Nitrobenzola-TNT/DNT notekūdeņu attīrīšanas pielietojums

Nitrobenzola savienojumi (piemēram, nitroanilīns, nitrobenzols, nitrohlorbenzols un polinitroaromātiskie ogļūdeņraži utt.) ir viena no svarīgākajām ķīmiskajām izejvielām. Tos plaši izmanto rūpnieciskajā ražošanā, piemēram, krāsvielas, zāles, ķīmiskās vielas, sprāgstvielas, pesticīdi un organiskā sintēze, un tie ir labākie ķīmiskajā rūpniecībā. Tāpēc cilvēku dzīvē ir ienācis liels skaits nitrobenzola savienojumu. Tiem ir stabilas struktūras, tos nav viegli sadalīt un pārveidot, tie ir daudz un sarežģīti, un tie ir ļoti toksiski organismiem. Parasti šādi savienojumi ir ļoti toksiskas un ļoti kancerogēnas vielas, un to toksicitāte parasti ir 20 līdz 30 reizes lielāka nekā citiem savienojumiem.

To daudzo šķirņu un dažādo ražošanas apjomu dēļ līdz šim lielākā daļa ražošanas procesu ir salīdzinoši atpalikuši, raža nav augsta, blakusreakcijas ir sarežģītas, un īpaši novadītie ražošanas notekūdeņi nopietni piesārņo vidi. Tieša nitrobenzola notekūdeņu novadīšana izraisīs šādu savienojumu plašu klātbūtni ūdenī un augsnē, radot nopietnas vides piesārņojuma problēmas. Tāpēc valstī ir stingri noteikti kontroles standarti nitrobenzola savienojumu koncentrācijai notekūdeņos, nosakot, ka maksimāli pieļaujamā izplūdes koncentrācija ir: 2.0 mg/L pirmajam līmenim, 2,5 mg/L otrajam līmenim, un 3.0 mg/L trešajam līmenim.

Saskaņā ar statistiku katru gadu pasaulē aptuveni 30,{1}} tonnas nitrobenzola savienojumu tiek izvadītas vidē. Turklāt, nepārtraukti attīstoties mūsdienu ķīmiskajai rūpniecībai, pieprasījums pēc šādiem savienojumiem uzrāda skaidru augšupejošu tendenci, tostarp globālais pieprasījums pēc nitrobenzola pieaug ar 3,1% gada tempu. Palielināsies arī šādu savienojumu veidi un daudzums, kas pa dažādiem kanāliem nonāk vidē, un vides piesārņojums kļūs arvien nopietnāks, tieši apdraudot cilvēku veselību.

Nitrobenzols ir gaiši dzeltens, toksisks, caurspīdīgs eļļains šķidrums ar rūgto mandeļu garšu. Tā molekulārā formula ir C6H5NO2, blīvums ir 1,2 g/cm3, viršanas temperatūra ir 210,8 grādi, kušanas temperatūra ir -5,7 grādi, grūti šķīst ūdenī, bet tas viegli šķīst lielākajā daļā organisko vielu. šķīdinātāji, piemēram, benzols, ēteris un etanols. Augstas temperatūras un augsta karstuma apstākļos notiks sadegšana un eksplozija, un tas var spēcīgi reaģēt ar HNO3. Nitrogrupai nitrobenzolā ir spēcīga spēja absorbēt elektronus, kas samazina elektronu mākoņu blīvumu uz benzola gredzena, padarot nitrobenzolu ārkārtīgi stabilu.

Nitrobenzola savienojumi (nitrofenols, nitrobenzols, nitrobenzola hlorbenzols un polinitroaromātiskie ogļūdeņraži) ir ārkārtīgi svarīgi pamata organiskie starpprodukti ķīmiskās sintēzes procesos. Tos plaši izmanto smalko ķīmisko vielu, tekstilizstrādājumu, poligrāfijas un krāsošanas nozarēs.

Nitrobenzola notekūdeņu īpašības ir šādas: nitrobenzols nešķīst ūdenī un tam ir lielāks blīvums nekā ūdenim. Pēc nokļūšanas ūdenstilpē tas nogrims ūdens dibenā un ilgstoši paliks nemainīgs, līdz ar to radītais ūdens piesārņojums saglabāsies ilgu laiku; lielākā daļa nitrobenzola notekūdeņu tiek novadīti ar pārtraukumiem, un arī dažādu ražošanas procesu novadītā nitrobenzola koncentrācija ir atšķirīga.

Tajā pašā laikā notekūdeņu daudzums arī atšķiras atkarībā no ražošanas apjoma, sākot no dažām tonnām līdz vairākiem tūkstošiem tonnu; nitrobenzola ražošanas procesā darbības apstākļu svārstību, piemēram, temperatūras, spiediena, pH un barības daudzuma novirzes dēļ, radīsies blakusprodukti, piemēram, dinitrobenzols, kas nonāks nitrobenzola notekūdeņos, apgrūtinot nitrobenzola notekūdeņu attīrīšanu; nitrobenzola un anilīna ražošanas procesā nepieciešams pievienot lielu daudzumu HCl, H2SO4, NaOH un metālu katalizatorus, piemēram, Cu, Fe, Al un organiskās piedevas.

Nepilnīgas reakcijas un produktu pārneses dēļ nitrobenzola notekūdeņi satur smago metālu jonus un dažas sarežģītas organiskās vielas. Tajā pašā laikā skābes un sārmu novirzes dēļ notekūdeņu pH svārstās neregulāri lielā diapazonā, apgrūtinot notekūdeņu attīrīšanu.

TNT ir sprādzienbīstams, dzeltens pulveris vai pārslas, grūti izšķīst ūdenī, un to var izmantot zemūdens spridzināšanai. Lielā spēka dēļ to bieži izmanto kā sekundāro detonatoru. TNT iegūst, nitrējot un rafinējot toluolu ar slāpekļskābi un sērskābi. Pēc toluola nitrēšanas tiek izvadīts liels daudzums atkritumskābes un skābā ūdens (pazīstams arī kā dzeltenais ūdens), un pēc attīrīšanas rodas sārmaini notekūdeņi (pazīstami arī kā sarkanais ūdens).

TNT notekūdeņu raksturojums ir: sarežģīts sastāvs, stabilas ķīmiskās īpašības, un tajās esošās vielas parasti ir augstas koncentrācijas grūti noārdāmas organiskās vielas, kas ir ļoti kaitīgas; vairums piesārņotāju ir akūti toksiski, kas var izraisīt akūtu vai hronisku cilvēku un zīdītāju saindēšanos, var iekļūt augsnē un ūdenstilpēs, un tos ir grūti noārdīt ar vispārējiem mikroorganismiem.

DNT ir svarīgs starpprodukts daudziem ķīmiskiem produktiem un nepieciešams starpprodukts TNT sprāgstvielu ražošanā. DNT notekūdeņi ir sārmaini organiskie notekūdeņi, kas rodas DNT sagatavošanas un attīrīšanas un mazgāšanas laikā. DNT notekūdeņu raksturojums ir: ārkārtīgi sarežģīts sastāvs, notekūdeņos esošie nitro savienojumi ir ar stabilu struktūru, ir kancerogēni un bioloģiski toksiski, un noārdīšanās procesā viegli veidojas citi toksiskāki starpprodukti.

Principā pašreizējo tehnoloģiju nitrobenzola notekūdeņu attīrīšanai var iedalīt atdalīšanas procesā un konversijas procesā.

Atdalīšanas process ir piesārņotāju atdalīšana no notekūdeņiem, izmantojot gravitāciju, centripetālo spēku utt. Parasti piesārņojošo vielu ķīmiskās īpašības atdalīšanas procesā nemainās; parasti izmantotie atdalīšanas procesi ietver adsorbciju, atdalīšanu, ekstrakciju, koagulāciju un izgulsnēšanu, membrānas atdalīšanu un destilāciju;

Pārveidošanas process ir mainīt piesārņojošo vielu ķīmisko raksturu ar ķīmisku vai mikrobu iedarbību, pārvēršot tos netoksiskās vielās vai samazinot to toksicitāti, lai atbilstu emisijas standartiem. Parastie konversijas procesi ietver: mikromotora oksidāciju, Fenton oksidāciju, fotokatalītisko oksidāciju, bioloģisko metodi, elektroķīmisko katalītisko oksidāciju utt.