Sianid Tullantı Sularının Təmizlənməsində Reaksiya Şərtlərinə Nəzarət

giriş

Sianid tərkibli çirkab sular metal örtük, polad korpusun bərkidilməsi, qızıl və gümüş filizinin emalı kimi müxtəlif sənaye proseslərindən əmələ gəlir. Yüksək toksikliyinə görə Cyanideaşağı konsentrasiyalarda belə canlı orqanizmlər üçün ölümcül ola bilən tullantı sularının düzgün təmizlənməsi son dərəcə vacibdir. Effektivliyin kritik aspektlərindən biri sianid çirkab sularının təmizlənməsi reaksiya şəraitinə dəqiq nəzarətdir. Bu məqalə əsas reaksiya şərtlərini və müalicə zamanı onlara necə nəzarət edəcəyini araşdıracaq siyanür - tullantı suları olan.

pH Nəzarəti

Müxtəlif Müalicə Proseslərində Əhəmiyyəti

1.Qələvi Xlorlama Prosesi

• Qələvi xlorlama sianid çirkab sularının təmizlənməsi üçün ümumi üsuldur və pH nəzarəti mühüm rol oynayır. Müalicə reaksiyası iki mərhələdə baş verir. Birinci mərhələdə sianid natrium hipoxlorit və ya xlor qazı və natrium hidroksid birləşməsi ilə siyanat halına salınır. Bu birinci mərhələdə oksidləşmə üçün optimal pH diapazonu adətən 10 ilə 11 arasındadır. Əgər pH çox aşağıdırsa, turşuya çevrilirsə, reaksiya zəhərli sianogen xlorid yarada bilər ki, bu da əhəmiyyətli təhlükə yaradır. Məsələn, pH 8-dən aşağı düşdükdə bu zərərli yan məhsul əmələ gələ bilər. Digər tərəfdən, pH çox yüksək olarsa, reaksiya sürəti əhəmiyyətli dərəcədə azalacaq. Yüksək pH dəyərləri reaktivlərin həll olunma qabiliyyətinə və reaktivliyinə təsir göstərərək oksidləşmə prosesini daha az səmərəli edir.

2.Hidrogen Peroksid Metodu

• Sianid çirkab sularının hidrogen peroksid əsaslı təmizlənməsində optimal pH diapazonu adətən 9 ilə 11 arasında olur. Bu üsulda hidrogen peroksid katalizatorun (məsələn, dəmir duzları) iştirakı ilə parçalanır və siyanidi oksidləşdirən yüksək reaktiv hidroksil radikalları əmələ gətirir. Bu diapazondakı pH hidrogen peroksidin parçalanmasını və bu əsas radikalların əmələ gəlməsini təşviq edir. Əgər pH bu diapazondan kənarda olarsa, hidrogen peroksidin parçalanması maneə törədilir və ümumi oksidləşmə səmərəliliyi azalır.

3.Biodeqradasiya Prosesi

• Mikroorqanizmlərin siyanidi zərərsiz maddələrə parçaladığı sianid tərkibli çirkab suların biodeqradasiyası üçün pH 6.5 ilə 8.5 arasında saxlanılmalıdır. Mikroorqanizmlər metabolik fəaliyyətləri üçün optimal pH diapazonuna malikdirlər. Əgər pH çox turşu və ya çox qələvidirsə, o, siyaniddə iştirak edən fermentləri denatürasiya edə bilər - mikroorqanizmlərin metabolik yollarını pozur. Məsələn, pH 6.5-dən aşağı düşərsə. bir çox siyanidləri qıcıqlandıran bakteriyaların böyümə sürəti və sianidləri alçaldan qabiliyyəti azalır.

pH tənzimləmə üsulları

PH-a nəzarət etmək üçün çirkab suya müvafiq turşu və ya qələvi maddələr əlavə edilir. Ümumi istifadə edilən turşulara sulfat turşusu və xlorid turşusu, ümumi qələvilərə isə natrium hidroksid və kalsium hidroksid daxildir. Əlavə ediləcək turşu və ya qələvi miqdarı tullantı suyunun ilkin pH-ına və xüsusi təmizləmə prosesi üçün hədəf pH-a əsasən hesablanır. Dəqiq pH ölçülməsi pH sensorları vasitəsilə həyata keçirilir və avtomatlaşdırılmış dozaj sistemləri tələb olunan kimyəvi maddələri dəqiq əlavə etmək üçün istifadə edilə bilər.

Temperature Control

Reaksiya dərəcələrinə təsir

1.Qələvi Xlorlama və Hidrogen Peroksid Metodları

• Ümumiyyətlə, temperaturun artması həm qələvi xlorlamada, həm də hidrogen peroksid əsaslı müalicədə reaksiya sürətini sürətləndirə bilər. Bununla belə, temperaturu diqqətlə idarə etmək lazımdır. Qələvi xlorlamada optimal temperatur diapazonu 20-30°C-dir. Temperatur çox aşağı olarsa, reaksiya sürəti yavaş olacaq və nəticədə siyanidin natamam oksidləşməsi baş verir. Məsələn, 15°C-dən aşağı temperaturda sianid və natrium hipoklorit arasındakı reaksiyanın başa çatması xeyli uzun vaxt aparacaq. Digər tərəfdən, temperatur çox yüksək olarsa, qələvi xlorlama zamanı xlor qazı məhluldan çıxa bilər və oksidləşdirici maddənin effektivliyini azalda bilər. Hidrogen peroksid metodunda 35°C-dən yuxarı temperaturlar hidrogen peroksidin sürətli parçalanmasına səbəb ola bilər ki, bu da sianid oksidləşməsi üçün arzu olunan hidroksil radikallarının yerinə oksigen qazının əmələ gəlməsinə səbəb olur.

2.Biodeqradasiya Prosesi

• Tərkibində sianid olan çirkab suların biodeqradasiyası zamanı əksər siyanidi parçalayan mikroorqanizmlər üçün optimal temperatur diapazonu 20 - 35°C-dir. Bu diapazondan kənar temperaturlar mikroorqanizmlərin fəaliyyətinə əhəmiyyətli təsir göstərə bilər. Aşağı temperaturda (20°C-dən aşağı) mikroorqanizmlərin maddələr mübadiləsi sürəti yavaşlayır və onlar siyanidi effektiv şəkildə parçalaya bilmirlər. Yüksək temperatur (35°C-dən yuxarı) mikroorqanizmlərin hüceyrə membranlarına və fermentlərinə zərər verə bilər, bu da hüceyrələrin ölümünə və onların siyanid - deqradasiya qabiliyyətinin itirilməsinə səbəb ola bilər.

Temperaturun Tənzimlənməsi Texnikaları

Müvafiq temperaturu saxlamaq üçün çirkab suların təmizlənməsi reaktorlarında istilik və ya soyutma sistemləri quraşdırıla bilər. İstilik üçün buxar əsaslı istilik sistemləri və ya elektrik qızdırıcıları istifadə edilə bilər. Soyutmada su ilə soyudulmuş istilik dəyişdiriciləri və ya hava ilə soyudulmuş kondensatorlar istifadə edilə bilər. Temperatur sensorları vasitəsilə davamlı olaraq nəzarət edilir və istilik və ya soyutma sistemləri temperaturu müalicə prosesi üçün optimal diapazonda saxlamaq üçün müvafiq olaraq tənzimlənir.

Oksidləşdiricilərin dozasına nəzarət

Düzgün məbləğin müəyyən edilməsi

1. Qələvi Xlorlama

• Qələvi xlorlamada tələb olunan oksidləşdirici maddənin miqdarı (natrium hipoxlorit və ya xlor qazı) sianidlə reaksiya stoxiometriyasına əsasən hesablanır. Təcrübədə, adətən nəzəri miqdardan 10-20% daha çox oksidləşdirici maddə əlavə olunur. Bu, siyanidin tam oksidləşməsini təmin etmək üçündür, çünki tullantı sularında oksidləşdiricini istehlak edə bilən başqa maddələr ola bilər. Əgər oksidləşdirici doza çox aşağı olarsa, sianid tam oksidləşməyəcək və təmizlənmiş çirkab suda hələ də yüksək miqdarda zəhərli siyanid ola bilər. Digər tərəfdən, doza çox yüksək olarsa, bu, nəinki müalicə xərclərini artırır, həm də həddindən artıq xlor çirkab sulardakı digər üzvi maddələrlə reaksiya verdikdə zərərli dezinfeksiya məhsulları kimi arzuolunmaz məhsulların əmələ gəlməsinə səbəb ola bilər.

2.Hidrogen Peroksid Metodu

• Hidrogen peroksidin müalicəsi metodunda hidrogen peroksidin optimal dozası laboratoriya müayinəsi yolu ilə müəyyən edilir. Dozaj çirkab suda siyanidin ilkin konsentrasiyası, digər müdaxilə edən maddələrin olması və istifadə olunan katalizatorun növü kimi amillərdən asılıdır. Qələvi xlorlama kimi, hidrogen peroksidin qeyri-kafi miqdarı siyanidin natamam oksidləşməsinə səbəb olacaqdır. Bununla belə, həddindən artıq miqdarda hidrogen peroksid əmələ gələn hidroksil radikallarının parçalanmasına səbəb ola bilər ki, bu da ümumi müalicənin effektivliyini azaldır və xərcləri artırır.

Dozaya Nəzarət Avadanlığı

Oksidləşdiricinin dozasını dəqiq idarə etmək üçün adətən ölçmə nasoslarından istifadə olunur. Bu nasoslar oksidləşdirici məhlulun tələb olunan həcmini tullantı sularının təmizlənməsi reaktoruna dəqiq şəkildə çatdıra bilir. Avtomatlaşdırılmış idarəetmə sistemləri tullantı sularında siyanidin konsentrasiyasının və ya oksidləşmə reaksiyasının gedişatının real vaxt monitorinqi əsasında dozanı tənzimləyən ölçmə nasosları ilə birləşdirilə bilər (məsələn, daha sonra müzakirə ediləcək ORP ölçmələri vasitəsilə).

Oksidləşmə - Azaldılma Potensialı (ORP) Nəzarəti

Reaksiya gedişatının monitorinqində rolu

1. Qələvi Xlorlama

• Qələvi xlorlama prosesində ORP monitorinqi oksidləşmə reaksiyalarının gedişatını izləmək üçün çox vacibdir. Sianidin siyanata oksidləşməsi və daha sonra sianatın zərərsiz maddələrə oksidləşməsi baş verdikcə, tullantı suyunun ORP dəyəri dəyişir. Sianidin siyanata oksidləşməsinin birinci mərhələsi zamanı ORP adətən artır. Bu mərhələ üçün hədəf ORP diapazonu təxminən 300 - 500 mV-dir (xüsusi reaksiya şəraitindən asılı olaraq). ORP bu diapazona çatdıqda, birinci mərhələ oksidləşmənin başa çatmaq üzrə olduğunu göstərir. Siyanatın zərərsiz maddələrə oksidləşməsinin ikinci mərhələsində ORP daha da artır və hədəf diapazonu adətən 600 - 700 mV civarındadır. ORP-nin monitorinqi ilə operatorlar oksidləşdiricinin əlavə edilməsinin nə vaxt dayandırılacağını müəyyən edə, tullantı suyunu həddindən artıq oksidləşdirmədən və ya oksidləşdiricini israf etmədən reaksiyanın tamamlanmasını təmin edə bilər.

2.Hidrogen Peroksid Metodu

• Hidrogen peroksid əsaslı müalicədə ORP həmçinin reaksiyanın gedişatının mühüm göstəricisi kimi çıxış edir. Tərkibində sianid olan çirkab suların ilkin ORP-si nisbətən aşağıdır. Hidrogen peroksid əlavə olunduqca və oksidləşmə reaksiyası davam etdikcə ORP artır. Sianid çirkab sularının hidrogen peroksidin təmizlənməsi üçün hədəf ORP diapazonu ümumiyyətlə təxminən 400 - 500 mV-dir. ORP bu dəyərə çatdıqda, siyanidin effektiv şəkildə qeyri-toksik formaya oksidləşdiyini göstərir.

ORP Monitorinq və Nəzarət Sistemləri

ORP sensorları təmizləyici reaktorda tullantı suyunun ORP dəyərini davamlı olaraq izləmək üçün istifadə olunur. Bu sensorlar oksidləşdirici maddənin əlavə edilməsini tənzimləmək üçün proqramlaşdırıla bilən idarəetmə sisteminə qoşulur. Məsələn, ORP hədəf diapazondan aşağı olarsa, nəzarət sistemi çirkab suya əlavə olunan oksidləşdiricinin (məsələn, hidrogen peroksid və ya natrium hipoxlorit) dozasını artıra bilər. Əksinə, ORP hədəf diapazonunu keçərsə, idarəetmə sistemi oksidləşdirici əlavəni azalda və ya dayandıra bilər.

Nəticə

Sianid çirkab sularının təmizlənməsində reaksiya şəraitinə nəzarət bu yüksək zəhərli çirkab suların səmərəli və təhlükəsiz təmizlənməsinə nail olmaq üçün vacibdir. PH, temperatur, oksidləşdirici doza və ORP-yə dəqiq nəzarət müalicə prosesinin effektiv şəkildə siyanidi daha az zəhərli və ya qeyri-toksik maddələrə çevirməsini təmin edə bilər. Bu reaksiya şərtlərini diqqətlə idarə etməklə sənayelər təkcə ekoloji qaydalara cavab vermir, həm də sianid çirkab sularının təmizlənməsi proseslərinin maya dəyərini optimallaşdıra bilər. Çirkab suların tərkibindəki dəyişikliklərə və təmizləyici qurğuların iş şəraitinə uyğunlaşmaq üçün bu parametrlərin müntəzəm monitorinqi və tənzimlənməsi lazımdır.