Slide 1
FISEC , novembar 2014.UTICAJ RAZLIITIH ANJONA I NJIHOVE
KONCENTRACIJE NA ELEKTROLITIKU DEGRADACIJU CIJANIDNIH OTPADNIH
VODA
Marija Rioi, Stefan Pavlovi
Univerzitet u Istonom Sarajevu, Tehnoloki fakultet Zvornik
CIJANIDHCNMETALSTABILANKOMPLEKSVLANOSTKISELA
SREDINA+CITOTOKSINIOPASNOST PO LJUDE I ORGANIZME UKOLIKO DOSPIJU U
ZEMLJITE I PODZEMNE VODEUVODUPOTREBA CIJANIDAMETALOPRERAIVAKA
INDUSTRIJAELEKTRONSKA INDUSTRIJARUDARSKA INDUSTRIJANajee koriteni
postupci prerade cijanidnih otpadnih voda:
Alkalna hlorinacijaDegradacija uz vodonik preroksid i
ozonFotokatalitika oksidacijaCijanidna biodegradacijaHemijska
oksidacijaElektrolitiki postupakElektrolitiki postupak obrade
otpadnih voda je tehnika u kojoj otpadne vode tretiramo primenom
elektrine energije kroz elektrode u eleketrohemijskom reaktoru.
Alternativa tradicionalnoj hemijskoj oksidaciji.
Kombinacija sledeih procesa :
1. anodna oksidacija (dolazi do stvaranja jona iz elektroda
procesom oksidacije) 2. elektro-koagulacija (dolazi do
neutralizacije naelektrisanja elektrohemijskim tretmanom)
3.elektro-flokulacija (metalni joni osloboeni iz elektroda taloe se
u kombinaciji sa hidroksidima zajedno sa esticama polutanta)
Osnovni parametri elektrolitikog tretmana:Elektrodni
materijalDizajn reaktoraGustina strujeTemperatura Provodljivost
elektrolitapHDodatkom anjona u vidu neorganskih soli dolazi do
promene nekih od ovih parametara i do poveanja efikasnosti
uklanjanja polutanta. Bie prestavljen uticaj sledeih anjona
koristei elik i nerajui ilik kao elektrodni materijal :
Hloridni jon Cl-, Sulfatni jon SO42-,Karbonatni jon CO32-
Nitratni jon NO3-REAKCIJE NA ELEKTRODAMAAnoda:
Fe 2e- Fe2+
Fe2+ + 3OH Fe(OH)2 - u alkalnim uslovima 4Fe2+ + O2 + 2H2O 4Fe3+
+ 4OH- - u kiselim uslovima2H2O 4e- O2 + 4H+ -prisutno je i
izdvajanje kiseonikaKatoda :
2H2O + 2e- H2 + 2OHEKSPERIMENTALNI DEOZa ekperimentalna
istraivanja koritene su sledee soli p.a.istoe :
99,5% natrijum hlorid (NaCl) 99% natrijum-sulfat (Na2SO4 )99,8%
natrijum karbonat (Na2CO3)99,9% natrijum nitrat (NaNO3)
Za pripremu sintetske otpadne vode koriteni su :95% natrijum
cijanid (NaCN)0,01 M rastvor natrijum hidroksida (NaOH)
Elektrodni materijal:Elektrodni par od elika (.0147; max. 0.08%
C, max. 0.12% Cr, max. 0.45% Mn, max. 0.60% Si)Elektrodni par od
nerajueg elika (EN 1.4301/AISI 304)
MEHANIKO IENJEPRANJE DETERDENTOMISPIRANJE U PROTONOJ I
DESTILOVANOJ VODIPRANJE ACETONOMURANJANJE U RAZBLAEN RASTVOR HCl (5
min.)ISPIRANJE U PROTONOJ I DESTILOVANOJ VODIISPIRANJE DESTILOVANOM
VODOMTehnoloka ema pripreme elektrodaRadni uslovi :
Temperatura 25 CIntenzitet meanja elektrolita 500 o/minZapremina
sintetske otpadne vode 200 ml , poetni sadraj cijanidnih jona je
bio za svako merenje 200 mg/L Gustina struje 10 mA/cm2
Pripremljeni uzorak sintetizovane otpadne vode je pre i posle
tretmana analiziran na sledee parametre :
Ukupno rastvorene supstancepH vrednostOtpornost
elektrolitaProvodljivost
Efikasnost uklanjanja cijanidnih jona raunata je prema formuli
:
RastvorpHProvodljivost (mS/cm)Ukupno rastvorene supstance
(g/L)Otpornost elektrolita (cm)bez soli 12,253,422,052920,5 g/L
NaCl12,225,033,041991 g/L NaCl12,275,923,601692 g/L
NaCl12,188,205,021224 g/L NaCl12,2012,827,99781 g/L
Na2CO312,155,733,481741 g/L Na2SO4 12,115,533,361811 g/L
NaNO312,185,293,21189Tabela 1. Rezultati analize sintetizovanog
rastvora (0,01 M NaOH, CN-=200 mg/L)
REZULTATI I DISKUSIJA
Slika 1. Efikasnost uklanjanja CN- u elektrohemijskom reaktoru
sa elinim elektrodamaSlika 2. Efikasnost uklanjanja CN- u
elektrohemijskom reaktoru sa elektrodama od nerajueg elika
Slika 3. Efikasnost uklanjanja u zavisnosti od dodatih Cl-,
SO42-, CO32- i NO3- anjona Slika 4. Efikasnost uklanjanja u
zavisnosti od koncentracije Cl- anjona
Slika 6. Trend rasta brzine reakcije u elektrohemijskom reaktoru
sa elinim elektrodamaSlika 5. Efikasnost uklanjanja CN- u
elektrohemijskom reaktoru sa elinim elektrodama (NaCl=1 g/L)
Slika 7. Efikasnost uklanjanja CN- u elektrohemijskom reaktoru
sa elektrodama od nerajueg elika (NaCl=1 g/L)Slika 8. Trend rasta
brzine reakcije u zavisnosti od gustine struje u elektrohemijskom
reaktoru sa elektrodama od nerajueg elikaZakljuci :Elektrolitiki
tretman definitivno predstavlja alternativu tradicionalnoj
hemijskoj oksidaciji cijanidnih otpadnih voda.
Zahteva jednostavnu opremu, lako je voenje procesa.
Nema problema neutralizacije vika hemikalija.
Na elektrolitiku degradaciju cijanidnih otpadnih voda najvei
uticaj imaju hloridni anjoni dodati u obliku natrijum hlorida.
Poveanjem koncentracije poveava se i efikasnost.
Poveanjem reakcionog vremena na 90 min.pri umerenim gustinama
struje dokazano je da se zadovoljavajua efikasnost postie i pri
umerenim koncentracijama anjona (1 g/L), a primenom elektroda od
nerajueg elika dolazi do potpune degradacije polutanta.
Pored toga to poveava provodljivost otpadne vode i tim dovodi do
smanjenja potronje energije, NaCl dovodi do smanjenja tetnog efekta
sulfata i bikarbonata koji mogu biti prisutni u vodi.
Prisustvo karbonata, bikarbonata ili sulfata u vodi moe dovesti
do taloenja jona kalcijuma ili magnezijuma u formi izolacionog
filma na povrini anode i dovesti do pasivizacije i anodnog efekta,
pa se zbog toga dodatno preporuuje dodavanje NaCl da bi se postigao
normalan rad pri preiavanju vode elektro-koagulacijom.
Nedostatak ove metode su rtvujue elektrode koje se rastvaraju u
otpadnoj vodi kao rezultat oksidacije i moraju se redovno
menjati.
Hvala na panji !
