მაღალი ტოქსიკურობის ციანიდის შემცველი ნარჩენი სითხეების დამუშავება

ციანიდის შემცველი ნარჩენი სითხეები უკიდურესად ტოქსიკურია და სერიოზულ საფრთხეს უქმნის ადამიანის ჯანმრთელობას და ეკოლოგიურ გარემოს. ამიტომ, ასეთი ნარჩენი სითხეების სათანადო დამუშავება უაღრესად მნიშვნელოვანია. ეს სტატია წარმოგიდგენთ მაღალი ტოქსიკურობის მქონე ნარჩენი სითხეების დამუშავების რამდენიმე გავრცელებულ მეთოდს. ციანიდი - შეიცავს ნარჩენ სითხეებს.

1. ქიმიური დაჟანგვის მეთოდები

1.1 ტუტე ქლორირების მეთოდი

• პრინციპიტუტე გარემოში, ციანიდის შემცველ ნარჩენ სითხეს ემატება ძლიერი დამჟანგავი აგენტები, როგორიცაა ქლორის აირი, ნატრიუმის ჰიპოქლორიტი ან კალციუმის ჰიპოქლორიტი. ჰიპოქლორიტის იონები რეაგირებენ ციანიდის იონებთან ორეტაპიანი პროცესით. თავდაპირველად, ციანიდი იჟანგება ციანატამდე, შემდეგ კი იჟანგება არატოქსიკურ ნივთიერებებამდე, როგორიცაა Carbon დიოქსიდი და აზოტის აირი.

• პროცესის ნაკადი:

• 
  

• pH რეგულირებადაიწყეთ ციანიდის შემცველ ნარჩენ სითხეში ნატრიუმის ჰიდროქსიდის დამატებით, რათა pH-ის მნიშვნელობა 10-11-ს შორის დააყენოთ.

• 
  

• ოქსიდანტის დამატებანელ-ნელა შეიყვანეთ შერჩეული ოქსიდანტის შესაბამისი რაოდენობა, მაგალითად, ნატრიუმის ჰიპოქლორიტის ხსნარი. საჭირო ოქსიდანტის რაოდენობა დამოკიდებულია ნარჩენ სითხეში ციანიდის კონცენტრაციაზე. დამატების დროს განუწყვეტლივ ურიეთ, რათა უზრუნველყოთ თანაბარი შერევა.

• 
  

• რეაქცია და მონიტორინგირეაქცია რამდენიმე საათის განმავლობაში გააგრძელეთ და მუდმივად შეამოწმეთ ციანიდის კონცენტრაცია ნარჩენ სითხეში. მონიტორინგის გავრცელებული ტექნიკა მოიცავს ციანიდისთვის სპეციფიკური ელექტროდების ან კოლორიმეტრიული მეთოდების გამოყენებას.

• 
  

• ნეიტრალიზაცია და განმუხტვაროგორც კი რეაქცია დასრულდება და ციანიდის კონცენტრაცია დააკმაყოფილებს გამონადენის სტანდარტს (ჩვეულებრივ, ბევრ რეგიონში 0.5 მგ/ლ-ზე ნაკლები), გამოყოფილი სითხის pH დაარეგულირეთ ნეიტრალურ დიაპაზონამდე (pH = 6-9) შესაბამისი მჟავის, მაგალითად გოგირდმჟავას გამოყენებით და შემდეგ გამოდევნეთ იგი.

1.2 წყალბადის ზეჟანგით დაჟანგვის მეთოდი

• პრინციპიწყალბადის ზეჟანგი ძლიერი დამჟანგავი საშუალებაა. კატალიზატორის, მაგალითად სპილენძის იონების თანაობისას, მას შეუძლია ნარჩენ სითხეში ციანიდის იონების დაჟანგვა, ციანიდის არატოქსიკურ აზოტად და ნახშირორჟანგად გარდაქმნა.

• პროცესის ნაკადი:

• 
  

• pH რეგულირებაციანიდის შემცველი ნარჩენი სითხის pH მნიშვნელობა მჟავე დიაპაზონამდე შეცვალეთ, როგორც წესი, pH = 3-5-ის გარშემო, რადგან წყალბადის ზეჟანგის ციანიდთან დაჟანგვის რეაქცია უფრო ეფექტურია მჟავე პირობებში.

• 
  

• კატალიზატორის და წყალბადის ზეჟანგის დამატებანარჩენ სითხეს დაამატეთ კატალიზატორის მცირე რაოდენობა, მაგალითად, სპილენძის სულფატი, შემდეგ კი თანდათანობით დაამატეთ წყალბადის ზეჟანგის ხსნარი. დამატებული წყალბადის ზეჟანგის რაოდენობა საკმარისი უნდა იყოს ციანიდის სრულად დასაჟანგავად. რადგან რეაქცია ეგზოთერმულია, ყურადღება მიაქციეთ რეაქციის ტემპერატურის კონტროლს, რათა თავიდან აიცილოთ გადახურება.

• 
  

• რეაქცია და გამოყოფადამატების დასრულების შემდეგ, რეაქციას გარკვეული დროით მიეცით საშუალება, რომ მიმდინარეობდეს. შემდეგ, ჩაატარეთ მყარი და თხევადი ნივთიერებების გამოყოფა, მაგალითად, დალექვის ან ფილტრაციის გზით, რათა მოიშოროთ ნალექის სახით წარმოქმნილი ნივთიერებები, მაგალითად, ლითონის ჰიდროქსიდები, თუ ნარჩენ სითხეში მძიმე ლითონის იონებია.

• 
  

• მკურნალობის შემდგომი პერიოდიდამუშავებული ზედა ფენა შეიძლება გაიაროს შემდგომი დამუშავება სხვა მეთოდების გამოყენებით, როგორიცაა ადსორბცია ან მემბრანული გამოყოფა, რათა უზრუნველყოფილი იყოს საბოლოო ჩამდინარე წყლის ხარისხი შესაბამის სტანდარტებს.

1.3 ოზონის დაჟანგვის მეთოდი

• პრინციპიოზონი ძლიერი დაჟანგვის აგენტია მაღალი დაჟანგვის პოტენციალით. ციანიდის შემცველ ნარჩენ სითხეებში შეყვანისას, ის პირდაპირ რეაგირებს ციანიდის იონებთან, ჟანგავს მათ არატოქსიკურ ნივთიერებებად, როგორიცაა კარბონატი და აზოტი. რეაქციის მექანიზმი რთულია და შეიძლება მოიცავდეს შუალედურ პროდუქტებს. ლითონის იონების კატალიზატორების, როგორიცაა სპილენძის და მაგნიუმის იონები, არსებობამ შეიძლება დააჩქაროს რეაქციის სიჩქარე.

• პროცესის ნაკადი:

• 
  

• ნარჩენების სითხის წინასწარი დამუშავებაპირველ რიგში, ციანიდის შემცველ ნარჩენ სითხეში მსხვილი ნაწილაკების მინარევები და სუსპენზიური მყარი ნაწილაკები ფილტრაციის ან დალექვის გზით უნდა მოიშოროთ. ეს ხელს უშლის ოზონის წარმომქმნელი აღჭურვილობის გაჭედვას და უზრუნველყოფს რეაქციის შეუფერხებელ მიმდინარეობას.

• 
  

• ოზონის წარმოქმნა და შესავალიოზონის გაზის წარმოებისთვის გამოიყენეთ ოზონის გენერატორი, რომელიც შემდეგ გაზის გამანაწილებელი მოწყობილობის მეშვეობით მიეწოდება ნარჩენ სითხეს. შეყვანილი ოზონის რაოდენობა უნდა დარეგულირდეს ციანიდის კონცენტრაციისა და ნარჩენი სითხის მოცულობის მიხედვით.

• 
  

• რეაქცია და მონიტორინგირეაქცია ჩაატარეთ დახურულ რეაქციის ავზში გარკვეული პერიოდის განმავლობაში. რეაქციის დროს რეალურ დროში აკონტროლეთ ციანიდის კონცენტრაცია ნარჩენ სითხეში. რეაქციის დრო, როგორც წესი, უფრო მოკლეა, ვიდრე დაჟანგვის სხვა ზოგიერთ მეთოდთან შედარებით, მაგრამ ის მაინც დამოკიდებულია ნარჩენი სითხის სპეციფიკურ პირობებზე.

• 
  

• ჩამდინარე წყლების მკურნალობარეაქციის შემდეგ, დამუშავებულ ნარჩენ სითხეს შეიძლება დასჭირდეს დამატებითი დამუშავება, როგორიცაა pH-ის მნიშვნელობის კორექტირება და ოზონის შემცველი პროდუქტების მოცილება, გამონადენის სტანდარტების დასაკმაყოფილებლად.

2. ფიზიკურ-ქიმიური მეთოდები

2.1 იონური გაცვლის მეთოდი

• პრინციპიგამოიყენება სპეციალური იონგაცვლითი ფისები. ამ ფისებს აქვთ ფუნქციური ჯგუფები, რომლებსაც შეუძლიათ შერჩევითად ადსორბირება მოახდინონ ციანიდის იონების ან მეტალ-ციანიდის კომპლექსების ნარჩენ სითხეში. მაგალითად, ზოგიერთ ანიონგაცვლით ფისს შეუძლია თავისი ანიონების გაცვლა ხსნარში არსებულ ციანიდის იონებთან.

• პროცესის ნაკადი:

• 
  

• ფისოვანი შერჩევა და მომზადებაციანიდის შემცველი ნარჩენი სითხის მახასიათებლების, მაგალითად, არსებული ლითონ-ციანიდის კომპლექსების ტიპის მიხედვით, შეარჩიეთ შესაბამისი იონგაცვლითი ფისი. ფისი წინასწარ დაამუშავეთ მჟავა და ტუტე ხსნარებით გარეცხვით, რათა გაააქტიუროთ მისი გაცვლითი ფუნქცია.

• 
  

• სვეტის შეფუთვაწინასწარ დამუშავებული ფისი მოათავსეთ იონგაცვლით სვეტში.

• 
  

• ნარჩენი სითხის გავლაციანიდის შემცველი ნარჩენი სითხე ნელა გაატარეთ იონგაცვლის სვეტში. აკონტროლეთ ნაკადის სიჩქარე, რათა უზრუნველყოთ ნარჩენ სითხესა და ფისს შორის საკმარისი კონტაქტის დრო.

• 
  

• ფისის რეგენერაციამას შემდეგ, რაც ფისი შეიწოვს ციანიდის გარკვეულ რაოდენობას, მისი რეგენერაციაა საჭირო. რეგენერაციის პროცესი, როგორც წესი, გულისხმობს რეგენერაციის ხსნარის გამოყენებას, როგორიცაა ძლიერი მჟავა ან ძლიერი ფუძე ხსნარი, ფისიდან ადსორბირებული ციანიდის იონების მოსაშორებლად. რეგენერირებული ფისის ხელახლა გამოყენება შესაძლებელია.

• 
  

• რეგენერაციული სითხის მკურნალობარეგენერაციის სითხე, რომელიც შეიცავს ციანიდის მაღალ კონცენტრაციას, საჭიროებს შემდგომ დამუშავებას, როგორც წესი, ქიმიური დაჟანგვის მეთოდები ზემოთ აღწერილი მეთოდით, ციანიდი არატოქსიკურ ნივთიერებებად გარდაიქმნება.

2.2 ადსორბციის მეთოდი

• პრინციპიადსორბენტები, როგორიცაა გააქტიურებული Carbon და ზეოლიტს აქვთ დიდი სპეციფიკური ზედაპირის ფართობი და ძლიერი ადსორბციული უნარი. მათ შეუძლიათ ციანიდის იონების და სხვა დამაბინძურებლების ადსორბცია ნარჩენ სითხეში ფიზიკური ადსორბციის გზით, როგორიცაა ვან დერ ვაალის ძალები, და ქიმიური ადსორბციის გზით, როგორიცაა ქიმიური ბმების წარმოქმნა ზედაპირულ ფუნქციურ ჯგუფებთან. გააქტიურებული ნახშირბადი, განსაკუთრებით, ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა ნივთიერებებისთვის მისი მაღალი ადსორბციული ეფექტურობის გამო.

• პროცესის ნაკადი:

• 
  

• ადსორბენტის შერჩევა და წინასწარი დამუშავებანარჩენი სითხის ბუნების მიხედვით, შეარჩიეთ შესაბამისი ადსორბენტი. მაგალითად, გრანულირებული გააქტიურებული ნახშირი ხშირად გამოიყენება ფართომასშტაბიანი დამუშავებისთვის, ხოლო ფხვნილისებრი გააქტიურებული ნახშირი შეიძლება უფრო შესაფერისი იყოს მცირე მასშტაბის ან მაღალი სიზუსტის დამუშავებისთვის. მინარევების მოსაშორებლად, ადსორბენტი წინასწარ დაამუშავეთ გარეცხვით და გაშრობით.

• 
  

• ადსორბციის პროცესიადსორბენტი დაუმატეთ ციანიდის შემცველ ნარჩენ სითხეს და განუწყვეტლივ ურიეთ, რათა გაზარდოთ ადსორბენტსა და ნარჩენ სითხეს შორის შეხების ფართობი. ადსორბციის დრო განსხვავდება ციანიდის კონცენტრაციისა და ადსორბენტის ტიპის მიხედვით და, როგორც წესი, რამდენიმე წუთიდან რამდენიმე საათამდე მერყეობს.

• 
  

• დაშორიშორებაადსორბციის დასრულების შემდეგ, ადსორბენტი გამოაცალკევეთ ნარჩენი სითხისგან ისეთი მეთოდების გამოყენებით, როგორიცაა ფილტრაცია ან დალექვა.

• 
  

• ადსორბენტის რეგენერაციაიონგაცვლითი ფისის მსგავსად, გამოყენებული ადსორბენტის რეგენერაცია შესაძლებელია. გააქტიურებული ნახშირის შემთხვევაში, რეგენერაციის მეთოდები მოიცავს თერმულ რეგენერაციას (აქტივირებული ნახშირის მაღალ ტემპერატურაზე გაცხელება ადსორბირებული ნივთიერებების დესორბციისთვის) და ქიმიურ რეგენერაციას (ქიმიური რეაგენტების გამოყენება ადსორბირებულ ნივთიერებებთან რეაქციისთვის).

3. ბიოლოგიური დამუშავების მეთოდები

• პრინციპიგარკვეულ მიკროორგანიზმებს აქვთ ციანიდის დაშლის უნარი. ეს მიკროორგანიზმები ციანიდს იყენებენ ნახშირბადის, აზოტის ან ენერგიის წყაროდ კონკრეტულ გარემო პირობებში. მაგალითად, ზოგიერთ ბაქტერიას შეუძლია ციანიდის გარდაქმნა ნაკლებად ტოქსიკურ ნივთიერებებად, როგორიცაა ამიაკი და ნახშირორჟანგი, ფერმენტული რეაქციების სერიის მეშვეობით. მთელი პროცესი მოიცავს მიკროორგანიზმების მეტაბოლიზმს და სხვადასხვა მიკროორგანიზმს შეიძლება ჰქონდეს ციანიდის დაშლის განსხვავებული მეტაბოლური გზები.

• პროცესის ნაკადი:

• 
  

• მიკროორგანიზმების შერჩევა და კულტივაციაშეარჩიეთ ციანიდის დამშლელი შესაფერისი მიკროორგანიზმები, რომელთა იზოლირება შესაძლებელია ბუნებრივი გარემოდან, როგორიცაა ნიადაგი ან ჩამდინარე წყლების გამწმენდი ნაგებობები. მიკრობული ინოკულუმის საკმარისი რაოდენობის მისაღებად, ეს მიკროორგანიზმები მოიყვანეთ ლაბორატორიაში. კულტივაციის საშუალება უნდა შეიცავდეს შესაბამის საკვებ ნივთიერებებს მიკროორგანიზმების ზრდის ხელშესაწყობად.

• 
  

• რეაქტორის დაყენებამოაწყვეთ ბიოლოგიური დამუშავების რეაქტორი, როგორიცაა აქტივირებული ნალექის რეაქტორი ან ბიოფილმის რეაქტორი. აქტივირებული ნალექის რეაქტორში მიკროორგანიზმები ნარჩენ სითხეში სუსპენზიურ მდგომარეობაში იმყოფებიან, ხოლო ბიოფილმის რეაქტორში მიკროორგანიზმები მყარ საყრდენ ზედაპირს ემაგრებიან ბიოფილმის წარმოსაქმნელად.

• 
  

• ნარჩენების სითხის დამუშავებაციანიდის შემცველი ნარჩენი სითხე შეიტანეთ ბიოლოგიური დამუშავების რეაქტორში. მიკროორგანიზმებისთვის შესაფერისი საცხოვრებელი გარემოს შესაქმნელად, აკონტროლეთ რეაქტორში არსებული გარემო პირობები, მათ შორის ტემპერატურა (ჩვეულებრივ, დაახლოებით 25-35 °C), pH (ჩვეულებრივ, დაახლოებით 7-8) და გახსნილი ჟანგბადის შემცველობა.

• 
  

• მონიტორინგი და კონტროლიდამუშავების პროცესში ნარჩენ სითხეში ციანიდის და სხვა შესაბამისი პარამეტრების მუდმივი მონიტორინგი. ბიოლოგიური დამუშავების სისტემის სტაბილური მუშაობის უზრუნველსაყოფად, მონიტორინგის შედეგების შესაბამისად, დაუყოვნებლივ დაარეგულირეთ რეაქტორის სამუშაო პირობები.

• 
  

• ჩამდინარე წყლების მკურნალობაბიოლოგიური დამუშავების შემდეგ, ჩამდინარე წყლებში შესაძლოა კვლავ იყოს გარკვეული რაოდენობის მიკროორგანიზმები და ორგანული ნივთიერებები. ჩაშვების სტანდარტების დასაკმაყოფილებლად შესაძლოა საჭირო გახდეს შემდგომი დამუშავება, როგორიცაა დეზინფექცია (ულტრაიისფერი დასხივების ან სადეზინფექციო საშუალებების დამატების მეთოდების გამოყენებით) და ფილტრაცია.

4. მკურნალობისას გასათვალისწინებელი საკითხები

• უსაფრთხოების პირველიციანიდის შემცველი ნარჩენი სითხეები ძლიერ ტოქსიკურია და დამუშავების ყველა ოპერაცია უნდა ჩატარდეს კარგად ვენტილირებად ადგილას, სასურველია გამწოვში. ოპერატორებმა უნდა ატარონ შესაბამისი პირადი დამცავი აღჭურვილობა, მათ შორის გაზგაუმტარი ხელთათმანები, სათვალე და სასუნთქი გზების დამცავი საშუალებები.

• კონცენტრაციის ზუსტი განსაზღვრადამუშავებამდე, ნარჩენ სითხეში ციანიდის კონცენტრაცია ზუსტად გაზომეთ. ეს გადამწყვეტი მნიშვნელობისაა შესაბამისი დამუშავების მეთოდის არჩევისა და დამუშავების საშუალებების დოზის განსაზღვრისთვის.

• კომბინირებული მკურნალობაბევრ შემთხვევაში, ერთი დამუშავების მეთოდი შეიძლება არ იყოს საკმარისი გამონადენის სტანდარტების სრულად დასაკმაყოფილებლად. ამიტომ, განიხილეთ კომბინირებული დამუშავების მეთოდების გამოყენება. მაგალითად, ქიმიური დაჟანგვისა და ბიოლოგიური დამუშავების კომბინაცია ხშირად უკეთეს შედეგებს იძლევა.

• Გავლენა გარემოზედამუშავების მეთოდებისა და გამწმენდი საშუალებების შერჩევისას გაითვალისწინეთ მათი პოტენციური ზემოქმედება გარემოზე. აირჩიეთ ისეთი მეთოდები და საშუალებები, რომლებიც ეკოლოგიურად სუფთაა და ნაკლებ მეორად დაბინძურებას წარმოქმნის.

• რეგლამენტის შესაბამისობადარწმუნდით, რომ დამუშავების პროცესი და საბოლოო ჩამდინარე წყლების ხარისხი შეესაბამება შესაბამის ეროვნულ და ადგილობრივ გარემოს დაცვის რეგულაციებს. რეგულარულად აკონტროლეთ დამუშავების შედეგები შეატყობინეთ შესაბამის გარემოს დაცვის დეპარტამენტებს.

დასკვნის სახით, მაღალი ტოქსიკურობის ციანიდის შემცველი ნარჩენი სითხეების დამუშავება მოითხოვს სხვადასხვა ფაქტორების ყოვლისმომცველ გათვალისწინებას. შესაბამისი დამუშავების მეთოდის არჩევით და ოპერაციული პროცედურების მკაცრი დაცვით, ჩვენ შეგვიძლია ეფექტურად შევამციროთ ციანიდის შემცველი ნარჩენი სითხეების ტოქსიკურობა და დავიცვათ გარემო და ადამიანის ჯანმრთელობა.