کاربرد تصفیه فاضلاب Nitrobenzene-TNT/DNT

ترکیبات نیتروبنزن (مانند نیتروآنیلین، نیتروبنزن، نیتروکلروبنزن و هیدروکربن های پلی نیتروآروماتیک و...) یکی از مواد اولیه شیمیایی اساسی هستند. آنها به طور گسترده در تولیدات صنعتی مانند رنگ، دارو، مواد شیمیایی، مواد منفجره، آفت کش ها و سنتز آلی استفاده می شوند و در صنایع شیمیایی بهترین هستند. بنابراین تعداد زیادی از ترکیبات نیتروبنزن وارد زندگی مردم شده است. آنها ساختارهای پایداری دارند، تجزیه و تبدیل آنها آسان نیست، متعدد و پیچیده هستند و برای موجودات بسیار سمی هستند. معمولاً چنین ترکیباتی مواد بسیار سمی و بسیار سرطان زا هستند و سمیت آنها عموماً 20 تا 30 برابر سایر ترکیبات است.

با توجه به انواع مختلف آنها و اندازه های مختلف تولید ، تاکنون بیشتر فرآیندهای تولید نسبتاً عقب مانده ، عملکرد زیاد نیست ، واکنشهای جانبی پیچیده است و به ویژه فاضلاب تولیدی که به طور جدی محیط را آلوده می کند. تخلیه مستقیم فاضلاب نیتروبنزن باعث می شود چنین ترکیباتی به طور گسترده در آب و خاک وجود داشته باشد و باعث ایجاد مشکلات جدی آلودگی محیطی شود. بنابراین ، ایالت دارای استانداردهای کنترل دقیق برای غلظت ترکیبات نیتروبنزن در فاضلاب است و تصریح می کند که حداکثر غلظت تخلیه مجاز: 2. {1} mg mg/L برای سطح اول ، 2.5 میلی گرم در لیتر برای سطح دوم ، و 3. {5}} mg/l برای سطح سوم.

طبق آمار، سالانه حدود 30،{1}} تن ترکیبات نیتروبنزن در سراسر جهان وارد محیط زیست می شود. علاوه بر این، با توسعه مداوم صنایع شیمیایی مدرن، تقاضا برای چنین ترکیباتی روند صعودی آشکاری را نشان می‌دهد که در این میان تقاضای جهانی برای نیتروبنزن با نرخ سالانه 3.1 درصد در حال رشد است. انواع و مقادیر این گونه ترکیبات که از مجاری مختلف وارد محیط زیست می شوند نیز افزایش می یابد و آلودگی محیط زیست به طور فزاینده ای جدی می شود و به طور مستقیم سلامت انسان را تهدید می کند.

نیتروبنزن یک مایع روغنی زرد ، سمی و شفاف با طعم بادام تلخ است. فرمول مولکولی آن C6H5NO2 است ، چگالی آن 1.2 گرم در سانتی متر مربع است ، نقطه جوش آن 210.8 درجه است ، نقطه ذوب آن {8}} 7 درجه است ، حل آن در آب دشوار است ، اما در اکثر ارگانیک به راحتی محلول است حلالهایی مانند بنزن ، اتر و اتانول. در درجه حرارت بالا و شرایط گرمای زیاد ، احتراق و انفجار رخ می دهد و می تواند با HNO3 به شدت واکنش نشان دهد. گروه نیترو در نیتروبنزن از توانایی قوی در جذب الکترون ها برخوردار است که باعث کاهش چگالی ابر الکترون بر روی حلقه بنزن می شود و باعث می شود نیتروبنزن بسیار پایدار باشد.

ترکیبات نیتروبنزن (نیتروفنل، نیتروبنزن، نیتروبنزن کلروبنزن و هیدروکربن های پلی نیتروآروماتیک) واسطه های آلی اساسی بسیار مهم در فرآیندهای سنتز شیمیایی هستند. آنها به طور گسترده در صنایع شیمیایی خوب، منسوجات، چاپ و رنگرزی استفاده می شوند.

ویژگی های فاضلاب نیتروبنزن عبارتند از: نیتروبنزن در آب نامحلول است و چگالی بیشتری نسبت به آب دارد. پس از ورود به بدنه آب، به کف آب فرو می رود و برای مدت طولانی بدون تغییر باقی می ماند، بنابراین آلودگی آب ایجاد شده برای مدت قابل توجهی باقی می ماند. اکثر فاضلاب های نیتروبنزن به صورت متناوب تخلیه می شوند و غلظت نیتروبنزن تخلیه شده از فرآیندهای مختلف تولید نیز متفاوت است.

در عین حال، مقدار فاضلاب نیز بسته به مقیاس تولید متفاوت است و از چند تن تا چند هزار تن متغیر است. در فرآیند تولید نیتروبنزن، به دلیل نوسانات در شرایط عملیاتی مانند دما، فشار، PH و انحراف در مقدار خوراک، محصولات جانبی مانند دینیتروبنزن تولید شده و وارد فاضلاب نیتروبنزن شده و تصفیه فاضلاب نیتروبنزن را دشوارتر می کند. در فرآیند تولید نیتروبنزن و آنیلین، مقدار زیادی HCl، H2SO4، NaOH و کاتالیزورهای فلزی مانند Cu، Fe، Al و مواد افزودنی آلی باید اضافه شود.

به دلیل واکنش ناقص و حمل محصول، فاضلاب نیتروبنزن حاوی یون های فلزات سنگین و مقداری مواد آلی پیچیده است. در عین حال، به دلیل انحراف اسید و قلیایی، PH فاضلاب به طور نامنظم در محدوده وسیعی نوسان می کند و تصفیه فاضلاب را دشوارتر می کند.

TNT یک پودر زرد رنگ یا پوسته پوسته با قابلیت انفجار قوی است که به سختی در آب حل می شود و می تواند برای انفجار زیر آب استفاده شود. به دلیل قدرت زیاد، اغلب به عنوان چاشنی ثانویه استفاده می شود. TNT از نیتراسیون و تصفیه تولوئن با اسید نیتریک و اسید سولفوریک به دست می آید. پس از نیتراسیون تولوئن، مقدار زیادی ضایعات اسیدی و آب اسیدی (که به نام آب زرد نیز شناخته می شود) تخلیه می شود و پس از تصفیه فاضلاب قلیایی (همچنین به عنوان آب قرمز شناخته می شود) تولید می شود.

ویژگی های فاضلاب TNT عبارتند از: ترکیب پیچیده، خواص شیمیایی پایدار، و مواد موجود در آن به طور کلی مواد آلی با غلظت بالا هستند که تجزیه آن دشوار است، که بسیار مضر است. اکثر آلاینده ها به شدت سمی هستند که می توانند باعث مسمومیت حاد یا مزمن انسان و پستانداران شوند و می توانند به خاک و آب نفوذ کنند و به سختی توسط میکروارگانیسم های عمومی تجزیه می شوند.

DNT یک واسطه مهم برای بسیاری از محصولات شیمیایی و یک واسطه ضروری برای ساخت مواد منفجره TNT است. فاضلاب DNT، فاضلاب آلی قلیایی است که در طی آماده سازی، تصفیه و شستشوی DNT تولید می شود. ویژگی‌های فاضلاب DNT عبارتند از: ترکیب بسیار پیچیده، ترکیبات نیترو موجود در فاضلاب دارای ساختارهای پایداری هستند، سرطان‌زا و از نظر بیولوژیکی سمی هستند و به راحتی می‌توان سایر واسطه‌های سمی‌تر را در طول فرآیند تخریب تولید کرد.

در اصل، فن آوری فعلی برای تصفیه فاضلاب نیتروبنزن را می توان به فرآیند جداسازی و فرآیند تبدیل تقسیم کرد.

فرآیند جداسازی جدا کردن آلاینده ها از فاضلاب از طریق گرانش ، نیروی گریز از مرکز و غیره است. به طور کلی ، خواص شیمیایی آلاینده ها در طی فرآیند جداسازی تغییر نمی کنند. فرآیندهای جداسازی معمولاً شامل جذب ، سلب ، استخراج ، انعقاد و بارش ، جداسازی غشای و تقطیر است.

فرآیند تبدیل عبارت است از تغییر ماهیت شیمیایی آلاینده ها از طریق اقدامات شیمیایی یا میکروبی، تبدیل آنها به مواد غیر سمی یا کاهش سمیت آنها برای مطابقت با استانداردهای انتشار. فرآیندهای تبدیل رایج عبارتند از: اکسیداسیون میکروموتور، اکسیداسیون فنتون، اکسیداسیون فوتوکاتالیستی، روش بیولوژیکی، اکسیداسیون کاتالیستی الکتروشیمیایی و غیره.