हाइड्रोजन पेरोक्साइड के साथ सोडियम साइनाइड अपशिष्ट जल के उपचार का उत्पादन अभ्यास

परिचय

सोडियम साइनाइड एक अत्यधिक विषैला रसायन है जिसका व्यापक रूप से खनन, इलेक्ट्रोप्लेटिंग और रासायनिक संश्लेषण जैसे उद्योगों में उपयोग किया जाता है। हालाँकि, इन प्रक्रियाओं से उत्पन्न अपशिष्ट जल में साइनाइड की उच्च सांद्रता होती है, जो उचित उपचार न किए जाने पर पर्यावरण और मानव स्वास्थ्य के लिए गंभीर खतरा पैदा करती है। हाइड्रोजन पेरोक्साइड उपचार, इससे निपटने के लिए एक प्रभावी और अपेक्षाकृत सुरक्षित विधि के रूप में उभरा है। -सोडियम साइनाइड - अपशिष्ट जल युक्त। यह लेख उपयोग के उत्पादन अभ्यास में गहराई से उतरता है हाइड्रोजन पेरोक्साइड ऐसे अपशिष्ट जल का उपचार करने के लिए, प्रतिक्रिया सिद्धांतों से लेकर वास्तविक संचालन प्रक्रियाओं तक के पहलुओं को शामिल किया जाएगा।

प्रतिक्रिया सिद्धांत

हाइड्रोजन पेरोक्साइड द्वारा साइनाइड का ऑक्सीकरण

हाइड्रोजन पेरोक्साइड और के बीच प्रतिक्रिया सोडियम साइनाइड यह एक ऑक्सीकरण-अपचयन प्रक्रिया है। जलीय घोल में, हाइड्रोजन पेरोक्साइड एक ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करता है। यह साइनाइड आयन को अपेक्षाकृत कम विषाक्त पदार्थों में ऑक्सीकृत करता है। उचित परिस्थितियों में, हाइड्रोजन पेरोक्साइड साइनाइड आयन के भीतर मजबूत बंधन को तोड़ देता है। साइनाइड में कार्बन उच्च ऑक्सीकरण अवस्था में ऑक्सीकृत हो जाता है, जिससे कम हानिकारक आयन बनता है, और नाइट्रोजन गैस के रूप में निकलता है। यह प्रतिक्रिया महत्वपूर्ण है क्योंकि यह अपशिष्ट जल की विषाक्तता को काफी कम कर देती है।

उत्प्रेरक की भूमिका (वैकल्पिक)

कुछ मामलों में, हाइड्रोजन पेरोक्साइड और साइनाइड के बीच प्रतिक्रिया को तेज़ करने के लिए उत्प्रेरक जोड़े जा सकते हैं। उदाहरण के लिए, कुछ संक्रमण धातु आयन फेंटन प्रतिक्रिया के समान प्रतिक्रिया प्रणाली में उत्प्रेरक के रूप में कार्य कर सकते हैं। उत्प्रेरक प्रतिक्रिया की ऊर्जा बाधा को कम करते हैं, जिससे साइनाइड का ऑक्सीकरण कम तापमान पर और कम हाइड्रोजन पेरोक्साइड उपयोग के साथ अधिक तेज़ी से हो सकता है। हालाँकि, उत्प्रेरक का उपयोग करते समय, उत्प्रेरक की मात्रा, पीएच नियंत्रण और उत्प्रेरक अवशेषों से संभावित द्वितीयक प्रदूषण जैसे कारकों पर सावधानीपूर्वक विचार करने की आवश्यकता होती है।

उत्पादन अभ्यास में प्रक्रिया प्रवाह

अपशिष्ट जल का पूर्व उपचार

हाइड्रोजन पेरोक्साइड उपचार से पहले, सोडियम साइनाइड - युक्त अपशिष्ट जल को आमतौर पर पूर्व उपचार की आवश्यकता होती है। इस चरण का उद्देश्य अपशिष्ट जल के pH मान को उचित सीमा तक समायोजित करना है। आम तौर पर, pH को थोड़ी क्षारीय स्थिति में समायोजित किया जाता है, लगभग 8 - 10। ऐसा इसलिए है क्योंकि ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया हाइड्रोजन पेरोक्साइड और साइनाइड के बीच का अंतर क्षारीय वातावरण में अधिक कुशल है। इसके अतिरिक्त, प्रीट्रीटमेंट में बड़े आकार की अशुद्धियाँ, निलंबित ठोस पदार्थ और अन्य पदार्थ निकालना शामिल हो सकता है जो बाद की उपचार प्रक्रिया को बाधित कर सकते हैं। इस उद्देश्य के लिए रेत फिल्टर या झिल्ली फिल्टर जैसे निस्पंदन विधियों का उपयोग किया जा सकता है।

हाइड्रोजन पेरोक्साइड का मिश्रण

फिर प्रीट्रीटेड अपशिष्ट जल में हाइड्रोजन पेरोक्साइड की उचित मात्रा डाली जाती है। हाइड्रोजन पेरोक्साइड की खुराक अपशिष्ट जल में साइनाइड की सांद्रता के आधार पर निर्धारित की जाती है। आम तौर पर, गणना पहले रासायनिक प्रतिक्रिया के अनुसार की जाती है। लेकिन वास्तविक उत्पादन में, साइनाइड के पूर्ण ऑक्सीकरण को सुनिश्चित करने के लिए अक्सर हाइड्रोजन पेरोक्साइड की अधिकता डाली जाती है। औद्योगिक अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने वाले हाइड्रोजन पेरोक्साइड की सांद्रता आमतौर पर 30% - 50% की सीमा में होती है। हाइड्रोजन पेरोक्साइड को मीटरिंग पंप के माध्यम से जोड़ा जा सकता है, जो हाइड्रोजन पेरोक्साइड के प्रवाह दर और मात्रा को सटीक रूप से नियंत्रित कर सकता है अपशिष्ट जल उपचार टैंक।

प्रतिक्रिया और मिश्रण

हाइड्रोजन पेरोक्साइड मिलाने के बाद, हाइड्रोजन पेरोक्साइड और साइनाइड के बीच समान संपर्क सुनिश्चित करने के लिए अपशिष्ट जल को अच्छी तरह से मिलाया जाना चाहिए। मिश्रण को यांत्रिक आंदोलनकारियों, वायु-चालित मिक्सर या दोनों के संयोजन का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है। प्रतिक्रिया समय प्रारंभिक साइनाइड सांद्रता, तापमान और उत्प्रेरक की उपस्थिति जैसे कारकों के आधार पर भिन्न होता है। आम तौर पर, प्रतिक्रिया समय कई घंटों से लेकर एक दर्जन घंटों तक हो सकता है। इस अवधि के दौरान, प्रतिक्रिया तापमान भी एक महत्वपूर्ण कारक है। हालांकि प्रतिक्रिया कमरे के तापमान पर हो सकती है, एक निश्चित सीमा (आमतौर पर 50 डिग्री सेल्सियस से अधिक नहीं) के भीतर तापमान बढ़ाने से प्रतिक्रिया दर में तेजी आ सकती है। हालांकि, अत्यधिक उच्च तापमान हाइड्रोजन पेरोक्साइड के अपघटन का कारण बन सकता है, जिससे साइनाइड के उपचार में इसकी प्रभावशीलता कम हो जाती है।

उपचार के बाद

एक बार प्रतिक्रिया पूरी हो जाने के बाद, उपचार के बाद के चरण आवश्यक हैं। उपचार के बाद के प्रमुख उपायों में से एक अवशिष्ट हाइड्रोजन पेरोक्साइड को हटाना है। उपचारित अपशिष्ट जल में अत्यधिक हाइड्रोजन पेरोक्साइड पर्यावरण के लिए हानिकारक हो सकता है और यदि अपशिष्ट जल को जैविक उपचार प्रणाली में आगे उपचारित किया जाना है, तो यह बाद की जैविक उपचार प्रक्रियाओं में भी बाधा उत्पन्न कर सकता है। अवशिष्ट हाइड्रोजन पेरोक्साइड को सोडियम सल्फाइट जैसे कम करने वाले एजेंट जोड़कर या उत्प्रेरक अपघटन विधियों का उपयोग करके विघटित किया जा सकता है। अवशिष्ट हाइड्रोजन पेरोक्साइड को हटाने के बाद, उपचारित अपशिष्ट जल को उपचार प्रक्रिया के दौरान बने किसी भी अवक्षेप या निलंबित ठोस को हटाने के लिए ठोस-तरल पृथक्करण से गुजरना पड़ता है। इसके लिए अवसादन टैंक, प्लवन उपकरण या निस्पंदन इकाइयों का उपयोग किया जा सकता है। अंत में, उपचारित अपशिष्ट जल का विश्लेषण यह जांचने के लिए किया जाता है कि साइनाइड सांद्रता प्रासंगिक निर्वहन मानकों को पूरा करती है या नहीं।

उपचार दक्षता को प्रभावित करने वाले प्रमुख कारक

पीएच मान

जैसा कि पहले बताया गया है, अपशिष्ट जल का pH मान हाइड्रोजन पेरोक्साइड की उपचार दक्षता पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालता है। अम्लीय वातावरण में, हाइड्रोजन पेरोक्साइड पानी और ऑक्सीजन में जल्दी से विघटित हो सकता है, जिससे साइनाइड को ऑक्सीकरण करने की इसकी क्षमता कम हो जाती है। दूसरी ओर, अत्यधिक क्षारीय वातावरण में, हाइड्रोजन पेरोक्साइड और साइनाइड के बीच प्रतिक्रिया दर भी प्रभावित हो सकती है। हाइड्रोजन पेरोक्साइड और साइनाइड के बीच प्रतिक्रिया के लिए इष्टतम pH रेंज आमतौर पर 8 - 10 के आसपास होती है। जहां प्रतिक्रिया कुशलता से आगे बढ़ सकती है और हाइड्रोजन पेरोक्साइड का अपघटन कम से कम होता है।

तापमान

प्रतिक्रिया की गति में तापमान एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। तापमान में वृद्धि आम तौर पर हाइड्रोजन पेरोक्साइड और साइनाइड के बीच प्रतिक्रिया को तेज करती है। हालाँकि, जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, हाइड्रोजन पेरोक्साइड का अपघटन भी अधिक महत्वपूर्ण हो जाता है। जब तापमान 50 डिग्री सेल्सियस से अधिक हो जाता है, तो हाइड्रोजन पेरोक्साइड का अपघटन इतना तेज़ हो सकता है कि यह साइनाइड को ऑक्सीकरण करने के लिए उपलब्ध हाइड्रोजन पेरोक्साइड की मात्रा को कम कर देता है। इसलिए, व्यावहारिक उत्पादन में, प्रतिक्रिया दर और हाइड्रोजन पेरोक्साइड की स्थिरता को संतुलित करने के लिए तापमान को उचित सीमा के भीतर सावधानीपूर्वक नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है।

सायनाइड और हाइड्रोजन पेरोक्साइड की सांद्रता

अपशिष्ट जल में साइनाइड की प्रारंभिक सांद्रता पूर्ण ऑक्सीकरण के लिए आवश्यक हाइड्रोजन पेरोक्साइड की मात्रा निर्धारित करती है। उच्च साइनाइड सांद्रता के लिए अधिक हाइड्रोजन पेरोक्साइड की आवश्यकता होती है। यदि हाइड्रोजन पेरोक्साइड की खुराक अपर्याप्त है, तो साइनाइड का ऑक्सीकरण अधूरा होगा, जिसके परिणामस्वरूप उपचारित अपशिष्ट जल मानकों को पूरा नहीं करता है। इसके विपरीत, बहुत अधिक हाइड्रोजन पेरोक्साइड जोड़ने से न केवल उपचार लागत बढ़ जाती है, बल्कि अतिरिक्त को हटाने के लिए अधिक जटिल पोस्ट-ट्रीटमेंट की भी आवश्यकता होती है। इसलिए, अपशिष्ट जल में साइनाइड सांद्रता का सटीक निर्धारण और हाइड्रोजन पेरोक्साइड की खुराक को उचित रूप से समायोजित करना कुशल उपचार के लिए आवश्यक है।

खनन उद्योग में केस स्टडी

सोने की खदान में, सोने की निकासी प्रक्रिया में बड़ी मात्रा में सोडियम साइनाइड का उपयोग किया जाता है, जिससे साइनाइड युक्त अपशिष्ट जल की महत्वपूर्ण मात्रा उत्पन्न होती है। खदान ने हाइड्रोजन पेरोक्साइड आधारित उपचार प्रक्रिया को अपनाया। सबसे पहले, अपशिष्ट जल को एक बड़े भंडारण टैंक में एकत्र किया गया। चूने का उपयोग करके अपशिष्ट जल का पीएच 9 तक समायोजित किया गया। फिर, मीटरिंग पंप के माध्यम से अपशिष्ट जल में 35% हाइड्रोजन पेरोक्साइड मिलाया गया। पूर्ण ऑक्सीकरण सुनिश्चित करने के लिए थोड़ी अधिक मात्रा के साथ अपशिष्ट जल में साइनाइड सांद्रता के आधार पर अतिरिक्त मात्रा की गणना की गई।

अपशिष्ट जल को 8 घंटे तक यांत्रिक आंदोलक का उपयोग करके मिश्रित किया गया। इस अवधि के दौरान, शीतलन और ताप प्रणाली के माध्यम से प्रतिक्रिया प्रणाली का तापमान लगभग 35 डिग्री सेल्सियस पर बनाए रखा गया था। प्रतिक्रिया के बाद, अवशिष्ट हाइड्रोजन पेरोक्साइड को विघटित करने के लिए सोडियम सल्फाइट मिलाया गया। उपचारित अपशिष्ट जल को फिर ठोस-तरल पृथक्करण के लिए अवसादन टैंक में भेजा गया। सतह पर तैरनेवाला का विश्लेषण किया गया, और परिणामों से पता चला कि उपचारित अपशिष्ट जल में साइनाइड सांद्रता 500 मिलीग्राम / लीटर के प्रारंभिक मूल्य से घटकर 0.5 मिलीग्राम / लीटर से कम हो गई, जो स्थानीय पर्यावरणीय निर्वहन मानकों को पूरा करती है। यह मामला वास्तविक दुनिया के औद्योगिक सेटिंग में हाइड्रोजन पेरोक्साइड उपचार प्रक्रिया की प्रभावशीलता को प्रदर्शित करता है।

निष्कर्ष

हाइड्रोजन पेरोक्साइड उपचार सोडियम साइनाइड अपशिष्ट जल औद्योगिक उत्पादन में एक व्यवहार्य और प्रभावी तरीका है। प्रतिक्रिया सिद्धांतों को समझकर, प्रक्रिया प्रवाह को अनुकूलित करके, और पीएच, तापमान और अभिकर्मक खुराक जैसे प्रमुख कारकों को नियंत्रित करके, साइनाइड युक्त अपशिष्ट जल का उच्च गुणवत्ता वाला उपचार प्राप्त किया जा सकता है। हालांकि, स्थिर उपचार दक्षता और पर्यावरणीय नियमों के अनुपालन को सुनिश्चित करने के लिए उत्पादन प्रक्रिया के दौरान निरंतर निगरानी और समायोजन की आवश्यकता होती है। जैसे-जैसे पर्यावरणीय आवश्यकताएं अधिक कठोर होती जाती हैं, सोडियम साइनाइड अपशिष्ट जल के लिए हाइड्रोजन पेरोक्साइड उपचार विधि से पारिस्थितिक पर्यावरण की रक्षा में और भी अधिक महत्वपूर्ण भूमिका निभाने की उम्मीद है।