सायनाइड सांडपाणी प्रक्रियेतील प्रतिक्रिया परिस्थिती नियंत्रित करणे

परिचय

सायनाइड असलेले सांडपाणी हे धातूचा प्लेटिंग, स्टील केस - कडक करणे आणि सोने आणि चांदीच्या धातूचे शुद्धीकरण यासारख्या विविध औद्योगिक प्रक्रियांमधून तयार होते. उच्च विषारीपणामुळे सायनाईडकमी सांद्रतेतही सजीवांसाठी घातक ठरू शकते, अशा सांडपाण्याचे योग्य उपचार करणे अत्यंत महत्त्वाचे आहे. प्रभावी सांडपाण्याच्या महत्त्वाच्या पैलूंपैकी एक सायनाइड सांडपाणी प्रक्रिया प्रतिक्रिया परिस्थितींचे अचूक नियंत्रण आहे. हा लेख मुख्य प्रतिक्रिया परिस्थिती आणि उपचारादरम्यान त्यांचे नियंत्रण कसे करावे याबद्दल तपशीलवार माहिती देईल. सायनाईड - सांडपाणी असलेले.

पीएच नियंत्रण

वेगवेगळ्या उपचार प्रक्रियांमध्ये महत्त्व

१.अल्कधर्मी क्लोरीनेशन प्रक्रिया

• सायनाइड सांडपाण्यावर प्रक्रिया करण्यासाठी अल्कलाइन क्लोरिनेशन ही एक सामान्य पद्धत आहे आणि पीएच नियंत्रण महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते. उपचार प्रतिक्रिया दोन टप्प्यात होते. पहिल्या टप्प्यात, सायनाइड सोडियम हायपोक्लोराइट किंवा क्लोरीन वायू आणि सोडियम हायड्रॉक्साईडच्या मिश्रणाद्वारे सायनेटमध्ये ऑक्सिडाइझ केले जाते. या पहिल्या टप्प्यातील ऑक्सिडेशनसाठी इष्टतम पीएच श्रेणी सामान्यतः 10 आणि 11 दरम्यान असते. जर पीएच खूप कमी असेल, तर ते आम्लयुक्त बनते, तर प्रतिक्रिया विषारी सायनोजेन क्लोराइड तयार करू शकते, जे एक महत्त्वपूर्ण धोका निर्माण करते. उदाहरणार्थ, जेव्हा पीएच 8 पेक्षा कमी होते तेव्हा हे हानिकारक उप-उत्पादन तयार होऊ शकते. दुसरीकडे, जर पीएच खूप जास्त असेल तर प्रतिक्रिया दर लक्षणीयरीत्या कमी होईल. उच्च पीएच मूल्ये अभिक्रियाकांच्या विद्राव्यता आणि प्रतिक्रियाशीलतेवर परिणाम करू शकतात, ज्यामुळे ऑक्सिडेशन प्रक्रिया कमी कार्यक्षम होते.

२.हायड्रोजन पेरोक्साइड पद्धत

• सायनाइड सांडपाण्याच्या हायड्रोजन पेरोक्साइड-आधारित प्रक्रियेत, इष्टतम pH श्रेणी सामान्यतः 9 आणि 11 दरम्यान असते. या पद्धतीमध्ये, हायड्रोजन पेरोक्साइड उत्प्रेरकाच्या उपस्थितीत (जसे की लोह क्षार) विघटित होते ज्यामुळे सायनाइडचे ऑक्सिडीकरण करणारे अत्यंत प्रतिक्रियाशील हायड्रॉक्सिल रॅडिकल्स तयार होतात. या श्रेणीतील pH हायड्रोजन पेरोक्साइडचे विघटन आणि या आवश्यक रॅडिकल्सच्या निर्मितीला प्रोत्साहन देते. जर pH या श्रेणीच्या बाहेर असेल, तर हायड्रोजन पेरोक्साइडचे विघटन रोखले जाईल, ज्यामुळे एकूण ऑक्सिडेशन कार्यक्षमता कमी होईल.

३. जैवविघटन प्रक्रिया

• सायनाइडयुक्त सांडपाण्याचे जैवविघटन करण्यासाठी, जिथे सूक्ष्मजीव सायनाइडचे निरुपद्रवी पदार्थांमध्ये विघटन करतात, pH 6.5 ते 8.5 दरम्यान राखणे आवश्यक आहे. सूक्ष्मजीवांमध्ये त्यांच्या चयापचय क्रियाकलापांसाठी इष्टतम pH श्रेणी असते. जर pH खूप आम्लयुक्त किंवा खूप अल्कधर्मी असेल, तर ते सूक्ष्मजीवांच्या सायनाइड-हानीकारक चयापचय मार्गांमध्ये सामील असलेल्या एन्झाईम्सना विकृत करू शकते. उदाहरणार्थ, जर pH 6.5 पेक्षा कमी झाला तर अनेक सायनाइड-हानीकारक जीवाणूंचा वाढीचा दर आणि सायनाइड-हानीकारक क्षमता कमी होईल.

पीएच समायोजनाच्या पद्धती

पीएच नियंत्रित करण्यासाठी, सांडपाण्यात योग्य आम्लीय किंवा अल्कधर्मी पदार्थ जोडले जातात. वापरल्या जाणाऱ्या सामान्य आम्लांमध्ये सल्फ्यूरिक आम्ल आणि हायड्रोक्लोरिक आम्ल असतात, तर सामान्य अल्कली सोडियम हायड्रॉक्साइड आणि कॅल्शियम हायड्रॉक्साइड असतात. जोडल्या जाणाऱ्या आम्ल किंवा अल्कलीचे प्रमाण सांडपाण्याच्या सुरुवातीच्या पीएच आणि विशिष्ट प्रक्रिया प्रक्रियेसाठी लक्ष्य पीएचच्या आधारे मोजले जाते. पीएच सेन्सर वापरून अचूक पीएच मापन केले जाते आणि आवश्यक रसायने अचूकपणे जोडण्यासाठी स्वयंचलित डोसिंग सिस्टम वापरता येतात.

तापमान नियंत्रण

प्रतिक्रिया दरांवर परिणाम

१.अल्कधर्मी क्लोरीनेशन आणि हायड्रोजन पेरोक्साइड पद्धती

• साधारणपणे, तापमानात वाढ झाल्याने अल्कधर्मी क्लोरिनेशन आणि हायड्रोजन पेरोक्साइड-आधारित उपचारांमध्ये प्रतिक्रिया दर वाढू शकतात. तथापि, तापमान काळजीपूर्वक नियंत्रित करणे आवश्यक आहे. अल्कधर्मी क्लोरिनेशनमध्ये, इष्टतम तापमान श्रेणी सुमारे 20 - 30°C असते. जर तापमान खूप कमी असेल, तर अभिक्रिया दर मंद असेल, ज्यामुळे सायनाइडचे अपूर्ण ऑक्सिडेशन होईल. उदाहरणार्थ, 15°C पेक्षा कमी तापमानात, सायनाइड आणि सोडियम हायपोक्लोराइटमधील अभिक्रिया पूर्ण होण्यास बराच जास्त वेळ लागेल. दुसरीकडे, जर तापमान खूप जास्त असेल, तर अल्कधर्मी क्लोरिनेशनच्या बाबतीत, क्लोरीन वायू द्रावणातून बाहेर पडू शकतो, ज्यामुळे ऑक्सिडायझिंग एजंटची प्रभावीता कमी होते. हायड्रोजन पेरोक्साइड पद्धतीमध्ये, 35°C पेक्षा जास्त तापमानामुळे हायड्रोजन पेरोक्साइडचे जलद विघटन होऊ शकते, ज्यामुळे सायनाइड ऑक्सिडेशनसाठी इच्छित हायड्रॉक्सिल रॅडिकल्सऐवजी ऑक्सिजन वायू तयार होतो.

३. जैवविघटन प्रक्रिया

• सायनाइडयुक्त सांडपाण्याच्या जैवविघटनात, बहुतेक सायनाइड-क्षय करणाऱ्या सूक्ष्मजीवांसाठी इष्टतम तापमान श्रेणी २० - ३५° सेल्सिअस असते. या श्रेणीबाहेरील तापमानाचा सूक्ष्मजीवांच्या क्रियाकलापांवर लक्षणीय परिणाम होऊ शकतो. कमी तापमानात (२०° सेल्सिअसपेक्षा कमी), सूक्ष्मजीवांचा चयापचय दर मंदावतो आणि ते सायनाइडचे कार्यक्षमतेने विघटन करू शकत नाहीत. उच्च तापमान (३५° सेल्सिअसपेक्षा जास्त) सूक्ष्मजीवांच्या पेशी पडद्या आणि एन्झाईम्सना नुकसान पोहोचवू शकते, ज्यामुळे पेशींचा मृत्यू होतो आणि त्यांची सायनाइड-क्षय क्षमता नष्ट होते.

तापमान नियमन तंत्र

योग्य तापमान राखण्यासाठी, सांडपाणी प्रक्रिया अणुभट्ट्यांमध्ये हीटिंग किंवा कूलिंग सिस्टम बसवता येतात. हीटिंगसाठी, स्टीम-आधारित हीटिंग सिस्टम किंवा इलेक्ट्रिक हीटर्स वापरता येतात. कूलिंगमध्ये, वॉटर-कूल्ड हीट एक्सचेंजर्स किंवा एअर-कूल्ड कंडेन्सर्स वापरता येतात. तापमान सेन्सर्स वापरून तापमानाचे सतत निरीक्षण केले जाते आणि प्रक्रिया प्रक्रियेसाठी तापमान इष्टतम मर्यादेत ठेवण्यासाठी हीटिंग किंवा कूलिंग सिस्टम त्यानुसार समायोजित केल्या जातात.

ऑक्सिडंट डोस नियंत्रण

योग्य रक्कम निश्चित करणे

१.अल्कधर्मी क्लोरीनेशन

• अल्कलाइन क्लोरिनेशनमध्ये, आवश्यक असलेले ऑक्सिडंट (सोडियम हायपोक्लोराइट किंवा क्लोरीन वायू) चे प्रमाण सायनाइडसह प्रतिक्रिया स्टोइचियोमेट्रीच्या आधारे मोजले जाते. प्रत्यक्षात, ऑक्सिडंटचे जास्त प्रमाण, सामान्यतः सैद्धांतिक प्रमाणापेक्षा 10-20% जास्त, सहसा जोडले जाते. हे सायनाइडचे संपूर्ण ऑक्सिडेशन सुनिश्चित करण्यासाठी आहे, कारण सांडपाण्यात असे इतर पदार्थ असू शकतात जे ऑक्सिडंटचा वापर करू शकतात. जर ऑक्सिडंटचा डोस खूप कमी असेल, तर सायनाइड पूर्णपणे ऑक्सिडाइज होणार नाही आणि प्रक्रिया केलेल्या सांडपाण्यात अजूनही विषारी सायनाइडचे उच्च प्रमाण असू शकते. दुसरीकडे, जर डोस खूप जास्त असेल, तर ते केवळ उपचार खर्च वाढवत नाही तर अवांछित उप-उत्पादने देखील तयार करू शकते, जसे की जेव्हा जास्त क्लोरीन सांडपाण्यातील इतर सेंद्रिय पदार्थांशी प्रतिक्रिया देते तेव्हा हानिकारक निर्जंतुकीकरण उप-उत्पादने.

२.हायड्रोजन पेरोक्साइड पद्धत

• हायड्रोजन पेरोक्साइड उपचार पद्धतीमध्ये, हायड्रोजन पेरोक्साइडचा इष्टतम डोस प्रयोगशाळेतील चाचण्यांद्वारे निश्चित केला जातो. डोस सांडपाण्यात सायनाइडची सुरुवातीची एकाग्रता, इतर हस्तक्षेप करणाऱ्या पदार्थांची उपस्थिती आणि वापरलेल्या उत्प्रेरकाचा प्रकार यासारख्या घटकांवर अवलंबून असतो. अल्कधर्मी क्लोरीनेशन प्रमाणेच, हायड्रोजन पेरोक्साइडच्या अपुर्‍या प्रमाणात सायनाइडचे अपूर्ण ऑक्सिडेशन होईल. तथापि, हायड्रोजन पेरोक्साइडच्या जास्त प्रमाणात निर्माण होणाऱ्या हायड्रॉक्सिल रॅडिकल्सचे विघटन होऊ शकते, ज्यामुळे एकूण उपचार कार्यक्षमता कमी होते आणि खर्च वाढतो.

डोस नियंत्रण उपकरणे

ऑक्सिडंट डोस अचूकपणे नियंत्रित करण्यासाठी, मीटरिंग पंप सामान्यतः वापरले जातात. हे पंप सांडपाणी प्रक्रिया अणुभट्टीमध्ये ऑक्सिडंट द्रावणाची आवश्यक मात्रा अचूकपणे पोहोचवू शकतात. स्वयंचलित नियंत्रण प्रणाली मीटरिंग पंपांसह एकत्रित केल्या जाऊ शकतात, जे सांडपाण्यातील सायनाइड एकाग्रतेचे रिअल-टाइम निरीक्षण किंवा ऑक्सिडेशन अभिक्रियेच्या प्रगतीवर आधारित डोस समायोजित करतात (जसे की ORP मापनाद्वारे, ज्याची नंतर चर्चा केली जाईल).

ऑक्सिडेशन - रिडक्शन पोटेंशियल (ORP) नियंत्रण

प्रतिक्रिया प्रगती देखरेख मध्ये भूमिका

१.अल्कधर्मी क्लोरीनेशन

• अल्कलाइन क्लोरिनेशन प्रक्रियेत, ऑक्सिडेशन अभिक्रियांच्या प्रगतीचा मागोवा घेण्यासाठी ORP देखरेख अत्यंत महत्त्वाची असते. सायनाइडचे सायनेटमध्ये ऑक्सिडेशन आणि नंतर सायनेटचे निरुपद्रवी पदार्थांमध्ये पुढील ऑक्सिडेशन होत असताना, सांडपाण्याचे ORP मूल्य बदलते. सायनाइडचे सायनेटमध्ये पहिल्या टप्प्यातील ऑक्सिडेशन दरम्यान, ORP सामान्यतः वाढते. या टप्प्यासाठी लक्ष्य ORP श्रेणी सुमारे 300 - 500 mV असते (विशिष्ट प्रतिक्रिया परिस्थितीनुसार). जेव्हा ORP या श्रेणीपर्यंत पोहोचते, तेव्हा ते सूचित करते की पहिल्या टप्प्यातील ऑक्सिडेशन पूर्ण होण्याच्या जवळ आहे. सायनेटचे निरुपद्रवी पदार्थांमध्ये दुसऱ्या टप्प्यातील ऑक्सिडेशनमध्ये, ORP आणखी वाढते आणि लक्ष्य श्रेणी सहसा सुमारे 600 - 700 mV असते. ORP चे निरीक्षण करून, ऑपरेटर ऑक्सिडंट जोडणे कधी थांबवायचे हे ठरवू शकतात, सांडपाण्याचे जास्त ऑक्सिडीकरण न करता किंवा ऑक्सिडंट वाया न घालवता प्रतिक्रिया पूर्ण झाली आहे याची खात्री करू शकतात.

२.हायड्रोजन पेरोक्साइड पद्धत

• हायड्रोजन पेरोक्साइड-आधारित उपचारांमध्ये, ORP देखील प्रतिक्रिया प्रगतीचा एक महत्त्वाचा सूचक म्हणून काम करतो. सायनाइड-युक्त सांडपाण्याचा प्रारंभिक ORP तुलनेने कमी असतो. हायड्रोजन पेरोक्साइड जोडला जातो आणि ऑक्सिडेशन प्रतिक्रिया पुढे जाते तेव्हा, ORP वाढते. सायनाइड सांडपाण्याच्या हायड्रोजन पेरोक्साइड उपचारासाठी लक्ष्य ORP श्रेणी साधारणपणे 400-500 mV असते. जेव्हा ORP या मूल्यापर्यंत पोहोचते, तेव्हा ते सूचित करते की सायनाइड प्रभावीपणे विषारी नसलेल्या स्वरूपात ऑक्सिडाइझ केले गेले आहे.

ओआरपी देखरेख आणि नियंत्रण प्रणाली

ट्रीटमेंट रिअॅक्टरमधील सांडपाण्याच्या ORP मूल्याचे सतत निरीक्षण करण्यासाठी ORP सेन्सर वापरले जातात. हे सेन्सर एका नियंत्रण प्रणालीशी जोडलेले असतात जे ऑक्सिडंटची भर घालण्यासाठी प्रोग्राम केले जाऊ शकते. उदाहरणार्थ, जर ORP लक्ष्य श्रेणीपेक्षा कमी असेल, तर नियंत्रण प्रणाली सांडपाण्यात जोडल्या जाणाऱ्या ऑक्सिडंटचा डोस (जसे की हायड्रोजन पेरोक्साइड किंवा सोडियम हायपोक्लोराइट) वाढवू शकते. उलट, जर ORP लक्ष्य श्रेणीपेक्षा जास्त असेल, तर नियंत्रण प्रणाली ऑक्सिडंटची भर कमी करू शकते किंवा थांबवू शकते.

निष्कर्ष

या अत्यंत विषारी सांडपाण्यावर कार्यक्षम आणि सुरक्षित प्रक्रिया करण्यासाठी सायनाइड सांडपाणी प्रक्रियांमध्ये प्रतिक्रिया परिस्थिती नियंत्रित करणे आवश्यक आहे. pH, तापमान, ऑक्सिडंट डोस आणि ORP चे अचूक नियंत्रण हे सुनिश्चित करू शकते की उपचार प्रक्रियेमुळे सायनाइडचे प्रभावीपणे कमी विषारी किंवा गैर-विषारी पदार्थांमध्ये रूपांतर होते. या प्रतिक्रिया परिस्थितींचे काळजीपूर्वक व्यवस्थापन करून, उद्योग केवळ पर्यावरणीय नियमांचे पालन करू शकत नाहीत तर त्यांच्या सायनाइड सांडपाणी प्रक्रियांची किंमत-प्रभावीता देखील अनुकूल करू शकतात. सांडपाणी रचना आणि प्रक्रिया संयंत्राच्या ऑपरेटिंग परिस्थितीतील फरकांशी जुळवून घेण्यासाठी या पॅरामीटर्सचे नियमित निरीक्षण आणि समायोजन आवश्यक आहे.