Pagkontrol sa Mga Kondisyon ng Reaksyon sa Cyanide Wastewater Treatment

pagpapakilala

Ang wastewater na naglalaman ng cyanide ay nalilikha mula sa iba't ibang prosesong industriyal tulad ng metal plating, steel case hardening, at pagpino ng ginto at pilak. Dahil sa mataas na toxicity ng Cyanide , na maaaring nakamamatay sa mga nabubuhay na organismo kahit na sa mababang konsentrasyon, ang wastong paggamot sa naturang wastewater ay napakahalaga. Isa sa mga kritikal na aspeto ng epektibong paggamot ng wastewater gamit ang cyanide ay ang tumpak na pagkontrol sa mga kondisyon ng reaksyon. Tatalakayin ng artikulong ito ang mga pangunahing kondisyon ng reaksyon at kung paano kontrolin ang mga ito habang ginagamot ang wastewater na naglalaman ng cyanide.

Kontrol ng pH

Kahalagahan sa Iba't ibang Proseso ng Paggamot

1. Proseso ng Alkaline Chlorination

• Ang alkaline chlorination ay isang karaniwang paraan para sa cyanide wastewater treatment, at ang pH control ay gumaganap ng isang mahalagang papel. Ang reaksyon ng paggamot ay nangyayari sa dalawang hakbang. Sa unang yugto, ang cyanide ay na-oxidized sa cyanate ng sodium hypochlorite o isang kumbinasyon ng chlorine gas at sodium hydroxide. Ang pinakamainam na hanay ng pH para sa unang yugto ng oksihenasyon na ito ay karaniwang nasa pagitan ng 10 at 11. Kung ang pH ay masyadong mababa, nagiging acidic, ang reaksyon ay maaaring magdulot ng nakakalason na cyanogen chloride, na nagdudulot ng malaking panganib. Halimbawa, kapag bumaba ang pH sa ibaba 8. maaaring mabuo ang nakakapinsalang by-product na ito. Sa kabilang banda, kung ang pH ay masyadong mataas, ang rate ng reaksyon ay bababa nang malaki. Ang mataas na halaga ng pH ay maaaring makaapekto sa solubility at reaktibidad ng mga reactant, na ginagawang hindi gaanong mahusay ang proseso ng oksihenasyon.

2. Paraan ng Hydrogen Peroxide

• Sa hydrogen peroxide - based na paggamot ng cyanide wastewater, ang pinakamainam na hanay ng pH ay karaniwang nasa pagitan ng 9 at 11. Sa paraang ito, ang hydrogen peroxide ay nabubulok sa pagkakaroon ng isang katalista (tulad ng mga iron salts) upang makabuo ng mataas na reaktibong hydroxyl radical na nag-o-oxidize sa cyanide. Ang pH sa loob ng saklaw na ito ay nagtataguyod ng pagkabulok ng hydrogen peroxide at ang pagbuo ng mga mahahalagang radical na ito. Kung ang pH ay nasa labas ng saklaw na ito, ang agnas ng hydrogen peroxide ay mapipigilan, na binabawasan ang pangkalahatang kahusayan sa oksihenasyon.

3. Proseso ng Biodegradation

• Para sa biodegradation ng cyanide - na naglalaman ng wastewater, kung saan ang mga microorganism ay naghihiwa ng cyanide sa hindi nakakapinsalang mga sangkap, ang pH ay kailangang mapanatili sa pagitan ng 6.5 at 8.5. Ang mga mikroorganismo ay may pinakamainam na hanay ng pH para sa kanilang mga metabolic na aktibidad. Kung ang pH ay masyadong acidic o masyadong alkaline, maaari nitong i-denature ang mga enzyme na kasangkot sa cyanide - nakakasira ng metabolic pathway ng mga microorganism. Halimbawa, kung ang pH ay bumaba sa ibaba 6.5. maraming cyanide - degrading bacteria ang makakaranas ng pagbaba sa kanilang growth rate at cyanide - degrading ability.

Mga Paraan para sa Pagsasaayos ng pH

Upang makontrol ang pH, ang naaangkop na acidic o alkaline na mga sangkap ay idinagdag sa wastewater. Kasama sa mga karaniwang acid na ginagamit ang sulfuric acid at hydrochloric acid, habang ang mga karaniwang alkali ay sodium hydroxide at calcium hydroxide. Ang halaga ng acid o alkali na idaragdag ay kinakalkula batay sa paunang pH ng wastewater at ang target na pH para sa partikular na proseso ng paggamot. Ang tumpak na pagsukat ng pH ay isinasagawa gamit ang mga pH sensor, at ang mga automated na dosing system ay maaaring gamitin upang idagdag ang mga kinakailangang kemikal nang tumpak.

Temperature Control

Epekto sa Mga Rate ng Reaksyon

1. Alkaline Chlorination at Hydrogen Peroxide Methods

• Sa pangkalahatan, ang pagtaas ng temperatura ay maaaring mapabilis ang mga rate ng reaksyon sa parehong alkaline chlorination at hydrogen peroxide-based na paggamot. Gayunpaman, ang temperatura ay kailangang maingat na kontrolin. Sa alkaline chlorination, ang pinakamainam na hanay ng temperatura ay nasa 20 - 30°C. Kung ang temperatura ay masyadong mababa, ang rate ng reaksyon ay magiging mabagal, na magreresulta sa hindi kumpletong oksihenasyon ng cyanide. Halimbawa, sa mga temperaturang mas mababa sa 15°C, ang reaksyon sa pagitan ng cyanide at sodium hypochlorite ay magtatagal ng mas mahabang panahon bago makumpleto. Sa kabilang banda, kung ang temperatura ay masyadong mataas, sa kaso ng alkaline chlorination, ang chlorine gas ay maaaring makatakas mula sa solusyon, na binabawasan ang bisa ng oxidizing agent. Sa paraan ng hydrogen peroxide, ang mga temperatura sa itaas ng 35°C ay maaaring maging sanhi ng mabilis na pagkabulok ng hydrogen peroxide, na humahantong sa pagbuo ng oxygen gas sa halip na ang nais na mga hydroxyl radical para sa cyanide oxidation.

2. Proseso ng Biodegradation

• Sa biodegradation ng cyanide - na naglalaman ng wastewater, ang pinakamainam na hanay ng temperatura para sa karamihan ng cyanide - degrading microorganism ay 20 - 35°C. Ang mga temperatura sa labas ng saklaw na ito ay maaaring magkaroon ng malaking epekto sa aktibidad ng mga microorganism. Sa mababang temperatura (sa ibaba 20°C), bumabagal ang metabolic rate ng mga mikroorganismo, at maaaring hindi nila mahusay na masira ang cyanide. Ang mataas na temperatura (mahigit sa 35°C) ay maaaring makapinsala sa mga lamad ng selula at mga enzyme ng mga mikroorganismo, na humahantong sa pagkamatay ng selula at pagkawala ng kanilang cyanide - nagpapababa ng kakayahan.

Temperature Regulation Techniques

Upang mapanatili ang naaangkop na temperatura, ang mga sistema ng pag-init o paglamig ay maaaring mai-install sa mga reactor ng wastewater treatment. Para sa pagpainit, maaaring gamitin ang mga sistema ng pag-init na nakabatay sa singaw o mga electric heater. Sa pagpapalamig, maaaring gamitin ang tubig - cooled heat exchangers o air - cooled condenser. Ang temperatura ay patuloy na sinusubaybayan gamit ang mga sensor ng temperatura, at ang mga heating o cooling system ay inaayos nang naaayon upang mapanatili ang temperatura sa loob ng pinakamainam na hanay para sa proseso ng paggamot.

Kontrol sa Dosis ng Oxidant

Pagtukoy sa Tamang Halaga

1.Alkaline Chlorination

• Sa alkaline chlorination, ang halaga ng oxidant (sodium hypochlorite o chlorine gas) na kinakailangan ay kinakalkula batay sa reaksyon ng stoichiometry na may cyanide. Sa pagsasagawa, ang labis na oxidant, karaniwang 10 - 20% higit pa kaysa sa teoretikal na halaga, ay karaniwang idinagdag. Ito ay upang matiyak ang kumpletong oksihenasyon ng cyanide, dahil maaaring may iba pang mga sangkap sa wastewater na maaaring kumonsumo ng oxidant. Kung ang dosis ng oxidant ay masyadong mababa, ang cyanide ay hindi ganap na ma-oxidized, at ang ginagamot na wastewater ay maaari pa ring maglaman ng mataas na antas ng nakakalason na cyanide. Sa kabilang banda, kung ang dosis ay masyadong mataas, hindi lamang nito pinapataas ang gastos sa paggamot ngunit maaari ring humantong sa pagbuo ng mga hindi gustong by - mga produkto, tulad ng nakakapinsalang pagdidisimpekta ng mga produkto kapag ang sobrang chlorine ay tumutugon sa iba pang organikong bagay sa wastewater.

2. Paraan ng Hydrogen Peroxide

• Sa paraan ng paggamot ng hydrogen peroxide, ang pinakamainam na dosis ng hydrogen peroxide ay tinutukoy sa pamamagitan ng pagsubok sa laboratoryo. Ang dosis ay depende sa mga kadahilanan tulad ng paunang konsentrasyon ng cyanide sa wastewater, ang pagkakaroon ng iba pang nakakasagabal na mga sangkap, at ang uri ng catalyst na ginamit. Katulad ng alkaline chlorination, ang hindi sapat na dami ng hydrogen peroxide ay magreresulta sa hindi kumpletong cyanide oxidation. Gayunpaman, ang labis na halaga ng hydrogen peroxide ay maaaring maging sanhi ng pagkabulok ng nabuong mga hydroxyl radical, na binabawasan ang pangkalahatang kahusayan sa paggamot at pagtaas ng gastos.

Kagamitan sa Pagkontrol ng Dosis

Upang tumpak na makontrol ang dosis ng oxidant, karaniwang ginagamit ang mga metering pump. Ang mga bombang ito ay maaaring tumpak na maghatid ng kinakailangang dami ng oxidant solution sa wastewater treatment reactor. Maaaring isama ang mga automated control system sa mga metering pump, na nagsasaayos ng dosis batay sa real-time na pagsubaybay sa konsentrasyon ng cyanide sa wastewater o ang pag-unlad ng reaksyon ng oksihenasyon (tulad ng sa pamamagitan ng pagsukat ng ORP, na tatalakayin sa ibang pagkakataon).

Oxidation - Pagkontrol sa Potensyal ng Pagbabawas (ORP).

Tungkulin sa Pagsubaybay sa Pag-unlad ng Reaksyon

1.Alkaline Chlorination

• Sa proseso ng alkaline chlorination, ang pagsubaybay sa ORP ay mahalaga para sa pagsubaybay sa pag-unlad ng mga reaksyon ng oksihenasyon. Habang nangyayari ang oksihenasyon ng cyanide sa cyanate at pagkatapos ay ang karagdagang oksihenasyon ng cyanate sa hindi nakakapinsalang mga sangkap, nagbabago ang halaga ng ORP ng wastewater. Sa unang yugto ng oksihenasyon ng cyanide sa cyanate, ang ORP ay karaniwang tumataas. Ang target na hanay ng ORP para sa yugtong ito ay nasa paligid ng 300 - 500 mV (depende sa mga partikular na kondisyon ng reaksyon). Kapag naabot ng ORP ang saklaw na ito, ipinapahiwatig nito na malapit nang matapos ang unang yugto ng oksihenasyon. Sa pangalawang yugto ng oksihenasyon ng cyanate sa hindi nakakapinsalang mga sangkap, ang ORP ay higit na tumataas, at ang target na hanay ay karaniwang nasa 600 - 700 mV. Sa pamamagitan ng pagsubaybay sa ORP, matutukoy ng mga operator kung kailan ihihinto ang pagdaragdag ng oxidant, na tinitiyak na ang reaksyon ay natapos nang hindi nag-over-oxidize sa wastewater o nag-aaksaya ng oxidant.

2. Paraan ng Hydrogen Peroxide

• Sa hydrogen peroxide-based na paggamot, ang ORP ay nagsisilbi rin bilang isang mahalagang tagapagpahiwatig ng pag-unlad ng reaksyon. Ang paunang ORP ng cyanide - na naglalaman ng wastewater ay medyo mababa. Habang idinaragdag ang hydrogen peroxide at nagpapatuloy ang reaksyon ng oksihenasyon, tumataas ang ORP. Ang target na hanay ng ORP para sa hydrogen peroxide na paggamot ng cyanide wastewater ay karaniwang nasa 400 - 500 mV. Kapag naabot ng ORP ang halagang ito, iminumungkahi nito na ang cyanide ay epektibong na-oxidize sa isang hindi nakakalason na anyo.

ORP Monitoring at Control System

Ginagamit ang mga sensor ng ORP upang patuloy na subaybayan ang halaga ng ORP ng wastewater sa reactor ng paggamot. Ang mga sensor na ito ay konektado sa isang control system na maaaring i-program upang ayusin ang pagdaragdag ng oxidant. Halimbawa, kung ang ORP ay mas mababa sa target na hanay, maaaring taasan ng control system ang dosis ng oxidant (gaya ng hydrogen peroxide o sodium hypochlorite) na idinaragdag sa wastewater. Sa kabaligtaran, kung ang ORP ay lumampas sa target na hanay, ang control system ay maaaring bawasan o ihinto ang pagdaragdag ng oxidant.

Konklusyon

Ang pagkontrol sa mga kondisyon ng reaksyon sa cyanide wastewater treatment ay mahalaga para sa pagkamit ng mahusay at ligtas na paggamot nitong lubhang nakakalason na wastewater. Ang tumpak na kontrol sa pH, temperatura, dosis ng oxidant, at ORP ay maaaring matiyak na ang proseso ng paggamot ay epektibong nagko-convert ng cyanide sa hindi gaanong nakakalason o hindi nakakalason na mga sangkap. Sa pamamagitan ng maingat na pamamahala sa mga kundisyon ng reaksyong ito, hindi lamang matutugunan ng mga industriya ang mga regulasyon sa kapaligiran ngunit ma-optimize din ang cost-effectiveness ng kanilang mga proseso sa paggamot ng wastewater ng cyanide. Ang regular na pagsubaybay at pagsasaayos ng mga parameter na ito ay kinakailangan upang umangkop sa mga pagkakaiba-iba sa komposisyon ng wastewater at mga kondisyon ng pagpapatakbo ng planta ng paggamot.