Traitement des déchets liquides hautement toxiques contenant du cyanure

Les liquides résiduaires contenant du cyanure sont extrêmement toxiques et représentent une menace sérieuse pour la santé humaine et l'environnement. Par conséquent, leur traitement approprié est primordial. Cet article présente plusieurs méthodes courantes de traitement des liquides hautement toxiques. cyanure - contenant des déchets liquides.

1. Méthodes d'oxydation chimique

1.1 Méthode de chloration alcaline

• PrincipeEn milieu alcalin, des agents oxydants puissants comme le chlore gazeux, l'hypochlorite de sodium ou l'hypochlorite de calcium sont ajoutés au liquide résiduaire contenant du cyanure. Les ions hypochlorite réagissent avec les ions cyanure selon un processus en deux étapes. Le cyanure est d'abord oxydé en cyanate, puis à nouveau oxydé en substances non toxiques comme le dioxyde de carbone et l'azote gazeux.

• Process Flow:

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• Ajustement du pH: Commencez par ajouter de l'hydroxyde de sodium au liquide résiduaire contenant du cyanure pour régler la valeur du pH entre 10 et 11.

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• Ajout d'oxydantIntroduire lentement la quantité appropriée de l'oxydant sélectionné, par exemple une solution d'hypochlorite de sodium. La quantité d'oxydant nécessaire dépend de la concentration en cyanure du liquide résiduaire. Remuer continuellement pendant l'ajout pour assurer un mélange homogène.

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• Réaction et surveillance: Laisser la réaction se dérouler pendant plusieurs heures et vérifier constamment la concentration en cyanure dans le liquide résiduaire. Les techniques de surveillance courantes incluent l'utilisation d'électrodes spécifiques au cyanure ou de méthodes colorimétriques.

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• Neutralisation et décharge:Une fois la réaction terminée et la concentration en cyanure conforme à la norme de rejet (généralement inférieure à 0.5 mg/L dans de nombreuses régions), ajustez le pH du liquide résiduaire à une plage neutre (pH = 6 - 9) avec un acide approprié comme l'acide sulfurique, puis rejetez-le.

1.2 Méthode d'oxydation au peroxyde d'hydrogène

• PrincipeLe peroxyde d'hydrogène est un puissant agent oxydant. En présence d'un catalyseur tel que les ions cuivre, il peut oxyder les ions cyanure présents dans le liquide résiduaire, transformant ainsi le cyanure en azote et en dioxyde de carbone non toxiques.

• Process Flow:

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• Ajustement du pH:Modifiez la valeur du pH du liquide résiduaire contenant du cyanure à une plage acide, généralement autour de pH = 3 - 5, car la réaction d'oxydation du peroxyde d'hydrogène avec le cyanure est plus efficace dans des conditions acides.

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• Ajout de catalyseur et de peroxyde d'hydrogèneAjouter une petite quantité de catalyseur, par exemple du sulfate de cuivre, au liquide résiduaire, puis ajouter progressivement la solution de peroxyde d'hydrogène. La quantité de peroxyde d'hydrogène ajoutée doit être suffisante pour oxyder complètement le cyanure. La réaction étant exothermique, veiller à contrôler la température de réaction afin d'éviter toute surchauffe.

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• Réaction et séparationUne fois l'addition terminée, laissez la réaction se dérouler quelques instants. Procédez ensuite à une séparation solide-liquide, par exemple par sédimentation ou filtration, afin d'éliminer les substances précipitées, comme les hydroxydes métalliques si le liquide résiduaire contient des ions de métaux lourds.

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• Post-traitement:Le surnageant traité peut subir un traitement supplémentaire à l’aide d’autres méthodes, telles que l’adsorption ou la séparation par membrane, pour garantir que la qualité de l’effluent final répond aux normes en vigueur.

1.3 Méthode d'oxydation à l'ozone

• PrincipeL'ozone est un puissant agent oxydant doté d'un potentiel d'oxydation élevé. Introduit dans des liquides résiduaires contenant du cyanure, il réagit directement avec les ions cyanure, les oxydant en substances non toxiques comme le carbonate et l'azote. Le mécanisme réactionnel est complexe et peut impliquer des produits intermédiaires. La présence de catalyseurs à base d'ions métalliques, tels que les ions cuivre et magnésium, peut accélérer la réaction.

• Process Flow:

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• Prétraitement des déchets liquidesPremièrement, éliminer les impuretés à grosses particules et les solides en suspension dans le liquide résiduaire contenant du cyanure par filtration ou sédimentation. Cela évite le colmatage de l'équipement de production d'ozone et garantit le bon déroulement de la réaction.

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• Génération et introduction de l'ozoneUtiliser un générateur d'ozone pour produire de l'ozone gazeux, qui est ensuite injecté dans le liquide résiduaire via un dispositif de distribution de gaz. La quantité d'ozone introduite doit être ajustée en fonction de la concentration en cyanure et du volume du liquide résiduaire.

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• Réaction et surveillance: Réaliser la réaction dans une cuve fermée pendant une durée déterminée. Surveiller la concentration en cyanure dans le liquide résiduaire en temps réel pendant la réaction. Le temps de réaction est généralement plus court que pour d'autres méthodes d'oxydation, mais il dépend des conditions spécifiques du liquide résiduaire.

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• Traitement des effluents:Après la réaction, le liquide résiduaire traité peut nécessiter un traitement supplémentaire, tel que l'ajustement de la valeur du pH et l'élimination de tous les sous-produits liés à l'ozone restants, pour répondre aux normes de rejet.

2. Méthodes physico-chimiques

2.1 Méthode d'échange d'ions

• PrincipeDes résines échangeuses d'ions spéciales sont utilisées. Ces résines possèdent des groupes fonctionnels capables d'adsorber sélectivement les ions cyanure ou les complexes métal-cyanure présents dans le liquide résiduaire. Par exemple, certaines résines échangeuses d'anions peuvent échanger leurs anions avec les ions cyanure présents dans la solution.

• Process Flow:

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• Sélection et préparation de la résineChoisir une résine échangeuse d'ions adaptée aux caractéristiques du liquide résiduaire contenant du cyanure, comme le type de complexes métal-cyanure présents. Prétraiter la résine en la lavant avec des solutions acides et alcalines pour activer sa fonction d'échange.

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• Emballage de colonne:Emballez la résine prétraitée dans une colonne échangeuse d'ions.

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• Passage des déchets liquides: Faire passer lentement le liquide résiduaire contenant du cyanure à travers la colonne échangeuse d'ions. Contrôler le débit pour assurer un temps de contact suffisant entre le liquide résiduaire et la résine.

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• Régénération de la résineUne fois que la résine a absorbé une certaine quantité de cyanure, elle doit être régénérée. Le processus de régénération implique généralement l'utilisation d'une solution de régénération, comme un acide fort ou une base forte, pour éliminer les ions cyanure adsorbés de la résine. La résine régénérée peut être réutilisée.

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• Traitement du liquide de régénération:Le liquide de régénération, qui contient une concentration élevée de cyanure, nécessite un traitement supplémentaire, généralement par méthodes d'oxydation chimique décrit ci-dessus, pour convertir le cyanure en substances non toxiques.

2.2 Méthode d'adsorption

• PrincipeLes adsorbants tels que le charbon actif et la zéolite présentent une grande surface spécifique et une forte capacité d'adsorption. Ils peuvent adsorber les ions cyanure et autres contaminants présents dans les eaux usées par adsorption physique, comme les forces de Van der Waals, et chimique, comme la formation de liaisons chimiques avec des groupes fonctionnels de surface. Le charbon actif, en particulier, est largement utilisé en raison de sa grande efficacité d'adsorption pour diverses substances.

• Process Flow:

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• Sélection et prétraitement des adsorbantsChoisir un adsorbant adapté à la nature du liquide résiduaire. Par exemple, le charbon actif granulaire est souvent utilisé pour le traitement à grande échelle, tandis que le charbon actif en poudre peut être plus adapté à certains traitements à petite échelle ou de haute précision. Prétraiter l'adsorbant par lavage et séchage pour éliminer les impuretés.

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• Processus d'adsorptionAjouter l'adsorbant au liquide résiduaire contenant du cyanure et remuer continuellement pour augmenter la surface de contact entre l'adsorbant et le liquide résiduaire. Le temps d'adsorption varie en fonction de la concentration en cyanure et du type d'adsorbant, généralement de quelques minutes à plusieurs heures.

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• Séparation:Une fois l'adsorption terminée, séparez l'adsorbant du liquide résiduaire en utilisant des méthodes telles que la filtration ou la sédimentation.

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• Régénération des adsorbantsComme pour la résine échangeuse d'ions, l'adsorbant utilisé peut être régénéré. Pour le charbon actif, les méthodes de régénération comprennent la régénération thermique (chauffage du charbon actif à haute température pour désorber les substances adsorbées) et la régénération chimique (utilisation de réactifs chimiques pour réagir avec les substances adsorbées).

3. Méthodes de traitement biologique

• PrincipeCertains micro-organismes ont la capacité de dégrader le cyanure. Ces micro-organismes l'utilisent comme source de carbone, d'azote ou d'énergie dans des conditions environnementales spécifiques. Par exemple, certaines bactéries peuvent convertir le cyanure en substances moins toxiques comme l'ammoniac et le dioxyde de carbone par une série de réactions enzymatiques. L'ensemble du processus implique le métabolisme des micro-organismes, et chaque micro-organisme peut avoir des voies métaboliques différentes pour la dégradation du cyanure.

• Process Flow:

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• Sélection et culture de micro-organismesSélectionner des micro-organismes dégradant le cyanure appropriés, pouvant être isolés de milieux naturels tels que le sol ou les stations d'épuration. Cultiver ces micro-organismes en laboratoire pour obtenir une quantité adéquate d'inoculum microbien. Le milieu de culture doit contenir les nutriments nécessaires à la croissance des micro-organismes.

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• Configuration du réacteur: Mettre en place un réacteur de traitement biologique, tel qu'un réacteur à boues activées ou un réacteur à biofilm. Dans un réacteur à boues activées, les micro-organismes sont en suspension dans le liquide résiduaire, tandis que dans un réacteur à biofilm, ils se fixent sur un support solide pour former un biofilm.

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• Traitement des déchets liquidesIntroduire le liquide résiduaire contenant du cyanure dans le réacteur de traitement biologique. Contrôler les conditions environnementales du réacteur, notamment la température (généralement autour de 25 à 35 °C), le pH (généralement autour de 7 à 8) et la teneur en oxygène dissous, afin de créer un environnement propice aux micro-organismes.

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• Monitorage et contrôleSurveiller en permanence la concentration de cyanure et d'autres paramètres pertinents dans les déchets liquides pendant le traitement. Adaptez rapidement les conditions de fonctionnement du réacteur en fonction des résultats de la surveillance afin de garantir le fonctionnement stable du système de traitement biologique.

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• Traitement des effluentsAprès traitement biologique, l'effluent peut encore contenir des micro-organismes et de faibles quantités de matière organique. Un traitement complémentaire, tel qu'une désinfection (par irradiation ultraviolette ou ajout de désinfectants) et une filtration, peut s'avérer nécessaire pour respecter les normes de rejet.

4. Considérations relatives au traitement

• La sécurité, c'est une priorité!Les liquides résiduaires contenant du cyanure sont hautement toxiques. Toutes les opérations de traitement doivent être effectuées dans un endroit bien ventilé, de préférence sous une hotte aspirante. Les opérateurs doivent porter un équipement de protection individuelle approprié, notamment des gants étanches aux gaz, des lunettes de protection et un appareil de protection respiratoire.

• Détermination précise de la concentrationAvant le traitement, il est essentiel de mesurer avec précision la concentration de cyanure dans les déchets liquides. Ceci est essentiel pour choisir la méthode de traitement appropriée et déterminer le dosage des agents de traitement.

• Traitement combinéDans de nombreux cas, une seule méthode de traitement peut ne pas suffire à respecter pleinement les normes de rejet. Il est donc conseillé d'envisager des méthodes de traitement combinées. Par exemple, une combinaison d'oxydation chimique et de traitement biologique permet souvent d'obtenir de meilleurs résultats.

• Impact EnvironnementalLors du choix des méthodes et des agents de traitement, tenez compte de leur impact potentiel sur l'environnement. Privilégiez des méthodes et des agents respectueux de l'environnement et produisant moins de pollution secondaire.

• Conformité aux règlements: S'assurer que le processus de traitement et la qualité des effluents finaux sont conformes aux réglementations nationales et locales en vigueur en matière de protection de l'environnement. Surveiller régulièrement les résultats du traitement et les communiquer aux services de protection de l'environnement compétents.

En conclusion, le traitement des liquides résiduaires hautement toxiques contenant du cyanure nécessite une prise en compte approfondie de divers facteurs. En choisissant la méthode de traitement appropriée et en suivant scrupuleusement les procédures d'exploitation, nous pouvons réduire efficacement la toxicité des liquides résiduaires contenant du cyanure et protéger l'environnement et la santé humaine.