Nitrobenzen-TNT/DNT Atıksu Arıtma Uygulaması

Nitrobenzen bileşikleri (nitroanilin, nitrobenzen, nitroklorobenzen ve polinitroaromatik hidrokarbonlar vb. gibi) önemli temel kimyasal hammaddelerden biridir. Boyalar, ilaçlar, kimyasallar, patlayıcılar, pestisitler ve organik sentezler gibi endüstriyel üretimde yaygın olarak kullanılırlar ve kimya sektörünün en iyileridirler. Bu nedenle çok sayıda nitrobenzen bileşiği insanların hayatına girmiştir. Kararlı yapılara sahiptirler, ayrışmaları ve dönüşmeleri kolay değildir, çok sayıda ve karmaşıktırlar ve organizmalar için çok toksiktirler. Genellikle bu tür bileşikler oldukça toksik ve oldukça kanserojen maddelerdir ve bunların toksisitesi genellikle diğer bileşiklerinkinden 20 ila 30 kat daha fazladır.

Çeşitlerinin çokluğu ve üretim boyutlarının değişmesi nedeniyle şu ana kadar üretim süreçlerinin çoğu nispeten geri kalmış, verim yüksek değil, yan reaksiyonlar karmaşık ve özellikle deşarj edilen üretim atıksuları çevreyi ciddi şekilde kirletiyor. Nitrobenzen atık suyunun doğrudan deşarjı, bu tür bileşiklerin su ve toprakta yaygın olarak bulunmasına neden olacak ve ciddi çevre kirliliği sorunlarına yol açacaktır. Bu nedenle eyaletin, atık sudaki nitrobenzen bileşiklerinin konsantrasyonuna yönelik katı kontrol standartları vardır ve izin verilen maksimum deşarj konsantrasyonunun şu şekilde olmasını şart koşar: birinci seviye için 2,0 mg/L, ikinci seviye için 2,5 mg/L, ve üçüncü seviye için 3.0 mg/L.

İstatistiklere göre dünya çapında her yıl yaklaşık 30,000 ton nitrobenzen bileşiği çevreye atılıyor. Üstelik, modern kimya endüstrisinin sürekli gelişmesiyle birlikte, bu tür bileşiklere olan talep, net bir yükseliş eğilimi gösteriyor; nitrobenzene yönelik küresel talep yıllık %3,1 oranında artıyor. Çevreye çeşitli kanallardan giren bu tür bileşiklerin tür ve miktarları da artacak, çevre kirliliği giderek ciddileşerek insan sağlığını doğrudan tehdit edecek hale gelecektir.

Nitrobenzen, acı badem tadında, açık sarı, toksik, şeffaf yağlı bir sıvıdır. Moleküler formülü C6H5NO2, yoğunluğu 1.2 g/cm3, kaynama noktası 210.8 derece, erime noktası -5.7 derecedir, suda çözünmesi zordur ancak çoğu organik maddede kolayca çözünür. benzen, eter ve etanol gibi çözücüler. Yüksek sıcaklık ve yüksek ısı koşullarında yanma ve patlama meydana gelir ve HNO3 ile şiddetli reaksiyona girebilir. Nitrobenzendeki nitro grubu, elektronları absorbe etme konusunda güçlü bir yeteneğe sahiptir, bu da benzen halkasındaki elektron bulutu yoğunluğunu azaltarak nitrobenzeni son derece kararlı hale getirir.

Nitrobenzen bileşikleri (nitrofenol, nitrobenzen, nitrobenzen klorobenzen ve polinitroaromatik hidrokarbonlar), kimyasal sentez proseslerinde son derece önemli temel organik ara maddelerdir. İnce kimyasallar, tekstil, baskı ve boyama endüstrilerinde yaygın olarak kullanılırlar.

Nitrobenzen atık suyunun özellikleri şunlardır: nitrobenzen suda çözünmez ve sudan daha büyük bir yoğunluğa sahiptir. Su kütlesine girdikten sonra suyun dibine çökecek ve uzun süre değişmeden kalacaktır, dolayısıyla oluşan su kirliliği uzun bir süre devam edecektir; Çoğu nitrobenzen atıksu aralıklı olarak deşarj edilir ve farklı üretim süreçlerinden deşarj edilen nitrobenzenin konsantrasyonu da farklıdır.

Aynı zamanda atık su miktarı da üretim ölçeğine bağlı olarak birkaç tondan birkaç bin tona kadar değişmektedir; nitrobenzen üretim prosesinde sıcaklık, basınç, pH gibi çalışma koşullarındaki dalgalanmalar ve besleme miktarındaki sapmalar nedeniyle dinitrobenzen gibi yan ürünlerin üretilip nitrobenzen atıksuya karışarak nitrobenzen atıksularının arıtılmasını zorlaştıracağı; nitrobenzen ve anilinin üretim prosesinde büyük miktarda HCl, H2SO4, NaOH ile Cu, Fe, Al gibi metal katalizörlerin ve organik katkı maddelerinin eklenmesi gerekmektedir.

Nitrobenzen atıksuyu, reaksiyonun tamamlanmamış olması ve ürün taşınması nedeniyle ağır metal iyonları ve bazı karmaşık organik maddeler içerir. Aynı zamanda asit ve alkali sapması nedeniyle atık suyun pH'ı geniş bir aralıkta düzensiz bir şekilde dalgalanarak atık suyun arıtılmasını zorlaştırır.

TNT yüksek derecede patlayıcı, sarı toz veya pul pul, suda çözünmesi zor bir maddedir ve su altı patlatmalarında kullanılabilir. Büyük gücünden dolayı sıklıkla ikincil patlatıcı olarak kullanılır. TNT, tolüenin nitrik asit ve sülfürik asit ile nitrasyonu ve rafine edilmesiyle elde edilir. Toluenin nitrasyonundan sonra büyük miktarda atık asit ve asidik su (sarı su olarak da bilinir) deşarj edilir ve rafinasyondan sonra alkali atık su (kırmızı su olarak da bilinir) üretilir.

TNT atık suyunun özellikleri şunlardır: karmaşık bileşim, kararlı kimyasal özellikler ve içerdiği maddeler genellikle çok zararlı olan yüksek konsantrasyonlu, bozunması zor organik maddelerdir; kirleticilerin çoğu akut toksiktir, insanlarda ve memelilerde akut veya kronik zehirlenmelere neden olabilir, toprağa ve su kütlelerine nüfuz edebilir ve genel mikroorganizmalar tarafından parçalanması zordur.

DNT, birçok kimyasal ürün için önemli bir ara maddedir ve TNT patlayıcılarının üretimi için gerekli bir ara maddedir. DNT atıksu, DNT'nin hazırlanması, rafine edilmesi ve yıkanması sırasında üretilen alkali organik atık sudur. DNT atık suyunun özellikleri şunlardır: son derece karmaşık bileşim, atık sudaki nitro bileşikleri kararlı yapılara sahiptir, kanserojen ve biyolojik olarak toksiktir ve bozunma süreci sırasında diğer daha toksik ara maddeleri üretmesi kolaydır.

Prensip olarak, nitrobenzen atık sularının arıtılmasına yönelik mevcut teknoloji, ayırma işlemi ve dönüştürme işlemine ayrılabilir.

Ayırma işlemi, kirleticileri atık sudan yerçekimi, merkezcil kuvvet vb. yoluyla ayırmaktır. Genellikle, kirleticilerin kimyasal özellikleri ayırma işlemi sırasında değişmez; yaygın olarak kullanılan ayırma işlemleri arasında adsorpsiyon, sıyırma, ekstraksiyon, pıhtılaşma ve çökeltme, membran ayırma ve damıtma yer alır;

Dönüşüm süreci, kirleticilerin kimyasal yapısını kimyasal veya mikrobiyal etki yoluyla değiştirmek, onları toksik olmayan maddelere dönüştürmek veya emisyon standartlarını karşılamak için toksisitelerini azaltmaktır. Yaygın dönüşüm süreçleri şunları içerir: mikro motor oksidasyonu, Fenton oksidasyonu, fotokatalitik oksidasyon, biyolojik yöntem, elektrokimyasal katalitik oksidasyon vb.