फोहोर पानीमा रहेको फ्री साइनाइड (CN−) हटाउन सक्रिय कार्बनको प्रयोग

परिचय

औद्योगिक फोहोर पानीमा प्रायः विभिन्न विषाक्त पदार्थहरू हुन्छन्, जसमध्ये फ्री साइनाइड (CN−) यसको उच्च विषाक्तताको कारणले विशेष चिन्ताको विषय हो। सानो मात्रामा पनि, साइनाइड घातक हुन सक्छ, जसले गर्दा यो भएको फोहोर पानीको उपचार एक महत्वपूर्ण वातावरणीय समस्या हो। साइनाइड युक्त फोहोर पानीको डिस्चार्ज नियन्त्रण गर्न कडा नियमहरू छन्, जसको उद्देश्य मानक आवश्यकताहरू पूरा गर्नु मात्र होइन तर पुच्छर र कारखानाको फोहोरबाट सकेसम्म धेरै साइनाइड पुन: प्राप्ति गर्नु पनि हो। सक्रिय कार्बन फोहोर पानीबाट मुक्त साइनाइड हटाउनको लागि एक आशाजनक सामग्रीको रूपमा देखा परेको छ, र यस लेखले यसको प्रयोग, संयन्त्र र प्रभाव पार्ने कारकहरूको विस्तृत रूपमा अन्वेषण गर्नेछ।

फोहोर पानीमा साइनाइडको स्रोत

फोहोर पानीमा उच्च सांद्रता भएको साइनाइड मुख्यतया इलेक्ट्रोप्लेटिंग, साइनाइडमा आधारित सुन निकासी, कोक ओभन र ब्लास्ट फर्नेसहरूमा ग्यास धुने र चिसो पानी जस्ता औद्योगिक प्रक्रियाहरू, साथै केही रासायनिक, खनिज प्रशोधन, सिंथेटिक रबर, फाइबर र रंग उद्योगहरूबाट आउँछ। यी फोहोर पानीमा साइनाइडको सांद्रता १ - १८० मिलीग्राम/लिटर वा त्योभन्दा बढी हुन सक्छ।

मुक्त साइनाइड हटाउन सक्रिय कार्बनको संयन्त्र

शारीरिक शोषण

सक्रिय कार्बनमा अत्यधिक विकसित माइक्रोपोरस संरचना र ठूलो विशिष्ट सतह क्षेत्र हुन्छ, जुन सामान्यतया ५०० देखि ३००० वर्ग मीटर/ग्राम सम्म हुन्छ। यो भौतिक संरचनाले यसलाई बलियो भौतिक सोखना क्षमताहरू प्रदान गर्दछ। फोहोर पानीमा साइनाइड आयनहरू भ्यान डेर वाल्स बलहरू मार्फत सक्रिय कार्बनको सतहमा सोख्न सकिन्छ । ठूलो सतह क्षेत्रले असंख्य सोखना साइटहरू प्रदान गर्दछ, जसले गर्दा मुक्त साइनाइडको प्रभावकारी कब्जा सम्भव हुन्छ।

रासायनिक सोखना र उत्प्रेरक अक्सीकरण

भौतिक सोखनको अतिरिक्त, सक्रिय कार्बनले रासायनिक प्रतिक्रियाहरूमा पनि भाग लिन सक्छ। जब सक्रिय कार्बनले फोहोर पानीमा अक्सिजन र पानी सोस्छ, यसले यसको सतहमा हाइड्रोजन पेरोक्साइड (H₂O₂) उत्पन्न गर्न सक्छ, सक्रिय कार्बन आफैंले उत्प्रेरकको रूपमा काम गर्दछ। तामा लवणको उपस्थितिमा, उत्पन्न H₂O₂ साइनाइडलाई अक्सिडाइज र विघटन गर्न सक्छ। प्रतिक्रिया संयन्त्र निम्नानुसार छ:

1. H₂O₂ को उत्पादन: अक्सिजन र पानी सक्रिय कार्बन सतहमा सोसिन्छ र H₂O₂ बन्छ।

2. साइनाइडको अक्सिडेशन: तामाको लवणको उत्प्रेरक कार्य अन्तर्गत साइनाइड H₂O₂ द्वारा अक्सिडाइज हुन्छ, जसले गर्दा साइनाइड कम हानिकारक पदार्थहरूमा विघटन हुन्छ।

सक्रिय कार्बनको हटाउने क्षमतालाई असर गर्ने कारकहरू

प्रारम्भिक साइनाइड सांद्रता

फोहोर पानीमा मुक्त साइनाइडको प्रारम्भिक सांद्रता जति बढी हुन्छ, सोस्नको लागि चालक शक्ति त्यति नै बढी हुन्छ। यद्यपि, सक्रिय कार्बनको सोस्ने क्षमता सीमित भएकोले, जब प्रारम्भिक सांद्रता निश्चित मानभन्दा बढी हुन्छ, हटाउने दक्षता समानुपातिक रूपमा बढ्न सक्दैन। केही अध्ययनहरूमा, यो पत्ता लागेको छ कि प्रारम्भिक साइनाइड सांद्रतामा वृद्धिसँगै, सक्रिय कार्बनको प्रति एकाइ द्रव्यमानमा सोस्ने साइनाइडको मात्रा पहिले बढ्छ र त्यसपछि स्तर घट्छ।

pH मान

फोहोर पानीको pH मानले सक्रिय कार्बनद्वारा साइनाइडको सोखनालाई उल्लेखनीय रूपमा असर गर्छ। सामान्यतया, अम्लीय अवस्थामा, साइनाइडको लागि सक्रिय कार्बनको सोखना क्षमता तुलनात्मक रूपमा कम हुन्छ। pH मान बढ्दै जाँदा, सोखना क्षमता बिस्तारै बढ्छ। जब pH क्षारीय दायरामा हुन्छ, विशेष गरी ११ भन्दा माथि। केही अवस्थामा साइनाइडको हटाउने दर ३० मिनेट भित्र ९५% भन्दा बढी पुग्न सक्छ। यो किनभने घोलमा साइनाइडको विशिष्टता pH सँग परिवर्तन हुन्छ, र साइनाइड आयनहरूको रूप क्षारीय अवस्थामा सक्रिय कार्बनमा सोखनाको लागि बढी अनुकूल हुन्छ।

तापमान

सक्रिय कार्बनद्वारा साइनाइडको सोषण एक बाह्य तापीय प्रक्रिया हो। तापक्रम बढ्दै जाँदा, सोषण क्षमता सामान्यतया घट्छ। उदाहरणका लागि, तामा-संतृप्त सक्रिय कार्बनको अवस्थामा, साइनाइड घोलसँग मिसाउँदा, बढ्दो तापक्रमसँगै साइनाइडको सोषण प्रभाव घट्छ। यो किनभने तापक्रममा वृद्धिले सक्रिय कार्बनको सतहबाट सोषण गरिएका पदार्थहरूको सोषणलाई बढावा दिन्छ।

उत्तेजक समय

फोहोर पानीमा रहेको साइनाइडको सक्रिय कार्बनसँग पर्याप्त सम्पर्क सुनिश्चित गर्न पर्याप्त हलचल समय आवश्यक छ। प्रारम्भिक चरणमा, हलचल समय बढ्दै जाँदा, साइनाइडको हटाउने दर द्रुत गतिमा बढ्छ। यद्यपि, निश्चित समयमा पुगेपछि, हटाउने दर स्थिर हुन जान्छ, जसले सोखन प्रक्रिया सन्तुलनमा पुगेको संकेत गर्दछ।

साइनाइडको उपचारमा सक्रिय कार्बनको प्रयोग - फोहोर पानी समावेश गर्ने

सुन खानी उद्योगमा

सुन खानीमा, विशेष गरी साइनाइडमा आधारित सुन निकासी प्रक्रियाहरूमा, साइनाइड भएको फोहोर पानीको ठूलो मात्रा उत्पादन हुन्छ। यस फोहोर पानीबाट मुक्त साइनाइड हटाउन सक्रिय कार्बन प्रयोग गर्न सकिन्छ। साइनाइड हटाउनुको अतिरिक्त, सक्रिय कार्बनले फोहोर पानीमा सुन - साइनाइड कम्प्लेक्सहरू (जस्तै Au(CN)₂⁻) पनि सोस्न सक्छ। सोस्ने सुन - साइनाइड कम्प्लेक्सहरूलाई सुन पुन: प्राप्ति गर्न थप प्रशोधन गर्न सकिन्छ, जसले गर्दा वातावरणीय संरक्षण र स्रोत पुन: प्राप्ति दुवै प्राप्त हुन्छ।

इलेक्ट्रोप्लेटिंग उद्योगमा

इलेक्ट्रोप्लेटिंग प्लान्टहरूले प्लेटिङ प्रक्रियामा प्रायः साइनाइड युक्त घोलहरू प्रयोग गर्छन्, जसले गर्दा साइनाइड दूषित फोहोर पानी निस्कन्छ। सक्रिय कार्बन उपचारले फोहोर पानीमा साइनाइडको मात्रालाई प्रभावकारी रूपमा कम गर्न सक्छ जसले गर्दा डिस्चार्ज मापदण्डहरू पूरा हुन्छन्। क्षारीय क्लोरिनेशन जस्ता केही परम्परागत उपचार विधिहरूको तुलनामा, सक्रिय कार्बन उपचारमा कम माध्यमिक प्रदूषण र स्रोत पुन: प्राप्तिको सम्भावना हुन्छ।

अन्य उपचार विधिहरूसँग तुलना

क्षारीय क्लोरिनेसन

फोहोर पानीमा साइनाइडहरू नष्ट गर्ने क्षारीय क्लोरिनेशन अपेक्षाकृत परिपक्व विधि हो । यसले क्लोरिन ग्यास, तरल क्लोरिन, वा ब्लीचिंग पाउडर जस्ता क्लोरिनयुक्त पदार्थहरू प्रयोग गरेर साइनाइडलाई गैर-विषाक्त कार्बन डाइअक्साइड (CO₂) र नाइट्रोजन (N₂) मा अक्सिडाइज गर्छ। यद्यपि, यो विधिले हानिकारक उप-उत्पादनहरू उत्पादन गर्न सक्छ, र सञ्चालन प्रक्रियालाई क्लोरीनको मात्रा र प्रतिक्रिया अवस्थाहरूको कडा नियन्त्रण आवश्यक पर्दछ। यसको विपरीत, सक्रिय कार्बन उपचार एक अधिक वातावरणमैत्री विकल्प हो जसमा साइनाइडलाई छनौट रूपमा सोस्ने र सम्भावित रूपमा बहुमूल्य धातुहरू पुन: प्राप्ति गर्ने क्षमता हुन्छ।

हाइड्रोजन पेरोक्साइड अक्सीकरण

हाइड्रोजन पेरोक्साइड अक्सिडेशनलाई फोहोर पानीमा साइनाइडको सांद्रता कम गर्न पनि प्रयोग गर्न सकिन्छ। यसले साइनाइडलाई कम विषाक्तता स्तरमा अक्सिडाइज गर्न सक्छ। यद्यपि, हाइड्रोजन पेरोक्साइड एक महँगो अभिकर्मक हो, र यो प्रक्रियामा अभिकर्मकहरूको निरन्तर थप आवश्यक पर्न सक्छ, जसले गर्दा उपचार लागत बढ्छ। अर्कोतर्फ, सक्रिय कार्बनको उचित रूपमा चयन र प्रयोग गरिसकेपछि अपेक्षाकृत स्थिर प्रदर्शन हुन्छ, र यसको पुनर्जन्म लागत घटाउन पनि विचार गर्न सकिन्छ।

भविष्यका विकासहरू

परिमार्जित सक्रिय कार्बनको विकास

मुक्त साइनाइड हटाउन सक्रिय कार्बनको दक्षतालाई अझ सुधार गर्न, परिमार्जित सक्रिय कार्बनमा अनुसन्धान भइरहेको छ। उदाहरणका लागि, विभिन्न धातुहरू (जस्तै तामा, फलाम, आदि) सँग सक्रिय कार्बनलाई गर्भाधान गर्नाले साइनाइडको लागि यसको उत्प्रेरक अक्सिडेशन क्षमता बढाउन सक्छ। राम्रो उपचार प्रभावहरू प्राप्त गर्न फोहोर पानीको विशिष्ट विशेषताहरू अनुसार विभिन्न धातु-लोड गरिएका सक्रिय कार्बनहरूलाई अनुकूलित गर्न सकिन्छ।

संयुक्त उपचार प्रक्रियाहरू

सक्रिय कार्बन उपचारलाई अन्य उपचार विधिहरूसँग संयोजन गर्नु पनि एक प्रवृत्ति हो। उदाहरणका लागि, जैविक उपचारसँग सक्रिय कार्बन सोखन संयोजन गर्नाले पहिले फोहोर पानीमा उच्च-सांद्रता साइनाइडलाई जैविक उपचारको लागि उपयुक्त स्तरमा घटाउन सक्रिय कार्बन प्रयोग गर्न सकिन्छ, र त्यसपछि बाँकी साइनाइड-सम्बन्धित पदार्थहरूलाई थप विघटन गर्न र हटाउन सूक्ष्मजीवहरू प्रयोग गर्न सकिन्छ। यो संयुक्त प्रक्रियाले विभिन्न उपचार विधिहरूको शक्तिको फाइदा लिन सक्छ र थप कुशल र व्यापक फोहोर पानी उपचार प्राप्त गर्न सक्छ ।

निष्कर्ष

सक्रिय कार्बनले फोहोर पानीबाट मुक्त साइनाइड (CN−) हटाउन ठूलो सम्भावना देखाउँछ। भौतिक सोखना र रासायनिक प्रतिक्रियाहरू मार्फत, यसले फोहोर पानीमा साइनाइड सामग्रीलाई प्रभावकारी रूपमा कम गर्न सक्छ, वातावरणीय डिस्चार्ज मापदण्डहरू पूरा गर्न सक्छ र केही अवस्थामा स्रोत पुन: प्राप्तिलाई पनि सक्षम बनाउन सक्छ। यद्यपि अझै पनि केही क्षेत्रहरू छन् जसमा सुधार गर्न आवश्यक छ, जस्तै सोखना दक्षतालाई अझ अनुकूलन गर्ने र लागत घटाउने, सक्रिय कार्बन परिमार्जन र संयुक्त उपचार प्रक्रियाहरूमा अनुसन्धानको निरन्तर विकासको साथ, सक्रिय कार्बनले भविष्यमा साइनाइड युक्त फोहोर पानीको उपचारमा बढ्दो रूपमा महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्नेछ।