توضیحات مفصل در مورد فرآیند و عملکرد کرکنگ سیانید برای فاضلاب حاوی سیانید

نمای کلی از فرآیند ترک خوردگی سیانید

سیانید حاوی فاضلاب دارای طیف گسترده ای از منابع است و در فرآیندهای تولید صنایع مانند آبکاری ، فرآوری مواد معدنی و مهندسی شیمی تولید می شود. سیانید موجود در این فاضلاب ماده ای بسیار سمی است که در صورت تخلیه مستقیم بدون تصفیه ، می تواند باعث آسیب غیر قابل برگشت بدن ، خاک و زنجیره غذایی شود. سیانید که وارد بدن آب می شود ، می تواند باعث مسمومیت و مرگ موجودات آبزی شود و تعادل اکولوژی آبزی را مختل کند. نفوذ به خاک می تواند بر باروری خاک و فعالیت میکروبی تأثیر بگذارد و تهدیدی برای رشد محصول باشد. علاوه بر این ، سیانید حاوی فاضلاب نیز ممکن است از طریق زنجیره غذایی منتقل شود و در نهایت سلامت و ایمنی انسان را تهدید کند.
اهمیت فناوری حذف سیانید بدیهی است. این یک وسیله اصلی برای تصفیه سیانید حاوی فاضلاب است ، که می تواند سیانید را در فاضلاب به مواد بی ضرر یا کم سمی تبدیل کند ، اطمینان حاصل کند که کیفیت آب مطابق با استانداردهای تخلیه ملی و در نتیجه از محیط زیست محیطی و سلامت انسان محافظت می کند.
فرایند توسعه فناوری شکستن سیانید یک فرایند مداوم نوآوری و بهبود است. در روزهای ابتدایی ، مردم عمدتاً از روشهای ساده بارش شیمیایی برای تصفیه سیانید حاوی فاضلاب استفاده می کردند ، اما اثر تصفیه محدود بود. با پیشرفت فناوری ، فرآیندهای مختلف حذف سیانید مانند اکسیداسیون شیمیایی ، تجزیه بیولوژیکی و جذب فیزیکی به تدریج ظهور کرده اند که به طور قابل توجهی راندمان درمانی ، هزینه و حفاظت از محیط زیست را بهبود بخشیده اند.
روشهای فرآیند شکستن سیانید رایج
روش اکسیداسیون شیمیایی
فرآیند کلر قلیایی
روش کلرینگ قلیایی یک فرآیند شکستن سیانید است که از گاز کلر یا هیپوکلریت به عنوان یک ماده کلر برای اکسیداسیون و تجزیه سیانید در شرایط قلیایی استفاده می کند. روند واکنش به دو مرحله تقسیم می شود. در مرحله اول ، سیانید به سناته اکسیده می شود و واکنش در این مرحله سریع است. سپس نمک سیانات را در دی اکسید کربن و گاز نیتروژن اکسیده می کنید. فرمول اصلی واکنش شیمیایی به شرح زیر است:

فاز 1: cn−+clo−+h2o = cncl+2oh- cn^-+clo^-+h_2o = cncl+2oh^-cn−+clo−+h2o = cncl+2oh− ، cncl+2oh− = cno−+cl−+h2ocncl+2oh^- = cno^- cl^ h_2ocncl+2oh− = cno−+cl−+h2o ；

فاز 2: 2cno -+3clo -= 2CO2 ↑+N2 ↑+3Clo -2cno ^ -+3clo ^ -= 2co2 ↑+N2 ↑+3cl ^ -2cno -+3CLO -= 2CO2 ↑+N2 ↑+3CLO.

مزایای این روش فرآیند بالغ ، عملکرد ساده ، اثر درمانی پایدار و توانایی کاهش مؤثر محتوای سیانید در فاضلاب است. ضرر این است که ممکن است کلر حاوی محصولات جانبی تولید کند ، که ممکن است باعث آلودگی ثانویه به محیط زیست شود و هزینه درمان نسبتاً زیاد است. برای تصفیه سیانید غلظت کم و متوسط ​​حاوی فاضلاب مناسب است و به طور گسترده در صنایعی مانند آبکاری و مهندسی شیمی مورد استفاده قرار می گیرد.
روش پراکسید هیدروژن
اصل روش پراکسید هیدروژن این است که تحت عمل یک کاتالیزور ، پراکسید هیدروژن برای تولید رادیکال های هیدروکسیل با خاصیت اکسید کننده قوی تجزیه می شود ، از این طریق اکسید کننده و تجزیه سیانید. کاتالیزورهای رایج شامل نمک آهن است که می تواند تجزیه پراکسید هیدروژن را تسریع کرده و کارایی واکنشهای اکسیداسیون را بهبود بخشد. شرایط واکنش به طور کلی به مقادیر pH مناسب و دامنه دما نیاز دارد ، با مقادیر pH به طور معمول بین 9-11 و درجه حرارت بین 20-30 ℃ کنترل می شود. در مقایسه با سایر روشهای اکسیداسیون شیمیایی ، روش پراکسید هیدروژن مزایای واکنش خفیف و آلودگی ثانویه را ندارد. ماده کلرونی مورد استفاده در روش کلر قلیایی ممکن است کلر حاوی محصولات جانبی تولید کند ، در حالی که محصولات روش پراکسید هیدروژن عمدتاً آب و اکسیژن هستند که سازگار با محیط زیست هستند. با این حال ، توانایی اکسیداسیون این روش نسبتاً ضعیف است ، و تأثیر درمان آن بر روی سیانید غلظت بالا حاوی فاضلاب ممکن است به اندازه سایر روشها خوب نباشد.

روش تخریب
تجزیه بیولوژیکی استفاده از متابولیسم میکروبی برای تجزیه سیانید به مواد بی ضرر است. در شرایط مناسب محیطی ، میکروارگانیسم های خاص می توانند با استفاده از سیانید به عنوان منبع کربن و نیتروژن رشد و تولید مثل کنند و سیانید را به دی اکسید کربن ، نیتروژن و آب از طریق یک سری واکنش های آنزیمی تبدیل کنند. این روش برای تصفیه سیانید حاوی فاضلاب با غلظت کم و تجزیه و تحلیل پذیری خوب ، مانند فاضلاب از گیاهان خاص فرآوری مواد معدنی و شرکتهای شیمیایی مناسب است. ویژگی های فرآیند آن هزینه پردازش کم و دوستی محیطی است ، اما راندمان پردازش نسبتاً کم است و سرعت واکنش کند است. عواملی از قبیل کیفیت فاضلاب ، دما و مقدار pH تأثیر معنی داری بر روشهای تخریب دارند. اگر فاضلاب حاوی مقدار زیادی فلزات سنگین یا سایر مواد سمی و مضر باشد ، رشد و متابولیسم میکروارگانیسم ها را مهار می کند. درجه حرارت پایین یا زیاد می تواند بر فعالیت میکروارگانیسم ها تأثیر بگذارد ، و دامنه دما به طور کلی مناسب 20-35 است. مقدار pH باید بین 6.5-8.5 کنترل شود تا از رشد طبیعی و متابولیسم میکروارگانیسم ها اطمینان حاصل شود.
روش جذب فیزیکی
اصل روش جذب فیزیکی استفاده از ساختار متخلخل و فعالیت سطحی مواد جذب برای جذب سیانید در فاضلاب بر روی سطح آنها است. کربن فعال شده یک ماده جاذب که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد با خصوصیاتی مانند سطح خاص و ظرفیت جذب قوی. در طی فرآیند جذب ، مولکول های سیانید از طریق نیروهای ون در والس ، جذب الکترواستاتیک و مکانیسم های دیگر به منافذ کربن فعال شده جذب می شوند. در فرآیند ترک خوردگی سیانید ، از جذب فیزیکی معمولاً به عنوان یک روش پیش درمانی یا درمان عمیق استفاده می شود. سیانید حاوی فاضلاب را از طریق ستون جذب مجهز به کربن فعال برای از بین بردن سیانید با جذب عبور دهید. با این حال ، این روش محدودیت های خاصی دارد ، زیرا ظرفیت جذب کربن فعال محدود است و نیاز به جایگزینی یا بازسازی منظم دارد. اثر تصفیه سیانید غلظت بالا حاوی فاضلاب ضعیف است و اگر کربن فعال پس از جذب به درستی درمان نشود ، ممکن است باعث آلودگی ثانویه شود.
روش اکسیداسیون UV پیشرفته
اصل روش اکسیداسیون پیشرفته ماوراء بنفش استفاده از انرژی نور ماوراء بنفش برای تحریک اکسیدان ها برای تولید رادیکال های آزاد بسیار اکسیداتیو ، مانند رادیکال های هیدروکسیل ، از این طریق به سرعت اکسید کننده و تجزیه سیانید است. این روش دارای مزایای فنی مانند توانایی اکسیداسیون قوی ، سرعت واکنش سریع و عدم انتخاب است و می تواند به طور موثری برای تخریب سیانید حاوی فاضلاب مختلف دشوار باشد. تجهیزات شکستن سیانید شرکت فناوری حفاظت از محیط زیست Suzhou Yiqing ، Ltd. فناوری اکسیداسیون ماوراء بنفش پیشرفته را اتخاذ می کند و در تصفیه سیانید غلظت بالا حاوی فاضلاب عملکرد خوبی دارد. این دستگاه از یک منبع نور ماوراء بنفش خاص و سیستم دوز اکسیدان برای اکسیداسیون و تجزیه سیانید در فاضلاب استفاده می کند و اطمینان حاصل می کند که کیفیت پساب مطابق با استانداردهای تخلیه است. طراحی منحصر به فرد و فناوری پیشرفته آن باعث افزایش کارآیی واکنشهای اکسیداسیون و کاهش هزینه های پردازش شده است. در مقایسه با فرآیندهای سنتی شکستن سیانید ، این تجهیزات دارای مزایای اثر درمانی خوب ، ردپای کوچک و درجه بالایی از اتوماسیون است و برای تصفیه سیانید غلظت بالا حاوی فاضلاب در صنایعی مانند آبکاری و معدن مناسب است.

نقاط اصلی کنترل فرآیند ترک خوردگی سیانید
کنترل وضعیت واکنش
کنترل pH
فرآیندهای مختلف شکستن سیانید نیاز به pH متفاوت دارند. روش کلرینگ قلیایی باید تحت شرایط قلیایی انجام شود و مقدار pH معمولاً در 10-11 کنترل می شود. در این محدوده ، ماده کلروین کننده می تواند به طور موثری سیانید را اکسید کند. اگر مقدار pH خیلی کم باشد ، گاز کلرید سیکلید سمی تولید می شود که بر اثر درمان و ایمنی تأثیر می گذارد. اگر مقدار pH خیلی زیاد باشد ، میزان واکنش را کاهش می دهد. مقدار pH مناسب برای روش پراکسید هیدروژن 9-11 است که برای تجزیه پراکسید هیدروژن برای تولید رادیکال های هیدروکسیل و بهبود راندمان اکسیداسیون مناسب است. روش تجزیه بیولوژیکی برای حفظ فعالیت میکروبی به مقدار pH 6.5-8.5 نیاز دارد. تنظیم مقدار pH را می توان با افزودن اسید یا قلیایی مانند اسید سولفوریک ، هیدروکسید سدیم و غیره بدست آورد و دوز باید براساس مقدار pH اولیه فاضلاب و نیازهای فرآیند محاسبه شود.
کنترل دما
دما تأثیر قابل توجهی در واکنش شکستن سیانید دارد. به طور کلی ، افزایش دما می تواند سرعت واکنش را تسریع کند ، اما دمای بیش از حد بالا ممکن است منجر به تجزیه اکسیدان ها یا غیرفعال شدن میکروبی شود. دامنه دمای مناسب برای روش کلر قلیایی 20-30 است. اگر درجه حرارت خیلی کم باشد ، میزان واکنش کاهش می یابد و اگر خیلی زیاد باشد ، گاز کلر فرار می کند و اثر درمانی را کاهش می دهد. روش پراکسید هیدروژن اثر واکنش بهتری در 20-30 دارد. دمای مناسب برای تخریب 20-35 ℃ است. اگر درجه حرارت خیلی کم باشد ، متابولیسم میکروبی کند خواهد بود ، در حالی که اگر خیلی زیاد باشد ، به ساختار سلولی میکروارگانیسم ها آسیب می رساند. دما را می توان از طریق تجهیزات گرمایش یا سرمایش مانند گرمایش بخار ، خنک کننده آب سرد و غیره تنظیم کرد.
کنترل دوز اکسیدان
تعیین دوز اکسیدان ها نیاز به بررسی جامع غلظت سیانید ، فرآیند تصفیه و اهداف تصفیه فاضلاب دارد. برای روش کلرینگ قلیایی ، دوز نظری را می توان با توجه به فرمول واکنش شیمیایی بر اساس محتوای سیانید در فاضلاب محاسبه کرد و می توان بیش از حد مناسب را نیز به این اساس اضافه کرد ، به طور کلی 10 ٪ -20 ٪. دوز روش پراکسید هیدروژن باید از طریق آزمایشات مبتنی بر خواص و الزامات تصفیه فاضلاب مشخص شود. دوز کافی نمی تواند منجر به درمان ناقص سیانید شود و بر کیفیت پساب تأثیر بگذارد. دوز بیش از حد می تواند هزینه های پردازش را افزایش دهد و همچنین ممکن است منجر به آلودگی ثانویه شود. بنابراین ، لازم است که میزان اکسیدان اضافه شده را به شدت کنترل کنید و علاوه بر این نیز می توان از طریق تجهیزات مانند پمپ های اندازه گیری حاصل شد.
تجهیزات کنترل
کنترل سیستم اختلاط
سیستم همزن نقش مهمی در واکنش ترک خوردگی سیانید دارد. این می تواند فاضلاب را به طور کامل با اکسیدان ها مخلوط کند ، سرعت واکنش و راندمان تصفیه را بهبود بخشد. سرعت همزن باید با توجه به فرآیند واکنش و نوع تجهیزات تنظیم شود ، که به طور کلی در 100-300 R/دقیقه کنترل می شود. زمان همزن باید با توجه به پیشرفت واکنش تعیین شود تا اطمینان حاصل شود که واکنش به طور کامل پیش می رود. در عین حال ، لازم است که به طور منظم سیستم اختلاط را حفظ و مدیریت کنید ، وضعیت عملکرد میکسر را بررسی کنید ، قطعات فرسوده را به موقع جایگزین کنید و از عملکرد عادی سیستم اختلاط اطمینان حاصل کنید.
کنترل و کنترل سیستم کنترل PH
سیستم نظارت و تنظیم pH بر مقدار pH فاضلاب در زمان واقعی از طریق سنسورهای pH نظارت می کند و به طور خودکار میزان اسید یا قلیایی اضافه شده را با توجه به مقدار تنظیم تنظیم می کند. دقت و ثبات سیستم به طور مستقیم بر اثربخشی واکنش شکستن سیانید تأثیر می گذارد. برای اطمینان از صحت سیستم ، لازم است به طور مرتب سنسور pH را کالیبره کنید. برای اطمینان از ثبات ، لازم است بررسی کنید که آیا اتصالات مدار و خط لوله سیستم طبیعی است یا خیر. در صورت بروز شرایط غیر طبیعی ، مانند نوسانات pH بیش از حد ، سنسورها و تجهیزات دوز باید به موقع بررسی شوند تا عیب یابی کنند.
کنترل پتانسیل کاهش اکسیداسیون (ORP)
پتانسیل کاهش اکسیداسیون (ORP) نشان دهنده وضعیت کاهش اکسیداسیون فاضلاب است و در فرآیندهای ترک خوردگی سیانید از اهمیت زیادی برخوردار است. محدوده کنترل ORP برای فرآیندهای مختلف متفاوت است. ORP برای روش کلرینگ قلیایی به طور کلی در 600-700 میلی ولت کنترل می شود ، در حالی که برای روش پراکسید هیدروژن در 400-500 میلی ولت کنترل می شود. با نظارت بر مقدار ORP ، پیشرفت واکنش را می توان تعیین کرد و می توان نقطه پایانی واکنش را کنترل کرد. هنگامی که مقدار ORP به محدوده تنظیم می رسد ، نشان می دهد که واکنش اساساً کامل است و افزودن اکسیدان می تواند متوقف شود. از سنسورهای ORP می توان برای نظارت در زمان واقعی استفاده کرد و میزان اکسیدان اضافه شده از طریق یک سیستم کنترل اتوماتیک قابل تنظیم است تا به کنترل دقیق واکنش برسد.
مطالعه موردی و ارزیابی اثر فناوری شکستن سیانید
تجزیه و تحلیل و تجزیه و تحلیل مورد واقعی
در صنعت برقی ، یک شرکت خاص از روش کلرینگ قلیایی برای تصفیه سیانید حاوی فاضلاب استفاده می کند. فرآیند تصفیه به شرح زیر است: ابتدا فاضلاب را در یک مخزن تنظیم کننده جمع کنید ، مقدار pH را روی 10-11 تنظیم کنید و سپس هیپوکلریت سدیم را برای واکنش اکسیداسیون اضافه کنید ، با زمان واکنش حدود 1-2 ساعت. از نظر پارامترهای عملیاتی ، میزان هیپوکلریت سدیم اضافه شده بر اساس غلظت سیانید در فاضلاب ، با بیش از 10 ٪ -20 ٪ تعیین می شود. پس از تصفیه ، غلظت سیانید در فاضلاب از 50 میلی گرم در لیتر اولیه به زیر 0.5 میلی گرم در لیتر کاهش یافت ، با میزان دستیابی به موفقیت سیانید تا 99 ٪ و کیفیت پساب مطابق با استانداردهای تخلیه ملی بود. سرمایه گذاری در این فرآیند تجهیزات نسبتاً کم است و هزینه عملیاتی عمدتاً به دلیل هزینه مواد شیمیایی است و در نتیجه مزایای اقتصادی قابل توجهی ایجاد می کند.
در صنعت معدن ، سیانید حاوی فاضلاب از یک کارخانه سودمند خاص با استفاده از روش اکسیداسیون پیشرفته ماوراء بنفش تصفیه می شود. فاضلاب ابتدا برای از بین بردن ناخالصی های بزرگ ذرات تحت درمان قرار می گیرد و سپس با استفاده از نور ماوراء بنفش و اکسیدان ، با زمان واکنش حدود 30-60 دقیقه ، وارد تجهیزات اکسیداسیون ماوراء بنفش پیشرفته می شود. از نظر پارامترهای عملیاتی ، میزان اکسیدان اضافه شده بر اساس کیفیت فاضلاب و الزامات تصفیه تعیین می شود. پس از تصفیه ، غلظت سیانید در سیانید غلظت بالا حاوی فاضلاب از 200 میلی گرم در لیتر به زیر 1 میلی گرم در لیتر کاهش یافت و اثر درمان خوب بود. اگرچه سرمایه گذاری تجهیزات نسبتاً زیاد است ، راندمان پردازش زیاد است ، اما ردپای آن اندک است و مزایای اقتصادی بلند مدت قابل توجه است.
شاخص ها و روش های عملکرد
شاخص های اصلی برای ارزیابی اثربخشی فناوری شکستن سیانید شامل میزان شکستن سیانید و کیفیت پساب است. میزان شکستگی سیانید به نسبت کاهش غلظت سیانید در فاضلاب قبل و بعد از تصفیه اشاره دارد. فرمول محاسبه: میزان شکستگی سیانید = (غلظت سیانید قبل از درمان - غلظت سیانید پس از درمان)/غلظت سیانید قبل از درمان x 100 ٪. کیفیت پساب عمدتا بر این است که آیا محتوای آلاینده هایی مانند سیانید و فلزات سنگین مطابق با استانداردهای تخلیه ملی یا محلی است.
روش ارزیابی عمدتا روشهای تجزیه و تحلیل شیمیایی مانند تیتراسیون و اسپکتروفتومتری را اتخاذ می کند و به طور مرتب فاضلاب را قبل و بعد از تصفیه آزمایش می کند. معیارهای ارزیابی مبتنی بر مقررات مربوط به محیط زیست و استانداردهای صنعت است. با توجه به نتایج ارزیابی ، اگر میزان دستیابی به موفقیت سیانید انتظارات را برآورده نکند یا کیفیت پساب مطابق با استانداردها باشد ، بهینه سازی و تنظیم فرآیند می تواند با تنظیم شرایط واکنش (مانند pH ، دما ، دوز اکسیدان و غیره) ، بهینه سازی پارامترهای فرآیند یا جایگزینی فرآیندهای درمانی برای بهبود اثر ایجاد سینید و کیفیت رشد و کیفیت آن انجام شود.
روند توسعه و چشم انداز فناوری ترک خوردگی سیانید
جهت نوآوری فناوری
جهت نوآوری فن آوری آینده فرآیند شکستن سیانید بر تحقیق و توسعه اکسیدان های جدید ، ادغام و اتوماسیون فرآیندها متمرکز خواهد شد. در تحقیق و توسعه اکسیدان های جدید ، دانشمندان متعهد به یافتن گزینه های کارآمدتر و سازگار با محیط زیست برای کاهش آلودگی ثانویه ناشی از اکسیدان های سنتی هستند. به عنوان مثال ، برخی از ترکیبات جدید با خاصیت اکسید کننده قوی و محصولات واکنش بی ضرر مورد بررسی و آزمایش قرار می گیرند. ادغام فرآیندها ترکیبی آلی از چندین فرآیند شکستن سیانید است و از مزایای مربوط به آنها برای بهبود کارایی و اثربخشی درمانی استفاده می کند. به عنوان مثال ، ادغام اکسیداسیون شیمیایی با تخریب ، ابتدا غلظت سیانید را از طریق اکسیداسیون شیمیایی کاهش می دهد ، و سپس تصفیه بیشتر کیفیت آب از طریق تجزیه بیولوژیکی. از نظر اتوماسیون ، از سنسورهای پیشرفته و سیستم های کنترل برای دستیابی به نظارت در زمان واقعی و کنترل دقیق واکنش های ترک خوردگی سیانید ، کاهش تداخل انسان و بهبود ثبات و قابلیت اطمینان پردازش استفاده می شود. این نوآوری ها باعث توسعه فرایندهای شکستن سیانید به سمت بهره وری بالاتر ، دوستی محیطی و هوش می شود.
الزامات حفاظت از محیط زیست و توسعه پایدار
فرآیند شکستن سیانید در حفاظت از محیط زیست و توسعه پایدار از اهمیت زیادی برخوردار است. با داشتن استانداردهای دقیق محیطی ، فرایند ترک خوردگی سیانید باید به طور مداوم بهبود یابد تا الزامات را برآورده سازد. از یک طرف ، لازم است در طی مراحل درمانی ، انتشار آلاینده ها را کاهش داده و از آلودگی ثانویه جلوگیری شود. به عنوان مثال ، با استفاده از اکسیدان ها و فرآیندهای پاک کننده برای کاهش تولید کلر حاوی محصولات جانبی. از طرف دیگر ، باید به بازیافت و استفاده مجدد از منابع توجه شود. سیانید حاوی فاضلاب ممکن است حاوی عناصر فلزی با ارزش باشد ، که می توانند از طریق فرآیندهای حذف سیانید برای دستیابی به حداکثر استفاده از منابع ، از طریق فرآیندهای حذف سیانید استفاده و استفاده مجدد شوند. علاوه بر این ، استفاده از فرآیندهای سازگار با محیط زیست مانند تجزیه و تحلیل تجزیه و تحلیل بیشتر برای کاهش تأثیر بر محیط زیست ترویج می شود. فرآیند شکستن سیانید نه تنها نیازهای زیست محیطی را برآورده می کند بلکه به استفاده مؤثر از منابع نیز می رسد و به توسعه پایدار کمک می کند.