Elektrolüütilise oksüdatsiooni protsess naatriumtsüaniidi reovee töötlemiseks

Sissejuhatus

Tsüaniidi sisaldav reovesi, eriti see, mis pärineb Naatriumtsüaniid, on suur keskkonnaprobleem. Selline reovesi on väga mürgine ja pärineb peamiselt sellistest tööstusharudest nagu galvaniseerimine, gaasitootmine, koksistamine, metallurgia, metallitöötlus, keemilise kiu, plasti, pestitsiidide ja keemiatööstus. Vees on see ebastabiilne ja laguneb kergesti. Nii anorgaaniline kui ka orgaaniline tsüaniidid on äärmiselt mürgised ained. Näiteks surmav annus tsüaniid Inimese organismile on 0.18 g ja kaaliumtsüaniidil 0.12 g. Lisaks on tsüaniidi surmav kontsentratsioon kaladele vees vahemikus 0.04–0.1 mg/l. Seetõttu on kiiresti vaja tõhusaid ravimeetodeid, et leevendada selle kahjulikku mõju keskkonnale ja inimeste tervisele.

Tsüaniidi sisaldava reovee elektrolüütilise oksüdeerimise põhitõed

. Elektrolüütiline oksüdatsiooniprotsess raviks Naatriumtsüaniidi reovesi See toimib põhimõttel, et anoodil ja katoodil toimuvate keemiliste reaktsioonide käivitamiseks kasutatakse elektrivoolu, mille abil muudetakse reovees olev tsüaniid vähem kahjulikeks aineteks. Selle protsessi käigus elektrolüüsitakse nii reovees leiduvat lihttsüaniid kui ka komplekstsüaniid.

Anoodi reaktsioonid

• Lihtsa tsüaniidi jaoksAnoodil toimuva esimese reaktsioonifaasi ajal reageerib lihtne tsüaniid jõuliselt teiste reovees leiduvate ainetega, moodustades vähemtoksilise ühendi. Järgmises teises etapis toimub kaks reaktsiooni. Üks reaktsioon lagundab selle ühendi edasi Süsinik dioksiid, lämmastik ja vesi. Teise reaktsiooni käigus tekib ammoonium.

• Koordinatsioonitsüaniidi jaoks (näitena vaske sisaldava kompleksi võtmine)Kui koordinatsioonitsüaniid, nagu ka vaske sisaldavad kompleksid, jõuab anoodini, reageerib see, moodustades vaseioone ja teise vähemtoksilise ühendi. Kui elektrolüütilisele keskkonnale lisatakse lauasoola, toimuvad täiendavad reaktsioonid. Soolast pärinevad kloriidioonid oksüdeeruvad, moodustades tekkiva kloori. See tekkiv kloor reageerib seejärel tsüaniidi ja teiste reovees leiduvate ainetega, et lagundada tsüaniidiühendid vähem kahjulikeks produktideks, sealhulgas süsinikdioksiidiks, lämmastikuks ja kloriidioonideks.

Katoodreaktsioonid

Katoodil saavad vesinikioonid elektrone ja moodustavad vesinikgaasi. Metalli sisaldavate tsüaniidkomplekside, näiteks vasega, korral saavad vaseioonid elektrone ja neid saab sadestuda vaskmetallina. Teatud tingimustel võivad vaseioonid reageerida ka hüdroksiidioonidega, moodustades vaskhüdroksiidi saendi.

Elektrolüütilise oksüdatsiooniprotsessi peamised kaalutlused

• Elektroodide materjalidElektroodimaterjalide valik on ülioluline. Paljudel juhtudel saab katoodimaterjalina kasutada pehmet terast. Anoodid peavad aga vastu pidama karmile elektrokeemilisele keskkonnale. Selleks rakenduseks sobivad hästi dimensiooniliselt stabiilsed anoodid (DSA), mis on valmistatud väärismetallide oksiididest ja mida toodavad mitmed ettevõtted. Grafiiti saab samuti anoodimaterjalina kasutada, kuid selle puuduseks on see, et see elektrolüüsi käigus järk-järgult kulub.

• SoojusenergiaElektrolüüsi ajal tuleb jääkvedeliku temperatuuri hoolikalt reguleerida. See peaks üldiselt jääma alla 25 °C. Kui temperatuur tõuseb liiga kõrgele, pääseb lisatud soola kloriidioonide oksüdeerumisel tekkiv kloor enne, kui see saab tsüaniidiga reageerida, vähendades seeläbi tsüaniidi lagundamise protsessi efektiivsust.

• Kloriidi ioonide lisamineKloriidiioonide lisamine reovette võib suurendada tsüaniidi elektrolüütilist oksüdeerimist. Tavaliselt piisab 1–2 g/l kloriidioonide lisamisest. Mõnel juhul on näidatud, et tsüaniidi elektrolüütilisele lagundamise hõlbustamiseks aitab tõhusalt kaasa ka tavalise soola (naatriumkloriidi) lisamine reoveele kontsentratsiooniga 25 g liitri kohta.

Elektrolüütilise oksüdatsiooniprotsessi eelised

• Kõrge efektiivsus kõrge kontsentratsiooniga reovee jaoksElektrolüütiline oksüdeerimisprotsess on eriti efektiivne kõrge kontsentratsiooniga tsüaniidi sisaldava reovee, näiteks kullakaevandustes leiduva reovee puhastamisel. See võib oluliselt vähendada tsüaniidi kontsentratsiooni reovees.

• Reaktiivsete liikide in situ genereerimineElektrolüüsi käigus tekivad süsteemis reaktiivsed ühendid, näiteks nascentne kloor. See välistab vajaduse lisada suures koguses potentsiaalselt ohtlikke ja kalleid oksüdeerijaid.

• PaindlikkusProtsessi saab reguleerida vastavalt reovee konkreetsele koostisele. Selliste parameetrite nagu voolutihedus, pinge ja teatud soolade lisamine juhtimise abil saab elektrolüütilise oksüdatsiooni protsessi optimeerida erinevat tüüpi tsüaniidi sisaldava reovee jaoks, olenemata sellest, kas need sisaldavad lihtsaid või keerulisi tsüaniidühendeid.

Järeldus

Elektrolüütiline oksüdeerimisprotsess pakub paljulubavat lahendust ... naatriumtsüaniid reovesi. Anoodil ja katoodil toimuvate keemiliste reaktsioonide mõistmise, elektroodimaterjalide hoolika valimise, temperatuuri reguleerimise ja sobiva koguse kloriidioonide lisamise abil saab selle meetodi abil tõhusalt eemaldada tsüaniidireostuse reoveest. Kuna tööstusharud otsivad jätkuvalt säästvamaid ja tõhusamaid viise oma jäätmete käitlemiseks, on elektrolüütilise oksüdeerimise protsess tõenäoliselt laialdasemat kasutamist tsüaniidi sisaldava reovee töötlemisel. Protsessi täiustamiseks, kulude vähendamiseks ning üldise tõhususe ja keskkonnasõbralikkuse suurendamiseks on aga vaja täiendavaid uuringuid ja arendustegevust.