesi aldoni la oksidanton, certigante ke la reago finiĝis sen tro - oksigenado de la kloakaĵo aŭ malŝpari oksidanton.

2.Hidrogena Peroksida Metodo

• En la hidrogena peroksida traktado, la ORP ankaŭ funkcias kiel grava indikilo de reakcia progreso. La komenca ORP de la cianido - enhavanta kloakaĵon estas relative malalta. Ĉar hidrogena peroksido estas aldonita kaj la oksigenada reakcio daŭrigas, la ORP pliiĝas. La cela ORP-intervalo por la hidrogenperoksida traktado de cianida kloakaĵo estas ĝenerale ĉirkaŭ 400 - 500 mV. Kiam la ORP atingas ĉi tiun valoron, ĝi sugestas, ke la cianido estis efike oksigenita al ne-toksa formo.

ORP Monitorado kaj Kontrolaj Sistemoj

ORP-sensiloj kutimas kontinue monitori la ORP-valoron de la kloakaĵo en la traktadreaktoro. Ĉi tiuj sensiloj estas konektitaj al kontrolsistemo, kiu povas esti programita por alĝustigi la aldonon de la oksidanto. Ekzemple, se la ORP estas sub la celintervalo, la kontrolsistemo povas pliigi la dozon de la oksidant (kiel ekzemple hidrogena peroksido aŭ natria hipoklorito) estanta aldonita al la kloakaĵo. Male, se la ORP superas la celintervalon, la kontrolsistemo povas redukti aŭ ĉesigi la oksidan aldonon.

konkludo

Kontroli reagkondiĉojn en cianida kloakaĵo estas esenca por atingi efikan kaj sekuran traktadon de ĉi tiu tre toksa kloakaĵo. Preciza kontrolo de pH, temperaturo, oksidant-dozo kaj ORP povas certigi, ke la kuracprocezo efike konvertas cianidon en malpli toksajn aŭ ne-toksajn substancojn. Singarde administrante ĉi tiujn reagkondiĉojn, industrioj povas ne nur plenumi mediajn regularojn sed ankaŭ optimumigi la kostefikecon de siaj cianidaj akvopurigprocezoj. Regula monitorado kaj alĝustigo de ĉi tiuj parametroj estas necesaj por adaptiĝi al variadoj en kloakaĵa konsisto kaj traktadcentraj funkciaj kondiĉoj.