Қатты металдардың (Pb2+, Hg+, Hg2+, Cd2+) ағаш сорбенттеріндегі сорбциясы
Тарау 1 Әдебиеттік шолу
1.1 Фармацевтика өндірісінің ағын суларының сипаттамасы (зерттеу объектілері)
1.2 Ағын суларын органикалық қоспалардан тазарту әдістері. Адсорбциялық тазарту.
1.3 Адсорбцияның физика . химиялық негіздері.
1.4 Көміртек сорбенттерінің сипаттамасы.
Тарау 2 Тәжірибелік бөлім
2.1 Сорбенттерді алу әдістемесі.
2.2 ИК.спектроскопиялық талдау.
2.3 Хромато.масс.спектрометриялық талдау.
2.4 Дериватографиялық талдау.
2.5 Спектрофотометриялық талдау.
2.6 Бірге ион сорбциясының статикалық режимде Pb2+, Cd2+, Hg+, Hg2+ зерттеу әдістері.
1.1 Фармацевтика өндірісінің ағын суларының сипаттамасы (зерттеу объектілері)
1.2 Ағын суларын органикалық қоспалардан тазарту әдістері. Адсорбциялық тазарту.
1.3 Адсорбцияның физика . химиялық негіздері.
1.4 Көміртек сорбенттерінің сипаттамасы.
Тарау 2 Тәжірибелік бөлім
2.1 Сорбенттерді алу әдістемесі.
2.2 ИК.спектроскопиялық талдау.
2.3 Хромато.масс.спектрометриялық талдау.
2.4 Дериватографиялық талдау.
2.5 Спектрофотометриялық талдау.
2.6 Бірге ион сорбциясының статикалық режимде Pb2+, Cd2+, Hg+, Hg2+ зерттеу әдістері.
Химиялық ластану-жақсы таралған, тұрақты және таралу аумағы кен. Ол органикалық(фенолдар, нафтенді қышқылдар, пестицидтер және т.б), бейорганикалық(тұздар, қышқылдар, сілтілер), улы (күшән, сынап қосылыстары, қорғасын, кадмий және т.б) және усыз.
Бактериялы ластану суда патогенді бактериялар, вирустар (700-ге жуық), қарапайым саңырақұлақтардың пайда болуымен байқалады.
Механикалық ластану суда әртүрлі механикалық қоспалардың (құм, шлам,балшық және т.б) түсүімен сипатталады. Механикалық қоспалар судың органолептикалық көрсеткішін айтарлықтай төмендетуі мүмкін.
Тарау 1 Әдебиеттік шолу
1.1 Фармацевтикалық өндірістегі ағынды сулардың сипаттамасы( зерттелетін объект)
Судағы фенол: қалай түседі?
Бұрынғы кезенде барлық химиялық өндірістер технологиясы қоршаған ортаға әсерін елемей өндірілген. Расымен, целлюлоза технологиясы және мұнай өндірісі қоршаған ортаға айтарлықтай әсері болмаған кезде өндіріле бастады. Сол себепті бұл маселеге ешкім аса мән берген жоқ. Ақырындап химиялық өндіріс ауқымы кеңейе бастады, сонымен қатар қалдық көлемі де артты. Тазалау технологиясы жасалып, қолданысқа ене бастады және қолданылған шаралар нәтижесінде ластану нәтижесі төмендеді. Бірақ химиялық өндірістің өркендеуімен қатар, ластану көлемі де өсу де. Табиғи жағдайда ерімейтін және зарарсызданбайтын жаңа химиялық қосылыстар пайда болды. Ал олардың тірі организмге әсері ауқымды болуы мүмкін.
Химиялық өндіріс салаларында пайда болған, ластанған заттардың жалпы саны ауқымды. Әуе бассейніндегі маңызды ластанандырғыш болып көміртек тотығы, күкіртті газ, азот тотығы, шаң, қара күйе, канцерогенді заттар, фтор, металл аэрозольдары болып табылады. сулы бассейннің ластаушысы- әртүрлі тұздар, сілтілер мен қышқылдар, кадмий, сынап, күшән, мұнай және оның қайта өңделген өнімдері, цианидтер мен фенолдар.
Бактериялы ластану суда патогенді бактериялар, вирустар (700-ге жуық), қарапайым саңырақұлақтардың пайда болуымен байқалады.
Механикалық ластану суда әртүрлі механикалық қоспалардың (құм, шлам,балшық және т.б) түсүімен сипатталады. Механикалық қоспалар судың органолептикалық көрсеткішін айтарлықтай төмендетуі мүмкін.
Тарау 1 Әдебиеттік шолу
1.1 Фармацевтикалық өндірістегі ағынды сулардың сипаттамасы( зерттелетін объект)
Судағы фенол: қалай түседі?
Бұрынғы кезенде барлық химиялық өндірістер технологиясы қоршаған ортаға әсерін елемей өндірілген. Расымен, целлюлоза технологиясы және мұнай өндірісі қоршаған ортаға айтарлықтай әсері болмаған кезде өндіріле бастады. Сол себепті бұл маселеге ешкім аса мән берген жоқ. Ақырындап химиялық өндіріс ауқымы кеңейе бастады, сонымен қатар қалдық көлемі де артты. Тазалау технологиясы жасалып, қолданысқа ене бастады және қолданылған шаралар нәтижесінде ластану нәтижесі төмендеді. Бірақ химиялық өндірістің өркендеуімен қатар, ластану көлемі де өсу де. Табиғи жағдайда ерімейтін және зарарсызданбайтын жаңа химиялық қосылыстар пайда болды. Ал олардың тірі организмге әсері ауқымды болуы мүмкін.
Химиялық өндіріс салаларында пайда болған, ластанған заттардың жалпы саны ауқымды. Әуе бассейніндегі маңызды ластанандырғыш болып көміртек тотығы, күкіртті газ, азот тотығы, шаң, қара күйе, канцерогенді заттар, фтор, металл аэрозольдары болып табылады. сулы бассейннің ластаушысы- әртүрлі тұздар, сілтілер мен қышқылдар, кадмий, сынап, күшән, мұнай және оның қайта өңделген өнімдері, цианидтер мен фенолдар.
1. http://www.enviro-chemie.ru/public/farm.htm]
2. Эппель С.А., Бабиков А.Ф., Кочеткова Р.П. Гидродинамика и явления переноса в двухфазных дисперсных системах. Иркутск: Иркутский политехнический институт, 1989. С.54.
3. Зубарев С.В., Кузнецова Е.В., Берзун Ю.С., Рубинская Э.В. Применение окислительных методов для очистки сточных вод нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств. М.: ЦНИИТЭНефте-хим,1987.
4. Проскуряков В.А., Шмидт Л.И. Очистка сточных вод в химической промышленности. Л.: Химия, 1977.
5. Гринберг А.М. Обесфеноливание сточных вод коксохимических заводов. М., «Металлургия», 1968. 212с
6. Проскуряков В.А., Шмидт Л.И. Очистка сточных вод в химической промышленности. Л.: Химия, 1977.
7. Галуткина К.А., Немченко А.Г., Рубинская Э.В. и др. Использование метода химического окисления в процессе очистки сточных вод нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств. /Тематический обзор. М.: ЦНИИТЭНефтехим, 1979.
8. Разумовский С.Д., Зайков Г.Е. Озон и его реакция с органическими соединениями. М.: Химия, 1974.
9. Сахарнов А.В. Очистка сточных вод и газовых выбросов в лакокрасочной промышленности. М., «Химия2, 1971. 144с.
10. Кохут О.И. Очистка промышленных сточных вод . М., Госстройиздат, 1962, с. 396 …406.
11. Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т. Органическая химия. М., ВШ., 1969.
12. Милованов Л.В. Очистка сточных вод предприятий цветной металлургии. М., «Металлургия», 1971. 384с.
13. Лурье Ю.Ю., Белевцев А.Н., Овчиникова И.В. Водоснабжение и санитарная техника, 1973, №4, с. 7 …11.
14. Кирсо У.Е., Губергриц М.Я., Куйв К.А. ЖПХ, 1968, т.41, №6, с. 1257…1261.
15. Фишман Г.И., Певзнер И.Д., Райкина С.Л. и др. пластичные массы, 1975, №5, с. 40 …42.
16. 40. Долин П.И., Шубин В.Н., Брусенцова С.А. Радиационная очистка воды. М., «Наука», 1973. 152с.
17. 2. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе и воде. 2-е изд., -Л.: Химия, 1975.
18. В.Н. Шарифуллин Н.Н. Зитдинов Интенсификация биохимической очистки фенолсодержащих сточных вод. Химическая промышленность. 2000, №4, с.
19. Овейчик М.Г. Евсеева О.Я. Евсеева Л.А. Проблемы больших городов. Обзорная информация. М.: ГОСИНТИ, 1990. Вып. 11.
20. А.В. Селюков, Ю.И. Скурлатов, Ю.П. Козлов. Применение пероксида водорода в технологии очистки сточных вод. Водоснабжение и санитарная техника. 1999, №12. с. 25 … 27
21. В.Н. Шарифуллин Н.Н. Зитдинов Интенсификация биохимической очистки фенолсодержащих сточных вод. Химическая промышленность. 2000, №4, с.
22. Роев Г.А., Юфин В.А. Очистка сточных вод и вторичное использование нефтепродуктов. М.: Недра, 1987.
23. Очаков В.В. Адамова К.С. Электрохимическая очистка минерализованных фенол содержащих геотермальных вод. Водоснабжение и санитарная техника.1998. №7, с. 24
24. Разработка и внедрение способа дефеноляции омагниченных сточных вод. Отчет о НИР. Кохтла-Ярве, 1975, 28 с.
25. Звегинцева Г.В. Обзорная информация по химической промышленности СССР. М., изд. НИИТЭХИМ, 1970, вып. 13, с. 1…41.
26. Лурье Ю.Ю., Краснов Б.П. ЖПХ, 1964. т.37,с.864…867
27. Яковлев С. В., Краснобородько И. Г., Рогов В. М. Технология электрохимической очистки воды. // Л.: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1987. - 312 с.
28. Н.В. Криворотова, В.М. Макаров, Е.В. Саксин Электросорбционная технология очистки сточных вод сложного состава. Химическая промышленность. 2000, №3, с. 52 … 56
29. Кельцев Н.П. Основы адсорбционной техники. М.: Х, 1984
30. шевченко М.А. Физическо-Химические основы процессов обесцвечивания и дезодорации воды. Киев: Наукова думка, 1973.
31. В.В.Нагаев, А.С.Сироткин, М.В.Шулаев. Реализация биосорбционного способа очистки промышленных сточных вод. Химическая промышленность. 1998 № 10, с. 29…30
32. Сахарнов А.В. Очистка сточных вод и газовых выбросов в лакокрасочной промышленности. М., «Химия2, 1971. 144с
33. Николаев А.Ф. Синтетические полимеры и пластичные массы на их основе. Изд. 2-е. М. – Л., «Химия», 1966. 768 с.
34. Ссылка 34 http://www.bestreferat.ru/referat-185041.html
35. Ссылка 35 http://xreferat.ru/108/676-1-fiziko-himicheskie-osnovy-adsorbcionnoiy-ochistki-vody-ot-organicheskih-veshestv.html
36. Ссылка 36 http://www.kontrolnaja.ru/dir/chemistry/194217
37. ГОСТ 16483.7-71. Древесина. Методы определения влажности
2. Эппель С.А., Бабиков А.Ф., Кочеткова Р.П. Гидродинамика и явления переноса в двухфазных дисперсных системах. Иркутск: Иркутский политехнический институт, 1989. С.54.
3. Зубарев С.В., Кузнецова Е.В., Берзун Ю.С., Рубинская Э.В. Применение окислительных методов для очистки сточных вод нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств. М.: ЦНИИТЭНефте-хим,1987.
4. Проскуряков В.А., Шмидт Л.И. Очистка сточных вод в химической промышленности. Л.: Химия, 1977.
5. Гринберг А.М. Обесфеноливание сточных вод коксохимических заводов. М., «Металлургия», 1968. 212с
6. Проскуряков В.А., Шмидт Л.И. Очистка сточных вод в химической промышленности. Л.: Химия, 1977.
7. Галуткина К.А., Немченко А.Г., Рубинская Э.В. и др. Использование метода химического окисления в процессе очистки сточных вод нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств. /Тематический обзор. М.: ЦНИИТЭНефтехим, 1979.
8. Разумовский С.Д., Зайков Г.Е. Озон и его реакция с органическими соединениями. М.: Химия, 1974.
9. Сахарнов А.В. Очистка сточных вод и газовых выбросов в лакокрасочной промышленности. М., «Химия2, 1971. 144с.
10. Кохут О.И. Очистка промышленных сточных вод . М., Госстройиздат, 1962, с. 396 …406.
11. Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т. Органическая химия. М., ВШ., 1969.
12. Милованов Л.В. Очистка сточных вод предприятий цветной металлургии. М., «Металлургия», 1971. 384с.
13. Лурье Ю.Ю., Белевцев А.Н., Овчиникова И.В. Водоснабжение и санитарная техника, 1973, №4, с. 7 …11.
14. Кирсо У.Е., Губергриц М.Я., Куйв К.А. ЖПХ, 1968, т.41, №6, с. 1257…1261.
15. Фишман Г.И., Певзнер И.Д., Райкина С.Л. и др. пластичные массы, 1975, №5, с. 40 …42.
16. 40. Долин П.И., Шубин В.Н., Брусенцова С.А. Радиационная очистка воды. М., «Наука», 1973. 152с.
17. 2. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе и воде. 2-е изд., -Л.: Химия, 1975.
18. В.Н. Шарифуллин Н.Н. Зитдинов Интенсификация биохимической очистки фенолсодержащих сточных вод. Химическая промышленность. 2000, №4, с.
19. Овейчик М.Г. Евсеева О.Я. Евсеева Л.А. Проблемы больших городов. Обзорная информация. М.: ГОСИНТИ, 1990. Вып. 11.
20. А.В. Селюков, Ю.И. Скурлатов, Ю.П. Козлов. Применение пероксида водорода в технологии очистки сточных вод. Водоснабжение и санитарная техника. 1999, №12. с. 25 … 27
21. В.Н. Шарифуллин Н.Н. Зитдинов Интенсификация биохимической очистки фенолсодержащих сточных вод. Химическая промышленность. 2000, №4, с.
22. Роев Г.А., Юфин В.А. Очистка сточных вод и вторичное использование нефтепродуктов. М.: Недра, 1987.
23. Очаков В.В. Адамова К.С. Электрохимическая очистка минерализованных фенол содержащих геотермальных вод. Водоснабжение и санитарная техника.1998. №7, с. 24
24. Разработка и внедрение способа дефеноляции омагниченных сточных вод. Отчет о НИР. Кохтла-Ярве, 1975, 28 с.
25. Звегинцева Г.В. Обзорная информация по химической промышленности СССР. М., изд. НИИТЭХИМ, 1970, вып. 13, с. 1…41.
26. Лурье Ю.Ю., Краснов Б.П. ЖПХ, 1964. т.37,с.864…867
27. Яковлев С. В., Краснобородько И. Г., Рогов В. М. Технология электрохимической очистки воды. // Л.: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1987. - 312 с.
28. Н.В. Криворотова, В.М. Макаров, Е.В. Саксин Электросорбционная технология очистки сточных вод сложного состава. Химическая промышленность. 2000, №3, с. 52 … 56
29. Кельцев Н.П. Основы адсорбционной техники. М.: Х, 1984
30. шевченко М.А. Физическо-Химические основы процессов обесцвечивания и дезодорации воды. Киев: Наукова думка, 1973.
31. В.В.Нагаев, А.С.Сироткин, М.В.Шулаев. Реализация биосорбционного способа очистки промышленных сточных вод. Химическая промышленность. 1998 № 10, с. 29…30
32. Сахарнов А.В. Очистка сточных вод и газовых выбросов в лакокрасочной промышленности. М., «Химия2, 1971. 144с
33. Николаев А.Ф. Синтетические полимеры и пластичные массы на их основе. Изд. 2-е. М. – Л., «Химия», 1966. 768 с.
34. Ссылка 34 http://www.bestreferat.ru/referat-185041.html
35. Ссылка 35 http://xreferat.ru/108/676-1-fiziko-himicheskie-osnovy-adsorbcionnoiy-ochistki-vody-ot-organicheskih-veshestv.html
36. Ссылка 36 http://www.kontrolnaja.ru/dir/chemistry/194217
37. ГОСТ 16483.7-71. Древесина. Методы определения влажности
Тақырыбы: Қатты металдардың (Pb2+, Hg+, Hg2+, Cd2+) ағаш сорбенттеріндегі сорбциясы
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
Фармацевтикалық өндіріс технологиясы
МАЗМҰНЫ
Кіріспе
Тарау 1 Әдебиеттік шолу
0.1 Фармацевтика өндірісінің ағын суларының сипаттамасы (зерттеу объектілері)
0.2 Ағын суларын органикалық қоспалардан тазарту әдістері. Адсорбциялық тазарту.
0.3 Адсорбцияның физика - химиялық негіздері.
0.4 Көміртек сорбенттерінің сипаттамасы.
Тарау 2 Тәжірибелік бөлім
КІРІСПЕ
Химиялық ластану-жақсы таралған, тұрақты және таралу аумағы кен. Ол органикалық(фенолдар, нафтенді қышқылдар, пестицидтер және т.б), бейорганикалық(тұздар, қышқылдар, сілтілер), улы (күшән, сынап қосылыстары, қорғасын, кадмий және т.б) және усыз.
Бактериялы ластану суда патогенді бактериялар, вирустар (700-ге жуық), қарапайым саңырақұлақтардың пайда болуымен байқалады.
Механикалық ластану суда әртүрлі механикалық қоспалардың (құм, шлам,балшық және т.б) түсүімен сипатталады. Механикалық қоспалар судың органолептикалық көрсеткішін айтарлықтай төмендетуі мүмкін.
Тарау 1 Әдебиеттік шолу
1.1 Фармацевтикалық өндірістегі ағынды сулардың сипаттамасы( зерттелетін объект)
Судағы фенол: қалай түседі?
Бұрынғы кезенде барлық химиялық өндірістер технологиясы қоршаған ортаға әсерін елемей өндірілген. Расымен, целлюлоза технологиясы және мұнай өндірісі қоршаған ортаға айтарлықтай әсері болмаған кезде өндіріле бастады. Сол себепті бұл маселеге ешкім аса мән берген жоқ. Ақырындап химиялық өндіріс ауқымы кеңейе бастады, сонымен қатар қалдық көлемі де артты. Тазалау технологиясы жасалып, қолданысқа ене бастады және қолданылған шаралар нәтижесінде ластану нәтижесі төмендеді. Бірақ химиялық өндірістің өркендеуімен қатар, ластану көлемі де өсу де. Табиғи жағдайда ерімейтін және зарарсызданбайтын жаңа химиялық қосылыстар пайда болды. Ал олардың тірі организмге әсері ауқымды болуы мүмкін.
Химиялық өндіріс салаларында пайда болған, ластанған заттардың жалпы саны ауқымды. Әуе бассейніндегі маңызды ластанандырғыш болып көміртек тотығы, күкіртті газ, азот тотығы, шаң, қара күйе, канцерогенді заттар, фтор, металл аэрозольдары болып табылады. сулы бассейннің ластаушысы- әртүрлі тұздар, сілтілер мен қышқылдар, кадмий, сынап, күшән, мұнай және оның қайта өңделген өнімдері, цианидтер мен фенолдар.
Фенолдар өнеркәсіп ағындарымен бірге су бетіне түсетін анағұрлым кең таралған ластағыштардың бірі болып табылады. Фенол суларының су қоймасы мен ағын суына тасталуы олардың жалпы санитарлық жағдайын кенеттен нашарлатады, тірі ағзаларға тек өзінің уыттылығын ғана тигізіп қоймай, сол сияқты биогендік элементтер мен еріткіш газдардың (сутегі, көмірқышқыл газы) режимдерінің біршама өзгерісіне әсерін тигізеді. Су қоймаларының фенолдардан өзіндік тазартылу процесі біршама ақырын өтеді және оның іздері өзен ағынымен үлкен арақашықтыққа апаруы мүмкін, осыған байланысты фенолқұрамды ағынның тасталуынан бұрын қажетті тазартылуға ұшыратылады. Фенол қосылыстары дегеніміз - молекула ядро құрамында бір немесе одан да көп гидроксил топтары бар ароматты (бензолды) қосылыс. Фенол қосылыстарының қарапайым өкілі - фенол:
Фенол
Құрамындағы ОН - тобының санына байланысты біратомды фенолдар (мысалдар, жоғарыда келтірілген фенолдар мен крезолдар) және көпатомды фенолдар деп ажыратылады. Екіатомды фенолдар (диоксибензол) үш қосылыс түрінде кездеседі: пиракатехин, резорцин, гидрохинон
Келтірілген мысалдардан көріп отырғанымыздай, фенолдарға құрылыстық изомерлену тән (гидрокси топтардың орналасу изомерленуі).
Танымал фенол қосылыстарының саны көп. Қазіргі таңда олардың бірнеше мыңнан астам түрі бар және жыл санап олардың саны артуда. Фенол қосылыстары екі топқа бөлінеді:
- ұшқыш фенолдар (фенол, крезол, ксиленол, гваякол, тимол);
- ұшқыш емесе фенолдар (резорцин, пирокатехин, гидрохинон, пирогаллол және басқа да көпатомды фенолы).
Ұшқыш фенолдар анағұрлым улы және өткір иіске ие болады.
Әдетте фенолдар қалыпты жағдайда сулы ағзаларда метаболизм процесінде, биохимиялық ыдырауда және су қалыңдығында және су түбіндегі шөгінділерінде өтетін органикалық заттардың транформациясында түзіледі. Тірі өсімдік ұлпаларының фенол қосылыстарын патогенді саңырауқұлақтардың өсуін ингибирлейтін немесе вирустардың көбею жылдамдығын азайтатын потенциалды уытты заттар ретінде қарастыруға болады.
Фенолдар әлсіз қышқылдар (рКа фенол үшін 9,98) болып табылады. Тотығу реакцияларндағы фенолдардың жоғары реакциялық қабілеттілігі фенол қосылыстарын майларды автототықтыру процестерінде ингибитор ретінде қолдану кезінде техникалық қолдануға ие болады және табиғи фенол қосылыстарының биосинтезінде үлкен мәнге ие. Бөліну және идентификациясы бойынша фенолдардың анағұрлым маңызды қасиеттері металдармен тұз түзуінде. Кішігірім шектеулерге орай, барлық фенол қосылыстары қатты, ал түсі ашық - сарыдан қызылға, қоңыр немесе қызыл күрең түске дейін өзгереді. Фенолдар су бетіне өнеркәсіп ағындарынан, соның ішінде мұнай өңдейтін, тақта тас өндіретін, орман - химиялық, коксохимиялық, аналин бояу өнеркәсібінен кеп түсетін, нәтижесінде гидролиз өнеркәсібімен (тағам емес целлюлозды - қағаз өсімдік шикізаты және аздап тоқыма мата шикізаты) бірге неғұрлым көп таралған ластаушылар.
Өнеркәсіп орындарының ағын суларындағы фенол құрамы түрлі үйлесімде 5-10 гл болуы мүмкін, осы жағдайда фенолдардың ішетін су мен балық шаруашылығы су қоймаларындағы шекті концентрация құрамы 1 мкгл құрайды. Фенолдардың коксохимия зауытының ағындарындағы концентрациясы үлкен 20 гл дейін, ал заманауи коксохимия зауыттары тәулігіне су қоймасына 4-10 т фенолмен ластайды. Фенол бойынша қалыпты аясының жоғарылауы су қоймаларының ластануынан байқалады. Фенолмен ластанған табиғи сулардағы құрамы бір литрде ондықтан жүз микрограмға дейін жетуі мүмкін. Су қоймасының суы бояға ие, карбол тәрізді спецификалық иісті, флуоресценцияланатын жұқа қабықшамен қапталған, ол су қоймасындағы биологиялық процестердің қалыпты өтуіне кедергі келтіреді. Фенол 75 мгл концентрацияда су қоймасындағы биологиялық тазарту процесін тежейді, 0,01-0,1 мгл концентрацияда балық етінде жағымсыз дәм пайда болады; жағымсыз дәм мен судың иісі тек концентрациясы 0,11 мгл фенолын қосқанда ғана жоғалады. Су бетінде фенолдар еріген күйдегі фенолят, фенолят - ион және бос фенол түрінде кездеседі.
Судағы фенолдар күрделі гумус тәрізді және басқа да тұрақты қосылыстар түзетін конденсациялану және полимерлену реакцияларына түсуі мүмкін. Табиғи су қоймасы жағдайында фенолдардың асорбциялық процесі су түбіндегі шөгінділермен және қоспалармен азын - аулақ рөлге ие болады.
Фенол суларының су қоймасы мен ағын суына тасталуы олардың жалпы санитарлық жағдайын кенеттен нашарлатады, тірі ағзаларға тек өзінің уыттылығын ғана тигізіп қоймай, сол сияқты биогендік элементтер мен еріткіш газдардың (сутегі, көмірқышқыл газы) режимдерінің біршама өзгерісіне әсерін тигізеді. Нәтижесінде құрамында фенолы бар суды хлорлағанда хлорфенол тұрақты қосылыстары түзіледі. Олардың кішігірім іздері (0,1 мкгдм3) суға сипаттамалық дәм мен иіс береді. Уыттылық пен органолептикалық қатынаста фенолдар бірдей емес. Ұшқыш фенолдар анағұрлым уытты және хлорлау кезінде қарқынды иіске ие болады. Неғұрлым өткір иістілері қарапайым фенол мен крезол.
Фенолмен фенол қосылыстары түрлі өндіріс салаларында кеңінен қолданылады. Егер өнеркәсіпте таза фенол қосылыстарын көп мөлшерде және арнайы тағайындалған болса, онда ГОСТке сәйкес аллергия, демікпе, экземнің пайда болуына әкеп соғады. Ауру белгілері бірден пайда болмай, бір апта немесе бір айдан кейін таза қосылыстармен бейімсізденген жағдайда байланысқаннан пайда болады. Фенолдардың атмосфералық ауада болуы, мамандардың зерттеуі бойынша, қан айналым ауруларына да шалдықтырады.
Өте уытты қосылыстар нитрофенолды қосылыстар - нитроцен (таскөмірлі фенолдар өнімі), динитрофенолдар және т.б. Бұл қосылыстар инсектицид, фунгицид және гербицид ретінде пайдаланылады. Ұлпалардағы тотығу процесіне әсер ете отырып, олар тотығу форсоризация диссоциациясына ұшырайды, бұл өз кезегінде, жасушалық тотығу процесін жоғарылатады, оттегідегі жасуша қажеттілігін ұлғайтады және жылу өнімділігі мен жылу реттеуді бұзады.
ПДК су қоймаларында фенол үшін 0,001 мгл концентрация бекітілген. Каспий теңізіндегі суы аз аумақтарындағы фенол құрамы - фенолмен өте ластанған су қоймасында мөлшері 8 мкгл жетті. Солтүстік Каспий суындағы фенолдардың орташа құрамы 6 мкгл, ал бұл аумақ үшін орташа мән 3 мкгл құрайды.
Мамандардың айтуы бойынша, соңғы уақытта солтүстік Каспий суындағы фенолдың орташа концентрациясы 6 ПДК (0.006 мгл) ұлғайды. 1995 жылдан бастап 2000 жылға дейінгі периодта фенол құрамының орташа мәні 3.0 мкгл ден 9.0 мкгл дейін өзгерді. Максималды 30.0 мкгл концентрация Орал және Орал жыртылған жері сағасындағы теңіздік бөлігінде белгіленді. 2001 жылдық ақпанында Амурдың фенол органикалық қосылыстарымен қатты ластануынан Еврей автономиялық облысында ішкі сауда және Жапонияға экспортталған тынық мұхиттық миног деликатес балығын қысқы аулауға алғаш рет тыйым салынды. Мұз астынан арнайы балық аулағыш арқылы балықтарды аулаған кезде оларда өткір дәріханалық иістің байқалуынан тыйым салынған болатын. Миног осы уақыт ішінде Тынық мұхиттан орталық Амурге дейін уылдырық шашып үлгерген. Дәрігерлер фенол қосылыстары адам ағзасынан шығарылмайтындықтан, оны тағамға пайдалануға мүлдем тыйым салынған.
Фенолдар химиялық тұрақсыз және сулы ортада белсенді ыдырайды. Судың фенолдардан өздігінен тазартылу процесі микроағзаларда пайда болатын ферменттердің әсерінен биохимиялық тотығу жолымен жүзеге асады.
Қарапайым фенолдар бастапқы негізде биохимиялық тотығуға ұшырайды. 1 мгл концентрациясынан жоғары болатын фенолдың бұзылуы жылдам өтеді, үш тәуліктегі фенолдың шығыны 50-75% құрайды, бір литрдегі бірнеше ондық микрограм сәйкес келгенде бұл процес баяулайды, ал шығын бұл уақытта 10-15%. Бәрінен жылдам бұзылатыны фенолдар, одан баяуы крезол, ал одан да баяу өтетіні ксиленолдар. Көпатомды фенолдар негізінен химиялық тотығу жолымен бұзылады.
Мұнай ластануының болуы фенолдардың ыдырауын баяулатады, яғни, мұнай көмірсутектерінің биодеградациясы ластануды ұлғайта отырып жеке фенолдарды түзеді. Су бетіндегі фенолардың концентрациясы маусымдық өзгертілуге әкеп соғады. Жазғы маусымда фенолдардың құрамы төмендейді (температура ұлғайған сайын ыдырау жылдамдығы да ұлғаяды). Су қоймаларының фенолдардан өздігінен тазартылуы біршама аз жүреді және оның іздері өзен ағынымен ұзақ қашықтыққа өтіп кетуі мүмкін, осыған байланысты лақтырмас бұрын фенолқұрамды ағынды жеткілікті тазартуға ұшыратады. Ағын сулардағы фенол қосылыстарынан жою үшін пероксидаз бен талькты қолдану арқылы Клибанов әдісін модификациялау арқылы жойылады. Перокисдаза фенол қосылыстарын суда ерімейтін полифенолға дейін деградациялайды. Бұл әдісті модификациялағанда, реакциялық қоспаға талькты қосқанда, талькте реакцияның ерімейтін өнімдері абсорбцияланады және ерітіндіден тұнбаға түсуі өтеді. Осы әдіске орай ерітіндіден фенолды толық жоюға мүмкіндік туады және реакция өнімдерінің жойылуы жүреді. Алғашқыда фенол қосылыстарын жою үшін поливинилпироллидин қолданылды. Біршама арзан болғандықтан келесіде тальк пайдаланылды.
Коксохимия зауыттарында фенол құрамды ағын сулар химиялық заттарды аулауға шығындалған шихта ылғалы мен бу конденсатынан түзіледі. Шихта құрамындағы ылғал және пирогенетикалық ылғал кокстеу процесінде түзіліп, кокс газымен бірге камерадан шығады. Газды салқындатқан кезде су буы мен фенол конденсацияланады. Коксохимия зауыттарындағы фенол суының шамамен үштен екісі кокс пешінің камерасына шихтамен берілоген ылғал есебінен түзіледі. Бұл судың мөлшерін азайту үшін көмірді кептіреді. Шихта ылғалдылығын 6 пайызға төмендеткен кезде, Ресейдегі фенол суларын жылына 4 млн. шаршы метрге дейін азайтуға мүмкіндік береді.
Қазіргі уақытта әлем бойынша планетаның су ресурсын ластайтын дәрі - дәрмектер мен оның өнімдерінің метаболизмі санының өсуін белгілейді. Негізінен, дәрі - дәрмектер өзенге түсіп және кейін тұрмыстық канализация мен жануарлар асырайтын ферма арқылы ішетін суға кеп түседі. Фармацевтика зауыттарының ағын суларында біраз мөлшерде активті құрамалар кездеседі.
Егер дәрі өндірісінде уытты қосылыстар қолданылса, ағындар жергілікті тазарту құрылымымен өңдеуге ұшыратады. Ағындарды жергілікті тазарту арқылы қоршаған ортаға тек биологиялық ыдырайтын заттар ғана кеп түсетініне кепілдік береді. Мексикада жаңа фармацевтикалық фабрика салуға шешім қабылдауда осыған ұқсас мәселемен Roche AG компаниясы да соқтығысты. Осы өндірістік аумақтарда ісікті емдеу үшін жоғары эффективті препараттың екі типі өндіріледі. Талдау көрсеткендей, бұл өндірістің ағын сулары қоршаған ортаға критикалық әсер ететін екі түрлі препараттан тұруы мүмкін, сондықтан, зауыттың жалпы канализациясына түспес бұрын жергілікті тазарту құралдарынан өтуі керек. Тазарту құралдарының өнімділігі тәулігіне 10 м3 құрайды. Бір уақытта ағын суларда жоғарыда келтірілген препараттың тек біреуі ғана қатысады. Roche AG компаниясы EnviroChemie GmbH лабораториялық жағдайда ағындардан микофенолат мофетилді жою әдісі арқылы бірнеге әдістерін ойлап табуды ұсынды және алынған нәтижелерге негіздей отырып, толық масштабты тазартуды жобалау мен құруды алға қояды. Әдісті өңдеудің басты міндеті жоғары емесе эксплуатациялық шығында және құрал бағасы аз болатын жағдайда ағын сулардан дәрілік препараттарды жоюға мүмкіндік туғызу. Капецитабинмен (capecitabine) тәжірибені Германияда Дуйсбург қаласынының IUTA (Institute of Energy and Environmental Technology e.V.) институтында өткізілді. Мүмкіндікті анықтауда ағын суларды өңдеу үшін активтелген көмірді қолдану Швейцарияда Roche Basel зерттеу орталығында өткізіледі. Зерттеушілер лабораториялық жағдайда ағын сулардан белсенді құрамаларды жоюдың үш әдісін зерттеді. Ағын құрамындағы фармацевтикалық препараттардың ыдырауының эффективтілігі жағынан және экономикалық көзқарас бойынша әрбір тазарту әдісі бағаланды. Ультракүлгін сәулелендірумен тотықтыру мен сутек пероксидімен (H2O2) немесе актвителген көмірмен адсорбиялау әдістеріне қарағанда анағұрлым эффективті әдіс ретінде озонмен тотықтыру танылған. Сол сияқты берілген зауыттың басқа да аумақтарында қолданылатын қышқыл, негіздермен немесе натрий гипохлоридімен өңдеу мүмкіндіктері де қарастырылды, бірақ бұл реагенттер бірнеше себептерге байланысты қолданылмайды. Лабораториялық зерттеу нәтижелері көрсеткендей, микофенолат мофетил икапецитабенді жою үшін үш әдістің кез келген біреуі қолданылуы мүмкін, бірақ нақты жағдайда тазартуды оптималды жолмен жүргізуге мүмкіндік беретін патенттелген Envochem(R) технология бойынша озондау әдісімен өтеді.
Капецитабинді озонмен тотықтыру зерттеу нәтижелері 1 суретте көрсетілген. Тәжірибе үшін концентрациясы 200 мгл болатын сынамалар таңдалды. Тотығу процесі 20 минут аралығында өтеді және 18,33 г озонды қолданады. Бүл мәліметтер негізінде өнеркәіптік қондырғыда озонды максималды қолдану 917 г (38 гсағ) аспайды.
Сур. 1 Капецитабиннің озонмен тотығу зерттеуінің нәтижелері
Микофенолат мофетилдің ыдырау процесі мен өнімдерінің гидролизін зерттеу үшін концентрациясы 25 мгл болатын сынамалар таңдалды. Бірінші сатыда гидролиз өнімдері зерттелді. Бір тәулік өткен кезде дк ағын суда әрекет ететін құраманың шамамен 80% бар екені анықталды (сур 2). Тотықтырғыш ретінде озонды қолданғанда барлық микофенолат мофетил толығымен бірнеше минуттың ішінде ыдырап кетеді. Пайдаланатын озонның есептеу саны тәулігіне шамамен 460 г құрайды. Осылайша, екі белсенді құраманы тотықтыру үшін озондағы қажеттілікті салыстыра отырып, мофетилді тотықтыру үшін озонды қолдану көлемі тазартатын құрал өлшемі тағайындалады.
Сур 2. 30 сағат шамасындағы гидролиз нәтижесі
Лабораториялық зерттеу нәтижелеріне негізделе отырып, EnviroChemie GmbH компаниясы Мексикадағы Roche фармацевтикалық зауытының ағын суларының жеке параметрлеріне жауап беретін тазарту құралдарын жобалауды бастады. Жұмыстың нәтижесі бойынша жиырма тонна контейнері бар ағын суларды тазалайтын қондырғы құрыла бастады. Тазартқыш құралдар тәулігіне 24 сағ бойына жұмыс істейді, бұл ағын суларды үздіксіз өңдеуге мүмкіндік береді. Дәрі өндірісінде түзілетін ағын сулар көлемі 15 м3 болатын жинағыш қорға кеп түседі және кейін ағын суды тазартқыш Envochem(R) қондырғысына түседі.Тазартылуға берілетін ағын көлемі жиілікті түрлендіргіші және индуктивті типті шығын өлшемді насоспен реттеліп отырады .Жинағыз қордағы сұйықтық деңгейіне байланысты су шығыны 0,4 м3сағ - тан 0,8 м3сағ дейін тербеледі. Өлшенген заттар икемделген фильтрде ұсталып қалады.
1.2 Ағын суарды органикалық қоспалардан тазарту әдістері. Адсорбциялық тазарту.
Өндірістік ағындарды суда еріген органикалық заттардан толық тазарту мәселесі, соның ішінде фенолдар, анағұрлым маңызды және біруақытта шетелдік өңдеулер болып табылуы мүмкін, берілген мәселені шешімсіз деп айтуға болмайды. Себептері бірнеше болуы мүмкін. Біріншіден, химиялық қиын шешілетін жүйелердің алуан түрлілігі. Осыған қарамастан отандық санның көп болуы мен құрамв және түзілу жағдайына қарамастан әрбір жағдай үшін жекелей зерттеуді қажет етеді, ал бұл әрдайым мүмкін бола бермейді. Екіншіден, суды толық тазарту үшін, ереже бойынша, ерекше жағдайларды талап ететін тәжірибеде қиын орындалатын технологияларды қамтамаыз ете алмайды. Үшіншіден, терең тазартудың көптеген эффективті әдістері үлкен қаржылық және ресурстық шығындарға әкеп соғады, дефицит реагенттерді келесі регенерациямен, утилизациялаумен немесе қалдықтарды көмумен жүзеге асады; және бұл кейбір өнеркәсіптерге орындауға қиындық келтіреді. Сондықтан, өнеркәсіптік ағын суларды тазартудың жаңа эффективті әдістерін табу өзекті мәселе болып қала береді. Көптеген фундаменттік зерттеулерде берілген мәселе бойынша су мен негізгі қоспа фенолдан тұратын моделді жүйелер қарастырылады. Бұл кезде ілескен заттарға жеткілікті мән берілмейді. Суды тазартудың әдістері түрлі қоспа кластарына жекелей қарастырылады: минералды заттар, органикалық өнімдер, еріген газдар және коллоидтық ерітінділер.
Судағы мұнай өнімдерінің концентрациясын ПДК деңгейіне дейін төмендету үшін терең тазарту әдісі қолданылады, ереже бойынша, тазартудың қорытынды сатысында жүзеге асырылады.
Күкірттің жеткілікті жоғары концентрациясында мұнайды өңдеуде ағын құрамы түзіледі, мгл: мұнай өнімдері - 3000; ұшқыш фенолдар - 5000; БПКтолық - 75000; ХПК - 85000; сульфидтер - 26000; жалпы күкірт -35000; жалпы сілтілік 100000 құрайды, рН көрсеткіші 14 тең.
Судағы еріген мұнай өнімдерінің концентрациясы ластау молекуласының химиялық құрамы мен құрылысымен анықталады. Төменде суда анағұрлым көп таралған мұнай өнімдерінің ерігіштік мәндері келтірілген (кесте 1).
Кесте 1 Суда анағұрлым көп таралған мұнай өнімдерінің ерігіштігі
Зат
ерігіштігі, мгл
зат
ерігіштігі, мгл
Мұнай
10 ... 15
Декан
0.016
Дизель отыны
8 ... 22
Додекан
0.0037
Керосин
2 ... 5
Бензол
1780
Бензин
9 ... 505
Толуол
515
Мазут
... 2
Фенол
67000(160С) шектелмеген(66 0С)
Пентан
38.5
Формальдегид
шектелмеген
Октан
0.66
Диоксан
шектелмеген
Келтірілрген талдауға сүйенсек, фенолдың суда жақсы ерігіштігі ерекше қауіпті. Оның басқа да цикллды және ароматты қосылыстары мен спирттері де қауіпті. Судағы фенолдарды қауіпсіздендіру әдісін таңдауда, ең бірінші, ондағы ластың химиялық және топтық құрамын анықтау керек. Кейін талап негізінде, су қалпы мен оның көлеміне неғұрлым эффективті және арзан тазарту әдісі таңдалады. Терең тазартуды шартты түрде екі топқа бөлуге болады: регенеративті и деструктивті.
Ағын суларды еріген фенолдан зиянсыздандырудың деструктивті әдісіне термототықтыру, тотықтырғыш әдістер, сол сияқты электрохимиялық тотықтыру және гидролиз жатады. Деструктивті әдістер ағын сулардан қоспаларды алуда мүмкін болмаған жағдайда немесе экономикалық мақсатта қолданалылады, осы жағдайда, өндіріске фенолды қайтадан қайтармайтын ЭЛОУ-АВТ-4 қондырғысында ағын суларда фенол қоспаларының аз болуы кпезінде жасалады. Ағын суларды зиянсыздандыру үшін дестррутивті әдісті таңдау бастапқы негізде ағын судың шығымы, фенолдың құрамы мен мөлшері тазартылған судың сапасына және оны қайта пайдалануға мүмкіндік туғызуын есепке алады.
Химиялық өндіріс ағын суларын тазартуда регенерациялық әдісті қолдану ағын суларды зиянсыздандырып және фенолдан тазарта отырып қайтадан пайдалануға болатын әдіс. Ағын судың құрамындағы фенол құрамынынң аз саны үшін ЭЛОУ-АВТ-4 қондырғысына бұл әдісті қолдану мақсатсыз болып табылады. Фенолдардан тазартудың регенерациялық әдістерінің келес түрлері бар - экстракциялық тазарту, айдау, ректификация адсорбция, ионалмасу тазарту, кері осмос, ультрафильтрация, этерификация, полимерлену, поликонденсация, биологиялық тазарту және фенолдардың аз еритін қосылыстарға ауысуы. Барлық келтірілген әдістер ағын суларды фенолдардан ПДК деңгейіне дейін немесе одан төмен тазартуға мүмкіндік бере бермейді.
Фенолдардың физикалық қасиеттері.
Фенол (бензенол) - кристалдық зат, балқу температурасы 430С, қайнау температурасы 1810С, суда ериді (150С температурада - шамамен 8%). Сумен қосылысы (балқу температурасы 16 0С) карбол қышқылы деп аталады. Судың аздаған мөлшері фенолдың балқу температурасын қатты төмендетіп жібереді. Өзіне тән иісі бар. Фенол теріні күйдіріп жіберуі мүмкін. Медицинада антисептик түрінде қолданылады. Фенол адам мен жануарлардың несебінде кездеседі, яғни, құрамында бензол сақинасы бар ақуыз аминқышқылдары ыдырау кезінде ағзада фенолға айналады.
Деструктивті әдістер. Бу фазалық тотығу.
Термиялық бу фазалық тотығу 800...1000°С температурада өтеді және пеште ауаның артық мөлшерінде буланып кептірілгенде болады [2]. Бұл әдістің мәні жоғары температурада ауаның оттегісімен фенолдың тотығуы. Катализаторларды пайдалану процестің температурасын 350...450°С төмендетуге мүмкіндік береді. Катализаторлар ретінде беті платина немесе палладийі бар алюмосиликатты тасымалдаушылар қолданылады. Катализаторлар ретінде мыс - оксидті және мыс - хромоксидті катализататорларды пайдалануға болады [2-3], бірақ, платина мен палладий катализаторларына қарағанда белсенділігі аздау келеді. Тотығу дәрежесі 96-100% құайды. 350-400°С температурада тазарту толығымен жүргізіледі. Температураның төмендеуі тотығу тереңдігінің төмендеуіне әкеледі. Процес ауаның аздаған мөлшерінде өтеді (1.3 есе).
Терең тотықтыру процесі дезактивтендіруші у болып табылатын және катализатордың кесімді мерзімін төмендететін құрамында күкірт, мышьяк, қорғасын, хлор және фосфор бар қосылыстарға әсер ететін қатарға сезімтал келеді.
Процестің маңызды кемшілігі ағын суды бу тәрізді күйге ауыстырумен байланықан үлкен энергия шығымын қолдану болып табылады. Сондықтан бұл процесті келесі жағдайларда мақсатты түрде қолдану керек:
oo Көмірсутекпен ластанған су буы қажет температураға ие болады;
oo Немесе аз мөлшерде және арнайы мақсатта жоғары тазалықты су алуға (органикалық заттар қоспаларынсыз және ауыр металсыз);
oo Бағалы минералды қоспаларды алу;
oo Жоғары уыттылықта органикалық қоспалары бар аз мөлшердегі ағын сулар үшін алу және басқа да әдістермен зиянсыздандыру;
oo Отын орнына қолданылатын қазбалы өндірістік қалдықтар болған жағдайда;
Сұйық фазалық тотығу.
Мұнай өнімдерінің аудағы оттегімен сұйық фазалық тотығуы 200...300°С температурада және 10...15 МПа қысымда жүргізіледі. Экпозияция уақыты 30...60мин. Бұл кезде 80...100% органикалық және элементоорганикалық қосылыстар тотығады. Тотығуға берілетін заттардың концентрация диапазоны жеткілікті түрде жоғары жүз мгл бірнеше гл дейін болады, реакторға түсу уақытын ұлғайтпай - ақ жүзеге асыруға болады. Процестің жылдамдығын арттыру және көмірсутектің деструкциясының тереңдігін жоғарылату үшін сұйық фазалық тотықтыруды сілтілік және әлсіз сілтілік ортада жүргізеді; тотығу жылдамдығына сілтілік агенттің әсері мен түрі әсер етеді. Үлкен рөлді процес температурасы атқарады. Температура ұлғайған сайын тотығу тереңдігі де жоғарылайды. Қысым ұлғайған сайын, судағы оттегінің ерігіштігі де жоғарылайды, ал бұл реакцияны жылдамтады. Сондықтан сұйық фазалық тотығу процесін жоғары қысымда өткізеді. Процес параметрі ластану түрімен анықталады. Фенол жағдайында тотығу дәрежесі 250...300°С температурада 97...99% жетеді. Оттегінің артық мөлшері стехиометриялық қатынаста 1.1...1.5 құрайды. Фенолды ағын суды тотықтырған кезде ұшқыш бу қышқылы (сірке қышқылымен есептегенде) шамамен 200 0С температурада түзіледі. Фенолдардың тотығуы сілтілердің қатысында 3-4% - дық натрий ацетаты ерітіндісі мен басқа да тұздарды алуға мүмкіндік береді [4]. Сұйық фазалық тотықтыруда катализаторларды пайдалану процес температурасын 180°С дейін және қысымды 1.7 Мпа дейін төмендетуге әкеледі [3]. Фенолды суда мы оксидіне сұйық фазалық тотықтыру процесінде белсенді алюминий оксидін 130...145°С температурада, 1.0...1.3 Мпа қысымда 45...90 мин уақыт аралығында оның толық деструкциясы жүзеге асты [2]. Катализаторлар ретінде негізінен ауыспалы валенттілікті металдар, олардың оксидтері мен тұздар болады. Жиірек бұлар VIII топтың металдары, сол сияқты Сu, Мn және оның қосылыстары. Катализаторларды реакциялық ортаға диспергирленген таза металдар немесе алюминий оксидіне немесе белсенділендірілген көмірмен енгізілуі мүмкін. Тұздар еріген гомогенді катализатор немесе гетерогенді катализатор ретінде қолданылуы мүмкін.
Каталитикалық жүйелерді қолдану ағын суда кездесетін барлық органикалық қосылыстарды бұзуға мүмкіндік береді. Өңдеу нәтижесінде органикалық заттарды Сo2 және Н2О дейін терең тотықтыру жүреді.
Сұйық фазалық тотықтыру әдісінің келесі артықшылықтары - судың булануының қажеті жоқ, әмбебаптылығы (ағын сулардан фенолдан басқа да заттарды жоюға болады). Сұйық фазалық тотықтырудың кемшілііг процестің күрделі аппаратуралық құрылымы: жоғарғы қысымдағы насостар мен компрессорлар, қымбат тұратын конструктивті материалдарды пайдалану және жоғары қысымда барлық тракт бойынша болатпен жоғары легирлеу, жылу беретін беттегі қаспақтың пайда болуы жатады.
Озондау
Озондау - суды фенолдан және тағы да басқа мұнай өнімдерінен терең тазартатын кең таралған әдіс түрі. Озон жоғары тотықтырғыш қасиетке ие, күшті бактерицидті әсер береді, жағымсыз иісті және дәмді жояды, сол сияқты суға табиғи түс береді. Озонның судағы тотықтырғыш қасиеті тікелей тотықтыру реакцияларында, озонолиз, катализ, радикалмен тотықтыру және полимерленуде байқалады. Тікелей тотықтыруға кейбір органикалық қосылыстар ұшырайды. Озонның каталитикалық әсері судағы еріген оттегінің иницирлеу реакцияларымен жүзеге асады. Озонмен тотығу бензол сақинасының қос байланысы бойында жүреді және параллелді гидроксилді радикал келесі пероксиладикалдардың рекомбинациясымен тотығады, сутек пероксиді озонмен әрекеттесіп, су мен оттегі түзеді. Иницирлеу процесін жылдамдату үшін тотығуды мақсатты түрде сілтілік ортада өткізу керек. Ортаның рН көрсеткіші қаншалықты жоғары болса, соншалықты тотығу дәрежесі де жоғары болады. Концентрациясы 50 мгл төмен емес фенолдық тотығудың оптималды мәні 11.4 тең [5]. Тәжірибе нәтижелер 2 кестеде келтірілген.
Кесте 2. Сулы ерітіндідегі фенолдың озонмен тотығу нәтижелері (судағы фенолдың бастапқы концентрациясы 100 мгл, рН = 12)
Фенол
о-Крезол
м-Крезол
Озон шығыны
Фенол құрамы
Озон шығыны
о-Крезол құрамы
Озон шығыны
м-Крезол құрамы
мгл
мгл
мгл
мгл
мгл
мгл
0
96
0
99
0
99
54
47
49
46
57
41
110
12
100
11
110
2,7
180
0,4
150
1,7
150
0,4
220
0,2
200
0,2
200
-
260
0,1
240
0,1
260
-
Озондау әдісі суды фенолдан эффективті тазартуға мүмкіндік береді, бұл кезде альдегид, қымыздық және дикарбон қышқылы, гидропероксид, көміртек диоксиді және су түзіледі. Озон құрамында биологиялық қиын тотығатын заттары бар әлсіз концентрленген ағын суларды терең тазартуға қолданылады.
Озондау көмегімен ағын суды тазартуды 0.05 мгл деңгейіне дейін және одан төмен деңгейге дейін жеткізуі мүмкін. Фенолды ағын суларды озондаған кезде құрамында тұзсыздандырған кезде басқа көмірсутек қоспалары түзілетін болса, онда мұнай өнімдерін құрғатуда озон шығыны таза сулы ерітінділерді озондаған шығынға қарағанда біршама жоғарылайды және 5...10 г озон мен 1 г фенолдан жоғары жетеді [6].
Жұмыс [7] келтірілгендей, құрамы күрделі мұнай құрамды ағын суларды тазарту дәрежелері озондау көмегімен 50...75% аралығында болады. Бірақ, озондалған суда бастапқы заттарға қарағанда анағұрлым қауіпті келесі бүлінуге ұшырамайтын аралық өнімдер қалып кетеді. Құрамындағы тазартылатын судағы 0.5 мгл мұнай өнімдерінің озонмен байланысының реактордағы уақыты 13-15 мин аз болмауы керек. Бұл шартты бұзсақ, тотығу реакциясы соңына дейін жүрмей қалады, яғни, С02 және Н2О түзілмей тұрып жүрмей қалады және өте қауіпті оттек құрамды органикалық қосылыстар бөлінеді. Озонмен тотыққан кезде бром - фтор - хлорорганик бромды, фторлы және тұз қышқылын түзеді, ал хлороганик жағдайында әскери буландырғыш зат болып табылатын фосген түзеді.
Озондау процесі барботаж ваннасында немесе араластырғыштарда жүзеге асады. Бұл жерде су озондалатын ауамен немесе оттегімен араласады [8-9].
1 кг озонды өндіру үшін 15 кВт электр энергиясы қажет. Таза сулы ерітіндіде 1 кг фенолды тотықтыру үшін жұмсалған электр энергиясы шығымы 50-100 кВт сағ [10].
Бұл әдістің артықшылығы, суға химиялық реактивтердің қосылмайтындығында. Озондау процесінің кемшіліктері: озон молекуласының аз уақыт өмір сүруі; озонның бағасының қымбат болуы; озонның уыттылығы (ПДК ауадағы 0.0001 мгл); қондырғы үшін коррозиялық - тұрақты материалдарды пайдалану, озонның уыттылығы; жоғары молекулалық қосылысты тотықтырған кезде аралық уытты органикалық заттардың түзілуі; озондаудың технологиялық параметрлерінің бұзылуына жоғары сезімталдығы (суды айдау жылдамдығы мен ластың құрамы); озондалатын суда балдыр және микроағзалардың болуын болдырмау, ақуыздық қосылыстар және аминқышқылдар келесі озондалуда жоғары уытты қосылыстар түзуі мүмкін.
Хлормен және хлорқұрамды агенттермен өңдеу әдістері.
Ағын суларды фенолдан тазартудың эффективті әдістерінің бірі белсенді хлормен тазалау әдісі болып табылады. белсенді хлордың өлшеміне байланысты фенолдың хлортуындылары түзіледі: 2-хлорфенол; 2,6-дихлорфенол, трихлорфенол. Белсенді хлордың шамасын 6 мг - нан 1 мг - ға дейін суды малеин қышқылымен әрекеттестіргенде фенолды малеин ангидридіне дейін тотықтырылады. Бір уақытта суда хлорфенол, пирокатехин, пирагалол және хиноидты қосылыстар болуы мүмкін. Фенолдарды толығымен бұзу үшін белсенді хлордың қажет мөлшері фенолдың 8 мг - ы 1 мг болу керек. Бұл жағдайда кері суда малеин қышқылынан басқа мукон және құмырсқа қышқылы болуы мүмкін [11].
Осылайша, фенолдың белсенді хлордмен тотығу мына сатымен жүреді: хлорфенол - көпа - омды фенолдар және хиноидты қосылыстар - карбон қышқылы.
Фенолдың тотығу жылдамдығына тәуелді болатын негізгі фактор рН шамасы. Жақсы нәтижелер фенолды әлсіз сілтілік ортада (рН=7.2...8.5) тотықтырған кезде жетеді. Ағын сулар үшін белсенді хлордың шамасы 8-9 мгл - ден жоғары болады, яғни, ағын суда кездесетін басқа да қоспаларды тотықтыру үшін жұмсалады. Тотықтырудың оптималды температурасы 400С. Осы температурада фенолды тотықтырудың реакция жылдамдығы 20 0С температураға қарағанда 2 - 3 есе жоғары. Фенолдардың белсенді хлордмен тотықтыру жылдамдығы біршама деңгейде ауыр металдардың тұздарына оң әсер етеді, мысалы үш валентті темірдің тұздары [12].
Хлордың диоксидімен тазарту әдісі
Хлор диоксидінің сулы ерітінділері қышқыл ортада біршама тұрақты. Температура жоғарылағанда және рН ұлғайған кезде хлор диоксидінің ыдырау жылдамдығы да ұлғаяды, әсіресе жарықта. Сілтілік ортада хлор диоксиді гидролизге ұшырап, хлориттер мен хлораттар түзеді. Фенол хлор диоксидімен оңай тотығады. Қышқыл және бейтарап ортада тотығудың негізгі өнімі болып бензохинон болып табылады. Хлор диоксидінің 1 мг фенолды тотықтыруы үшін 1-1,2 мг бензохинон қажет. Сілтілік ортада хлор диоксидінің артық мөлшерінде фенолды тотықтырудың негізгі өнімдері - органикалық қышқылдар (оның ішінде малеин және қымыздық теңестірілген). 1 мг фенолдың органикалық қышқылға толық тотығуы үшін 15...20 мин байланыста 5 мг хлор диоксиді қажет [13].
Фенолмен ластанған ағын суларды хлор диоксидімен өңдеу хиноидты қосылыстардың түзілуіне немесе бензол сақиналарның үзілуіне және тотығудың соңғы өнімі ретінде органикалық қышқылдардың түзілуіне әкеледі.
Ауадағы оттегімен тотықтыру әдісі
Ағын суда еріген фенолдар ауадағы оттегімен біршама оңай тотығады. Оттегімен әрекеттесу кезінде фенолдар терең құрылымдық айналуларға ұшырайды: гидроксилденеді, хинон, карбонды оксихинон, гумин қышқылдары, тотық қосылыстарын және тығыздалған өнімдер түзеді. Келесі тотығу көміртек диоксиді мен су түзуге әкеледі. Фенолдардың айналу тереңдігі тотығу параметрлеріне байланысты. Көпатомды фенолдар біратомды фенолдарға қарағанда қарқынды тотығады. Әсіресе рН=7 шамасында. Мысалы, метилрезорцин және диметилрезорцин фракцияларының ыдырау дәрежесі 400С ағын су температурасында және рН=9,5...13 кезінде 30...50% құрайды, бұл кезде тығыз өнімдер түзіледі және суда аз еритін фенолдардың конденсациясы байқалады [14].
Сутек пероксиді.
Сутек переоксиді күшті тотықтырғыш болып саналады, әдетте 30% сулы ерітіндісін пайдаланады. Сутек пероксидінің ыдырауы - экзотермиялық, ауыспалы валенттіліктегі кейбір металдармен (темір, мыс, марганец, кобальт, цирконий) және олардың тұздарымен катализденеді. Фенолдың екі валентті темір қатысында сутек пероксидіме тотықтырған кезде ерітіндінің рН төмендейді, осы кездегі тотыққан үш валентті темір тұнбаға түседі.
Фенолдың 90% көбі он минут ішінде тотығады. рН түзету үшін суға сілітілік агенттерді қосады. Суды тазартуда кальций гидроксидін пайдаланған кезде эффективтілігі жоғары болады [15].
Сутек пероксидін қолдану суды реагенттердің ыдырау өнімдерімен екіншілік ластануына әкелмейді. Таза тотықтырғыштарды салыстырсақ, сутек пероксиді бірқатар технологиялық ерекшеліктерге ие болады. Оның бірі ағын суларды кең мәндер, концентрация температура және рН диапазонында өңдеуге мүмкіндік береді. Процесті өткізу жағдайында таңдау кезінде ағын суларды түрлі қоспалардан тотықтыруының жоғары селективтілігі де маңыздырақ. Осы жағдай әдетте реагенттерге шығынды азайтуға мүмкіндік береді. Сутек пероксидін қолданудың басқа да артықшылығы, басқа тотықтырғыштарға қарағанда біршама жоғары тұрақтылығында болуы және процесті аппаратуралық дайындалуының салыстырмалы қарапайым болуы. Айта кетерлік жайт, сутек пероксидінің қалдық концентрациясы келесі аэробты, биологиялық тазарту процестеріне қатыса алады, ал табиғи суларда сутек пероксиді хлордан айырмашылығы оң рөл атқарады.
Радиациялық тазарту
Суды жоғары энергиямен сәулелендіру кезінде (у-сәулелендіру Со 50, Сs 137) органикалық және бейорганикалық заттардың тотығу мен полимерлену өтеді, соның ішінде биологиялық ыдырамайтын (шекті көмірсутектер) және уытты қосылыстар, коллоидты және өлшенген бөлшектердің тұнбаға түсуі, дезинфекция және дезодорация. Радиациялық тазарту бір сатылы жылдам процес бола отыра кешенді эффект береді 15. Петряев Е.Н., Власов В.И., Сосоновская А.А.
Ағын суларды тазартудың жаңа әдістері
Радиациялық әдіспен тазартылған су тұйық су айналым жабдықтау ұйымдастыруы үшін қолданылады. Радиациялық өңдеу қалдық радиобелсенділікті болдырмайды, себебі, қолданылатын көздер ядролық реакциялардан төмен энергияға ие болады. Су радиолизінің өнімдері еріген ласпен СO2 және Н20 толық бұзып, бастапқы заттарға қарағанда уыттылық көрсеткіші аз қауіпті болатын қосылыстарға дейін ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
Фармацевтикалық өндіріс технологиясы
МАЗМҰНЫ
Кіріспе
Тарау 1 Әдебиеттік шолу
0.1 Фармацевтика өндірісінің ағын суларының сипаттамасы (зерттеу объектілері)
0.2 Ағын суларын органикалық қоспалардан тазарту әдістері. Адсорбциялық тазарту.
0.3 Адсорбцияның физика - химиялық негіздері.
0.4 Көміртек сорбенттерінің сипаттамасы.
Тарау 2 Тәжірибелік бөлім
КІРІСПЕ
Химиялық ластану-жақсы таралған, тұрақты және таралу аумағы кен. Ол органикалық(фенолдар, нафтенді қышқылдар, пестицидтер және т.б), бейорганикалық(тұздар, қышқылдар, сілтілер), улы (күшән, сынап қосылыстары, қорғасын, кадмий және т.б) және усыз.
Бактериялы ластану суда патогенді бактериялар, вирустар (700-ге жуық), қарапайым саңырақұлақтардың пайда болуымен байқалады.
Механикалық ластану суда әртүрлі механикалық қоспалардың (құм, шлам,балшық және т.б) түсүімен сипатталады. Механикалық қоспалар судың органолептикалық көрсеткішін айтарлықтай төмендетуі мүмкін.
Тарау 1 Әдебиеттік шолу
1.1 Фармацевтикалық өндірістегі ағынды сулардың сипаттамасы( зерттелетін объект)
Судағы фенол: қалай түседі?
Бұрынғы кезенде барлық химиялық өндірістер технологиясы қоршаған ортаға әсерін елемей өндірілген. Расымен, целлюлоза технологиясы және мұнай өндірісі қоршаған ортаға айтарлықтай әсері болмаған кезде өндіріле бастады. Сол себепті бұл маселеге ешкім аса мән берген жоқ. Ақырындап химиялық өндіріс ауқымы кеңейе бастады, сонымен қатар қалдық көлемі де артты. Тазалау технологиясы жасалып, қолданысқа ене бастады және қолданылған шаралар нәтижесінде ластану нәтижесі төмендеді. Бірақ химиялық өндірістің өркендеуімен қатар, ластану көлемі де өсу де. Табиғи жағдайда ерімейтін және зарарсызданбайтын жаңа химиялық қосылыстар пайда болды. Ал олардың тірі организмге әсері ауқымды болуы мүмкін.
Химиялық өндіріс салаларында пайда болған, ластанған заттардың жалпы саны ауқымды. Әуе бассейніндегі маңызды ластанандырғыш болып көміртек тотығы, күкіртті газ, азот тотығы, шаң, қара күйе, канцерогенді заттар, фтор, металл аэрозольдары болып табылады. сулы бассейннің ластаушысы- әртүрлі тұздар, сілтілер мен қышқылдар, кадмий, сынап, күшән, мұнай және оның қайта өңделген өнімдері, цианидтер мен фенолдар.
Фенолдар өнеркәсіп ағындарымен бірге су бетіне түсетін анағұрлым кең таралған ластағыштардың бірі болып табылады. Фенол суларының су қоймасы мен ағын суына тасталуы олардың жалпы санитарлық жағдайын кенеттен нашарлатады, тірі ағзаларға тек өзінің уыттылығын ғана тигізіп қоймай, сол сияқты биогендік элементтер мен еріткіш газдардың (сутегі, көмірқышқыл газы) режимдерінің біршама өзгерісіне әсерін тигізеді. Су қоймаларының фенолдардан өзіндік тазартылу процесі біршама ақырын өтеді және оның іздері өзен ағынымен үлкен арақашықтыққа апаруы мүмкін, осыған байланысты фенолқұрамды ағынның тасталуынан бұрын қажетті тазартылуға ұшыратылады. Фенол қосылыстары дегеніміз - молекула ядро құрамында бір немесе одан да көп гидроксил топтары бар ароматты (бензолды) қосылыс. Фенол қосылыстарының қарапайым өкілі - фенол:
Фенол
Құрамындағы ОН - тобының санына байланысты біратомды фенолдар (мысалдар, жоғарыда келтірілген фенолдар мен крезолдар) және көпатомды фенолдар деп ажыратылады. Екіатомды фенолдар (диоксибензол) үш қосылыс түрінде кездеседі: пиракатехин, резорцин, гидрохинон
Келтірілген мысалдардан көріп отырғанымыздай, фенолдарға құрылыстық изомерлену тән (гидрокси топтардың орналасу изомерленуі).
Танымал фенол қосылыстарының саны көп. Қазіргі таңда олардың бірнеше мыңнан астам түрі бар және жыл санап олардың саны артуда. Фенол қосылыстары екі топқа бөлінеді:
- ұшқыш фенолдар (фенол, крезол, ксиленол, гваякол, тимол);
- ұшқыш емесе фенолдар (резорцин, пирокатехин, гидрохинон, пирогаллол және басқа да көпатомды фенолы).
Ұшқыш фенолдар анағұрлым улы және өткір иіске ие болады.
Әдетте фенолдар қалыпты жағдайда сулы ағзаларда метаболизм процесінде, биохимиялық ыдырауда және су қалыңдығында және су түбіндегі шөгінділерінде өтетін органикалық заттардың транформациясында түзіледі. Тірі өсімдік ұлпаларының фенол қосылыстарын патогенді саңырауқұлақтардың өсуін ингибирлейтін немесе вирустардың көбею жылдамдығын азайтатын потенциалды уытты заттар ретінде қарастыруға болады.
Фенолдар әлсіз қышқылдар (рКа фенол үшін 9,98) болып табылады. Тотығу реакцияларндағы фенолдардың жоғары реакциялық қабілеттілігі фенол қосылыстарын майларды автототықтыру процестерінде ингибитор ретінде қолдану кезінде техникалық қолдануға ие болады және табиғи фенол қосылыстарының биосинтезінде үлкен мәнге ие. Бөліну және идентификациясы бойынша фенолдардың анағұрлым маңызды қасиеттері металдармен тұз түзуінде. Кішігірім шектеулерге орай, барлық фенол қосылыстары қатты, ал түсі ашық - сарыдан қызылға, қоңыр немесе қызыл күрең түске дейін өзгереді. Фенолдар су бетіне өнеркәсіп ағындарынан, соның ішінде мұнай өңдейтін, тақта тас өндіретін, орман - химиялық, коксохимиялық, аналин бояу өнеркәсібінен кеп түсетін, нәтижесінде гидролиз өнеркәсібімен (тағам емес целлюлозды - қағаз өсімдік шикізаты және аздап тоқыма мата шикізаты) бірге неғұрлым көп таралған ластаушылар.
Өнеркәсіп орындарының ағын суларындағы фенол құрамы түрлі үйлесімде 5-10 гл болуы мүмкін, осы жағдайда фенолдардың ішетін су мен балық шаруашылығы су қоймаларындағы шекті концентрация құрамы 1 мкгл құрайды. Фенолдардың коксохимия зауытының ағындарындағы концентрациясы үлкен 20 гл дейін, ал заманауи коксохимия зауыттары тәулігіне су қоймасына 4-10 т фенолмен ластайды. Фенол бойынша қалыпты аясының жоғарылауы су қоймаларының ластануынан байқалады. Фенолмен ластанған табиғи сулардағы құрамы бір литрде ондықтан жүз микрограмға дейін жетуі мүмкін. Су қоймасының суы бояға ие, карбол тәрізді спецификалық иісті, флуоресценцияланатын жұқа қабықшамен қапталған, ол су қоймасындағы биологиялық процестердің қалыпты өтуіне кедергі келтіреді. Фенол 75 мгл концентрацияда су қоймасындағы биологиялық тазарту процесін тежейді, 0,01-0,1 мгл концентрацияда балық етінде жағымсыз дәм пайда болады; жағымсыз дәм мен судың иісі тек концентрациясы 0,11 мгл фенолын қосқанда ғана жоғалады. Су бетінде фенолдар еріген күйдегі фенолят, фенолят - ион және бос фенол түрінде кездеседі.
Судағы фенолдар күрделі гумус тәрізді және басқа да тұрақты қосылыстар түзетін конденсациялану және полимерлену реакцияларына түсуі мүмкін. Табиғи су қоймасы жағдайында фенолдардың асорбциялық процесі су түбіндегі шөгінділермен және қоспалармен азын - аулақ рөлге ие болады.
Фенол суларының су қоймасы мен ағын суына тасталуы олардың жалпы санитарлық жағдайын кенеттен нашарлатады, тірі ағзаларға тек өзінің уыттылығын ғана тигізіп қоймай, сол сияқты биогендік элементтер мен еріткіш газдардың (сутегі, көмірқышқыл газы) режимдерінің біршама өзгерісіне әсерін тигізеді. Нәтижесінде құрамында фенолы бар суды хлорлағанда хлорфенол тұрақты қосылыстары түзіледі. Олардың кішігірім іздері (0,1 мкгдм3) суға сипаттамалық дәм мен иіс береді. Уыттылық пен органолептикалық қатынаста фенолдар бірдей емес. Ұшқыш фенолдар анағұрлым уытты және хлорлау кезінде қарқынды иіске ие болады. Неғұрлым өткір иістілері қарапайым фенол мен крезол.
Фенолмен фенол қосылыстары түрлі өндіріс салаларында кеңінен қолданылады. Егер өнеркәсіпте таза фенол қосылыстарын көп мөлшерде және арнайы тағайындалған болса, онда ГОСТке сәйкес аллергия, демікпе, экземнің пайда болуына әкеп соғады. Ауру белгілері бірден пайда болмай, бір апта немесе бір айдан кейін таза қосылыстармен бейімсізденген жағдайда байланысқаннан пайда болады. Фенолдардың атмосфералық ауада болуы, мамандардың зерттеуі бойынша, қан айналым ауруларына да шалдықтырады.
Өте уытты қосылыстар нитрофенолды қосылыстар - нитроцен (таскөмірлі фенолдар өнімі), динитрофенолдар және т.б. Бұл қосылыстар инсектицид, фунгицид және гербицид ретінде пайдаланылады. Ұлпалардағы тотығу процесіне әсер ете отырып, олар тотығу форсоризация диссоциациясына ұшырайды, бұл өз кезегінде, жасушалық тотығу процесін жоғарылатады, оттегідегі жасуша қажеттілігін ұлғайтады және жылу өнімділігі мен жылу реттеуді бұзады.
ПДК су қоймаларында фенол үшін 0,001 мгл концентрация бекітілген. Каспий теңізіндегі суы аз аумақтарындағы фенол құрамы - фенолмен өте ластанған су қоймасында мөлшері 8 мкгл жетті. Солтүстік Каспий суындағы фенолдардың орташа құрамы 6 мкгл, ал бұл аумақ үшін орташа мән 3 мкгл құрайды.
Мамандардың айтуы бойынша, соңғы уақытта солтүстік Каспий суындағы фенолдың орташа концентрациясы 6 ПДК (0.006 мгл) ұлғайды. 1995 жылдан бастап 2000 жылға дейінгі периодта фенол құрамының орташа мәні 3.0 мкгл ден 9.0 мкгл дейін өзгерді. Максималды 30.0 мкгл концентрация Орал және Орал жыртылған жері сағасындағы теңіздік бөлігінде белгіленді. 2001 жылдық ақпанында Амурдың фенол органикалық қосылыстарымен қатты ластануынан Еврей автономиялық облысында ішкі сауда және Жапонияға экспортталған тынық мұхиттық миног деликатес балығын қысқы аулауға алғаш рет тыйым салынды. Мұз астынан арнайы балық аулағыш арқылы балықтарды аулаған кезде оларда өткір дәріханалық иістің байқалуынан тыйым салынған болатын. Миног осы уақыт ішінде Тынық мұхиттан орталық Амурге дейін уылдырық шашып үлгерген. Дәрігерлер фенол қосылыстары адам ағзасынан шығарылмайтындықтан, оны тағамға пайдалануға мүлдем тыйым салынған.
Фенолдар химиялық тұрақсыз және сулы ортада белсенді ыдырайды. Судың фенолдардан өздігінен тазартылу процесі микроағзаларда пайда болатын ферменттердің әсерінен биохимиялық тотығу жолымен жүзеге асады.
Қарапайым фенолдар бастапқы негізде биохимиялық тотығуға ұшырайды. 1 мгл концентрациясынан жоғары болатын фенолдың бұзылуы жылдам өтеді, үш тәуліктегі фенолдың шығыны 50-75% құрайды, бір литрдегі бірнеше ондық микрограм сәйкес келгенде бұл процес баяулайды, ал шығын бұл уақытта 10-15%. Бәрінен жылдам бұзылатыны фенолдар, одан баяуы крезол, ал одан да баяу өтетіні ксиленолдар. Көпатомды фенолдар негізінен химиялық тотығу жолымен бұзылады.
Мұнай ластануының болуы фенолдардың ыдырауын баяулатады, яғни, мұнай көмірсутектерінің биодеградациясы ластануды ұлғайта отырып жеке фенолдарды түзеді. Су бетіндегі фенолардың концентрациясы маусымдық өзгертілуге әкеп соғады. Жазғы маусымда фенолдардың құрамы төмендейді (температура ұлғайған сайын ыдырау жылдамдығы да ұлғаяды). Су қоймаларының фенолдардан өздігінен тазартылуы біршама аз жүреді және оның іздері өзен ағынымен ұзақ қашықтыққа өтіп кетуі мүмкін, осыған байланысты лақтырмас бұрын фенолқұрамды ағынды жеткілікті тазартуға ұшыратады. Ағын сулардағы фенол қосылыстарынан жою үшін пероксидаз бен талькты қолдану арқылы Клибанов әдісін модификациялау арқылы жойылады. Перокисдаза фенол қосылыстарын суда ерімейтін полифенолға дейін деградациялайды. Бұл әдісті модификациялағанда, реакциялық қоспаға талькты қосқанда, талькте реакцияның ерімейтін өнімдері абсорбцияланады және ерітіндіден тұнбаға түсуі өтеді. Осы әдіске орай ерітіндіден фенолды толық жоюға мүмкіндік туады және реакция өнімдерінің жойылуы жүреді. Алғашқыда фенол қосылыстарын жою үшін поливинилпироллидин қолданылды. Біршама арзан болғандықтан келесіде тальк пайдаланылды.
Коксохимия зауыттарында фенол құрамды ағын сулар химиялық заттарды аулауға шығындалған шихта ылғалы мен бу конденсатынан түзіледі. Шихта құрамындағы ылғал және пирогенетикалық ылғал кокстеу процесінде түзіліп, кокс газымен бірге камерадан шығады. Газды салқындатқан кезде су буы мен фенол конденсацияланады. Коксохимия зауыттарындағы фенол суының шамамен үштен екісі кокс пешінің камерасына шихтамен берілоген ылғал есебінен түзіледі. Бұл судың мөлшерін азайту үшін көмірді кептіреді. Шихта ылғалдылығын 6 пайызға төмендеткен кезде, Ресейдегі фенол суларын жылына 4 млн. шаршы метрге дейін азайтуға мүмкіндік береді.
Қазіргі уақытта әлем бойынша планетаның су ресурсын ластайтын дәрі - дәрмектер мен оның өнімдерінің метаболизмі санының өсуін белгілейді. Негізінен, дәрі - дәрмектер өзенге түсіп және кейін тұрмыстық канализация мен жануарлар асырайтын ферма арқылы ішетін суға кеп түседі. Фармацевтика зауыттарының ағын суларында біраз мөлшерде активті құрамалар кездеседі.
Егер дәрі өндірісінде уытты қосылыстар қолданылса, ағындар жергілікті тазарту құрылымымен өңдеуге ұшыратады. Ағындарды жергілікті тазарту арқылы қоршаған ортаға тек биологиялық ыдырайтын заттар ғана кеп түсетініне кепілдік береді. Мексикада жаңа фармацевтикалық фабрика салуға шешім қабылдауда осыған ұқсас мәселемен Roche AG компаниясы да соқтығысты. Осы өндірістік аумақтарда ісікті емдеу үшін жоғары эффективті препараттың екі типі өндіріледі. Талдау көрсеткендей, бұл өндірістің ағын сулары қоршаған ортаға критикалық әсер ететін екі түрлі препараттан тұруы мүмкін, сондықтан, зауыттың жалпы канализациясына түспес бұрын жергілікті тазарту құралдарынан өтуі керек. Тазарту құралдарының өнімділігі тәулігіне 10 м3 құрайды. Бір уақытта ағын суларда жоғарыда келтірілген препараттың тек біреуі ғана қатысады. Roche AG компаниясы EnviroChemie GmbH лабораториялық жағдайда ағындардан микофенолат мофетилді жою әдісі арқылы бірнеге әдістерін ойлап табуды ұсынды және алынған нәтижелерге негіздей отырып, толық масштабты тазартуды жобалау мен құруды алға қояды. Әдісті өңдеудің басты міндеті жоғары емесе эксплуатациялық шығында және құрал бағасы аз болатын жағдайда ағын сулардан дәрілік препараттарды жоюға мүмкіндік туғызу. Капецитабинмен (capecitabine) тәжірибені Германияда Дуйсбург қаласынының IUTA (Institute of Energy and Environmental Technology e.V.) институтында өткізілді. Мүмкіндікті анықтауда ағын суларды өңдеу үшін активтелген көмірді қолдану Швейцарияда Roche Basel зерттеу орталығында өткізіледі. Зерттеушілер лабораториялық жағдайда ағын сулардан белсенді құрамаларды жоюдың үш әдісін зерттеді. Ағын құрамындағы фармацевтикалық препараттардың ыдырауының эффективтілігі жағынан және экономикалық көзқарас бойынша әрбір тазарту әдісі бағаланды. Ультракүлгін сәулелендірумен тотықтыру мен сутек пероксидімен (H2O2) немесе актвителген көмірмен адсорбиялау әдістеріне қарағанда анағұрлым эффективті әдіс ретінде озонмен тотықтыру танылған. Сол сияқты берілген зауыттың басқа да аумақтарында қолданылатын қышқыл, негіздермен немесе натрий гипохлоридімен өңдеу мүмкіндіктері де қарастырылды, бірақ бұл реагенттер бірнеше себептерге байланысты қолданылмайды. Лабораториялық зерттеу нәтижелері көрсеткендей, микофенолат мофетил икапецитабенді жою үшін үш әдістің кез келген біреуі қолданылуы мүмкін, бірақ нақты жағдайда тазартуды оптималды жолмен жүргізуге мүмкіндік беретін патенттелген Envochem(R) технология бойынша озондау әдісімен өтеді.
Капецитабинді озонмен тотықтыру зерттеу нәтижелері 1 суретте көрсетілген. Тәжірибе үшін концентрациясы 200 мгл болатын сынамалар таңдалды. Тотығу процесі 20 минут аралығында өтеді және 18,33 г озонды қолданады. Бүл мәліметтер негізінде өнеркәіптік қондырғыда озонды максималды қолдану 917 г (38 гсағ) аспайды.
Сур. 1 Капецитабиннің озонмен тотығу зерттеуінің нәтижелері
Микофенолат мофетилдің ыдырау процесі мен өнімдерінің гидролизін зерттеу үшін концентрациясы 25 мгл болатын сынамалар таңдалды. Бірінші сатыда гидролиз өнімдері зерттелді. Бір тәулік өткен кезде дк ағын суда әрекет ететін құраманың шамамен 80% бар екені анықталды (сур 2). Тотықтырғыш ретінде озонды қолданғанда барлық микофенолат мофетил толығымен бірнеше минуттың ішінде ыдырап кетеді. Пайдаланатын озонның есептеу саны тәулігіне шамамен 460 г құрайды. Осылайша, екі белсенді құраманы тотықтыру үшін озондағы қажеттілікті салыстыра отырып, мофетилді тотықтыру үшін озонды қолдану көлемі тазартатын құрал өлшемі тағайындалады.
Сур 2. 30 сағат шамасындағы гидролиз нәтижесі
Лабораториялық зерттеу нәтижелеріне негізделе отырып, EnviroChemie GmbH компаниясы Мексикадағы Roche фармацевтикалық зауытының ағын суларының жеке параметрлеріне жауап беретін тазарту құралдарын жобалауды бастады. Жұмыстың нәтижесі бойынша жиырма тонна контейнері бар ағын суларды тазалайтын қондырғы құрыла бастады. Тазартқыш құралдар тәулігіне 24 сағ бойына жұмыс істейді, бұл ағын суларды үздіксіз өңдеуге мүмкіндік береді. Дәрі өндірісінде түзілетін ағын сулар көлемі 15 м3 болатын жинағыш қорға кеп түседі және кейін ағын суды тазартқыш Envochem(R) қондырғысына түседі.Тазартылуға берілетін ағын көлемі жиілікті түрлендіргіші және индуктивті типті шығын өлшемді насоспен реттеліп отырады .Жинағыз қордағы сұйықтық деңгейіне байланысты су шығыны 0,4 м3сағ - тан 0,8 м3сағ дейін тербеледі. Өлшенген заттар икемделген фильтрде ұсталып қалады.
1.2 Ағын суарды органикалық қоспалардан тазарту әдістері. Адсорбциялық тазарту.
Өндірістік ағындарды суда еріген органикалық заттардан толық тазарту мәселесі, соның ішінде фенолдар, анағұрлым маңызды және біруақытта шетелдік өңдеулер болып табылуы мүмкін, берілген мәселені шешімсіз деп айтуға болмайды. Себептері бірнеше болуы мүмкін. Біріншіден, химиялық қиын шешілетін жүйелердің алуан түрлілігі. Осыған қарамастан отандық санның көп болуы мен құрамв және түзілу жағдайына қарамастан әрбір жағдай үшін жекелей зерттеуді қажет етеді, ал бұл әрдайым мүмкін бола бермейді. Екіншіден, суды толық тазарту үшін, ереже бойынша, ерекше жағдайларды талап ететін тәжірибеде қиын орындалатын технологияларды қамтамаыз ете алмайды. Үшіншіден, терең тазартудың көптеген эффективті әдістері үлкен қаржылық және ресурстық шығындарға әкеп соғады, дефицит реагенттерді келесі регенерациямен, утилизациялаумен немесе қалдықтарды көмумен жүзеге асады; және бұл кейбір өнеркәсіптерге орындауға қиындық келтіреді. Сондықтан, өнеркәсіптік ағын суларды тазартудың жаңа эффективті әдістерін табу өзекті мәселе болып қала береді. Көптеген фундаменттік зерттеулерде берілген мәселе бойынша су мен негізгі қоспа фенолдан тұратын моделді жүйелер қарастырылады. Бұл кезде ілескен заттарға жеткілікті мән берілмейді. Суды тазартудың әдістері түрлі қоспа кластарына жекелей қарастырылады: минералды заттар, органикалық өнімдер, еріген газдар және коллоидтық ерітінділер.
Судағы мұнай өнімдерінің концентрациясын ПДК деңгейіне дейін төмендету үшін терең тазарту әдісі қолданылады, ереже бойынша, тазартудың қорытынды сатысында жүзеге асырылады.
Күкірттің жеткілікті жоғары концентрациясында мұнайды өңдеуде ағын құрамы түзіледі, мгл: мұнай өнімдері - 3000; ұшқыш фенолдар - 5000; БПКтолық - 75000; ХПК - 85000; сульфидтер - 26000; жалпы күкірт -35000; жалпы сілтілік 100000 құрайды, рН көрсеткіші 14 тең.
Судағы еріген мұнай өнімдерінің концентрациясы ластау молекуласының химиялық құрамы мен құрылысымен анықталады. Төменде суда анағұрлым көп таралған мұнай өнімдерінің ерігіштік мәндері келтірілген (кесте 1).
Кесте 1 Суда анағұрлым көп таралған мұнай өнімдерінің ерігіштігі
Зат
ерігіштігі, мгл
зат
ерігіштігі, мгл
Мұнай
10 ... 15
Декан
0.016
Дизель отыны
8 ... 22
Додекан
0.0037
Керосин
2 ... 5
Бензол
1780
Бензин
9 ... 505
Толуол
515
Мазут
... 2
Фенол
67000(160С) шектелмеген(66 0С)
Пентан
38.5
Формальдегид
шектелмеген
Октан
0.66
Диоксан
шектелмеген
Келтірілрген талдауға сүйенсек, фенолдың суда жақсы ерігіштігі ерекше қауіпті. Оның басқа да цикллды және ароматты қосылыстары мен спирттері де қауіпті. Судағы фенолдарды қауіпсіздендіру әдісін таңдауда, ең бірінші, ондағы ластың химиялық және топтық құрамын анықтау керек. Кейін талап негізінде, су қалпы мен оның көлеміне неғұрлым эффективті және арзан тазарту әдісі таңдалады. Терең тазартуды шартты түрде екі топқа бөлуге болады: регенеративті и деструктивті.
Ағын суларды еріген фенолдан зиянсыздандырудың деструктивті әдісіне термототықтыру, тотықтырғыш әдістер, сол сияқты электрохимиялық тотықтыру және гидролиз жатады. Деструктивті әдістер ағын сулардан қоспаларды алуда мүмкін болмаған жағдайда немесе экономикалық мақсатта қолданалылады, осы жағдайда, өндіріске фенолды қайтадан қайтармайтын ЭЛОУ-АВТ-4 қондырғысында ағын суларда фенол қоспаларының аз болуы кпезінде жасалады. Ағын суларды зиянсыздандыру үшін дестррутивті әдісті таңдау бастапқы негізде ағын судың шығымы, фенолдың құрамы мен мөлшері тазартылған судың сапасына және оны қайта пайдалануға мүмкіндік туғызуын есепке алады.
Химиялық өндіріс ағын суларын тазартуда регенерациялық әдісті қолдану ағын суларды зиянсыздандырып және фенолдан тазарта отырып қайтадан пайдалануға болатын әдіс. Ағын судың құрамындағы фенол құрамынынң аз саны үшін ЭЛОУ-АВТ-4 қондырғысына бұл әдісті қолдану мақсатсыз болып табылады. Фенолдардан тазартудың регенерациялық әдістерінің келес түрлері бар - экстракциялық тазарту, айдау, ректификация адсорбция, ионалмасу тазарту, кері осмос, ультрафильтрация, этерификация, полимерлену, поликонденсация, биологиялық тазарту және фенолдардың аз еритін қосылыстарға ауысуы. Барлық келтірілген әдістер ағын суларды фенолдардан ПДК деңгейіне дейін немесе одан төмен тазартуға мүмкіндік бере бермейді.
Фенолдардың физикалық қасиеттері.
Фенол (бензенол) - кристалдық зат, балқу температурасы 430С, қайнау температурасы 1810С, суда ериді (150С температурада - шамамен 8%). Сумен қосылысы (балқу температурасы 16 0С) карбол қышқылы деп аталады. Судың аздаған мөлшері фенолдың балқу температурасын қатты төмендетіп жібереді. Өзіне тән иісі бар. Фенол теріні күйдіріп жіберуі мүмкін. Медицинада антисептик түрінде қолданылады. Фенол адам мен жануарлардың несебінде кездеседі, яғни, құрамында бензол сақинасы бар ақуыз аминқышқылдары ыдырау кезінде ағзада фенолға айналады.
Деструктивті әдістер. Бу фазалық тотығу.
Термиялық бу фазалық тотығу 800...1000°С температурада өтеді және пеште ауаның артық мөлшерінде буланып кептірілгенде болады [2]. Бұл әдістің мәні жоғары температурада ауаның оттегісімен фенолдың тотығуы. Катализаторларды пайдалану процестің температурасын 350...450°С төмендетуге мүмкіндік береді. Катализаторлар ретінде беті платина немесе палладийі бар алюмосиликатты тасымалдаушылар қолданылады. Катализаторлар ретінде мыс - оксидті және мыс - хромоксидті катализататорларды пайдалануға болады [2-3], бірақ, платина мен палладий катализаторларына қарағанда белсенділігі аздау келеді. Тотығу дәрежесі 96-100% құайды. 350-400°С температурада тазарту толығымен жүргізіледі. Температураның төмендеуі тотығу тереңдігінің төмендеуіне әкеледі. Процес ауаның аздаған мөлшерінде өтеді (1.3 есе).
Терең тотықтыру процесі дезактивтендіруші у болып табылатын және катализатордың кесімді мерзімін төмендететін құрамында күкірт, мышьяк, қорғасын, хлор және фосфор бар қосылыстарға әсер ететін қатарға сезімтал келеді.
Процестің маңызды кемшілігі ағын суды бу тәрізді күйге ауыстырумен байланықан үлкен энергия шығымын қолдану болып табылады. Сондықтан бұл процесті келесі жағдайларда мақсатты түрде қолдану керек:
oo Көмірсутекпен ластанған су буы қажет температураға ие болады;
oo Немесе аз мөлшерде және арнайы мақсатта жоғары тазалықты су алуға (органикалық заттар қоспаларынсыз және ауыр металсыз);
oo Бағалы минералды қоспаларды алу;
oo Жоғары уыттылықта органикалық қоспалары бар аз мөлшердегі ағын сулар үшін алу және басқа да әдістермен зиянсыздандыру;
oo Отын орнына қолданылатын қазбалы өндірістік қалдықтар болған жағдайда;
Сұйық фазалық тотығу.
Мұнай өнімдерінің аудағы оттегімен сұйық фазалық тотығуы 200...300°С температурада және 10...15 МПа қысымда жүргізіледі. Экпозияция уақыты 30...60мин. Бұл кезде 80...100% органикалық және элементоорганикалық қосылыстар тотығады. Тотығуға берілетін заттардың концентрация диапазоны жеткілікті түрде жоғары жүз мгл бірнеше гл дейін болады, реакторға түсу уақытын ұлғайтпай - ақ жүзеге асыруға болады. Процестің жылдамдығын арттыру және көмірсутектің деструкциясының тереңдігін жоғарылату үшін сұйық фазалық тотықтыруды сілтілік және әлсіз сілтілік ортада жүргізеді; тотығу жылдамдығына сілтілік агенттің әсері мен түрі әсер етеді. Үлкен рөлді процес температурасы атқарады. Температура ұлғайған сайын тотығу тереңдігі де жоғарылайды. Қысым ұлғайған сайын, судағы оттегінің ерігіштігі де жоғарылайды, ал бұл реакцияны жылдамтады. Сондықтан сұйық фазалық тотығу процесін жоғары қысымда өткізеді. Процес параметрі ластану түрімен анықталады. Фенол жағдайында тотығу дәрежесі 250...300°С температурада 97...99% жетеді. Оттегінің артық мөлшері стехиометриялық қатынаста 1.1...1.5 құрайды. Фенолды ағын суды тотықтырған кезде ұшқыш бу қышқылы (сірке қышқылымен есептегенде) шамамен 200 0С температурада түзіледі. Фенолдардың тотығуы сілтілердің қатысында 3-4% - дық натрий ацетаты ерітіндісі мен басқа да тұздарды алуға мүмкіндік береді [4]. Сұйық фазалық тотықтыруда катализаторларды пайдалану процес температурасын 180°С дейін және қысымды 1.7 Мпа дейін төмендетуге әкеледі [3]. Фенолды суда мы оксидіне сұйық фазалық тотықтыру процесінде белсенді алюминий оксидін 130...145°С температурада, 1.0...1.3 Мпа қысымда 45...90 мин уақыт аралығында оның толық деструкциясы жүзеге асты [2]. Катализаторлар ретінде негізінен ауыспалы валенттілікті металдар, олардың оксидтері мен тұздар болады. Жиірек бұлар VIII топтың металдары, сол сияқты Сu, Мn және оның қосылыстары. Катализаторларды реакциялық ортаға диспергирленген таза металдар немесе алюминий оксидіне немесе белсенділендірілген көмірмен енгізілуі мүмкін. Тұздар еріген гомогенді катализатор немесе гетерогенді катализатор ретінде қолданылуы мүмкін.
Каталитикалық жүйелерді қолдану ағын суда кездесетін барлық органикалық қосылыстарды бұзуға мүмкіндік береді. Өңдеу нәтижесінде органикалық заттарды Сo2 және Н2О дейін терең тотықтыру жүреді.
Сұйық фазалық тотықтыру әдісінің келесі артықшылықтары - судың булануының қажеті жоқ, әмбебаптылығы (ағын сулардан фенолдан басқа да заттарды жоюға болады). Сұйық фазалық тотықтырудың кемшілііг процестің күрделі аппаратуралық құрылымы: жоғарғы қысымдағы насостар мен компрессорлар, қымбат тұратын конструктивті материалдарды пайдалану және жоғары қысымда барлық тракт бойынша болатпен жоғары легирлеу, жылу беретін беттегі қаспақтың пайда болуы жатады.
Озондау
Озондау - суды фенолдан және тағы да басқа мұнай өнімдерінен терең тазартатын кең таралған әдіс түрі. Озон жоғары тотықтырғыш қасиетке ие, күшті бактерицидті әсер береді, жағымсыз иісті және дәмді жояды, сол сияқты суға табиғи түс береді. Озонның судағы тотықтырғыш қасиеті тікелей тотықтыру реакцияларында, озонолиз, катализ, радикалмен тотықтыру және полимерленуде байқалады. Тікелей тотықтыруға кейбір органикалық қосылыстар ұшырайды. Озонның каталитикалық әсері судағы еріген оттегінің иницирлеу реакцияларымен жүзеге асады. Озонмен тотығу бензол сақинасының қос байланысы бойында жүреді және параллелді гидроксилді радикал келесі пероксиладикалдардың рекомбинациясымен тотығады, сутек пероксиді озонмен әрекеттесіп, су мен оттегі түзеді. Иницирлеу процесін жылдамдату үшін тотығуды мақсатты түрде сілтілік ортада өткізу керек. Ортаның рН көрсеткіші қаншалықты жоғары болса, соншалықты тотығу дәрежесі де жоғары болады. Концентрациясы 50 мгл төмен емес фенолдық тотығудың оптималды мәні 11.4 тең [5]. Тәжірибе нәтижелер 2 кестеде келтірілген.
Кесте 2. Сулы ерітіндідегі фенолдың озонмен тотығу нәтижелері (судағы фенолдың бастапқы концентрациясы 100 мгл, рН = 12)
Фенол
о-Крезол
м-Крезол
Озон шығыны
Фенол құрамы
Озон шығыны
о-Крезол құрамы
Озон шығыны
м-Крезол құрамы
мгл
мгл
мгл
мгл
мгл
мгл
0
96
0
99
0
99
54
47
49
46
57
41
110
12
100
11
110
2,7
180
0,4
150
1,7
150
0,4
220
0,2
200
0,2
200
-
260
0,1
240
0,1
260
-
Озондау әдісі суды фенолдан эффективті тазартуға мүмкіндік береді, бұл кезде альдегид, қымыздық және дикарбон қышқылы, гидропероксид, көміртек диоксиді және су түзіледі. Озон құрамында биологиялық қиын тотығатын заттары бар әлсіз концентрленген ағын суларды терең тазартуға қолданылады.
Озондау көмегімен ағын суды тазартуды 0.05 мгл деңгейіне дейін және одан төмен деңгейге дейін жеткізуі мүмкін. Фенолды ағын суларды озондаған кезде құрамында тұзсыздандырған кезде басқа көмірсутек қоспалары түзілетін болса, онда мұнай өнімдерін құрғатуда озон шығыны таза сулы ерітінділерді озондаған шығынға қарағанда біршама жоғарылайды және 5...10 г озон мен 1 г фенолдан жоғары жетеді [6].
Жұмыс [7] келтірілгендей, құрамы күрделі мұнай құрамды ағын суларды тазарту дәрежелері озондау көмегімен 50...75% аралығында болады. Бірақ, озондалған суда бастапқы заттарға қарағанда анағұрлым қауіпті келесі бүлінуге ұшырамайтын аралық өнімдер қалып кетеді. Құрамындағы тазартылатын судағы 0.5 мгл мұнай өнімдерінің озонмен байланысының реактордағы уақыты 13-15 мин аз болмауы керек. Бұл шартты бұзсақ, тотығу реакциясы соңына дейін жүрмей қалады, яғни, С02 және Н2О түзілмей тұрып жүрмей қалады және өте қауіпті оттек құрамды органикалық қосылыстар бөлінеді. Озонмен тотыққан кезде бром - фтор - хлорорганик бромды, фторлы және тұз қышқылын түзеді, ал хлороганик жағдайында әскери буландырғыш зат болып табылатын фосген түзеді.
Озондау процесі барботаж ваннасында немесе араластырғыштарда жүзеге асады. Бұл жерде су озондалатын ауамен немесе оттегімен араласады [8-9].
1 кг озонды өндіру үшін 15 кВт электр энергиясы қажет. Таза сулы ерітіндіде 1 кг фенолды тотықтыру үшін жұмсалған электр энергиясы шығымы 50-100 кВт сағ [10].
Бұл әдістің артықшылығы, суға химиялық реактивтердің қосылмайтындығында. Озондау процесінің кемшіліктері: озон молекуласының аз уақыт өмір сүруі; озонның бағасының қымбат болуы; озонның уыттылығы (ПДК ауадағы 0.0001 мгл); қондырғы үшін коррозиялық - тұрақты материалдарды пайдалану, озонның уыттылығы; жоғары молекулалық қосылысты тотықтырған кезде аралық уытты органикалық заттардың түзілуі; озондаудың технологиялық параметрлерінің бұзылуына жоғары сезімталдығы (суды айдау жылдамдығы мен ластың құрамы); озондалатын суда балдыр және микроағзалардың болуын болдырмау, ақуыздық қосылыстар және аминқышқылдар келесі озондалуда жоғары уытты қосылыстар түзуі мүмкін.
Хлормен және хлорқұрамды агенттермен өңдеу әдістері.
Ағын суларды фенолдан тазартудың эффективті әдістерінің бірі белсенді хлормен тазалау әдісі болып табылады. белсенді хлордың өлшеміне байланысты фенолдың хлортуындылары түзіледі: 2-хлорфенол; 2,6-дихлорфенол, трихлорфенол. Белсенді хлордың шамасын 6 мг - нан 1 мг - ға дейін суды малеин қышқылымен әрекеттестіргенде фенолды малеин ангидридіне дейін тотықтырылады. Бір уақытта суда хлорфенол, пирокатехин, пирагалол және хиноидты қосылыстар болуы мүмкін. Фенолдарды толығымен бұзу үшін белсенді хлордың қажет мөлшері фенолдың 8 мг - ы 1 мг болу керек. Бұл жағдайда кері суда малеин қышқылынан басқа мукон және құмырсқа қышқылы болуы мүмкін [11].
Осылайша, фенолдың белсенді хлордмен тотығу мына сатымен жүреді: хлорфенол - көпа - омды фенолдар және хиноидты қосылыстар - карбон қышқылы.
Фенолдың тотығу жылдамдығына тәуелді болатын негізгі фактор рН шамасы. Жақсы нәтижелер фенолды әлсіз сілтілік ортада (рН=7.2...8.5) тотықтырған кезде жетеді. Ағын сулар үшін белсенді хлордың шамасы 8-9 мгл - ден жоғары болады, яғни, ағын суда кездесетін басқа да қоспаларды тотықтыру үшін жұмсалады. Тотықтырудың оптималды температурасы 400С. Осы температурада фенолды тотықтырудың реакция жылдамдығы 20 0С температураға қарағанда 2 - 3 есе жоғары. Фенолдардың белсенді хлордмен тотықтыру жылдамдығы біршама деңгейде ауыр металдардың тұздарына оң әсер етеді, мысалы үш валентті темірдің тұздары [12].
Хлордың диоксидімен тазарту әдісі
Хлор диоксидінің сулы ерітінділері қышқыл ортада біршама тұрақты. Температура жоғарылағанда және рН ұлғайған кезде хлор диоксидінің ыдырау жылдамдығы да ұлғаяды, әсіресе жарықта. Сілтілік ортада хлор диоксиді гидролизге ұшырап, хлориттер мен хлораттар түзеді. Фенол хлор диоксидімен оңай тотығады. Қышқыл және бейтарап ортада тотығудың негізгі өнімі болып бензохинон болып табылады. Хлор диоксидінің 1 мг фенолды тотықтыруы үшін 1-1,2 мг бензохинон қажет. Сілтілік ортада хлор диоксидінің артық мөлшерінде фенолды тотықтырудың негізгі өнімдері - органикалық қышқылдар (оның ішінде малеин және қымыздық теңестірілген). 1 мг фенолдың органикалық қышқылға толық тотығуы үшін 15...20 мин байланыста 5 мг хлор диоксиді қажет [13].
Фенолмен ластанған ағын суларды хлор диоксидімен өңдеу хиноидты қосылыстардың түзілуіне немесе бензол сақиналарның үзілуіне және тотығудың соңғы өнімі ретінде органикалық қышқылдардың түзілуіне әкеледі.
Ауадағы оттегімен тотықтыру әдісі
Ағын суда еріген фенолдар ауадағы оттегімен біршама оңай тотығады. Оттегімен әрекеттесу кезінде фенолдар терең құрылымдық айналуларға ұшырайды: гидроксилденеді, хинон, карбонды оксихинон, гумин қышқылдары, тотық қосылыстарын және тығыздалған өнімдер түзеді. Келесі тотығу көміртек диоксиді мен су түзуге әкеледі. Фенолдардың айналу тереңдігі тотығу параметрлеріне байланысты. Көпатомды фенолдар біратомды фенолдарға қарағанда қарқынды тотығады. Әсіресе рН=7 шамасында. Мысалы, метилрезорцин және диметилрезорцин фракцияларының ыдырау дәрежесі 400С ағын су температурасында және рН=9,5...13 кезінде 30...50% құрайды, бұл кезде тығыз өнімдер түзіледі және суда аз еритін фенолдардың конденсациясы байқалады [14].
Сутек пероксиді.
Сутек переоксиді күшті тотықтырғыш болып саналады, әдетте 30% сулы ерітіндісін пайдаланады. Сутек пероксидінің ыдырауы - экзотермиялық, ауыспалы валенттіліктегі кейбір металдармен (темір, мыс, марганец, кобальт, цирконий) және олардың тұздарымен катализденеді. Фенолдың екі валентті темір қатысында сутек пероксидіме тотықтырған кезде ерітіндінің рН төмендейді, осы кездегі тотыққан үш валентті темір тұнбаға түседі.
Фенолдың 90% көбі он минут ішінде тотығады. рН түзету үшін суға сілітілік агенттерді қосады. Суды тазартуда кальций гидроксидін пайдаланған кезде эффективтілігі жоғары болады [15].
Сутек пероксидін қолдану суды реагенттердің ыдырау өнімдерімен екіншілік ластануына әкелмейді. Таза тотықтырғыштарды салыстырсақ, сутек пероксиді бірқатар технологиялық ерекшеліктерге ие болады. Оның бірі ағын суларды кең мәндер, концентрация температура және рН диапазонында өңдеуге мүмкіндік береді. Процесті өткізу жағдайында таңдау кезінде ағын суларды түрлі қоспалардан тотықтыруының жоғары селективтілігі де маңыздырақ. Осы жағдай әдетте реагенттерге шығынды азайтуға мүмкіндік береді. Сутек пероксидін қолданудың басқа да артықшылығы, басқа тотықтырғыштарға қарағанда біршама жоғары тұрақтылығында болуы және процесті аппаратуралық дайындалуының салыстырмалы қарапайым болуы. Айта кетерлік жайт, сутек пероксидінің қалдық концентрациясы келесі аэробты, биологиялық тазарту процестеріне қатыса алады, ал табиғи суларда сутек пероксиді хлордан айырмашылығы оң рөл атқарады.
Радиациялық тазарту
Суды жоғары энергиямен сәулелендіру кезінде (у-сәулелендіру Со 50, Сs 137) органикалық және бейорганикалық заттардың тотығу мен полимерлену өтеді, соның ішінде биологиялық ыдырамайтын (шекті көмірсутектер) және уытты қосылыстар, коллоидты және өлшенген бөлшектердің тұнбаға түсуі, дезинфекция және дезодорация. Радиациялық тазарту бір сатылы жылдам процес бола отыра кешенді эффект береді 15. Петряев Е.Н., Власов В.И., Сосоновская А.А.
Ағын суларды тазартудың жаңа әдістері
Радиациялық әдіспен тазартылған су тұйық су айналым жабдықтау ұйымдастыруы үшін қолданылады. Радиациялық өңдеу қалдық радиобелсенділікті болдырмайды, себебі, қолданылатын көздер ядролық реакциялардан төмен энергияға ие болады. Су радиолизінің өнімдері еріген ласпен СO2 және Н20 толық бұзып, бастапқы заттарға қарағанда уыттылық көрсеткіші аз қауіпті болатын қосылыстарға дейін ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz