Χαρακτηριστικά ποιότητας νιτροβενζολίου λυμάτων
Οι ενώσεις νιτροβενζολίου (όπως η νιτροανιλίνη, το νιτροβενζόλιο, το νιτροχλωροβενζόλιο και οι πολυνιτροαρωματικοί υδρογονάνθρακες κ.λπ.) αποτελούν μια από τις σημαντικές βασικές χημικές πρώτες ύλες. Χρησιμοποιούνται ευρέως στη βιομηχανική παραγωγή όπως βαφές, φάρμακα, χημικά, εκρηκτικά, φυτοφάρμακα και οργανική σύνθεση και είναι τα καλύτερα στη χημική βιομηχανία. Ως εκ τούτου, ένας μεγάλος αριθμός ενώσεων νιτροβενζολίου έχει εισέλθει στη ζωή των ανθρώπων. Έχουν σταθερές δομές, δεν αποσυντίθενται και μετασχηματίζονται εύκολα, είναι πολυάριθμα και πολύπλοκα και είναι πολύ τοξικά για τους οργανισμούς. Συνήθως, τέτοιες ενώσεις είναι άκρως τοξικές και πολύ καρκινογόνες ουσίες και η τοξικότητά τους είναι γενικά 20 έως 30 φορές μεγαλύτερη από άλλες ενώσεις.
Λόγω των πολλών ποικιλιών και των διαφορετικών μεγεθών παραγωγής, μέχρι στιγμής, οι περισσότερες διαδικασίες παραγωγής είναι σχετικά καθυστερημένες, η απόδοση δεν είναι υψηλή, οι παράπλευρες αντιδράσεις είναι περίπλοκες και ειδικά τα λύματα παραγωγής που απορρίπτονται μολύνουν σοβαρά το περιβάλλον. Η άμεση απόρριψη των λυμάτων νιτροβενζολίου θα προκαλέσει την ευρέως παρουσία τέτοιων ενώσεων στο νερό και το έδαφος, προκαλώντας σοβαρά προβλήματα περιβαλλοντικής ρύπανσης. Επομένως, το κράτος έχει αυστηρά πρότυπα ελέγχου για τη συγκέντρωση νιτροβενζολικών ενώσεων στα λύματα, ορίζοντας ότι η μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση απόρριψης είναι: 2.0 mg/L για το πρώτο επίπεδο, 2,5 mg/L για το δεύτερο επίπεδο, και 3.0 mg/L για το τρίτο επίπεδο.
Σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία, περίπου 30,000 τόνοι ενώσεων νιτροβενζολίου απορρίπτονται στο περιβάλλον κάθε χρόνο παγκοσμίως. Επιπλέον, με τη συνεχή ανάπτυξη της σύγχρονης χημικής βιομηχανίας, η ζήτηση για τέτοιες ενώσεις παρουσιάζει σαφή ανοδική τάση, μεταξύ των οποίων η παγκόσμια ζήτηση για νιτροβενζόλιο αυξάνεται με ετήσιο ρυθμό 3,1%. Οι τύποι και οι ποσότητες τέτοιων ενώσεων που εισέρχονται στο περιβάλλον μέσω διαφόρων διαύλων θα αυξηθούν επίσης και η ρύπανση του περιβάλλοντος θα γίνεται ολοένα και πιο σοβαρή, απειλώντας άμεσα την ανθρώπινη υγεία.
Το νιτροβενζόλιο είναι ένα ανοιχτό κίτρινο, τοξικό, διαφανές ελαιώδες υγρό με γεύση πικραμύγδαλου. Ο μοριακός τύπος του είναι C6H5NO2, η πυκνότητά του είναι 1,2 g/cm3, το σημείο βρασμού του είναι 210,8 βαθμοί, το σημείο τήξεως είναι -5,7 βαθμοί, είναι δύσκολο να διαλυθεί στο νερό, αλλά είναι εύκολα διαλυτό στα περισσότερα οργανικά διαλύτες όπως βενζόλιο, αιθέρας και αιθανόλη. Υπό συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής θερμότητας, θα συμβεί καύση και έκρηξη και μπορεί να αντιδράσει βίαια με το HNO3. Η νιτροομάδα στο νιτροβενζόλιο έχει μια ισχυρή ικανότητα να απορροφά ηλεκτρόνια, γεγονός που μειώνει την πυκνότητα του νέφους ηλεκτρονίων στον δακτύλιο βενζολίου, καθιστώντας το νιτροβενζόλιο εξαιρετικά σταθερό.
Χαρακτηριστικά των λυμάτων νιτροβενζολίου
Οι ενώσεις νιτροβενζολίου (νιτροφαινόλη, νιτροβενζόλιο, νιτροβενζόλιο χλωροβενζόλιο και πολυνιτροαρωματικοί υδρογονάνθρακες) είναι εξαιρετικά σημαντικά βασικά οργανικά ενδιάμεσα στις διαδικασίες χημικής σύνθεσης. Χρησιμοποιούνται ευρέως σε εκλεκτά χημικά, κλωστοϋφαντουργικά προϊόντα, βιομηχανίες εκτύπωσης και βαφής.
Τα χαρακτηριστικά των λυμάτων νιτροβενζολίου είναι: το νιτροβενζόλιο είναι αδιάλυτο στο νερό και έχει μεγαλύτερη πυκνότητα από το νερό. Αφού εισέλθει στο υδάτινο σώμα, θα βυθιστεί στον πυθμένα του νερού και θα παραμείνει αναλλοίωτο για μεγάλο χρονικό διάστημα, έτσι η ρύπανση του νερού που προκαλείται θα διαρκέσει για μεγάλο χρονικό διάστημα. Τα περισσότερα απόβλητα νιτροβενζολίου απορρίπτονται κατά διαστήματα και η συγκέντρωση του νιτροβενζολίου που απορρίπτεται από διαφορετικές διαδικασίες παραγωγής είναι επίσης διαφορετική.
Ταυτόχρονα, η ποσότητα των λυμάτων ποικίλλει επίσης ανάλογα με την κλίμακα παραγωγής, που κυμαίνεται από μερικούς τόνους έως αρκετές χιλιάδες τόνους. Στη διαδικασία παραγωγής νιτροβενζολίου, λόγω διακυμάνσεων στις συνθήκες λειτουργίας όπως θερμοκρασία, πίεση, pH και απόκλιση στην ποσότητα τροφοδοσίας, παραπροϊόντα όπως το δινιτροβενζόλιο θα παραχθούν και θα εισέλθουν στα λύματα νιτροβενζολίου, καθιστώντας την επεξεργασία των λυμάτων νιτροβενζολίου πιο δύσκολη. στη διαδικασία παραγωγής νιτροβενζολίου και ανιλίνης, χρειάζεται να προστεθεί μεγάλη ποσότητα HCl, H2SO4, NaOH και μεταλλικών καταλυτών όπως Cu, Fe, Al και οργανικά πρόσθετα.
Λόγω ατελούς αντίδρασης και μεταφοράς προϊόντος, τα απόβλητα νιτροβενζολίου περιέχουν ιόντα βαρέων μετάλλων και κάποια πολύπλοκη οργανική ύλη. Ταυτόχρονα, λόγω της απόκλισης οξέος και αλκαλίου, το pH των λυμάτων κυμαίνεται ακανόνιστα σε μεγάλο εύρος, δυσκολεύοντας την επεξεργασία των λυμάτων.
Ποιότητα λυμάτων TNT και DNT
Το TNT είναι μια ισχυρή εκρηκτική, κίτρινη σκόνη ή νιφάδα, που διαλύεται δύσκολα στο νερό και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για υποβρύχιες ανατινάξεις. Λόγω της μεγάλης του δύναμης, χρησιμοποιείται συχνά ως δευτερεύων πυροκροτητής. Το TNT λαμβάνεται με νίτρωση και διύλιση τολουολίου με νιτρικό οξύ και θειικό οξύ. Μετά τη νίτρωση του τολουολίου, μια μεγάλη ποσότητα απόβλητου οξέος και όξινου νερού (γνωστό και ως κίτρινο νερό) απορρίπτεται και μετά τον καθαρισμό παράγονται αλκαλικά λύματα (γνωστά και ως κόκκινο νερό).
Τα χαρακτηριστικά των λυμάτων TNT είναι: σύνθετη σύνθεση, σταθερές χημικές ιδιότητες και οι ουσίες που περιέχονται είναι γενικά οργανική ύλη υψηλής συγκέντρωσης, δύσκολα αποικοδομήσιμη, η οποία είναι πολύ επιβλαβής. Οι περισσότεροι ρύποι είναι οξεία τοξικοί, οι οποίοι μπορούν να προκαλέσουν οξεία ή χρόνια δηλητηρίαση ανθρώπων και θηλαστικών και μπορούν να διεισδύσουν στο έδαφος και τα υδάτινα σώματα και είναι δύσκολο να αποικοδομηθούν από γενικούς μικροοργανισμούς.
Το DNT είναι σημαντικό ενδιάμεσο για πολλά χημικά προϊόντα και απαραίτητο ενδιάμεσο για την κατασκευή εκρηκτικών TNT. Τα λύματα DNT είναι αλκαλικά οργανικά λύματα που παράγονται κατά την προετοιμασία και τον καθαρισμό και το πλύσιμο του DNT. Τα χαρακτηριστικά των λυμάτων DNT είναι: εξαιρετικά πολύπλοκη σύνθεση, οι νιτροενώσεις που περιέχονται στα λύματα έχουν σταθερές δομές, είναι καρκινογόνες και βιολογικά τοξικές και είναι εύκολο να παραχθούν άλλα πιο τοξικά ενδιάμεσα κατά τη διαδικασία αποδόμησης.
Συμβατική διαδικασία επεξεργασίας λυμάτων
Κατ' αρχήν, η τρέχουσα τεχνολογία για την επεξεργασία των λυμάτων νιτροβενζολίου μπορεί να χωριστεί σε διαδικασία διαχωρισμού και διαδικασία μετατροπής.
Η διαδικασία διαχωρισμού είναι ο διαχωρισμός των ρύπων από τα λύματα μέσω της βαρύτητας, της κεντρομόλου δύναμης κ.λπ. Γενικά, οι χημικές ιδιότητες των ρύπων δεν αλλάζουν κατά τη διαδικασία διαχωρισμού. Οι διαδικασίες διαχωρισμού που χρησιμοποιούνται συνήθως περιλαμβάνουν προσρόφηση, απογύμνωση, εκχύλιση, πήξη και καθίζηση, διαχωρισμό με μεμβράνη και απόσταξη.
Η διαδικασία μετατροπής συνίσταται στην αλλαγή της χημικής φύσης των ρύπων μέσω χημικής ή μικροβιακής δράσης, μετατροπής τους σε μη τοξικές ουσίες ή μείωσης της τοξικότητάς τους ώστε να πληρούν τα πρότυπα εκπομπών. Οι κοινές διεργασίες μετατροπής περιλαμβάνουν: οξείδωση με μικροκινητήρα, οξείδωση Fenton, φωτοκαταλυτική οξείδωση, βιολογική μέθοδο, ηλεκτροχημική καταλυτική οξείδωση κ.λπ.