Rreziqet dhe proceset e trajtimit të ujërave të zeza që përmbajnë cianid

Prezantimi

Ujërat e zeza që përmbajnë cianide janë një shqetësim i rëndësishëm mjedisor për shkak të natyrës së tij shumë toksike. Tre të njohura zakonisht shumë toksike cianidet, përkatësisht Cianid natriumi (NaCN), kalium cyanide (KCN), dhe acidi hidrocianik (HCN), paraqesin një kërcënim të rëndë si për shëndetin e njeriut ashtu edhe për mjedisin. Emëruesi i përbashkët mes tyre Cianidet është aftësia e tyre për të shkëputur dhe çliruar me lehtësi jonin e cianidit (CN-).

Rreziqet e Ujërave të Zeza që përmbajnë cianid

Mekanizmi i toksicitetit për njerëzit

Toksikologjia vdekjeprurëse e cianideve qëndron në faktin se joni i cianidit (CN-) ka një afinitet të fortë për jonet e hekurit. Pasi në trupin e njeriut, CN- lidhet lehtësisht me jonet e hekurit, gjë që çon në një ulje të aftësisë mbajtëse të oksigjenit të substancave që përmbajnë hekur. Kjo përfundimisht rezulton në mungesë të oksigjenit në qelizat e sistemit nervor qendror. Si pasojë, individët e helmuar shpesh vdesin nga paraliza qendrore e frymëmarrjes. Helmimi mund të ndodhë përmes rrugëve të ndryshme, duke përfshirë kontaktin me lëkurën, gëlltitjen me gojë, inhalimin, injektimin dhe kontaktin me mukozën. Edhe një sasi e vogël e ekspozimit të cianidit mund të jetë kërcënuese për jetën.

Ndikim mjedisor

Cianidi - ujërat e zeza që përmbajnë, nëse nuk trajtohen siç duhet dhe nuk derdhen në trupat ujorë, mund të kenë një ndikim shkatërrues në jetën ujore. Organizmat ujorë janë jashtëzakonisht të ndjeshëm ndaj cianideve. Edhe në përqendrime të ulëta, cianidi mund të prishë funksionet normale fiziologjike të peshqve, jovertebrorëve dhe specieve të tjera ujore, duke çuar në ulje të rritjes, probleme riprodhuese dhe përfundimisht vdekje. Kjo, nga ana tjetër, mund të prishë të gjithë ekosistemin ujor, duke ndikuar në zinxhirët ushqimorë dhe biodiversitetin.

Proceset e trajtimit të ujërave të zeza që përmbajnë cianid

Trajtimi i ujërave të zeza me përmbajtje cianide me përqendrim të lartë: Rikuperimi i cianideve

Për ujërat e zeza me përmbajtje të lartë cianide, shpesh përdoret metoda e rikuperimit të cianideve. Kjo qasje synon të nxjerrë dhe riciklojë cianide të vlefshme nga ujërat e zeza. Një teknikë e zakonshme është nxjerrja me tretës. Në nxjerrjen me tretës, përdoret një tretës organik i përshtatshëm për të nxjerrë në mënyrë selektive komponimet e cianideve nga faza e ujërave të zeza ujore. Faza organike e ngarkuar me cianid mund të përpunohet më tej për të rikuperuar cianide të pastra. Kjo metodë ka avantazhin e jo vetëm reduktimit të ndikimit mjedisor duke hequr cianidin nga ujërat e zeza, por edhe rikuperimin e një burimi kimik potencialisht të vlefshëm. Megjithatë, kërkon përzgjedhje të kujdesshme të tretësve dhe kontroll të rreptë të kushteve të funksionimit për të siguruar nxjerrje me efikasitet të lartë dhe për të minimizuar humbjet e tretësit.

Trajtimi i ujërave të zeza me përqendrim të ulët të cianidit: Shkatërrimi i cianidit

Metodat e oksidimit

1.Oksidimi kimik

• Parim: Metodat e oksidimit kimik përdorin agjentë të fortë oksidues për të shndërruar jonet e cianidit në substanca më pak toksike ose jo toksike. Për shembull, oksidantët me bazë klori si hipokloriti i natriumit (NaOCl) mund të reagojnë me jonet cianide. Reaksioni fillimisht konverton cianidin (CN-) në cianat (CNO-), dhe oksidimi i mëtejshëm mund të zbërthejë cianatin në dioksid karboni (CO2), azot (N2) dhe produkte të tjera të padëmshme. Reagimi i përgjithshëm mund të përfaqësohet si më poshtë:

• Në hapin e parë: (CN^ -+OCl^ -\arrow djathtas CNO^ -+Cl^)

• Në hapin e dytë: (2CNO^ -+3OCl^ -+H_2O\shigjeta djathtas 2CO_2 + N_2+3Cl^ -+2OH^ -)

• Përparësitë: Oksidimi kimik është relativisht i thjeshtë për t'u përdorur dhe mund të jetë efektiv në trajtimin e ujërave të zeza që përmbajnë cianid me përqendrim të ulët. Mund të zbatohet në impiantet ekzistuese të trajtimit të ujërave të zeza me disa modifikime në procesin e trajtimit.

• Disavantazhet: Përdorimi i sasive të mëdha të agjentëve oksidues mund të jetë i kushtueshëm. Për më tepër, nëse nuk kontrollohet siç duhet, reagimi mund të prodhojë nënprodukte që mund të jenë gjithashtu të dëmshme për mjedisin. Për shembull, përdorimi i tepërt i klorit mund të çojë në formimin e nënprodukteve të dezinfektimit si trihalometanet.

2.Oksidimi elektrolitik

• Parim: Në oksidimin elektrolitik, një rrymë elektrike kalon nëpër ujërat e zeza që përmbajnë cianid në një qelizë elektrolitike. Anoda e qelizës vepron si vendi ku ndodh oksidimi. Jonet e cianidit oksidohen në sipërfaqen e anodës. Reaksioni i përgjithshëm në anodë mund të shkruhet si (2CN^ -+4OH^ -\djathtas shigjeta 2CNO^ -+2H_2O + 2e^ -), dhe oksidimi i mëtejshëm i cianatit mund të ndodhë për të formuar dioksid karboni dhe azot.

• Përparësitë: Është një metodë trajtimi relativisht e pastër pasi nuk fut substanca kimike shtesë përveç elektrodave. Mund të automatizohet dhe kontrollohet saktësisht.

• Disavantazhet: Megjithatë, siç u përmend, oksidimi elektrolitik konsumon shumë energji. Nevoja për furnizim të vazhdueshëm me energji elektrike e bën koston e trajtimit relativisht të lartë. Për më tepër, elektrodat mund të pësojnë korrozion me kalimin e kohës, gjë që kërkon mirëmbajtje dhe zëvendësim të rregullt.

Mjekimi Biologjik

1. Parim: Trajtimi biologjik i ujërave të zeza që përmbajnë cianid mbështetet në mikroorganizmat që mund të metabolizojnë cianidin si burim karboni ose azoti. Disa baktere dhe kërpudha kanë aftësinë të zbërthejnë cianidin përmes reaksioneve enzimatike. Për shembull, disa baktere të degradimit të cianideve mund të shndërrojnë cianidin në amoniak dhe format përmes një sërë hapash enzimatikë. Amoniaku më pas mund të nitrifikohet më tej nga mikroorganizma të tjerë në sistemin e trajtimit.

2. Përparësitë: Trajtimi biologjik në përgjithësi është më miqësor ndaj mjedisit pasi nuk përfshin përdorimin e sasive të mëdha të kimikateve. Mund të jetë me kosto efektive për trajtimin afatgjatë të ujërave të zeza që përmbajnë cianid me përqendrim të ulët, veçanërisht në rastet kur ekziston një konsorcium i përshtatshëm mikrobik.

3. Disavantazhet: Megjithatë, trajtimi biologjik është shumë i ndjeshëm ndaj ndryshimeve në përbërjen e ujërave të zeza, temperaturën dhe pH. Ndryshimet e papritura në këto parametra mund të pengojnë rritjen dhe aktivitetin e mikroorganizmave degradues të cianideve, duke çuar në reduktimin e efikasitetit të trajtimit. Gjithashtu kërkon një kohë trajtimi relativisht të gjatë në krahasim me disa metoda kimike.

Metoda e rigjenerimit dhe rikuperimit të cianidit

1. Parim: Kjo metodë është e ngjashme me metodën e rikuperimit për ujërat e zeza me përqendrim të lartë, por mund të aplikohet edhe në disa raste me përqendrim të ulët. Ai fokusohet në rigjenerimin dhe riciklimin e cianidit nga ujërat e zeza. Një qasje është përdorimi i rrëshirave të shkëmbimit të joneve. Jonet e cianidit në ujërat e zeza mund të absorbohen në sipërfaqen e rrëshirës. Më pas, duke përdorur një eluent të përshtatshëm, cianidi mund të desorbohet nga rrëshira dhe të rikuperohet.

2. Përparësitë: Mund të zvogëlojë konsumin e përgjithshëm të cianidit në proceset industriale duke ricikluar cianidin. Kjo jo vetëm që ka përfitime ekonomike, por gjithashtu redukton ndikimin mjedisor që lidhet me asgjësimin e ujërave të zeza që përmbajnë cianid.

3. Disavantazhet: Rrëshirat jo-këmbyese duhet të zgjidhen dhe mirëmbahen me kujdes. Procesi i rigjenerimit mund të kërkojë përdorimin e kimikateve shtesë dhe ekziston rreziku i ndotjes së rrëshirës, ​​gjë që mund të ulë efikasitetin e procesit të rikuperimit të cianidit.

Përfundim

Ujërat e zeza që përmbajnë cianide janë një rrezik serioz për mjedisin dhe shëndetin. Kuptimi i mekanizmave të toksicitetit dhe zbatimi i proceseve të duhura të trajtimit janë thelbësore. Çdo metodë trajtimi, qoftë ajo për ujërat e zeza me përqendrim të lartë ose të ulët, ka grupin e vet të avantazheve dhe disavantazheve. Zgjedhja e metodës së trajtimit varet nga faktorë të ndryshëm si përqendrimi fillestar i cianidit, efikasiteti i kërkuar i trajtimit, efektiviteti i kostos dhe ndikimi mjedisor. Në të ardhmen, nevojiten më shumë kërkime dhe zhvillime për të përmirësuar proceset ekzistuese të trajtimit dhe për të zhvilluar metoda të reja, më efikase dhe me kosto efektive për trajtimin e ujërave të zeza që përmbajnë cianid për të siguruar një mjedis më të pastër dhe më të sigurt.