Құрамында цианид бар ағынды сулардың қауіптері мен өңдеу процестері

кіріспе

Құрамында цианид бар ағынды сулар өте улы табиғатына байланысты маңызды экологиялық проблема болып табылады. Үшеуі жалпыға белгілі өте улы цианидтер, атап айтқанда Натрий цианиді (NaCN), калий цианид (KCN) және циан қышқылы (HCN) адам денсаулығына да, қоршаған ортаға да үлкен қауіп төндіреді. Бұлардың арасындағы ортақ белгі Цианидтер олардың цианид ионын (CN-) оңай диссоциациялау және босату қабілеті болып табылады.

Құрамында цианид бар ағынды сулардың қауіптілігі

Адамға токсикалық әсер ету механизмі

Цианидтердің өлімге әкелетін токсикологиясы цианид ионының (CN-) темір иондарына күшті жақындығымен байланысты. Адам ағзасына түскеннен кейін CN- темір иондарымен оңай байланысады, бұл құрамында темірі бар заттардың оттегінің - өткізу қабілетінің төмендеуіне әкеледі. Бұл, сайып келгенде, орталық жүйке жүйесінің жасушаларында оттегі тапшылығына әкеледі. Осының салдарынан уланған адамдар жиі тыныс алудың орталық сал ауруынан өледі. Улану әртүрлі жолдармен, соның ішінде теріге тию, ауызша жұту, ингаляция, инъекция және шырышты қабықпен байланыста болуы мүмкін. Тіпті аз мөлшерде цианид әсері өмірге қауіп төндіруі мүмкін.

Қоршаған ортаға әсері

Құрамында цианид бар ағынды сулар дұрыс тазартылмаса және су объектілеріне ағызылмаса, судағы тіршілікке жойқын әсер етуі мүмкін. Су организмдері цианидке өте сезімтал. Тіпті төмен концентрацияларда цианид балықтардың, омыртқасыздардың және басқа су түрлерінің қалыпты физиологиялық функцияларын бұзуы мүмкін, бұл өсудің төмендеуіне, ұрпақты болу проблемаларына және ақырында өлімге әкелуі мүмкін. Бұл өз кезегінде бүкіл су экожүйесін бұзып, қоректік тізбектерге және биоәртүрлілікке әсер етуі мүмкін.

Құрамында цианид бар ағынды суларды тазарту процестері

Жоғары – концентрациялы цианид – құрамында ағынды суларды тазарту: цианидтерді қалпына келтіру

Құрамында жоғары концентрациялы цианидтер бар ағынды сулар үшін цианидтерді қалпына келтіру әдісі жиі қолданылады. Бұл әдіс ағынды сулардан бағалы цианидтерді алу және қайта өңдеуге бағытталған. Кең таралған әдістердің бірі - еріткіш экстракциясы. Еріткіш экстракциясында цианидті қосылыстарды ағынды сулардың сулы фазасынан іріктеп алу үшін қолайлы органикалық еріткіш қолданылады. Содан кейін цианидпен толтырылған органикалық фазаны таза цианидтерді алу үшін одан әрі өңдеуге болады. Бұл әдістің артықшылығы сарқынды сулардан цианидті жою арқылы қоршаған ортаға тигізетін әсерді азайтып қана қоймай, сонымен бірге әлеуетті құнды химиялық ресурсты қалпына келтіруге мүмкіндік береді. Дегенмен, ол жоғары тиімді экстракцияны қамтамасыз ету және еріткіш шығындарын барынша азайту үшін еріткіштерді мұқият таңдауды және жұмыс жағдайларын қатаң бақылауды талап етеді.

Төмен – концентрациялы цианид – құрамында ағынды суларды тазалау: цианидті жою

Тотығу әдістері

1. Химиялық тотығу

• ҚағидасыХимиялық тотығу әдістері цианид иондарын аз уытты немесе уытты емес заттарға айналдыру үшін күшті тотықтырғыштарды пайдаланады. Мысалы, натрий гипохлориті (NaOCl) сияқты хлор негізіндегі тотықтырғыштар цианид иондарымен әрекеттесе алады. Реакция алдымен цианидті (CN-) цианатқа (CNO-) айналдырады, ал одан әрі тотығу цианатты ыдырата алады көміртегі диоксиді (CO2), азот (N2) және басқа да зиянсыз өнімдер. Жалпы реакцияны келесідей көрсетуге болады:

• Бірінші қадамда: (CN^ -+OCl^ -\оң жақ көрсеткі CNO^ -+Cl^)

• Екінші қадамда: (2CNO^ -+3OCl^ -+H_2O\оң жақ көрсеткі 2CO_2 + N_2+3Cl^ -+2OH^ -)

• артықшылықтары: Химиялық тотығу процесі салыстырмалы түрде қарапайым және құрамында төмен концентрациялы цианид бар ағынды суларды тазалауда тиімді болуы мүмкін. Оны тазарту процесіне кейбір өзгерістер енгізе отырып, қолданыстағы ағынды суларды тазарту қондырғыларында енгізуге болады.

• кемшіліктері: Тотықтырғыштардың көп мөлшерін пайдалану қымбатқа түсуі мүмкін. Сонымен қатар, егер дұрыс бақыланбаса, реакция қоршаған ортаға зиян тигізуі мүмкін қосымша өнімдерді тудыруы мүмкін. Мысалы, хлорды шамадан тыс пайдалану тригалометан сияқты дезинфекциялық өнімдердің пайда болуына әкелуі мүмкін.

2. Электролиттік тотығу

• Қағидасы: Электролиттік тотығу кезінде цианид арқылы электр тогы өтеді - электролиттік ұяшықтағы ағынды сулар. Жасушаның аноды тотығу орын алатын орын ретінде әрекет етеді. Цианид иондары анодтың бетінде тотығады. Анодтағы жалпы реакцияны (2CN^ -+4OH^ -\rightarrow 2CNO^ -+2H_2O + 2e^ -) түрінде жазуға болады және цианаттың одан әрі тотығуы көмірқышқыл газы мен азот түзілуі мүмкін.

• артықшылықтары: Бұл салыстырмалы түрде таза өңдеу әдісі, себебі ол электродтардан басқа қосымша химиялық заттарды енгізбейді. Оны дәл автоматтандыруға және басқаруға болады.

• кемшіліктері: Дегенмен, айтылғандай, электролиттік тотығу энергияны көп тұтынатын болады. Электр энергиясын үздіксіз қамтамасыз ету қажеттілігі емдеу құнын салыстырмалы түрде жоғары етеді. Бұған қоса, электродтар уақыт өте келе тоттануды сезінуі мүмкін, бұл тұрақты техникалық қызмет көрсетуді және ауыстыруды қажет етеді.

Биологиялық өңдеу

1. Қағидасы: Құрамында цианид бар ағынды суларды биологиялық тазарту цианидті көміртегі немесе азот көзі ретінде метаболиздей алатын микроорганизмдерге негізделген. Кейбір бактериялар мен саңырауқұлақтар ферментативті реакциялар арқылы цианидті ыдыратуға қабілетті. Мысалы, белгілі бір цианидті ыдырататын бактериялар цианидті аммиакқа айналдырып, бірқатар ферментативті қадамдар арқылы қалыптаса алады. Содан кейін аммиакты тазарту жүйесіндегі басқа микроорганизмдер арқылы одан әрі нитрификациялауға болады.

2. артықшылықтары: Биологиялық тазарту, әдетте, қоршаған ортаға зиянсызырақ, өйткені ол химиялық заттардың көп мөлшерін қолдануды қамтымайды. Бұл ұзақ мерзімді перспективада, әсіресе қолайлы микробтық консорциум құрылған жағдайларда, құрамында төмен концентрациялы цианид бар ағынды суларды тазарту үшін үнемді болуы мүмкін.

3. кемшіліктері: Дегенмен, биологиялық тазарту ағынды сулар құрамының, температураның және рН өзгеруіне өте сезімтал. Бұл параметрлердің кенеттен өзгеруі цианидтердің - ыдырататын микроорганизмдердің өсуі мен белсенділігін тежеп, өңдеу тиімділігінің төмендеуіне әкеледі. Ол сондай-ақ кейбір химиялық әдістермен салыстырғанда салыстырмалы түрде ұзақ емдеу уақытын қажет етеді.

Цианидті қалпына келтіру және қалпына келтіру әдісі

1. Қағидасы: Бұл әдіс жоғары концентрациялы ағынды суларды қалпына келтіру әдісіне ұқсас, бірақ кейбір төмен концентрациялы жағдайларда да қолданылуы мүмкін. Ол сарқынды сулардан цианидті қалпына келтіруге және қайта өңдеуге бағытталған. Әдістердің бірі ион алмастырғыш шайырларды қолдану болып табылады. Ағынды судағы цианид иондары шайыр бетіне адсорбциялануы мүмкін. Содан кейін, қолайлы элюентті қолдану арқылы цианидті шайырдан десорбциялауға және қалпына келтіруге болады.

2. артықшылықтары: Ол цианидті қайта өңдеу арқылы өнеркәсіптік процестерде цианидтің жалпы тұтынуын азайта алады. Бұл тек экономикалық пайда әкеліп қана қоймайды, сонымен қатар құрамында цианид бар ағынды суларды кәдеге жаратумен байланысты қоршаған ортаға әсерді азайтады.

3. кемшіліктері: Ион алмастырғыш шайырларды мұқият таңдап, күтіп ұстау керек. Регенерация процесі қосымша химиялық заттарды қолдануды қажет етуі мүмкін және шайырдың ластану қаупі бар, бұл цианидті қалпына келтіру процесінің тиімділігін төмендетуі мүмкін.

қорытынды

Құрамында цианид бар ағынды сулар қоршаған ортаға және денсаулыққа қауіпті. Уыттылық механизмдерін түсіну және тиісті емдеу процестерін енгізу өте маңызды. Әрбір тазарту әдісі, мейлі ол жоғары немесе төмен концентрациялы ағынды суларға арналған болсын, өзінің артықшылықтары мен кемшіліктері бар. Өңдеу әдісін таңдау цианидтің бастапқы концентрациясы, талап етілетін өңдеу тиімділігі, шығындардың тиімділігі және қоршаған ортаға әсері сияқты әртүрлі факторларға байланысты. Болашақта таза және қауіпсіз қоршаған ортаны қамтамасыз ету үшін қолданыстағы тазарту процестерін жақсарту және құрамында цианид бар сарқынды суларды тазартудың жаңа, тиімдірек және үнемді әдістерін әзірлеу үшін көбірек зерттеулер мен әзірлемелер қажет.