साइनाइड फोहोर पानी उपचारमा प्रतिक्रिया अवस्था नियन्त्रण गर्ने

परिचय

साइनाइड युक्त फोहोर पानी धातु प्लेटिङ, स्टील केस - कडाइ, र सुन र चाँदीको अयस्क प्रशोधन जस्ता विभिन्न औद्योगिक प्रक्रियाहरूबाट उत्पन्न हुन्छ। उच्च विषाक्तताको कारणले गर्दा Cyanideकम सांद्रतामा पनि जीवित जीवहरूको लागि घातक हुन सक्ने भएकाले, यस्तो फोहोर पानीको उचित प्रशोधन अत्यन्त महत्त्वपूर्ण छ। प्रभावकारी साइनाइड फोहोर पानी प्रशोधन प्रतिक्रिया अवस्थाहरूको सटीक नियन्त्रण हो। यस लेखले मुख्य प्रतिक्रिया अवस्थाहरू र उपचारको क्रममा तिनीहरूलाई कसरी नियन्त्रण गर्ने भन्ने बारे गहिरिएर छलफल गर्नेछ। साइनाइड - फोहोर पानी भएको।

pH नियन्त्रण

विभिन्न उपचार प्रक्रियाहरूमा महत्व

१. क्षारीय क्लोरिनेसन प्रक्रिया

• साइनाइड फोहोर पानी प्रशोधनको लागि क्षारीय क्लोरिनेशन एक सामान्य विधि हो, र pH नियन्त्रणले महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छ। उपचार प्रतिक्रिया दुई चरणहरूमा हुन्छ। पहिलो चरणमा, साइनाइडलाई सोडियम हाइपोक्लोराइट वा क्लोरीन ग्यास र सोडियम हाइड्रोक्साइडको संयोजनद्वारा साइनेटमा अक्सिडाइज गरिन्छ। यो पहिलो चरणको अक्सिडेशनको लागि इष्टतम pH दायरा सामान्यतया १० र ११ को बीचमा हुन्छ। यदि pH धेरै कम छ भने, अम्लीय हुन्छ, प्रतिक्रियाले विषाक्त साइनोजेन क्लोराइड उत्पादन गर्न सक्छ, जसले महत्त्वपूर्ण खतरा निम्त्याउँछ। उदाहरणका लागि, जब pH ८ भन्दा कम हुन्छ। यो हानिकारक उप-उत्पादन बन्न सक्छ। अर्कोतर्फ, यदि pH धेरै उच्च छ भने, प्रतिक्रिया दर उल्लेखनीय रूपमा घट्नेछ। उच्च pH मानहरूले प्रतिक्रियाकर्ताहरूको घुलनशीलता र प्रतिक्रियाशीलतालाई असर गर्न सक्छ, जसले अक्सिडेशन प्रक्रियालाई कम कुशल बनाउँछ।

२.हाइड्रोजन पेरोक्साइड विधि

• साइनाइड फोहोर पानीको हाइड्रोजन पेरोक्साइड-आधारित उपचारमा, इष्टतम pH दायरा सामान्यतया 9 र 11 को बीचमा हुन्छ। यस विधिमा, हाइड्रोजन पेरोक्साइड उत्प्रेरक (जस्तै फलामको लवण) को उपस्थितिमा विघटन हुन्छ जसले साइनाइडलाई अक्सिडाइज गर्ने अत्यधिक प्रतिक्रियाशील हाइड्रोक्सिल रेडिकलहरू उत्पन्न गर्दछ। यस दायरा भित्रको pH ले हाइड्रोजन पेरोक्साइडको विघटन र यी आवश्यक रेडिकलहरूको गठनलाई बढावा दिन्छ। यदि pH यस दायरा बाहिर छ भने, हाइड्रोजन पेरोक्साइडको विघटन रोकिनेछ, जसले समग्र अक्सिडेशन दक्षता घटाउनेछ।

३. जैविक विघटन प्रक्रिया

• साइनाइड युक्त फोहोर पानीको जैविक विघटनको लागि, जहाँ सूक्ष्मजीवहरूले साइनाइडलाई हानिरहित पदार्थहरूमा विभाजन गर्छन्, pH ६.५ र ८.५ को बीचमा कायम राख्नु आवश्यक छ। सूक्ष्मजीवहरूको चयापचय गतिविधिहरूको लागि इष्टतम pH दायरा हुन्छ। यदि pH धेरै अम्लीय वा धेरै क्षारीय छ भने, यसले सूक्ष्मजीवहरूको साइनाइड-अपमानजनक चयापचय मार्गहरूमा संलग्न इन्जाइमहरूलाई विकृत गर्न सक्छ। उदाहरणका लागि, यदि pH ६.५ भन्दा कम भयो भने, धेरै साइनाइड-अपमानजनक ब्याक्टेरियाहरूले आफ्नो वृद्धि दर र साइनाइड-अपमानजनक क्षमतामा कमी अनुभव गर्नेछन्।

pH समायोजनका लागि विधिहरू

pH नियन्त्रण गर्न, उपयुक्त अम्लीय वा क्षारीय पदार्थहरू फोहोर पानीमा थपिन्छन्। प्रयोग हुने सामान्य एसिडहरूमा सल्फ्यूरिक एसिड र हाइड्रोक्लोरिक एसिड समावेश हुन्छन्, जबकि सामान्य क्षारीयहरू सोडियम हाइड्रोक्साइड र क्याल्सियम हाइड्रोक्साइड हुन्। थपिने एसिड वा क्षारको मात्रा फोहोर पानीको प्रारम्भिक pH र विशिष्ट उपचार प्रक्रियाको लागि लक्षित pH को आधारमा गणना गरिन्छ। pH सेन्सरहरू प्रयोग गरेर सटीक pH मापन गरिन्छ, र आवश्यक रसायनहरू सही रूपमा थप्न स्वचालित खुराक प्रणालीहरू प्रयोग गर्न सकिन्छ।

तापमान नियन्त्रण

प्रतिक्रिया दरमा प्रभाव

१. क्षारीय क्लोरिनेसन र हाइड्रोजन पेरोक्साइड विधिहरू

• सामान्यतया, तापक्रममा वृद्धिले क्षारीय क्लोरिनेशन र हाइड्रोजन पेरोक्साइड-आधारित उपचार दुवैमा प्रतिक्रिया दरलाई तीव्र बनाउन सक्छ। यद्यपि, तापक्रमलाई सावधानीपूर्वक नियन्त्रण गर्न आवश्यक छ। क्षारीय क्लोरिनेशनमा, इष्टतम तापक्रम दायरा २०-३० डिग्री सेल्सियसको आसपास हुन्छ। यदि तापक्रम धेरै कम छ भने, प्रतिक्रिया दर ढिलो हुनेछ, जसको परिणामस्वरूप साइनाइडको अपूर्ण अक्सिडेशन हुनेछ। उदाहरणका लागि, १५ डिग्री सेल्सियस भन्दा कम तापक्रममा, साइनाइड र सोडियम हाइपोक्लोराइट बीचको प्रतिक्रिया पूरा हुन धेरै लामो समय लाग्नेछ। अर्कोतर्फ, यदि तापक्रम धेरै उच्च छ भने, क्षारीय क्लोरिनेशनको अवस्थामा, क्लोरिन ग्यास घोलबाट बाहिर निस्कन सक्छ, जसले अक्सिडाइजिंग एजेन्टको प्रभावकारिता घटाउँछ। हाइड्रोजन पेरोक्साइड विधिमा, ३५ डिग्री सेल्सियस भन्दा माथिको तापक्रमले हाइड्रोजन पेरोक्साइडको द्रुत विघटन निम्त्याउन सक्छ, जसले साइनाइड अक्सिडेशनको लागि इच्छित हाइड्रोक्सिल रेडिकलहरूको सट्टा अक्सिजन ग्यासको गठन निम्त्याउँछ।

३. जैविक विघटन प्रक्रिया

• साइनाइड युक्त फोहोर पानीको जैविक विघटनमा, धेरैजसो साइनाइड क्षय गर्ने सूक्ष्मजीवहरूको लागि इष्टतम तापमान दायरा २० - ३५ डिग्री सेल्सियस हुन्छ। यस दायरा बाहिरको तापक्रमले सूक्ष्मजीवहरूको गतिविधिमा महत्त्वपूर्ण प्रभाव पार्न सक्छ। कम तापक्रममा (२० डिग्री सेल्सियसभन्दा कम), सूक्ष्मजीवहरूको चयापचय दर सुस्त हुन्छ, र तिनीहरूले साइनाइडलाई प्रभावकारी रूपमा तोड्न सक्षम नहुन सक्छन्। उच्च तापक्रम (३५ डिग्री सेल्सियसभन्दा माथि) ले सूक्ष्मजीवहरूको कोशिका झिल्ली र इन्जाइमहरूलाई क्षति पुर्‍याउन सक्छ, जसले गर्दा कोशिकाको मृत्यु हुन्छ र तिनीहरूको साइनाइड क्षय गर्ने क्षमता गुम्छ।

तापमान नियमन प्रविधिहरू

उपयुक्त तापक्रम कायम राख्न, फोहोर पानी प्रशोधन रिएक्टरहरूमा ताप वा शीतलन प्रणालीहरू स्थापना गर्न सकिन्छ। तताउनको लागि, वाष्प-आधारित ताप प्रणालीहरू वा विद्युतीय हीटरहरू प्रयोग गर्न सकिन्छ। शीतलनमा, पानी-चिसो ताप एक्सचेन्जरहरू वा हावा-चिसो कन्डेन्सरहरू प्रयोग गर्न सकिन्छ। तापक्रम सेन्सरहरू प्रयोग गरेर तापक्रम निरन्तर निगरानी गरिन्छ, र उपचार प्रक्रियाको लागि इष्टतम दायरा भित्र तापक्रम राख्न तदनुसार ताप वा शीतलन प्रणालीहरू समायोजन गरिन्छ।

अक्सिडेन्टको मात्रा नियन्त्रण

सही रकम निर्धारण गर्दै

१. क्षारीय क्लोरिनेसन

• क्षारीय क्लोरिनेशनमा, आवश्यक अक्सिडेन्ट (सोडियम हाइपोक्लोराइट वा क्लोरिन ग्यास) को मात्रा साइनाइडसँगको प्रतिक्रिया स्टोइचियोमेट्रीको आधारमा गणना गरिन्छ। अभ्यासमा, अक्सिडेन्टको अतिरिक्त मात्रा, सामान्यतया सैद्धान्तिक मात्रा भन्दा १० - २०% बढी, सामान्यतया थपिन्छ। यो साइनाइडको पूर्ण अक्सिडेशन सुनिश्चित गर्न हो, किनकि फोहोर पानीमा अन्य पदार्थहरू हुन सक्छन् जसले अक्सिडेन्ट उपभोग गर्न सक्छ। यदि अक्सिडेन्टको मात्रा धेरै कम छ भने, साइनाइड पूर्ण रूपमा अक्सिडाइज हुनेछैन, र प्रशोधित फोहोर पानीमा अझै पनि विषाक्त साइनाइडको उच्च स्तर हुन सक्छ। अर्कोतर्फ, यदि खुराक धेरै उच्च छ भने, यसले उपचार लागत मात्र बढाउँदैन तर अनावश्यक उप-उत्पादनहरू पनि निम्त्याउन सक्छ, जस्तै अत्यधिक क्लोरिनले फोहोर पानीमा अन्य जैविक पदार्थसँग प्रतिक्रिया गर्दा हानिकारक कीटाणुशोधन उप-उत्पादनहरू।

२.हाइड्रोजन पेरोक्साइड विधि

• हाइड्रोजन पेरोक्साइड उपचार विधिमा, हाइड्रोजन पेरोक्साइडको इष्टतम मात्रा प्रयोगशाला परीक्षण मार्फत निर्धारण गरिन्छ। यो मात्रा फोहोर पानीमा प्रारम्भिक साइनाइड सांद्रता, अन्य हस्तक्षेपकारी पदार्थहरूको उपस्थिति, र प्रयोग गरिएको उत्प्रेरकको प्रकार जस्ता कारकहरूमा निर्भर गर्दछ। क्षारीय क्लोरिनेसन जस्तै, हाइड्रोजन पेरोक्साइडको अपर्याप्त मात्राले अपूर्ण साइनाइड अक्सिडेशन निम्त्याउँछ। यद्यपि, हाइड्रोजन पेरोक्साइडको अत्यधिक मात्राले उत्पन्न हाइड्रोक्सिल रेडिकलहरूको विघटन निम्त्याउन सक्छ, जसले समग्र उपचार दक्षता घटाउँछ र लागत बढाउँछ।

खुराक नियन्त्रण उपकरण

अक्सिडेन्टको मात्रालाई सही रूपमा नियन्त्रण गर्न, मिटरिङ पम्पहरू सामान्यतया प्रयोग गरिन्छ। यी पम्पहरूले फोहोर पानी प्रशोधन रिएक्टरमा अक्सिडेन्ट घोलको आवश्यक मात्रालाई सटीक रूपमा डेलिभर गर्न सक्छन्। स्वचालित नियन्त्रण प्रणालीहरूलाई मिटरिङ पम्पहरूसँग एकीकृत गर्न सकिन्छ, जसले फोहोर पानीमा साइनाइड सांद्रताको वास्तविक-समय निगरानी वा अक्सिडेशन प्रतिक्रियाको प्रगति (जस्तै ORP मापन मार्फत, जुन पछि छलफल गरिनेछ) को आधारमा खुराक समायोजन गर्दछ।

अक्सिडेशन - रिडक्सन पोटेन्सियल (ORP) नियन्त्रण

प्रतिक्रिया प्रगति अनुगमनमा भूमिका

१. क्षारीय क्लोरिनेसन

• क्षारीय क्लोरिनेशन प्रक्रियामा, अक्सिडेशन प्रतिक्रियाहरूको प्रगति ट्र्याक गर्न ORP अनुगमन महत्त्वपूर्ण छ। साइनाइडको साइनेटमा अक्सिडेशन र त्यसपछि साइनेटको हानिरहित पदार्थहरूमा थप अक्सिडेशन हुँदा, फोहोर पानीको ORP मान परिवर्तन हुन्छ। साइनाइडको साइनेटमा अक्सिडेशनको पहिलो चरणको समयमा, ORP सामान्यतया बढ्छ। यस चरणको लागि लक्षित ORP दायरा लगभग 300 - 500 mV हुन्छ (विशिष्ट प्रतिक्रिया अवस्थाहरूमा निर्भर गर्दै)। जब ORP यो दायरामा पुग्छ, यसले संकेत गर्दछ कि पहिलो चरणको अक्सिडेशन पूरा हुने नजिक छ। साइनेटको हानिरहित पदार्थहरूमा दोस्रो चरणको अक्सिडेशनमा, ORP थप बढ्छ, र लक्ष्य दायरा सामान्यतया 600 - 700 mV को आसपास हुन्छ। ORP को अनुगमन गरेर, अपरेटरहरूले अक्सिडेन्ट थप्न कहिले रोक्ने भनेर निर्धारण गर्न सक्छन्, फोहोर पानीलाई अत्यधिक अक्सिडाइज नगरी वा अक्सिडेन्ट बर्बाद नगरी प्रतिक्रिया पूरा भएको सुनिश्चित गर्दै।

२.हाइड्रोजन पेरोक्साइड विधि

• हाइड्रोजन पेरोक्साइड-आधारित उपचारमा, ORP ले प्रतिक्रिया प्रगतिको महत्त्वपूर्ण सूचकको रूपमा पनि काम गर्दछ। साइनाइड-युक्त फोहोर पानीको प्रारम्भिक ORP अपेक्षाकृत कम हुन्छ। हाइड्रोजन पेरोक्साइड थपिँदै जाँदा र अक्सिडेशन प्रतिक्रिया अगाडि बढ्दै जाँदा, ORP बढ्छ। साइनाइड फोहोर पानीको हाइड्रोजन पेरोक्साइड उपचारको लागि लक्षित ORP दायरा सामान्यतया लगभग 400-500 mV हुन्छ। जब ORP यो मानमा पुग्छ, यसले संकेत गर्छ कि साइनाइडलाई प्रभावकारी रूपमा गैर-विषाक्त रूपमा अक्सिडाइज गरिएको छ।

ORP अनुगमन र नियन्त्रण प्रणालीहरू

ORP सेन्सरहरू उपचार रिएक्टरमा फोहोर पानीको ORP मान निरन्तर निगरानी गर्न प्रयोग गरिन्छ। यी सेन्सरहरू नियन्त्रण प्रणालीमा जडान गरिएका छन् जुन अक्सिडेन्टको थप समायोजन गर्न प्रोग्राम गर्न सकिन्छ। उदाहरणका लागि, यदि ORP लक्ष्य दायरा भन्दा कम छ भने, नियन्त्रण प्रणालीले फोहोर पानीमा थपिने अक्सिडेन्ट (जस्तै हाइड्रोजन पेरोक्साइड वा सोडियम हाइपोक्लोराइट) को मात्रा बढाउन सक्छ। यसको विपरीत, यदि ORP लक्ष्य दायरा भन्दा बढी छ भने, नियन्त्रण प्रणालीले अक्सिडेन्ट थप घटाउन वा रोक्न सक्छ।

निष्कर्ष

यो अत्यधिक विषाक्त फोहोर पानीको कुशल र सुरक्षित उपचार प्राप्त गर्न साइनाइड फोहोर पानी प्रशोधनमा प्रतिक्रिया अवस्थाहरू नियन्त्रण गर्नु आवश्यक छ। pH, तापक्रम, अक्सिडेन्ट खुराक, र ORP को सटीक नियन्त्रणले उपचार प्रक्रियाले प्रभावकारी रूपमा साइनाइडलाई कम विषाक्त वा गैर-विषाक्त पदार्थहरूमा रूपान्तरण गर्दछ भन्ने कुरा सुनिश्चित गर्न सक्छ। यी प्रतिक्रिया अवस्थाहरूलाई सावधानीपूर्वक व्यवस्थापन गरेर, उद्योगहरूले वातावरणीय नियमहरू मात्र पूरा गर्न सक्दैनन् तर तिनीहरूको साइनाइड फोहोर पानी प्रशोधन प्रक्रियाहरूको लागत-प्रभावकारितालाई पनि अनुकूलन गर्न सक्छन्। फोहोर पानी संरचना र प्रशोधन प्लान्ट सञ्चालन अवस्थाहरूमा भिन्नताहरू अनुकूलन गर्न यी प्यारामिटरहरूको नियमित अनुगमन र समायोजन आवश्यक छ।