Nitrobentseeni-TNT/DNT jätevedenkäsittelysovellus

Nitrobentseeniyhdisteet (kuten nitroaniliini, nitrobentseeni, nitroklooribentseeni ja polynitroaromaattiset hiilivedyt jne.) ovat yksi tärkeimmistä kemiallisista perusraaka-aineista. Niitä käytetään laajalti teollisessa tuotannossa, kuten väriaineissa, lääkkeissä, kemikaaleissa, räjähteissä, torjunta-aineissa ja orgaanisessa synteesissä, ja ne ovat kemianteollisuuden parhaita. Siksi suuri määrä nitrobentseeniyhdisteitä on päässyt ihmisten elämään. Niillä on vakaat rakenteet, niitä ei ole helppo hajottaa ja muuttaa, niitä on lukuisia ja monimutkaisia ​​ja ne ovat erittäin myrkyllisiä organismeille. Yleensä tällaiset yhdisteet ovat erittäin myrkyllisiä ja erittäin syöpää aiheuttavia aineita, ja niiden myrkyllisyys on yleensä 20-30 kertaa muiden yhdisteiden myrkyllisyys.

Lajikkeidensa ja vaihtelevien tuotantokokojensa vuoksi useimmat tuotantoprosessit ovat toistaiseksi suhteellisen takapajuisia, tuotto ei ole korkea, sivureaktiot ovat monimutkaisia ​​ja varsinkin tuotantojätevesi saastuttaa vakavasti ympäristöä. Nitrobentseenijäteveden suora päästö aiheuttaa tällaisten yhdisteiden laajaa esiintymistä vedessä ja maaperässä, mikä aiheuttaa vakavia ympäristön saastumisongelmia. Tästä syystä valtiolla on tiukat valvontastandardit jäteveden nitrobentseeniyhdisteiden pitoisuuksille, joiden mukaan suurin sallittu päästöpitoisuus on: 2.0 mg/L ensimmäiselle tasolle, 2,5 mg/L toiselle tasolle, ja 3.0 mg/L kolmannelle tasolle.

Tilastojen mukaan noin 30,000 tonnia nitrobentseeniyhdisteitä päästetään ympäristöön vuosittain maailmanlaajuisesti. Lisäksi nykyaikaisen kemianteollisuuden jatkuvan kehityksen myötä tällaisten yhdisteiden kysyntä on selvästi nousussa, ja nitrobentseenin maailmanlaajuinen kysyntä kasvaa 3,1 prosentin vuosivauhtia. Myös tällaisten eri kanavien kautta ympäristöön joutuvien yhdisteiden tyypit ja määrät lisääntyvät ja ympäristön saastuminen muuttuu yhä vakavammaksi ja suoraan uhkaavaksi ihmisten terveydelle.

Nitrobentseeni on vaaleankeltainen, myrkyllinen, läpinäkyvä öljyinen neste, jolla on katkeramantelin maku. Sen molekyylikaava on C6H5NO2, sen tiheys on 1,2 g/cm3, sen kiehumispiste on 210,8 astetta, sen sulamispiste on -5,7 astetta, se on vaikeasti liukeneva veteen, mutta se liukenee helposti useimpiin orgaanisiin aineisiin. liuottimia, kuten bentseeni, eetteri ja etanoli. Korkeassa lämpötilassa ja korkeassa kuumuudessa tapahtuu palamista ja räjähdystä, ja se voi reagoida kiivaasti HNO3:n kanssa. Nitrobentseenin nitroryhmällä on voimakas kyky absorboida elektroneja, mikä vähentää elektronipilven tiheyttä bentseenirenkaassa, mikä tekee nitrobentseenistä erittäin stabiilia.

Nitrobentseeniyhdisteet (nitrofenoli, nitrobentseeni, nitrobentseeniklooribentseeni ja polynitroaromaattiset hiilivedyt) ovat erittäin tärkeitä orgaanisia perusvälituotteita kemiallisissa synteesiprosesseissa. Niitä käytetään laajasti hienokemikaali-, tekstiili-, paino- ja värjäysteollisuudessa.

Nitrobentseenijäteveden ominaisuudet ovat: nitrobentseeni on veteen liukenematon ja sen tiheys on suurempi kuin veden. Päästyään vesistöihin se uppoaa veden pohjaan ja pysyy muuttumattomana pitkään, joten aiheuttama veden pilaantuminen kestää huomattavan pitkään; suurin osa nitrobentseenijätevesistä johdetaan ajoittain, ja myös eri tuotantoprosesseista poistuvan nitrobentseenin pitoisuus on erilainen.

Samaan aikaan jäteveden määrä vaihtelee myös tuotannon mittakaavan mukaan muutamasta tonnista useisiin tuhansiin tonneihin; nitrobentseenin tuotantoprosessissa käyttöolosuhteiden, kuten lämpötilan, paineen, pH:n ja syöttömäärän poikkeamien, vaihteluista johtuen sivutuotteita, kuten dinitrobentseeniä, muodostuu ja ne päätyvät nitrobentseenijäteveteen, mikä vaikeuttaa nitrobentseenijäteveden käsittelyä; nitrobentseenin ja aniliinin tuotantoprosessissa on lisättävä suuri määrä HCl:a, H2SO4:a, NaOH:ta ja metallikatalyyttejä, kuten Cu, Fe, Al ja orgaanisia lisäaineita.

Epätäydellisen reaktion ja tuotteen siirtymisen vuoksi nitrobentseenijätevesi sisältää raskasmetalli-ioneja ja jonkin verran monimutkaista orgaanista ainetta. Samaan aikaan hapon ja alkalin poikkeaman vuoksi jäteveden pH vaihtelee epäsäännöllisesti laajalla alueella, mikä vaikeuttaa jäteveden käsittelyä.

TNT on räjähdysherkkä, keltainen jauhe tai hiutale, vaikeasti liukeneva veteen, ja sitä voidaan käyttää vedenalaiseen räjäytyspuhdistukseen. Suuren tehonsa ansiosta sitä käytetään usein sekundäärisytyttimenä. TNT saadaan nitraamalla ja puhdistamalla tolueenia typpihapolla ja rikkihapolla. Tolueenin nitraamisen jälkeen poistuu suuri määrä jätehappoa ja hapanta vettä (tunnetaan myös nimellä keltainen vesi), ja puhdistuksen jälkeen muodostuu emäksistä jätevettä (tunnetaan myös nimellä punainen vesi).

TNT-jätevesien ominaisuudet ovat: monimutkainen koostumus, vakaat kemialliset ominaisuudet, ja sen sisältämät aineet ovat yleensä korkeapitoisuuksia vaikeasti hajoavia orgaanisia aineita, mikä on erittäin haitallista; useimmat epäpuhtaudet ovat akuutisti myrkyllisiä, mikä voi aiheuttaa ihmisten ja nisäkkäiden akuutin tai kroonisen myrkytyksen ja tunkeutua maaperään ja vesistöihin, ja yleisten mikro-organismien on vaikea hajottaa niitä.

DNT on tärkeä välituote monille kemiallisille tuotteille ja välttämätön välituote TNT-räjähteiden valmistuksessa. DNT-jätevesi on emäksistä orgaanista jätevettä, joka syntyy DNT:n valmistuksen, jalostuksen ja pesun yhteydessä. DNT-jäteveden ominaisuudet ovat: erittäin monimutkainen koostumus, jäteveden sisältämät nitroyhdisteet ovat rakenteeltaan stabiileja, syöpää aiheuttavia ja biologisesti myrkyllisiä ja niistä on helppo tuottaa muita myrkyllisempiä välituotteita hajoamisprosessin aikana.

Periaatteessa nykyinen teknologia nitrobentseenijätevesien käsittelyssä voidaan jakaa erotusprosessiin ja konversioprosessiin.

Erotusprosessissa epäpuhtaudet erotetaan jätevedestä painovoiman, keskipistevoiman jne. avulla. Yleensä saasteiden kemialliset ominaisuudet eivät muutu erotusprosessin aikana; yleisesti käytettyjä erotusprosesseja ovat adsorptio, strippaus, uutto, koagulointi ja saostus, kalvoerotus ja tislaus;

Konversioprosessissa saasteiden kemiallista luonnetta muutetaan kemiallisesti tai mikrobien avulla, muuttamalla ne myrkyttömäksi aineeksi tai vähentämällä niiden myrkyllisyyttä päästöstandardien mukaisiksi. Yleisiä muunnosprosesseja ovat: mikromoottorihapetus, Fenton-hapetus, fotokatalyyttinen hapetus, biologinen menetelmä, sähkökemiallinen katalyyttinen hapetus jne.