सोडियम सायनाइड सांडपाण्यावर प्रक्रिया करण्यासाठी इलेक्ट्रोलाइटिक ऑक्सिडेशन प्रक्रिया

परिचय

सायनाइडयुक्त सांडपाणी, विशेषतः सोडियम सायनाइडपासून तयार होणारे , ही एक मोठी पर्यावरणीय समस्या आहे. असे सांडपाणी अत्यंत विषारी असते आणि ते प्रामुख्याने इलेक्ट्रोप्लेटिंग, गॅस उत्पादन, कोकिंग, धातुशास्त्र, धातू प्रक्रिया, रासायनिक फायबर, प्लास्टिक, कीटकनाशके आणि रासायनिक उद्योग यांसारख्या उद्योगांमधून येते. पाण्यात ते अस्थिर असते आणि त्याचे विघटन होण्याची शक्यता असते. अजैविक आणि सेंद्रिय दोन्ही प्रकारचे सायनाइड अत्यंत विषारी पदार्थ आहेत. उदाहरणार्थ, मानवी शरीरासाठी सायनाइडचा प्राणघातक डोस ०.१८ ग्रॅम आहे, तर पोटॅशियम सायनाइडचा ०.१२ ग्रॅम आहे. याव्यतिरिक्त, पाण्यातील माशांसाठी सायनाइडची प्राणघातक सांद्रता ०.०४ ते ०.१ मिग्रॅ/लिटर इतकी असते. परिणामी, पर्यावरण आणि मानवी आरोग्यावरील त्याचे हानिकारक परिणाम कमी करण्यासाठी प्रभावी उपचार पद्धतींची तातडीने आवश्यकता आहे.

सायनाइडसाठी इलेक्ट्रोलाइटिक ऑक्सिडेशनची मूलतत्त्वे - ज्यामध्ये सांडपाणी असते

सोडियम सायनाइडयुक्त सांडपाण्यावर प्रक्रिया करण्यासाठी वापरली जाणारी इलेक्ट्रोलाइटिक ऑक्सिडेशन प्रक्रिया, ॲनोड आणि कॅथोडवर रासायनिक अभिक्रिया घडवून आणण्यासाठी विद्युत प्रवाहाचा वापर करण्याच्या तत्त्वावर कार्य करते, ज्यामुळे सांडपाण्यातील सायनाइडचे कमी हानिकारक पदार्थांमध्ये रूपांतर होते. या प्रक्रियेत, सांडपाण्यातील साधे सायनाइड आणि जटिल सायनाइड या दोन्हींचे इलेक्ट्रोलायसिस होते.

एनोड अभिक्रिया

• साध्या सायनाइडसाठी : ॲनोडवरील पहिल्या टप्प्यातील अभिक्रियेदरम्यान, साधे सायनाइड सांडपाण्यातील इतर पदार्थांसोबत तीव्रतेने अभिक्रिया करून एक कमी विषारी संयुग तयार करते. त्यानंतरच्या दुसऱ्या टप्प्यात, दोन अभिक्रिया घडतात. एका अभिक्रियेमुळे या संयुगाचे पुढे विघटन होऊन कार्बन डायऑक्साइड, नायट्रोजन आणि पाणी तयार होते. दुसऱ्या अभिक्रियेमुळे अमोनियमची निर्मिती होते.

• कोऑर्डिनेशन सायनाइडसाठी (तांबेयुक्त कॉम्प्लेक्सचे उदाहरण घेतल्यास) : जेव्हा तांबेयुक्त कॉम्प्लेक्सप्रमाणे कोऑर्डिनेशन सायनाइड ॲनोडवर पोहोचते, तेव्हा त्याची अभिक्रिया होऊन तांब्याचे आयन आणि दुसरे कमी विषारी संयुग तयार होते. जेव्हा इलेक्ट्रोलाइटिक माध्यमात मीठ टाकले जाते, तेव्हा अतिरिक्त अभिक्रिया घडतात. मिठातील क्लोराइड आयनांचे ऑक्सिडीकरण होऊन नवजात क्लोरीन तयार होतो. हा नवजात क्लोरीन नंतर सांडपाण्यातील सायनाइड आणि इतर पदार्थांसोबत अभिक्रिया करून सायनाइड संयुगांचे विघटन करतो, ज्यामुळे कार्बन डायऑक्साइड, नायट्रोजन आणि क्लोराइड आयन यांसारखी कमी हानिकारक उत्पादने तयार होतात.

कॅथोड प्रतिक्रिया

कॅथोडवर, हायड्रोजन आयन इलेक्ट्रॉन मिळवतात आणि हायड्रोजन वायू तयार करतात. तांबे असलेल्या सायनाइड कॉम्प्लेक्ससारख्या धातू असलेल्या कॉम्प्लेक्ससाठी, तांबे आयन इलेक्ट्रॉन मिळवतात आणि तांबे धातू म्हणून जमा केले जाऊ शकतात. काही विशिष्ट परिस्थितीत, तांबे आयन हायड्रॉक्साइड आयनांशी प्रतिक्रिया देऊन तांबे हायड्रॉक्साइड अवक्षेपण तयार करू शकतात.

इलेक्ट्रोलाइटिक ऑक्सिडेशन प्रक्रियेतील प्रमुख बाबी

• इलेक्ट्रोड सामग्री : इलेक्ट्रोड सामग्रीची निवड अत्यंत महत्त्वाची आहे. बऱ्याच प्रकरणांमध्ये, कॅथोड सामग्री म्हणून माइल्ड स्टीलचा वापर केला जाऊ शकतो. तथापि, ॲनोड्सना कठोर इलेक्ट्रोकेमिकल वातावरणाचा सामना करावा लागतो. अनेक कंपन्यांद्वारे उत्पादित केलेले आणि मौल्यवान धातूंच्या ऑक्साईडपासून बनवलेले डायमेन्शनली स्टेबल ॲनोड्स (DSA) या वापरासाठी अत्यंत योग्य आहेत. ग्रॅफाइटचा वापर देखील ॲनोड सामग्री म्हणून केला जाऊ शकतो, परंतु इलेक्ट्रोलायसिस प्रक्रियेदरम्यान त्याचा हळूहळू वापर होण्याचा तोटा त्यात आहे.

• तापमान नियंत्रण : विद्युत अपघटन प्रक्रियेदरम्यान टाकाऊ द्रवाचे तापमान काळजीपूर्वक नियंत्रित करणे आवश्यक आहे. ते साधारणपणे २५°C पेक्षा कमी ठेवले पाहिजे. जर तापमान खूप वाढले, तर घातलेल्या क्षारातील क्लोराईड आयनांच्या ऑक्सिडीकरणातून तयार झालेला क्लोरीन, सायनाइडशी अभिक्रिया करण्यापूर्वीच बाहेर पडेल, ज्यामुळे सायनाइड नष्ट करण्याच्या प्रक्रियेची कार्यक्षमता कमी होईल.

• क्लोराईड आयन मिसळणे : सांडपाण्यात क्लोराईड आयन मिसळल्याने सायनाइडचे विद्युत अपघटनी ऑक्सिडीकरण वाढू शकते. साधारणपणे, १-२ ग्रॅम/लिटर क्लोराईड आयन मिसळणे पुरेसे असते. काही प्रकरणांमध्ये, सांडपाण्यात २५ ग्रॅम प्रति लिटर या प्रमाणात साधे मीठ (सोडियम क्लोराईड) मिसळल्याने सायनाइडच्या विद्युत अपघटनी विनाशास प्रभावीपणे मदत होते, असे दिसून आले आहे.

इलेक्ट्रोलाइटिक ऑक्सिडेशन प्रक्रियेचे फायदे

• उच्च सांद्रतेच्या सांडपाण्यावर उच्च कार्यक्षमता : इलेक्ट्रोलाइटिक ऑक्सिडेशन प्रक्रिया सोन्याच्या खाणींमध्ये आढळणाऱ्यांसारख्या, उच्च सांद्रतेच्या सायनाइडयुक्त सांडपाण्यावर प्रक्रिया करण्यासाठी विशेषतः प्रभावी आहे. यामुळे सांडपाण्यातील सायनाइडची सांद्रता लक्षणीयरीत्या कमी होऊ शकते.

• अभिक्रियाशील प्रजातींची प्रणालीअंतर्गत निर्मिती : विद्युत अपघटनादरम्यान, नवजात क्लोरीनसारख्या अभिक्रियाशील प्रजाती प्रणालीमध्येच तयार होतात. यामुळे संभाव्य धोकादायक आणि महागड्या ऑक्सिडीकारकांना मोठ्या प्रमाणात बाहेरून घालण्याची गरज नाहीशी होते.

• लवचिकता : सांडपाण्याच्या विशिष्ट रचनेनुसार प्रक्रियेत बदल करता येतो. विद्युत प्रवाहाची घनता, व्होल्टेज आणि विशिष्ट क्षारांचा वापर यांसारख्या पॅरामीटर्सवर नियंत्रण ठेवून, साधी किंवा जटिल सायनाइड संयुगे असलेल्या विविध प्रकारच्या सायनाइडयुक्त सांडपाण्यासाठी इलेक्ट्रोलाइटिक ऑक्सिडेशन प्रक्रिया अनुकूलित केली जाऊ शकते.

निष्कर्ष

इलेक्ट्रोलाइटिक ऑक्सिडेशन प्रक्रिया सोडियम सायनाइडयुक्त सांडपाण्यावर प्रक्रिया करण्यासाठी एक आश्वासक उपाय आहे. ॲनोड आणि कॅथोडवर होणाऱ्या रासायनिक अभिक्रिया समजून घेऊन, इलेक्ट्रोड सामग्रीची काळजीपूर्वक निवड करून, तापमान नियंत्रित करून आणि योग्य प्रमाणात क्लोराईड आयन टाकून, ही पद्धत सांडपाण्यातील सायनाइड प्रदूषण प्रभावीपणे काढून टाकू शकते. उद्योग त्यांच्या कचऱ्याच्या व्यवस्थापनासाठी अधिक शाश्वत आणि कार्यक्षम मार्गांचा शोध घेत असल्याने, सायनाइडयुक्त सांडपाण्यावर प्रक्रिया करण्यासाठी इलेक्ट्रोलाइटिक ऑक्सिडेशन प्रक्रियेचा वापर अधिक व्यापक होण्याची शक्यता आहे. तथापि, ही प्रक्रिया सुधारण्यासाठी, खर्च कमी करण्यासाठी आणि तिची एकूण कार्यक्षमता व पर्यावरणपूरकता वाढवण्यासाठी अधिक संशोधन आणि विकासाची अजूनही गरज आहे.