கழிவுநீரில் உள்ள இலவச சயனைடை (CN−) அகற்ற செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பனைப் பயன்படுத்துதல்

அறிமுகம்

தொழிற்சாலை கழிவுநீரில் பெரும்பாலும் பல்வேறு நச்சுப் பொருட்கள் உள்ளன, அவற்றுள் இலவச சயனைடு (CN−) அதன் அதிக நச்சுத்தன்மை காரணமாக குறிப்பாக கவலைக்குரியது. சிறிய அளவுகளில் கூட, சயனைடு can be lethal, making the treatment of wastewater containing it a critical environmental issue. Stringent regulations are in place to control the discharge of cyanide - containing wastewater, aiming not only to meet standard requirements but also to recover as much cyanide as possible from tailings and factory effluents. Activated கார்பன் has emerged as a promising material for the removal of free cyanide from wastewater, and this article will explore its applications, mechanisms, and influencing factors in detail.

கழிவுநீரில் சயனைட்டின் ஆதாரங்கள்

கழிவுநீரில் அதிக செறிவுள்ள சயனைடு முக்கியமாக தொழில்துறை செயல்முறைகளான மின்முலாம் பூசுதல், சயனைடு அடிப்படையிலான தங்க பிரித்தெடுத்தல், எரிவாயு கழுவுதல் மற்றும் கோக் அடுப்புகள் மற்றும் வெடிப்பு உலைகளில் குளிரூட்டும் நீர், அத்துடன் சில இரசாயன, கனிம பதப்படுத்துதல், செயற்கை ரப்பர், ஃபைபர் மற்றும் சாயத் தொழில்களிலிருந்து வருகிறது. இந்த கழிவுநீரில் சயனைடு செறிவு 1 - 180 மி.கி/லி அல்லது அதற்கும் அதிகமாக இருக்கலாம்.

இலவச சயனைடை அகற்றுவதில் செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பனின் வழிமுறைகள்

உடல் உறிஞ்சுதல்

Activated carbon has a highly developed microporous structure and a large specific surface area, typically ranging from 500 to 3000 m²/g. This physical structure endows it with strong physical adsorption capabilities. Cyanide ions in wastewater can be adsorbed onto the surface of செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பன் through van der Waals forces. The large surface area provides numerous adsorption sites, allowing for the effective capture of free cyanide.

வேதியியல் உறிஞ்சுதல் மற்றும் வினையூக்க ஆக்ஸிஜனேற்றம்

இயற்பியல் உறிஞ்சுதலுடன் கூடுதலாக, செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பன் வேதியியல் எதிர்வினைகளிலும் பங்கேற்க முடியும். செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பன் கழிவுநீரில் ஆக்ஸிஜன் மற்றும் தண்ணீரை உறிஞ்சும்போது, ​​அதன் மேற்பரப்பில் ஹைட்ரஜன் பெராக்சைடை (H₂O₂) உருவாக்க முடியும், செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பன் ஒரு வினையூக்கியாக செயல்படுகிறது. செப்பு உப்புகள் முன்னிலையில், உருவாக்கப்படும் H₂O₂ சயனைடை ஆக்ஸிஜனேற்றி சிதைக்க முடியும். எதிர்வினை வழிமுறை பின்வருமாறு:

1. H₂O₂ உருவாக்கம்: ஆக்ஸிஜன் மற்றும் நீர் செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பன் மேற்பரப்பில் உறிஞ்சப்பட்டு H₂O₂ உருவாகின்றன.

2. சயனைட்டின் ஆக்சிஜனேற்றம்: செப்பு உப்புகளின் வினையூக்க செயல்பாட்டின் கீழ் சயனைடு H₂O₂ ஆல் ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யப்படுகிறது, இதன் விளைவாக சயனைடு குறைவான தீங்கு விளைவிக்கும் பொருட்களாக சிதைகிறது.

செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பனை அகற்றும் திறனைப் பாதிக்கும் காரணிகள்

ஆரம்ப சயனைடு செறிவு

கழிவுநீரில் இலவச சயனைட்டின் ஆரம்ப செறிவு அதிகமாக இருந்தால், உறிஞ்சுதலுக்கான உந்து சக்தி அதிகமாகும். இருப்பினும், செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பனின் உறிஞ்சுதல் திறன் குறைவாக இருப்பதால், ஆரம்ப செறிவு ஒரு குறிப்பிட்ட மதிப்பை மீறும் போது, ​​அகற்றும் திறன் விகிதாசாரமாக அதிகரிக்காமல் போகலாம். சில ஆய்வுகளில், ஆரம்ப சயனைடு செறிவு அதிகரிப்பதன் மூலம், செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பனின் ஒரு யூனிட் நிறைக்கு உறிஞ்சப்படும் சயனைட்டின் அளவு முதலில் அதிகரித்து பின்னர் நிலைகள் குறைகிறது என்று கண்டறியப்பட்டுள்ளது.

pH மதிப்பு

கழிவுநீரின் pH மதிப்பு, செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பன் மூலம் சயனைடை உறிஞ்சுவதை கணிசமாக பாதிக்கிறது. பொதுவாக, அமில நிலைமைகளின் கீழ், சயனைடுக்கான செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பனின் உறிஞ்சுதல் திறன் ஒப்பீட்டளவில் குறைவாக இருக்கும். pH மதிப்பு அதிகரிக்கும் போது, ​​உறிஞ்சுதல் திறன் படிப்படியாக அதிகரிக்கிறது. pH கார வரம்பில் இருக்கும்போது, ​​குறிப்பாக 11 க்கு மேல் இருக்கும்போது. சில சந்தர்ப்பங்களில் சயனைடை அகற்றும் விகிதம் 95 நிமிடங்களுக்குள் 30% க்கும் அதிகமாக அடையலாம். ஏனெனில் கரைசலில் சயனைட்டின் இனப்பெருக்கம் pH உடன் மாறுகிறது, மேலும் சயனைடு அயனிகளின் வடிவம் கார நிலைமைகளின் கீழ் செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பனில் உறிஞ்சுதலுக்கு மிகவும் உகந்ததாக இருக்கும்.

வெப்பநிலை

செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பன் மூலம் சயனைடை உறிஞ்சுவது ஒரு வெப்ப உமிழ்வு செயல்முறையாகும். வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது, ​​உறிஞ்சுதல் திறன் பொதுவாக குறைகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, தாமிரம் கலந்த செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பனைப் பொறுத்தவரை, சயனைடு கரைசலுடன் கலக்கும்போது, ​​சயனைட்டின் உறிஞ்சுதல் விளைவு அதிகரிக்கும் வெப்பநிலையுடன் குறைகிறது. ஏனெனில் வெப்பநிலை அதிகரிப்பு செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பனின் மேற்பரப்பில் இருந்து உறிஞ்சப்பட்ட பொருட்களின் உறிஞ்சுதலை ஊக்குவிக்கிறது.

கிளறி நேரம்

கழிவுநீரில் உள்ள சயனைடு செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பனுடன் போதுமான தொடர்பைக் கொண்டிருப்பதை உறுதி செய்ய போதுமான அளவு கிளறல் நேரம் அவசியம். ஆரம்ப கட்டத்தில், கிளறல் நேரம் அதிகரிக்கும் போது, ​​சயனைடை அகற்றும் விகிதம் வேகமாக அதிகரிக்கிறது. இருப்பினும், ஒரு குறிப்பிட்ட நேரத்தை அடைந்த பிறகு, அகற்றும் விகிதம் நிலைப்படுத்த முனைகிறது, இது உறிஞ்சுதல் செயல்முறை சமநிலையை அடைந்துவிட்டதைக் குறிக்கிறது.

சயனைடு - கழிவுநீரைக் கொண்ட சுத்திகரிப்பில் செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பனின் பயன்பாடுகள்

தங்கச் சுரங்கத் தொழிலில்

தங்கச் சுரங்கத்தில், குறிப்பாக சயனைடு சார்ந்த தங்க பிரித்தெடுக்கும் செயல்முறைகளில், சயனைடு கொண்ட அதிக அளவு கழிவுநீர் உருவாகிறது. இந்த கழிவுநீரில் இருந்து இலவச சயனைடை அகற்ற செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பனைப் பயன்படுத்தலாம். சயனைடு அகற்றுதலுடன் கூடுதலாக, செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பன் கழிவுநீரில் உள்ள தங்க - சயனைடு வளாகங்களையும் (Au(CN)₂⁻ போன்றவை) உறிஞ்சும். உறிஞ்சப்பட்ட தங்க - சயனைடு வளாகங்களை தங்கத்தை மீட்டெடுக்க மேலும் பதப்படுத்தலாம், இதனால் சுற்றுச்சூழல் பாதுகாப்பு மற்றும் வள மீட்பு ஆகிய இரண்டையும் அடையலாம்.

மின்முலாம் பூசும் தொழிலில்

மின்முலாம் பூசும் ஆலைகள் பெரும்பாலும் சயனைடு கொண்ட கரைசல்களைப் பயன்படுத்தி முலாம் பூசும் செயல்பாட்டில் சயனைடு மாசுபட்ட கழிவுநீரை உருவாக்குகின்றன. செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பன் சுத்திகரிப்பு கழிவுநீரில் உள்ள சயனைடு உள்ளடக்கத்தை திறம்படக் குறைத்து வெளியேற்ற தரநிலைகளை பூர்த்தி செய்யும். கார குளோரினேஷன் போன்ற சில பாரம்பரிய சுத்திகரிப்பு முறைகளுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பன் சுத்திகரிப்பு குறைவான இரண்டாம் நிலை மாசுபாடு மற்றும் வள மீட்புக்கான சாத்தியக்கூறுகளின் நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது.

மற்ற சிகிச்சை முறைகளுடன் ஒப்பீடு

கார குளோரினேஷன்

கார குளோரினேஷன் என்பது அழிக்க ஒப்பீட்டளவில் முதிர்ந்த முறையாகும் சயனைடுகள் கழிவுநீரில். இது குளோரின் வாயு, திரவ குளோரின் அல்லது ப்ளீச்சிங் பவுடர் போன்ற குளோரின் கொண்ட பொருட்களைப் பயன்படுத்தி சயனைடை நச்சுத்தன்மையற்ற கார்பன் டை ஆக்சைடு (CO₂) மற்றும் நைட்ரஜன் (N₂) ஆக ஆக்ஸிஜனேற்றுகிறது. இருப்பினும், இந்த முறை தீங்கு விளைவிக்கும் துணைப் பொருட்களை உருவாக்கக்கூடும், மேலும் செயல்பாட்டு செயல்முறைக்கு குளோரின் அளவு மற்றும் எதிர்வினை நிலைமைகளின் கடுமையான கட்டுப்பாடு தேவைப்படுகிறது. இதற்கு நேர்மாறாக, செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பன் சிகிச்சையானது சயனைடைத் தேர்ந்தெடுத்து உறிஞ்சி மதிப்புமிக்க உலோகங்களை மீட்டெடுக்கும் திறன் கொண்ட மிகவும் சுற்றுச்சூழல் நட்பு விருப்பமாகும்.

ஹைட்ரஜன் பெராக்சைடு ஆக்சிஜனேற்றம்

ஹைட்ரஜன் பெராக்சைடு ஆக்சிஜனேற்றம் கழிவுநீரில் சயனைட்டின் செறிவைக் குறைக்கவும் பயன்படுத்தப்படலாம். இது சயனைடை குறைந்த நச்சுத்தன்மை நிலைக்கு ஆக்ஸிஜனேற்ற முடியும். இருப்பினும், ஹைட்ரஜன் பெராக்சைடு ஒரு விலையுயர்ந்த வினைபொருளாகும், மேலும் இந்த செயல்முறைக்கு தொடர்ந்து வினைப்பொருட்களைச் சேர்க்க வேண்டியிருக்கலாம், இதனால் சுத்திகரிப்பு செலவு அதிகரிக்கும். மறுபுறம், செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பன் சரியாகத் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டுப் பயன்படுத்தப்பட்டவுடன் ஒப்பீட்டளவில் நிலையான செயல்திறனைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் அதன் மீளுருவாக்கம் செலவுகளைக் குறைப்பதாகவும் கருதலாம்.

எதிர்கால முன்னேற்றங்கள்

மாற்றியமைக்கப்பட்ட செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பனின் வளர்ச்சி

இலவச சயனைடை அகற்றுவதில் செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பனின் செயல்திறனை மேலும் மேம்படுத்த, மாற்றியமைக்கப்பட்ட செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பனில் ஆராய்ச்சி மேற்கொள்ளப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பனை வெவ்வேறு உலோகங்களுடன் (தாமிரம், இரும்பு போன்றவை) செறிவூட்டுவது சயனைடுக்கான அதன் வினையூக்க ஆக்சிஜனேற்ற திறனை மேம்படுத்தும். சிறந்த சுத்திகரிப்பு விளைவுகளை அடைய கழிவுநீரின் குறிப்பிட்ட பண்புகளுக்கு ஏற்ப வெவ்வேறு உலோகம் ஏற்றப்பட்ட செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பன்களை மேம்படுத்தலாம்.

ஒருங்கிணைந்த சிகிச்சை செயல்முறைகள்

செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பன் சிகிச்சையை மற்ற சிகிச்சை முறைகளுடன் இணைப்பதும் ஒரு போக்கு. உதாரணமாக, செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பன் உறிஞ்சுதலை உயிரியல் சிகிச்சையுடன் இணைப்பது முதலில் செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பனைப் பயன்படுத்தி கழிவுநீரில் உள்ள அதிக செறிவுள்ள சயனைடை உயிரியல் சிகிச்சைக்கு மிகவும் பொருத்தமான அளவிற்குக் குறைக்கலாம், பின்னர் மீதமுள்ள சயனைடு தொடர்பான பொருட்களை மேலும் சிதைத்து அகற்ற நுண்ணுயிரிகளைப் பயன்படுத்தலாம். இந்த ஒருங்கிணைந்த செயல்முறை வெவ்வேறு சிகிச்சை முறைகளின் பலங்களைப் பயன்படுத்திக் கொள்ளலாம் மற்றும் மிகவும் திறமையான மற்றும் விரிவான கழிவு நீர் சுத்திகரிப்பு.

தீர்மானம்

கழிவுநீரில் இருந்து இலவச சயனைடை (CN−) அகற்றுவதில் செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பன் பெரும் ஆற்றலைக் காட்டுகிறது. இயற்பியல் உறிஞ்சுதல் மற்றும் வேதியியல் எதிர்வினைகள் மூலம், இது கழிவுநீரில் உள்ள சயனைடு உள்ளடக்கத்தை திறம்படக் குறைக்கலாம், சுற்றுச்சூழல் வெளியேற்ற தரநிலைகளை பூர்த்தி செய்யலாம் மற்றும் சில சந்தர்ப்பங்களில் வள மீட்புக்கு கூட உதவும். உறிஞ்சுதல் செயல்திறனை மேலும் மேம்படுத்துதல் மற்றும் செலவுகளைக் குறைத்தல் போன்ற சில பகுதிகள் இன்னும் மேம்படுத்தப்பட வேண்டியிருந்தாலும், செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பன் மாற்றம் மற்றும் ஒருங்கிணைந்த சுத்திகரிப்பு செயல்முறைகள் குறித்த ஆராய்ச்சியின் தொடர்ச்சியான வளர்ச்சியுடன், எதிர்காலத்தில் சயனைடு கொண்ட கழிவுநீரை சுத்திகரிப்பதில் செயல்படுத்தப்பட்ட கார்பன் பெருகிய முறையில் முக்கிய பங்கு வகிக்கும்.