Eliminarea ecologică a pesticidelor substandard
Lucrarea aparține domeniului ecologic, și anume metodelor de utilizare a pesticidelor substandard în forma de bază a soluțiilor lor, emulsii în solvenți organici, preparate granulare, pulberi.
Problema metodelor ecologice de utilizare a pesticidelor sub formă de materii prime de soluții și emulsii în solvenți organici, preparate granulare, pulberi rămâne foarte reală.
Metodele de utilizare a pesticidelor descrise în literatură se referă în primul rând la utilizarea formelor lor solide - preparate granulare sau pulberi.
Există metode cunoscute de distrugere oxidativă la temperaturi înalte a pesticidelor prin oxigenul aerului atunci când sunt arse cu combustibil [1, 2]. Dezavantajul acestor metode este costul energiei asociat cu neutralizarea emisiilor de produse toxice de combustie.
Pentru metode mai promițătoare de neutralizare a pesticidelor, se pot clasifica tehnologiile de distrugere chimică plasmatică [3-5], metodele având anumite limitări datorită costurilor ridicate ale energiei.
Se descriu metode de distrugere a pesticidelor cu ozon, peroxid de hidrogen sau un amestec de oxidanți în diferite condiții, de exemplu [6-8]. Dezavantajele metodelor sunt formarea de contaminanți secundari sub formă de gume și produse gazoase, iar principalul dezavantaj este că acestea sunt utile pentru neutralizarea pesticidelor numai în concentrații mici.
Sunt cunoscute metodele de distrugere electrochimică a pesticidelor unui număr de fenoli într-un mediu acid [9, 10]. Oxidarea pesticidelor se efectuează într-o soluție acidă de sulfat feric și, respectiv, acid sulfuric, când trece prin soluții DC. Lipsa de metode - formarea de poluanți secundari - produse care conțin fenol solubil în apă.
Se descrie o metodă de neutralizare electrochimică a pesticidelor și a armelor chimice într-un mediu alcalin [11]. În acest proces, substanțele toxice se dizolvă în apă, acizi, alcalii; procesate de două ori în electrolizi cu electrozi de fier solubili la o densitate de curent de 8-10 A / dm2. Între tratamentele din electrolize, soluția alcalină este filtrată printr-un pat de sorbent. Produsele gazoase sunt captate de filtre - sorbenți. Produsele netoxice de electrocoagulare (nămol) sunt eliminate în depozitele de deșeuri solide. Dezavantaje ale metodei: operațiuni tehnologice excesive, costuri de exploatare ridicate; poluarea mediului prin produse secundare de utilizare; limitări în aplicabilitatea metodei de chimicale de neutralizare în formă de produs dintr-o soluție sau emulsie de solvenți organici, având în vedere conductivitatea redusă a solvenților și a căldurii - și explozivitate.
Scopul studiului este de a dezvolta un mod ecologic de reciclare a pesticidelor care nu corespund standardelor în soluțiile de mărfuri cu formă și le emulsii în solvenți organici, și sub formă de pulberi sau produse granulare, asigurând siguranța mediului. Minimizarea costurilor de exploatare și revenirea la producția de materii prime secundare.
Scopul este atins prin degradarea hidrolitică (hidroliză) a pesticidelor într-un mediu alcalin apos la pH 13-14, în care hidroliza se efectuează: Pesticide sub formă de mărfuri ale soluțiilor lor sau emulsii - la temperatura de reflux până când distilarea completă a solventului din soluția apoasă-alcalină și pesticide sub formă de granule sau pulbere - cu soluție alcalină fierbinte timp de 0,5 ore. În plus, hidrolizatul este tratat în electrocoagulators cu electrozi de fier solubil la pH 9-10, când saturat cu electrolit cu oxigenul din aer la 12-14 mg / l. electrocoagulării au fost îndepărtate prin filtrare și lichidul de nămol prin materialele de filtrare inert, după care soluția alcalină este returnat în proces.
Soluția tehnică propusă de reciclare a pesticidelor sub standard sub formă de mărfuri soluțiilor lor, emulsii în solvenți organici, preparate granulate, pulberi, hidroliză (hidroliză) și electrochimice (electrocauterizare) distrugerea permite:
- Pentru a exclude eliminarea pesticidelor prin arderea lor, piroliza sau tratamentul la temperaturi ridicate și, prin urmare, eliminarea poluării atmosferice de oxizi toxici ai carbonului și azotului. sulf, fosfor, arsenic, fosgen, dician, dioxine;
- Pentru a exclude poluarea surselor de apă, datorită sistemului închis de alimentare cu apă circulantă;
- va rezolva problema eliminării în siguranță a celor mai multe dintre pesticidele substandard în orice formă de mărfuri (cu excepția pesticidelor care conțin mercur și pesticide care conțin arsen);
- Reducerea costurilor de operare prin regenerarea solvenților și a reactivilor de eliminare.
Hidroliza (degradarea hidrolitică) a produselor chimice de protecție a plantelor este una din componentele esențiale ale metodei propuse de distrugere a pesticidelor. În condiții severe de hidroliză alcalină la temperaturi de peste 60 °,
- legături amidice (C-N, P-N, S-N) carboxilic, fosforic, acizi sulfonici - în derivați din hidrocarburi, compuși organofosforici, N-metil-carbonați;
- eter (C-O) și tioeter (C-S, P-S) - în eteri, tioeteri, sulfuri, sulfonați și alți compuși din această serie;
- legături de carbon-halogenură (C-Cl, C-F) - în pesticide care conțin clor și fluor;
- legăturile carbon-azot (C≡N) în nitrili.
Aceste structuri fac parte din marea majoritate a gamei actuale de pesticide industriale.
Al doilea, nu mai puțin important, component al degradării metodei propuse a pesticidelor este degradarea lor redox în electroliza cu electrozi insolubile sau solubile (electrocoagulator).
Produsele care intră în electrocoagulator după hidroliza alcalină sunt supuse reducerii și degradării oxidative.
În condiții de prelucrare electrochimice este distrugerea reductivă a acestor legături și structura covalente: azo (N = N), nitrozo (N = O), azometine (C = N), carbonil (C = O), tiona (C = S), tiol ( C-S) și structuri chinoidice.
Produsele de reducere electrochimică și hidroliză alcalină sunt ulterior oxidate la acizii carboxilici, fosforici, nitrici și sulfonici prin scheme bine studiate. Procesul de oxidare este, de asemenea, facilitat de oxigenul aerului, furnizat în camera de lucru a celulei.
In paralel cu procedeele descrise mai sus este electrocoagulator și dizolvarea anodică a electrozilor de fier pentru a forma ioni de fier (II și III). Acestea din urmă sunt și reactivi pentru a forma săruri de fier solubile și insolubile cu acizi, și coagulant Fe (OH) 3 pentru produsele hidrolitice și degradarea electrochimica a pesticidelor.
Produse electrocoagulării reprezentând săruri de fier ale acizilor organici, hidroxizi de fier și alte metale nu sunt solubile în apă, netoxice și pot fi eliminate în depozitele de deșeuri municipale solide (MSW).
Metoda propusă pentru utilizarea pesticidelor are următoarele caracteristici distinctive față de metodele cunoscute:
- versatilitatea comparativă a metodei, care permite utilizarea atât a soluțiilor, cât și a emulsiilor de pesticide în solvenți organici, precum și a formelor lor solide de mărfuri sub formă de preparate granulare, pulberi;
- Înainte de electrocoagulare, pesticidele sunt supuse hidrolizei alcaline;
- distrugerea electrochimică a pesticidelor se realizează într-o singură etapă;
- după îndepărtarea produselor de electrocoagulare din soluția alcalină, revine la procesul tehnologic.
Analiza publicațiilor din presă a arătat că metoda propusă pentru eliminarea în siguranță a pesticidelor substandard nu a fost descrisă anterior.
Soluția tehnică propusă poate fi utilizată pentru eliminarea în siguranță a celor mai multe pesticide în orice formă de produs (cu excepția pesticidelor care conțin mercur și arsenic).
Metoda propusă de dezactivare a pesticidelor se realizează cu ajutorul dispozitivului (vezi Fig.).
Dispozitivul include: un reactor chimic 1, cu încălzire, agitator, senzor de pH, condensator de reflux 2, condensator-condensator 3, colector de distilat 4; Măsurători ale soluției alcaline 5 și a apei 6; electrocoagulator 7, compresor de aer 8, soluții acide de acid 9, clorură de sodiu 10; clarificator (sedimentator) 11; un container pentru neutralizarea nămolului 12, un bloc de casetă pentru filtre grosiere 13, un rezervor de stocare pentru o soluție alcalină 14, o unitate de filtre fine 15, o unitate de electrodializă 16.
Modul de eliminare a pesticidelor substandard este următorul.
Exemplul 1. Utilizarea pesticidelor substandard în forma comercială a unei soluții sau emulsie în solvenți organici.
Produsele electrocoagulator vrac de degradare (până la 98%), sub formă de suspensie coagulat hlopepodobnoy săruri de fier insolubile și precipite acizilor carboxilici și hidroxizi metalici. Produsele Handheld cu suspensie coagulată este pompat într-un decantor (decantor) Continuous 11. Lichidul clarificat în final curățată de suspensie fin prin filtrare prin unitatea de filtrare cu material inert 13 și direcționat către lichidul rezervor de stocare 14 pentru reutilizare, iar suspensia este evacuată în după electrocoagulare rezervor de neutralizare 12 și, după neutralizare, spălare și uscare sunt trimise la depozitele de deșeuri municipale solide (MSW).
După 4-5 cicluri de recirculare, soluția alcalină este regenerată. Filtrarea prin blocul de filtre de sorbție 15 (cărbune, fibre de carbon) și unitatea de electrodializă 16 este reglată prin pH și returnată la linia de recuperare.
Exemplul 2. Utilizarea pesticidelor substandard sub formă de preparate granulare, pulberi (praf). Pesticidul sub formă de granule și pulbere într-o cantitate de 150 kg este încărcat în reactor 1, 200 litri de apă și 50 litri de alcalii 20% sunt turnate. Când agitatorul este pornit, se încălzește până la fierbere și se fierbe timp de 30 minute într-o soluție apoasă-alcalină cu un indice de hidrogen dintr-o soluție apoasă de pH 13-14. Distrugerea suplimentară a pesticidelor se efectuează ca în exemplul 1.
3. Procesele tehnologice Krapivina. L. Chemistry, 1981.-248 p.
6. G. Brdarka Nyagalov S. Otstranyavane asupra pesticidului din naturale și Vod otpadchni prin ozonirane // Hidrotehnika și melioratsiya- N 4.- C. 14-17.
7. Electroliza plus lumina UV și dezinfectează apa remediază sol contaminată / Chem. Eng. (SUA) V. 101, N 12.- P. l9.
8. Samson. Submineazǎ pesticide ozon și apă oxigenată în prepararea apei potabile. Chimia și tehnologia apei. -19N 4.c. 397-410.
10. degradarea Sudoh Kodera M. T. Sakai K. Zhang J. Q. Koide K. oxidativa efluentului apos fenol cu electrogenerated Fenton „s reactiv // J. Chem. Ing. Jap N6-p. 513-518.
11. Brevet de invenție nr. 000 cl. C1 7 A62D3 / 00, V09V3 / 00, C02F9 / 06, S02F1 / 461.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: