Өте улы цианидті өңдеу – құрамында қалдық сұйықтықтар

Цианид бар қалдық сұйықтықтар өте улы және адам денсаулығы мен экологиялық ортаға үлкен қауіп төндіреді. Сондықтан мұндай қалдық сұйықтықтарды дұрыс өңдеу өте маңызды. Бұл мақалада құрамында өте улы цианид бар қалдық сұйықтықтарды өңдеудің бірнеше кең таралған әдістері таныстырылады.

1. Химиялық тотығу әдістері

1.1 Сілтілік хлорлау әдісі

• Принцип : Сілтілі ортада цианид бар қалдық сұйықтыққа хлор газы, натрий гипохлориті немесе кальций гипохлориті сияқты күшті тотықтырғыш заттар қосылады. Гипохлорит иондары цианид иондарымен екі сатылы процесте әрекеттеседі. Алдымен цианид цианатқа дейін тотығады, содан кейін көмірқышқыл газы және азот газы сияқты улы емес заттарға дейін тотығады.

• Процесс ағыны :

• 
  

• рН реттеу : рН мәнін 10-11 аралығында орнату үшін цианид бар қалдық сұйықтыққа натрий гидроксидін қосудан бастаңыз.

• 
  

• Тотықтырғышты қосу : Таңдалған тотықтырғыштың тиісті мөлшерін, мысалы, натрий гипохлориті ерітіндісін баяу енгізіңіз. Қажетті тотықтырғыштың мөлшері қалдық сұйықтықтағы цианид концентрациясына байланысты. Біркелкі араластыруды қамтамасыз ету үшін қосу кезінде үздіксіз араластырыңыз.

• 
  

• Реакция және бақылау : Реакцияны бірнеше сағат бойы жалғастырыңыз және қалдық сұйықтықтағы цианид концентрациясын үнемі тексеріп отырыңыз. Жалпы бақылау әдістеріне цианидке тән электродтарды немесе колориметриялық әдістерді пайдалану жатады.

• 
  

• Бейтараптандыру және разрядтау : Реакция аяқталғаннан кейін және цианид концентрациясы разряд стандартына жеткеннен кейін (әдетте көптеген аймақтарда 0.5 мг/л-ден аз), қалдық сұйықтықтың рН мәнін күкірт қышқылы сияқты тиісті қышқылмен бейтарап диапазонға (рН = 6-9) дейін реттеңіз, содан кейін оны разрядтаңыз.

1.2 Сутегі асқын тотығының тотығу әдісі

• Принцип : Сутегі асқын тотығы - күшті тотықтырғыш. Мыс иондары сияқты катализатордың қатысуымен ол қалдық сұйықтықтағы цианид иондарын тотықтырып, цианидті улы емес азот пен көмірқышқыл газына айналдыра алады.

• Процесс ағыны :

• 
  

• рН реттеу : Цианид бар қалдық сұйықтықтың рН мәнін қышқылдық диапазонға дейін, әдетте рН = 3-5 шамасында өзгертіңіз, себебі сутегі асқын тотығының цианидпен тотығу реакциясы қышқылдық жағдайда тиімдірек болады.

• 
  

• Катализатор және сутегі асқын тотығын қосу : Қалдық сұйықтыққа аз мөлшерде катализатор, мысалы, мыс сульфатын қосыңыз, содан кейін біртіндеп сутегі асқын тотығы ерітіндісін қосыңыз. Қосылған сутегі асқын тотығының мөлшері цианидті толығымен тотықтыруға жеткілікті болуы керек. Реакция экзотермиялық болғандықтан, қызып кетуден сақтану үшін реакция температурасын бақылауға назар аударыңыз.

• 
  

• Реакция және бөлу : Қосу аяқталғаннан кейін реакцияны біраз уақытқа қалдырыңыз. Содан кейін, қалдық сұйықтықта ауыр металл иондары болса, металл гидроксидтері сияқты тұнбаға түскен заттарды кетіру үшін қатты және сұйық заттарды бөлуді, мысалы, тұндыру немесе сүзу арқылы орындаңыз.

• 
  

• Өңдеуден кейінгі : Өңделген үстіңгі қабат соңғы ағынды су сапасының тиісті стандарттарға сәйкес келетініне көз жеткізу үшін адсорбция немесе мембрананы бөлу сияқты басқа әдістерді қолдана отырып, одан әрі өңдеуден өтуі мүмкін.

1.3 Озонды тотығу әдісі

• Принцип : Озон - жоғары тотығу потенциалы бар күшті тотықтырғыш агент. Цианидті қалдық сұйықтықтарға енгізілген кезде, ол цианид иондарымен тікелей әрекеттесіп, оларды карбонат және азот сияқты улы емес заттарға дейін тотықтырады. Реакция механизмі күрделі және аралық өнімдерді қамтуы мүмкін. Мыс және магний иондары сияқты металл иондарының катализаторларының болуы реакция жылдамдығын арттыруы мүмкін.

• Процесс ағыны :

• 
  

• Қалдық сұйықтықты алдын ала өңдеу : Алдымен, цианидті қалдық сұйықтықтағы ірі бөлшектерден тұратын қоспалар мен қалқымалы қатты заттарды сүзу немесе тұндыру арқылы алып тастаңыз. Бұл озон түзетін жабдықтың бітелуіне жол бермейді және реакцияның бірқалыпты жүруін қамтамасыз етеді.

• 
  

• Озонның пайда болуы және енгізілуі : Озон генераторын пайдаланып, озон газын өндіріңіз, ол газ тарату құрылғысы арқылы қалдық сұйықтыққа беріледі. Енгізілген озон мөлшерін цианид концентрациясы мен қалдық сұйықтық көлеміне сәйкес реттеу қажет.

• 
  

• Реакция және бақылау : Реакцияны белгілі бір уақыт аралығында жабық реакция багында жүргізу. Реакция кезінде қалдық сұйықтықтағы цианид концентрациясын нақты уақыт режимінде бақылаңыз. Реакция уақыты әдетте кейбір басқа тотығу әдістеріне қарағанда қысқа, бірақ ол әлі де қалдық сұйықтықтың нақты жағдайларына байланысты.

• 
  

• Ағынды суларды тазарту : Реакциядан кейін өңделген қалдық сұйықтықты шығару стандарттарына сәйкес келу үшін рН мәнін реттеу және озонмен байланысты қалған кез келген қосалқы өнімдерді алып тастау сияқты қосымша өңдеу қажет болуы мүмкін.

2. Физикалық – химиялық әдістер

2.1 Ион алмасу әдісі

• Принцип : Арнайы ион алмастырғыш шайырлар қолданылады. Бұл шайырлардың қалдық сұйықтықтағы цианид иондарын немесе металл-цианид кешендерін селективті түрде адсорбциялай алатын функционалды топтары бар. Мысалы, кейбір анион алмастырғыш шайырлар өз аниондарын ерітіндідегі цианид иондарымен алмастыра алады.

• Процесс ағыны :

• 
  

• Шайырды таңдау және дайындау : Цианидті қалдық сұйықтықтың сипаттамаларына, мысалы, металл-цианид кешендерінің түріне негізделген тиісті ион алмастырғыш шайырды таңдаңыз. Алмасу функциясын белсендіру үшін шайырды қышқыл және сілті ерітінділерімен жуып, алдын ала өңдеңіз.

• 
  

• Бағанды ​​орау : Алдын ала өңделген шайырды ион алмасу бағанына салыңыз.

• 
  

• Қалдық сұйықтықтың өтуі : Цианид бар қалдық сұйықтықты ион алмасу бағанынан баяу өткізіңіз. Қалдық сұйықтық пен шайыр арасындағы жеткілікті жанасу уақытын қамтамасыз ету үшін ағын жылдамдығын бақылаңыз.

• 
  

• Шайыр регенерациясы : Шайыр белгілі бір мөлшерде цианидті адсорбциялағаннан кейін оны қалпына келтіру қажет. Регенерация процесі әдетте шайырдан адсорбцияланған цианид иондарын кетіру үшін күшті қышқыл немесе күшті негіз ерітіндісі сияқты регенерация ерітіндісін пайдалануды қамтиды. Регенерацияланған шайырды қайта пайдалануға болады.

• 
  

• Регенерация сұйықтығын өңдеу : Цианидтің жоғары концентрациясы бар регенерация сұйықтығы цианидті улы емес заттарға айналдыру үшін әдетте жоғарыда сипатталған химиялық тотығу әдістері арқылы қосымша өңдеуді қажет етеді.

2.2 Адсорбция әдісі

• Принцип : Белсендірілген көмір және цеолит сияқты адсорбенттердің үлкен меншікті беткі ауданы және күшті адсорбциялық қабілеті бар. Олар қалдық сұйықтықтағы цианид иондарын және басқа да ластаушы заттарды ван-дер-Ваальс күштері сияқты физикалық адсорбция және беттік функционалды топтармен химиялық байланыстар түзу сияқты химиялық адсорбция арқылы адсорбциялай алады. Әсіресе, белсендірілген көмір әртүрлі заттар үшін жоғары адсорбциялық тиімділігіне байланысты кеңінен қолданылады.

• Процесс ағыны :

• 
  

• Адсорбентті таңдау және алдын ала өңдеу : Қалдық сұйықтықтың табиғатына сәйкес тиісті адсорбентті таңдаңыз. Мысалы, түйіршікті белсендірілген көмір көбінесе ірі көлемді өңдеу үшін қолданылады, ал ұнтақталған белсендірілген көмір кейбір шағын көлемді немесе жоғары дәлдіктегі өңдеу үшін қолайлырақ болуы мүмкін. Қоспаларды кетіру үшін адсорбентті жуу және кептіру арқылы алдын ала өңдеңіз.

• 
  

• Адсорбция процесі : Адсорбентті цианид бар қалдық сұйықтыққа қосып, адсорбент пен қалдық сұйықтық арасындағы жанасу аймағын арттыру үшін үздіксіз араластырыңыз. Адсорбция уақыты цианид концентрациясына және адсорбент түріне байланысты өзгереді, әдетте бірнеше минуттан бірнеше сағатқа дейін.

• 
  

• Бөлу : Адсорбция аяқталғаннан кейін, адсорбентті қалдық сұйықтықтан сүзу немесе тұндыру сияқты әдістерді қолданып бөліңіз.

• 
  

• Адсорбент регенерациясы : Ион алмасу шайырына ұқсас, пайдаланылған адсорбентті қалпына келтіруге болады. Белсендірілген көмір үшін регенерация әдістеріне термиялық регенерация (адсорбцияланған заттарды десорбциялау үшін белсендірілген көмірді жоғары температураға дейін қыздыру) және химиялық регенерация (адсорбцияланған заттармен әрекеттесу үшін химиялық реагенттерді пайдалану) жатады.

3. Биологиялық тазарту әдістері

• Принцип : Кейбір микроорганизмдер цианидті ыдырату қабілетіне ие. Бұл микроорганизмдер цианидті белгілі бір қоршаған орта жағдайларында көміртек, азот немесе энергия көзі ретінде пайдаланады. Мысалы, кейбір бактериялар цианидті бірқатар ферментативті реакциялар арқылы аммиак және көмірқышқыл газы сияқты аз уытты заттарға айналдыра алады. Бүкіл процесс микроорганизмдердің метаболизмін қамтиды, және әртүрлі микроорганизмдердің цианидті ыдырату үшін әртүрлі метаболикалық жолдары болуы мүмкін.

• Процесс ағыны :

• 
  

• Микроорганизмдерді іріктеу және өсіру : Топырақ немесе ағынды суларды тазарту қондырғылары сияқты табиғи ортадан бөліп алуға болатын қолайлы цианидті ыдырататын микроорганизмдерді таңдаңыз. Микробтық инокуляттың жеткілікті мөлшерін алу үшін бұл микроорганизмдерді зертханада өсіріңіз. Өсіру ортасында микроорганизмдердің өсуін қолдау үшін тиісті қоректік заттар болуы керек.

• 
  

• Реакторды орнату : Белсендірілген тұнба реакторы немесе биоүлдір реакторы сияқты биологиялық тазарту реакторын орнатыңыз. Белсендірілген тұнба реакторында микроорганизмдер қалдық сұйықтықта қалқымалы күйде болады, ал биоүлдір реакторында микроорганизмдер биоүлдір түзу үшін қатты тірек бетіне жабысады.

• 
  

• Қалдық сұйықтықты өңдеу : Цианид бар қалдық сұйықтықты биологиялық өңдеу реакторына енгізіңіз. Микроорганизмдер үшін қолайлы тіршілік ортасын жасау үшін реактордағы қоршаған орта жағдайларын, соның ішінде температураны (әдетте шамамен 25-35 °C), рН (әдетте шамамен 7-8) және еріген оттегінің мөлшерін бақылаңыз.

• 
  

• Бақылау және басқару : Тазарту процесінде қалдық сұйықтықтағы цианид концентрациясын және басқа да тиісті параметрлерді үздіксіз бақылап отырыңыз. Биологиялық тазарту жүйесінің тұрақты жұмысын қамтамасыз ету үшін бақылау нәтижелеріне сәйкес реактордың жұмыс жағдайларын уақтылы реттеңіз.

• 
  

• Ағынды суларды тазарту : Биологиялық тазартудан кейін ағынды суда әлі де кейбір микроорганизмдер және аз мөлшерде органикалық заттар болуы мүмкін. Ағынды суларды тазарту стандарттарына сәйкес келу үшін дезинфекциялау (ультракүлгін сәулелену немесе дезинфекциялық заттарды қосу сияқты әдістерді қолдану) және сүзу сияқты қосымша тазарту қажет болуы мүмкін.

4. Емдеу кезіндегі ескерулер

• Қауіпсіздік бірінші орында : Цианид бар қалдық сұйықтықтар өте улы, сондықтан барлық өңдеу операциялары жақсы желдетілетін жерде, жақсырақ түтін сорғышта жүргізілуі керек. Операторлар тиісті жеке қорғаныс құралдарын, соның ішінде газ өткізбейтін қолғаптарды, көзілдіріктерді және тыныс алу жолдарын қорғау құралдарын киюі керек.

• Дәл концентрацияны анықтау : Өңдеу алдында қалдық сұйықтықтағы цианид концентрациясын дәл өлшеңіз. Бұл тиісті өңдеу әдісін таңдау және өңдеу агенттерінің мөлшерін анықтау үшін өте маңызды.

• Біріктірілген емдеу : Көптеген жағдайларда бір ғана емдеу әдісі шығару стандарттарына толық сәйкес келу үшін жеткіліксіз болуы мүмкін. Сондықтан біріктірілген емдеу әдістерін қолдануды қарастырыңыз. Мысалы, химиялық тотығу мен биологиялық өңдеудің үйлесімі көбінесе жақсы емдеу нәтижелеріне қол жеткізе алады.

• Қоршаған ортаға әсері : Тазарту әдістері мен тазартқыш заттарды таңдаған кезде, олардың қоршаған ортаға тигізетін ықтимал әсерін ескеріңіз. Қоршаған ортаға зиянсыз және қайталама ластануды азайтатын әдістер мен құралдарды таңдаңыз.

• Ережелерді сақтау : Тазарту процесі мен ағынды сулардың соңғы сапасы тиісті ұлттық және жергілікті қоршаған ортаны қорғау ережелеріне сәйкес келетініне көз жеткізіңіз. Тазарту нәтижелерін үнемі бақылап, тиісті қоршаған ортаны қорғау департаменттеріне хабарлаңыз.

Қорытындылай келе, улылығы жоғары цианидті – құрамында қалдық сұйықтықтарды өңдеу әртүрлі факторларды жан-жақты қарастыруды талап етеді. Тиісті өңдеу әдісін таңдай отырып және пайдалану процедураларын қатаң сақтай отырып, біз цианидтердің уыттылығын – құрамында қалдық сұйықтықтарды тиімді төмендете аламыз және қоршаған орта мен адам денсаулығын қорғай аламыз.