Siyanür İçeren İlaç Atıksularının Arıtma Yöntemleri

Giriş

İlaç endüstrisinin hızla gelişmesiyle birlikte, tedavi siyanür - atık su içeren atık su, çevre koruma alanında önemli bir konu haline gelmiştir. Siyanür oldukça toksik bir maddedir ve az miktarda bile olsa insan sağlığına ve ekolojik çevreye büyük zararlar verebilir. ilaç atıksuyu Uygun bir arıtma olmadan siyanür içeren atık sular, su kaynakları, su organizmaları ve tüm ekosistem için ciddi bir tehdit oluşturacaktır. Bu nedenle, farmasötik atık sudaki siyanür içeriğini kabul edilebilir bir düzeye düşürmek için etkili arıtma yöntemlerinin benimsenmesi hayati önem taşımaktadır.

İlaç Atıksularındaki Siyanürün Kaynakları ve Tehlikeleri

kaynaklar

Siyanür bazı farmasötik sentez süreçlerinde kullanılır. Örneğin, belirli ilaçların üretiminde, siyanür içeren bileşikler ham madde veya reaksiyon ara maddesi olarak kullanılabilir. Üretim süreci sırasında, siyanür kaçınılmaz olarak atık suya karışır ve siyanür içeren farmasötik atık su oluşumuna neden olur.

Tehlikeler

1. İnsanlar için toksisite: Siyanür, insan vücudundaki sitokrom oksidazın aktivitesini inhibe ederek solunum zincirindeki normal elektron transferini engelleyebilir ve en sonunda doku hipoksisine yol açabilir. Ciddi vakalarda hızlı ölüme neden olabilir. Düşük konsantrasyonlu siyanüre uzun süreli maruziyet bile kronik zehirlenmeye neden olarak sinir sistemini, kardiyovasküler sistemi ve diğer fizyolojik işlevleri etkileyebilir.

2. Ekosisteme Zarar: Su ortamında siyanür balıklar ve diğer su canlıları için oldukça toksiktir. Su canlılarının solungaçlarına ve sinir sistemlerine zarar vererek nefes alma ve hayatta kalma yeteneklerini azaltabilir. Dahası, besin zinciri boyunca siyanür birikebilir ve artabilir, besin zincirindeki daha üst düzey canlılar için tehdit oluşturabilir.

Siyanür İçeren İlaç Atıksuları İçin Yaygın Arıtma Yöntemleri

Kimyasal Oksidasyon Yöntemi

1.Alkali Klorlama

• Ilke: Alkali koşullar altında (genellikle pH = 10 - 11), atık suya klor gazı veya sodyum hipoklorit gibi klor içeren oksidanlar eklenir. Siyanür önce siyanata oksitlenir ve daha sonra karbondioksit ve nitrojen gazına oksitlenir.

• Avantajlar: Bu yöntemin nispeten uzun bir uygulama geçmişi vardır ve yaygın olarak kullanılır. Arıtma etkisi sabittir ve atık sudaki siyanür içeriğini etkili bir şekilde azaltabilir. Gerekli ekipman nispeten basittir ve işlemin ustalaşması nispeten kolaydır.

• Dezavantajlar: Klor içeren oksidanlar atık sudaki diğer organik maddelerle reaksiyona girerek kanserojen ve mutajenik olan trihalometanlar gibi zararlı yan ürünler üretebilir. Ayrıca oksidanların dozajının doğru bir şekilde kontrol edilmesi gerekir. Miktar çok fazlaysa, aşırı kimyasal tüketimine ve arıtma maliyetlerinin artmasına neden olur; miktar çok azsa, arıtma etkisi ideal olmaz.

1.Ozon Oksidasyonu

• Ilke: Ozon güçlü bir oksidandır. Atık su arıtma sürecinde ozon, siyanürle doğrudan reaksiyona girerek siyanürdeki bağı kırabilir ve bir dizi karmaşık serbest radikal reaksiyon yoluyla karbondioksit ve azot gibi toksik olmayan maddelere oksitleyebilir.

• Avantajlar: Ozon oksidasyonu yüksek bir arıtma verimliliğine sahiptir ve siyanürü hızla parçalayabilir. Arıtılmış suya ek zararlı maddeler sokmaz, böylece ikincil kirliliği önler. Aynı zamanda ozon, atık suyun dezenfekte edilmesinde ve renginin giderilmesinde de rol oynayabilir ve arıtılmış suyun genel kalitesini iyileştirebilir.

• Dezavantajlar: Ozon üretme ekipmanı nispeten pahalıdır ve enerji tüketimi yüksektir. Ozonun suda çözünürlüğü nispeten düşüktür, bu da reaksiyon verimliliğini sınırlar. Ayrıca, ozonun kararlılığı zayıftır ve yerinde üretilmesi gerekir, bu da arıtma sürecinin işletimi ve yönetiminin karmaşıklığını artırır.

1.Hidrojen Peroksit Oksidasyonu

• Ilke: Demir iyonları gibi bir katalizörün varlığında hidrojen peroksit, son derece reaktif hidroksil radikalleri oluşturmak üzere ayrışır. Bu radikaller önce siyanürü siyanata oksitleyebilir ve daha sonra siyanatı toksik olmayan maddelere oksitleyebilir.

• Avantajlar: Hidrojen peroksit nispeten temiz bir oksidandır ve reaksiyon ürünleri çoğunlukla su ve oksijendir, bu da ikincil kirliliğe neden olmaz. Arıtma süreci nispeten hafiftir ve atık su kalitesindeki değişikliklere belirli bir uyum kabiliyetine sahiptir.

• Dezavantajlar: Katalitik oksidasyon sistemi, pH değeri ve katalizör dozajı gibi reaksiyon koşullarının sıkı bir şekilde kontrol edilmesini gerektirir. Koşullar uygun değilse, oksidasyon verimliliği büyük ölçüde azalacaktır. Ayrıca, hidrojen peroksit maliyeti nispeten yüksektir ve bu da atık suyun arıtma maliyetini artıracaktır.

Biyolojik Arıtma Yöntemi

1. Ilke: Bazı mikroorganizmalar siyanürü parçalama yeteneğine sahiptir. Uygun sıcaklık, pH değeri ve çözünmüş oksijen gibi uygun çevre koşulları altında, bu mikroorganizmalar siyanürü büyüme ve metabolizma için bir karbon kaynağı veya azot kaynağı olarak kullanabilir ve siyanürü karbondioksit, su ve amonyak gibi toksik olmayan maddelere dönüştürebilir. Örneğin, Pseudomonas cinsindeki bazı bakteriler bir dizi enzimatik reaksiyon yoluyla siyanürü parçalayabilir.

2. Avantajlar: Biyolojik arıtma çevre dostu bir yöntemdir. Çok miktarda kimyasal reaktif gerektirmez, kimyasal atık oluşumunu azaltır. İşletme maliyeti bazı kimyasal oksidasyon yöntemlerine kıyasla nispeten düşüktür, özellikle büyük ölçekli düşük konsantrasyonlu siyanür içeren atık suların arıtımı için uygundur.

3. Dezavantajlar: Biyolojik arıtma, mikroorganizmaların aktivitesine büyük ölçüde bağlıdır. Mikroorganizmaların, siyanür konsantrasyonundaki ani artışlar, pH değeri dalgalanmaları ve toksik ve inhibitör maddelerin varlığı gibi atık su kalitesindeki değişikliklere uyum sağlama yeteneği nispeten zayıftır. Arıtma süresi genellikle kimyasal oksidasyon yöntemlerinden daha uzundur ve daha fazla arazi kaynağı kaplayan geniş alanlı bir reaksiyon tankı gerekir.

Fiziksel - Kimyasal Arıtma Yöntemi

1.Adsorpsiyon Yöntemi

• Ilke: Aktif karbon, zeolit ​​ve reçine gibi adsorbanlar atıksuda siyanürü adsorbe etmek için kullanılır. Geniş özgül yüzey alanı ve zengin gözenek yapısı ile aktif karbon, siyanürü fiziksel ve kimyasal yollarla adsorbe edebilir. Aktif karbondaki yüzey fonksiyonel grupları, elektrostatik çekim ve kimyasal bağ yoluyla siyanür iyonlarıyla etkileşime girebilir.

• Avantajlar: Adsorpsiyon yöntemi basit bir işlem sürecine sahiptir ve atık sudaki düşük konsantrasyonlu siyanürü etkili bir şekilde giderebilir. Adsorbanlar bazı durumlarda rejenere edilebilir ve yeniden kullanılabilir, bu da arıtma maliyetlerini azaltır. Ayrıca, arıtma etkisini daha da iyileştirmek için diğer arıtma yöntemleriyle birleştirilebilir.

• Dezavantajlar: Adsorbanların adsorpsiyon kapasitesi sınırlıdır. Adsorban doygun hale geldiğinde değiştirilmesi veya rejenerasyonu gerekir. Rejenerasyon süreci nispeten karmaşıktır ve ek enerji ve kimyasallar gerektirebilir. Ayrıca, yüksek kaliteli adsorbanların maliyeti nispeten yüksektir.

1.Membran Ayırma Yöntemi

• Ilke: Ters ozmoz, nanofiltrasyon ve ultrafiltrasyon gibi membran ayırma teknolojileri, siyanürü atık sudan ayırmak için kullanılabilir. Bu membranlar, seçici geçirgenliğe sahiptir ve su moleküllerinin ve bazı küçük moleküler maddelerin geçmesine izin verirken siyanürü ve diğer daha büyük moleküler ağırlıklı kirleticileri tutar. Örneğin, ters ozmoz sürecinde, yüksek basınç altında, su yarı geçirgen membrandan geçerken, siyanür yüksek basınç tarafında tutulur.

• Avantajlar: Membran ayırma, siyanürün yüksek doğrulukla yüksek verimli bir şekilde ayrılmasını sağlayabilir. Sürekli olarak çalışabilir ve küçük bir ayak izine sahiptir. Arıtılmış su kalitesi nispeten stabildir ve sıkı deşarj standartlarını karşılayabilir.

• Dezavantajlar: Membran kirlenmeye meyillidir, bu da membran akışını ve ayırma verimliliğini azaltacaktır. Membranın temizlenmesi ve değiştirilmesi maliyetlidir. Ayrıca, membran ayırma ekipmanına yapılan ilk yatırım nispeten büyüktür.

Proses Seçimi ve Optimizasyonu

Siyanür içeren farmasötik atıksuların arıtımı için bir proses seçilirken, birden fazla faktörün kapsamlı bir şekilde göz önünde bulundurulması gerekir.

1. Atıksu Kalitesi: Atıksuyun siyanür konsantrasyonunu, ağır metaller ve organik maddeler gibi diğer kirleticilerin varlığını ve atıksuyun pH değerini analiz edin. Yüksek konsantrasyonlu siyanür içeren atıksu için kimyasal oksidasyon yöntemleri daha uygun olabilir; düşük konsantrasyonlu siyanür içeren atıksu için biyolojik arıtma veya fiziksel-kimyasal arıtma yöntemleri düşünülebilir.

2. Tedavi Gereksinimleri: Arıtılmış suyun gerekli deşarj standartlarını veya yeniden kullanım gereksinimlerini belirleyin. Siyanür için deşarj standardı çok katıysa, arıtılmış suyun standardı karşıladığından emin olmak için birden fazla arıtma yönteminin bir kombinasyonu gerekebilir.

3. Ekonomik Faktörler: Arıtma ekipmanının yatırım maliyetini, kimyasalların maliyeti, enerji tüketimi ve işçilik maliyetleri dahil işletme maliyetini ve çamur arıtma ve bertaraf maliyetini göz önünde bulundurun. Uygun maliyetli ve iyi ekonomik faydaları olan bir arıtma süreci seçin.

4. Çevresel Etki: Daha az ikincil kirlilik üreten arıtma yöntemlerini tercih edin. Örneğin, alkali klorlama, ozon oksidasyonu ve biyolojik arıtma yöntemleriyle karşılaştırıldığında daha az zararlı yan ürün üretirler ve bunlar daha çevre dostudur.

Ayrıca, gerçek arıtma sürecinde, arıtma sürecinin sürekli optimizasyonu da gereklidir. Arıtılmış suyun kalitesini düzenli olarak izleyin, arıtma ekipmanının çalışma parametrelerini zamanında ayarlayın ve arıtma sisteminin istikrarlı çalışmasını ve iyi arıtma etkilerinin elde edilmesini sağlamak için ekipmanın bakımını ve onarımını gerçekleştirin.

Sonuç

Siyanür içeren farmasötik atık suların arıtımı çevre koruma ve insan sağlığı açısından büyük önem taşır. Kimyasal oksidasyon, biyolojik arıtma ve fiziksel-kimyasal arıtma gibi farklı arıtma yöntemlerinin kendi özellikleri ve uygulama kapsamları vardır. Pratik mühendislik uygulamalarında atık su kalitesi, arıtma gereksinimleri, ekonomik maliyetler ve çevresel etkiler gibi çeşitli faktörleri kapsamlı bir şekilde ele almak ve uygun arıtma sürecini seçmek ve optimize etmek gerekir. Bilim ve teknolojinin sürekli gelişmesiyle birlikte siyanür içeren farmasötik atık sular için daha verimli, çevre dostu ve uygun maliyetli arıtma teknolojileri ortaya çıkmaya devam edecek ve farmasötik endüstrisinin sürdürülebilir gelişimi ve çevre koruması için güçlü destek sağlayacaktır.