Құрамында цианид бар ағынды сулардың қауіптері мен өңдеу процестері

кіріспе

Цианидті ағынды сулар өте улы табиғатына байланысты қоршаған ортаға үлкен қауіп төндіреді. Натрий цианиді (NaCN), калий цианиді (KCN) және синиль қышқылы (HCN) деп аталатын үш кең таралған өте улы цианид адам денсаулығына да, қоршаған ортаға да үлкен қауіп төндіреді. Бұл цианидтердің ортақ ерекшелігі - олардың цианид ионын (CN-) оңай диссоциациялау және босату қабілеті.

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

• Принцип : Химиялық 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 көмірқышқыл газына (CO2), азотқа (N2) және басқа да зиянсыз өнімдерге ыдырата алады. 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 салыстырмалы түрде қарапайым және құрамында төмен концентрациялы цианид бар ағынды суларды тазартуда тиімді болуы мүмкін. Оны тазарту процесіне кейбір өзгерістер енгізе отырып, қолданыстағы ағынды суларды тазарту қондырғыларында қолдануға болады.

• Кемшіліктері : Тотықтырғыш заттарды көп мөлшерде пайдалану қымбатқа түсуі мүмкін. Сонымен қатар, егер дұрыс бақыланбаса, реакция қоршаған ортаға зиянды болуы мүмкін қосымша өнімдерді тудыруы мүмкін. Мысалы, хлорды шамадан тыс пайдалану тригалометандар сияқты дезинфекциялық қосымша өнімдердің пайда болуына әкелуі мүмкін.

2. Электролиттік тотығу

• Принцип : Электролиттік тотығу кезінде электролиттік ұяшықтағы цианид бар ағынды сулар арқылы электр тогы өтеді. Ұяшықтың аноды тотығу жүретін орын ретінде қызмет етеді. Цианид иондары анод бетінде тотығады. Анодтағы жалпы реакцияны (2CN^ -+4OH^ -\rightarrow 2CNO^ -+2H_2O + 2e^ -) деп жазуға болады, ал цианаттың одан әрі тотығуы көмірқышқыл газы мен азот түзілуіне әкелуі мүмкін.

• Артықшылықтары : Бұл салыстырмалы түрде таза өңдеу әдісі, себебі оған электродтардан басқа қосымша химиялық заттар енгізілмейді. Оны автоматтандыруға және дәл басқаруға болады.

• Кемшіліктері : Дегенмен, айтылғандай, электролиттік тотығу өте көп энергияны қажет етеді. Үздіксіз электр қуатымен қамтамасыз ету қажеттілігі өңдеу құнын салыстырмалы түрде жоғары етеді. Сонымен қатар, электродтар уақыт өте келе коррозияға ұшырауы мүмкін, бұл үнемі техникалық қызмет көрсетуді және ауыстыруды қажет етеді.

Биологиялық өңдеу

1. Принцип : Цианидті ағынды суларды биологиялық тазарту цианидті көміртек немесе азот көзі ретінде метаболиздей алатын микроорганизмдерге негізделген. Кейбір бактериялар мен саңырауқұлақтар цианидті ферментативті реакциялар арқылы ыдырату қабілетіне ие. Мысалы, кейбір цианидті ыдырататын бактериялар цианидті аммиакқа айналдырып, бірқатар ферментативті қадамдар арқылы түзе алады. Содан кейін аммиакты тазарту жүйесіндегі басқа микроорганизмдер одан әрі нитрификациялауға болады.

2. Артықшылықтары : Биологиялық тазарту, әдетте, көп мөлшерде химиялық заттарды пайдалануды қамтымайтындықтан, қоршаған ортаға зиянсыз болып табылады. Ол ұзақ мерзімді перспективада, әсіресе тиісті микробтық консорциум құрылған жағдайларда, құрамында төмен концентрациялы цианид бар ағынды суларды тазарту үшін тиімді болуы мүмкін.

3. Кемшіліктері : Дегенмен, биологиялық тазарту ағынды сулардың құрамының, температурасының және рН өзгерістеріне өте сезімтал. Бұл параметрлердің кенеттен өзгеруі цианидті ыдырататын микроорганизмдердің өсуі мен белсенділігін тежеп, тазарту тиімділігінің төмендеуіне әкелуі мүмкін. Сондай-ақ, кейбір химиялық әдістермен салыстырғанда салыстырмалы түрде ұзақ тазарту уақытын қажет етеді.

Цианидті қалпына келтіру және қалпына келтіру әдісі

1. Принцип : Бұл әдіс жоғары концентрациялы ағынды суларды қалпына келтіру әдісіне ұқсас, бірақ оны кейбір төмен концентрациялы жағдайларға да қолдануға болады. Ол ағынды сулардан цианидті қалпына келтіруге және қайта өңдеуге бағытталған. Бір тәсіл - ион алмастырғыш шайырларды пайдалану. Ағынды сулардағы цианид иондарын шайыр бетіне адсорбциялауға болады. Содан кейін, қолайлы элюент көмегімен цианидті шайырдан десорбциялауға және қалпына келтіруге болады.

2. Артықшылықтары : Цианидті қайта өңдеу арқылы өнеркәсіптік процестерде цианидтің жалпы тұтынылуын азайта алады. Бұл тек экономикалық пайда әкеліп қана қоймай, сонымен қатар құрамында цианид бар ағынды суларды жоюмен байланысты қоршаған ортаға әсерді де азайтады.

3. Кемшіліктері : Ион алмасу шайырларын мұқият таңдау және күтіп ұстау қажет. Регенерация процесі қосымша химиялық заттарды пайдалануды 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.