Цианидті тазарту әдістері – құрамында фармацевтикалық ағынды сулар

кіріспе

Фармацевтика өнеркәсібінің қарқынды дамуымен емдеу цианид - құрамында ағынды сулардың болуы қоршаған ортаны қорғау саласындағы маңызды мәселеге айналды. Цианид өте улы зат, оның аздаған мөлшерінің өзі адам денсаулығына және қоршаған ортаға үлкен зиян келтіруі мүмкін. разряды фармацевтикалық ағынды сулар Құрамында тиісті өңдеусіз цианид бар су көздеріне, су ағзаларына және бүкіл экожүйеге үлкен қауіп төндіреді. Сондықтан, фармацевтикалық ағынды сулардағы цианидтерді қолайлы деңгейге дейін төмендету үшін тиімді тазарту әдістерін қолдану өте маңызды.

Фармацевтикалық ағынды сулардағы цианидтің көздері мен қауіптері

Дереккөздер

Цианид кейбір фармацевтикалық синтез процестерінде қолданылады. Мысалы, белгілі бір препараттарды өндіруде цианидті құрамдас қосылыстар шикізат немесе реакция аралық өнімдері ретінде қолданылуы мүмкін. Өндіріс процесінде цианид міндетті түрде сарқынды суларға түседі, нәтижесінде құрамында цианид бар фармацевтикалық ағынды сулар пайда болады.

Қауіпті

1. Адамға улылығы: Цианид адам ағзасындағы цитохром оксидазасының белсенділігін тежей алады, тыныс алу тізбегіндегі электрондардың қалыпты тасымалдануын блоктайды және ақыр соңында тіндік гипоксияға әкеледі. Ауыр жағдайларда ол тез өлімге әкелуі мүмкін. Тіпті төмен концентрациялы цианидпен ұзақ уақыт әсер ету жүйке жүйесіне, жүрек-тамыр жүйесіне және басқа да физиологиялық функцияларға әсер ететін созылмалы улануды тудыруы мүмкін.

2. Экожүйеге зиян: Су ортасында цианид балықтар мен басқа су организмдері үшін өте уытты. Ол су ағзаларының желбезектері мен жүйке жүйесін зақымдап, олардың тыныс алу және тіршілік ету қабілетін төмендетеді. Сонымен қатар, қоректік тізбек арқылы цианид жинақталуы және ұлғаюы мүмкін, бұл қоректік тізбектегі жоғары деңгейдегі ағзаларға қауіп төндіреді.

Цианидті тазалаудың жалпы әдістері – құрамында фармацевтикалық ағынды су бар

Химиялық тотығу әдісі

1.Сілтілік хлорлау

• Қағидасы: Сілтілі жағдайларда (әдетте рН = 10 - 11) ағынды суға хлор газы немесе натрий гипохлориті сияқты хлоры бар тотықтырғыштар қосылады. Цианид алдымен цианатқа дейін тотығады, содан кейін көмірқышқыл газы мен азот газына дейін тотығады.

• артықшылықтары: Бұл әдіс салыстырмалы түрде ұзақ қолдану тарихына ие және кеңінен қолданылады. Тазарту әсері тұрақты және ол ағынды сулардағы цианид құрамын тиімді төмендете алады. Қажетті жабдық салыстырмалы түрде қарапайым және операцияны меңгеру салыстырмалы түрде оңай.

• кемшіліктері: Құрамында хлор бар тотықтырғыштар ағынды сулардағы басқа органикалық заттармен әрекеттесіп, канцерогенді және мутагенді болып табылатын тригалометан сияқты зиянды жанама өнімдерді тудыруы мүмкін. Сонымен қатар, тотықтырғыштардың дозасын дәл бақылау қажет. Егер сома тым үлкен болса, ол химиялық заттардың шамадан тыс тұтынылуына және өңдеу шығындарының өсуіне әкеледі; егер сома тым аз болса, емдеу әсері тамаша болмайды.

1.Озонның тотығуы

• Қағидасы: Озон – күшті тотықтырғыш. Ағынды суларды тазарту процесінде озон цианидпен тікелей әрекеттеседі, цианидтегі байланысты үзіп, оны көмірқышқыл газы мен азот сияқты улы емес заттарға дейін тотықтырады.

• артықшылықтары: Озон тотығуы жоғары өңдеу тиімділігіне ие және цианидті тез ыдыратуы мүмкін. Ол қайталама ластануды болдырмай, тазартылған суға қосымша зиянды заттарды енгізбейді. Сонымен қатар, озон ағынды суларды дезинфекциялау және түссіздандыру, тазартылған судың жалпы сапасын жақсартуда рөл атқара алады.

• кемшіліктері: Озон өндіруге арналған жабдық салыстырмалы түрде қымбат және энергия тұтынуы жоғары. Озонның суда ерігіштігі салыстырмалы түрде төмен, бұл оның реакция тиімділігін шектейді. Сонымен қатар, озонның тұрақтылығы нашар және оны өз орнында өндіру қажет, бұл тазарту процесін басқару мен операцияның күрделілігін арттырады.

1.Сутегі асқын тотығының тотығуы

• Қағидасы: Темір иондары сияқты катализатордың қатысуымен сутегі асқын тотығы жоғары реактивті гидроксил радикалдарын құру үшін ыдырайды. Бұл радикалдар алдымен цианидті цианатқа дейін тотықтыра алады, содан кейін цианатты одан әрі улы емес заттарға дейін тотықтырады.

• артықшылықтары: Сутегі асқын тотығы салыстырмалы түрде таза тотықтырғыш болып табылады және реакция өнімдері негізінен су мен оттегі болып табылады, бұл екінші реттік ластануды тудырмайды. Тазалау процесі салыстырмалы түрде жұмсақ және ағынды сулардың сапасының өзгеруіне белгілі бір бейімделгіштікке ие.

• кемшіліктері: Каталитикалық тотығу жүйесі рН мәні және катализатор дозасы сияқты реакция жағдайларын қатаң бақылауды талап етеді. Егер шарттар сәйкес келмесе, тотығу тиімділігі айтарлықтай төмендейді. Сонымен қатар, сутегі асқын тотығының құны салыстырмалы түрде жоғары, бұл ағынды суларды тазарту құнын арттырады.

Биологиялық өңдеу әдісі

1. Қағидасы: Кейбір микроорганизмдердің цианидті ыдырату қабілеті бар. Қолайлы температура, рН мәні және еріген оттегі сияқты тиісті қоршаған орта жағдайында бұл микроорганизмдер цианидті көміртегі диоксиді, су және аммиак сияқты уытты емес заттарға айналдыра отырып, өсу және метаболизм үшін көміртегі көзі немесе азот көзі ретінде пайдалана алады. Мысалы, Pseudomonas тұқымдас кейбір бактериялар цианидті бірқатар ферментативті реакциялар арқылы ыдыратуы мүмкін.

2. артықшылықтары: Биологиялық тазарту – экологиялық таза әдіс. Ол химиялық қалдықтардың түзілуін азайта отырып, көп мөлшерде химиялық реагенттерді қажет етпейді. Кейбір химиялық тотығу әдістерімен салыстырғанда пайдалану құны салыстырмалы түрде төмен, әсіресе ірі көлемдегі төмен концентрациялы цианидті - ағынды суларды тазарту үшін қолайлы.

3. кемшіліктері: Биологиялық тазарту микроорганизмдердің белсенділігіне өте тәуелді. Микроорганизмдердің цианид концентрациясының кенет артуы, рН мәнінің ауытқуы, улы және тежегіш заттардың болуы сияқты ағынды су сапасының өзгеруіне бейімделуі салыстырмалы түрде нашар. Өңдеу уақыты әдетте химиялық тотығу әдістеріне қарағанда ұзағырақ және жер ресурстарын көбірек алатын үлкен аумақты реакциялық резервуар қажет.

Физикалық – химиялық өңдеу әдісі

1.Адсорбция әдісі

• Қағидасы: Ағынды судағы цианидті адсорбциялау үшін белсендірілген көмір, цеолит және шайыр сияқты адсорбенттер қолданылады. Белсендірілген көмір өзінің үлкен меншікті бетімен және бай кеуекті құрылымымен цианидті физикалық және химиялық жолмен адсорбциялай алады. Белсендірілген көмірдегі беттік функционалды топтар электростатикалық тартылыс және химиялық байланыс арқылы цианид иондарымен әрекеттесе алады.

• артықшылықтары: Адсорбция әдісі қарапайым жұмыс процесіне ие және ағынды судағы төмен концентрациялы цианидті тиімді түрде жоя алады. Адсорбенттерді қалпына келтіруге және кейбір жағдайларда қайта пайдалануға болады, бұл емдеу шығындарын азайтады. Сондай-ақ емдеу әсерін одан әрі жақсарту үшін оны басқа емдеу әдістерімен біріктіруге болады.

• кемшіліктері: Адсорбенттердің адсорбциялық қабілеті шектеулі. Адсорбент қаныққан кезде оны ауыстыру немесе қалпына келтіру қажет. Регенерация процесі салыстырмалы түрде күрделі және қосымша энергия мен химиялық заттарды қажет етуі мүмкін. Сонымен қатар, жоғары сапалы адсорбенттердің құны салыстырмалы түрде жоғары.

1.Мембраналық бөлу әдісі

• Қағидасы: Кері осмос, нанофильтрация және ультрафильтрация сияқты мембраналық бөлу технологияларын цианидті ағынды сулардан бөлу үшін пайдалануға болады. Бұл мембраналар цианидті және басқа да үлкенірек молекулалық салмақты ластаушы заттарды сақтай отырып, су молекулалары мен кейбір шағын молекулалық заттардың өтуіне мүмкіндік беретін селективті өткізгіштікке ие. Мысалы, кері осмос процесінде жоғары қысымда су жартылай өткізгіш мембрана арқылы өтеді, ал цианид жоғары қысым жағында ұсталады.

• артықшылықтары: Мембраналық бөлу цианидті жоғары дәлдікпен жоғары тиімділікпен бөлуге қол жеткізе алады. Ол үздіксіз жұмыс істей алады және шағын ізі бар. Тазартылған судың сапасы салыстырмалы түрде тұрақты және ағызудың қатаң стандарттарына сәйкес келеді.

• кемшіліктері: мембрана ластануға бейім, бұл мембрана ағынын және бөлу тиімділігін төмендетеді. Мембрананы тазалау және ауыстыру қымбатқа түседі. Сонымен қатар, мембрананы бөлуге арналған жабдыққа бастапқы инвестиция салыстырмалы түрде үлкен.

Процесті таңдау және оңтайландыру

Құрамында фармацевтикалық ағынды су бар цианидті тазарту процесін таңдағанда, көптеген факторларды жан-жақты ескеру қажет.

1. Ағынды сулардың сапасы: Ағынды судағы цианид концентрациясын, ауыр металдар мен органикалық заттар сияқты басқа ластаушы заттардың болуын және ағынды судың рН мәнін талдаңыз. Жоғары концентрациялы цианидтер үшін - құрамында ағынды сулар бар, химиялық тотығу әдістері қолайлырақ болуы мүмкін; төмен концентрациялы цианидтер үшін - құрамында ағынды су бар, биологиялық тазарту немесе физикалық-химиялық тазарту әдістері қарастырылуы мүмкін.

2. Емдеуге қойылатын талаптар: Тазартылған суды шығарудың қажетті стандарттарын немесе қайта пайдалану талаптарын анықтаңыз. Егер цианидті ағызу стандарты өте қатаң болса, тазартылған судың стандартқа сай болуын қамтамасыз ету үшін бірнеше тазарту әдістерінің комбинациясы қажет болуы мүмкін.

3. Экономикалық факторлар: Өңдеу жабдығының инвестициялық құнын, химиялық заттардың құнын, энергияны тұтынуды және еңбек шығындарын қоса алғанда, операциялық шығындарды, сондай-ақ шламды өңдеу мен жоюға кететін шығындарды қарастырыңыз. Қолайлы құны және жақсы экономикалық пайдасы бар емдеу процесін таңдаңыз.

4. Қоршаған ортаға әсері: Екінші реттік ластануды азайтатын емдеу әдістеріне артықшылық беріңіз. Мысалы, сілтілі хлорлаумен салыстырғанда озонды тотықтыру және биологиялық тазарту әдістері қоршаған ортаға зиян тигізбейтін қосымша өнімдерді шығарады.

Сонымен қатар, нақты өңдеу процесінде емдеу процесін үздіксіз оңтайландыру да қажет. Тазартылған судың сапасын үнемі қадағалап, тазарту жабдығының жұмыс параметрлерін уақтылы реттеп, тазарту жүйесінің тұрақты жұмысын және жақсы тазарту әсерлеріне қол жеткізу үшін жабдыққа техникалық қызмет көрсету және жөндеу жұмыстарын жүргізу.

қорытынды

Құрамында цианидтер бар фармацевтикалық ағынды суларды тазарту қоршаған ортаны қорғау және адам денсаулығы үшін үлкен маңызға ие. Әртүрлі өңдеу әдістерінің, соның ішінде химиялық тотығу, биологиялық өңдеу және физикалық-химиялық өңдеудің өзіндік сипаттамалары мен қолдану аясы бар. Практикалық инженерлік қолданбаларда ағынды сулардың сапасы, тазарту талаптары, экономикалық шығындар және қоршаған ортаға әсерлері сияқты әртүрлі факторларды жан-жақты қарастырып, сәйкес тазарту процесін таңдау және оңтайландыру қажет. Ғылым мен технологияның үздіксіз дамуы кезінде фармацевтикалық өнеркәсіптің тұрақты дамуы мен қоршаған ортаны қорғауға күшті қолдау көрсететін цианидті - құрамында фармацевтикалық ағынды суларды тиімдірек, экологиялық таза және үнемді тазарту технологиялары пайда болады.