Opasnosti i procesi tretmana otpadnih voda koje sadrže cijanid

Uvod

Otpadne vode koje sadrže cijanid predstavljaju značajnu zabrinutost za okoliš zbog svoje visoko toksične prirode. Tri opće poznata vrlo toksična cijanidinaime Natrijum cijanid (NaCN), kalijum cijanid (KCN) i cijanovodonična kiselina (HCN) predstavljaju ozbiljnu prijetnju i ljudskom zdravlju i okolišu. Zajednički imenitelj među njima cijanidi je njihova sposobnost da lako disocijaciju i oslobađanje cijanid jona (CN-).

Opasnosti od otpadnih voda koje sadrže cijanid

Mehanizam toksičnosti za ljude

Smrtonosna toksikologija cijanida leži u činjenici da cijanidni jon (CN-) ima jak afinitet za jone gvožđa. Jednom u ljudskom tijelu, CN- se lako vezuje za jone željeza, što dovodi do smanjenja kapaciteta za nošenje kisika tvari koje sadrže željezo. Ovo na kraju dovodi do nedostatka kiseonika u ćelijama centralnog nervnog sistema. Kao posljedica toga, otrovane osobe često umiru od respiratorne centralne paralize. Do trovanja može doći na različite načine, uključujući kontakt s kožom, oralno gutanje, udisanje, injekciju i kontakt sa sluzokožom. Čak i mala količina izloženosti cijanidu može biti opasna po život.

Uticaj na životnu sredinu

Otpadne vode koje sadrže cijanid, ako se ne tretiraju pravilno i ispuštaju u vodena tijela, mogu imati razoran utjecaj na vodeni svijet. Vodeni organizmi su izuzetno osjetljivi na cijanid. Čak i pri niskim koncentracijama, cijanid može poremetiti normalne fiziološke funkcije riba, beskičmenjaka i drugih vodenih vrsta, što dovodi do smanjenog rasta, reproduktivnih problema i konačno smrti. To, zauzvrat, može poremetiti cijeli vodeni ekosistem, utičući na lance ishrane i biodiverzitet.

Procesi tretmana otpadnih voda koje sadrže cijanid

Prečišćavanje otpadnih voda visoke koncentracije cijanida: obnavljanje cijanida

Za otpadne vode visoke koncentracije koje sadrže cijanide, često se koristi metoda povrata cijanida. Ovaj pristup ima za cilj ekstrakciju i recikliranje vrijednih cijanida iz otpadnih voda. Jedna uobičajena tehnika je ekstrakcija rastvaračem. U ekstrakciji rastvaračem, pogodno organsko otapalo se koristi za selektivnu ekstrakciju jedinjenja cijanida iz vodene faze otpadne vode. Organska faza napunjena cijanidom može se zatim dalje obraditi da bi se dobili čisti cijanidi. Ova metoda ima prednost ne samo u smanjenju utjecaja na okoliš uklanjanjem cijanida iz otpadnih voda, već i u povratu potencijalno vrijednog hemijskog resursa. Međutim, to zahtijeva pažljiv odabir rastvarača i strogu kontrolu radnih uslova kako bi se osigurala visoka efikasnost ekstrakcije i minimizirali gubici rastvarača.

Niska koncentracija cijanida - koji sadrži Tretman otpadnih voda: Uništavanje cijanida

Metode oksidacije

1. Hemijska oksidacija

• princip: Metode kemijske oksidacije koriste jaka oksidirajuća sredstva za pretvaranje cijanidnih jona u manje toksične ili netoksične tvari. Na primjer, oksidansi na bazi hlora kao što je natrijum hipohlorit (NaOCl) mogu da reaguju sa jonima cijanida. Reakcija prvo pretvara cijanid (CN-) u cijanat (CNO-), a daljnja oksidacija može razgraditi cijanat u ugljični dioksid (CO2), dušik (N2) i druge bezopasne proizvode. Ukupna reakcija se može predstaviti na sljedeći način:

• U prvom koraku: (CN^ -+OCl^ -\rightarrow CNO^ -+Cl^)

• U drugom koraku: (2CNO^ -+3OCl^ -+H_2O\rightarrow 2CO_2 + N_2+3Cl^ -+2OH^ -)

• prednosti: Hemijska oksidacija je relativno jednostavna za rukovanje i može biti efikasna u tretiranju otpadnih voda niske koncentracije koje sadrže cijanid. Može se implementirati u postojeća postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda uz određene modifikacije procesa prečišćavanja.

• nedostaci: Upotreba velikih količina oksidirajućih sredstava može biti skupa. Osim toga, ako se ne kontrolira pravilno, reakcija može proizvesti nusproizvode koji također mogu biti štetni za okoliš. Na primjer, prekomjerna upotreba hlora može dovesti do stvaranja nusproizvoda dezinfekcije kao što su trihalometani.

2.Elektrolitička oksidacija

• princip: U elektrolitičkoj oksidaciji, električna struja prolazi kroz otpadnu vodu koja sadrži cijanid u elektrolitičkoj ćeliji. Anoda ćelije djeluje kao mjesto gdje dolazi do oksidacije. Joni cijanida se oksidiraju na površini anode. Opšta reakcija na anodi može se napisati kao (2CN^ -+4OH^ -\rightarrow 2CNO^ -+2H_2O + 2e^ -), a dalja oksidacija cijanata može doći do formiranja ugljen-dioksida i azota.

• prednosti: To je relativno čista metoda tretmana jer ne uvodi dodatne hemijske supstance osim elektroda. Može se automatizirati i precizno kontrolirati.

• nedostaci: Međutim, kao što je spomenuto, elektrolitička oksidacija zahtijeva veliku potrošnju energije. Potreba za kontinuiranom opskrbom električnom energijom čini trošak tretmana relativno visokim. Osim toga, elektrode mogu doživjeti koroziju tokom vremena, što zahtijeva redovno održavanje i zamjenu.

Biološki tretman

1. princip: Biološki tretman otpadnih voda koje sadrže cijanid oslanja se na mikroorganizme koji mogu metabolizirati cijanid kao izvor ugljika ili dušika. Neke bakterije i gljive imaju sposobnost razlaganja cijanida putem enzimskih reakcija. Na primjer, određene bakterije koje razgrađuju cijanid mogu pretvoriti cijanid u amonijak i formatirati kroz niz enzimskih koraka. Amonijak se zatim može dalje nitrificirati drugim mikroorganizmima u sistemu tretmana.

2. prednosti: Biološki tretman je općenito ekološki prihvatljiviji jer ne uključuje upotrebu velikih količina hemikalija. Može biti isplativ za tretman otpadnih voda niske koncentracije cijanida na dugi rok, posebno u slučajevima kada postoji odgovarajući mikrobni konzorcij.

3. nedostaci: Međutim, biološki tretman je vrlo osjetljiv na promjene u sastavu otpadne vode, temperaturi i pH. Nagle promjene ovih parametara mogu inhibirati rast i aktivnost mikroorganizama koji razgrađuju cijanid, što dovodi do smanjene efikasnosti tretmana. Takođe zahteva relativno dugo vreme tretmana u poređenju sa nekim hemijskim metodama.

Metoda regeneracije i oporavka cijanida

1. princip: Ova metoda je slična metodi povrata za otpadne vode visoke koncentracije, ali se također može primijeniti na neke slučajeve niske koncentracije. Fokusira se na regeneraciju i recikliranje cijanida iz otpadnih voda. Jedan pristup je korištenje jono-izmjenjivačkih smola. Joni cijanida u otpadnoj vodi mogu se adsorbirati na površinu smole. Zatim, upotrebom odgovarajućeg eluensa, cijanid se može desorbirati iz smole i oporaviti.

2. prednosti: Može smanjiti ukupnu potrošnju cijanida u industrijskim procesima recikliranjem cijanida. Ovo ne samo da ima ekonomske koristi, već i smanjuje uticaj na životnu sredinu povezan sa odlaganjem otpadnih voda koje sadrže cijanid.

3. nedostaci: Jonoizmenjivačke smole moraju biti pažljivo odabrane i održavane. Proces regeneracije može zahtijevati upotrebu dodatnih hemikalija, a postoji i rizik od zarastanja smole, što može smanjiti efikasnost procesa oporavka cijanida.

zaključak

Otpadne vode koje sadrže cijanid predstavljaju ozbiljnu opasnost po životnu sredinu i zdravlje. Razumijevanje mehanizama toksičnosti i implementacija odgovarajućih procesa liječenja su od ključnog značaja. Svaka metoda pročišćavanja, bilo da se radi o otpadnim vodama visoke ili niske koncentracije, ima svoj skup prednosti i nedostataka. Izbor metode tretmana zavisi od različitih faktora kao što su početna koncentracija cijanida, potrebna efikasnost tretmana, isplativost i uticaj na životnu sredinu. U budućnosti je potrebno više istraživanja i razvoja kako bi se poboljšali postojeći procesi tretmana i razvile nove, efikasnije i isplativije metode za tretman otpadnih voda koje sadrže cijanid kako bi se osigurala čistija i sigurnija okolina.