नाइट्रोबेंजीन-टीएनटी/डीएनटी अपशिष्ट जल उपचार अनुप्रयोग

नाइट्रोबेंजीन यौगिक (जैसे नाइट्रोएनिलीन, नाइट्रोबेंजीन, नाइट्रोक्लोरोबेंजीन और पॉलीनाइट्रोएरोमैटिक हाइड्रोकार्बन आदि) महत्वपूर्ण बुनियादी रासायनिक कच्चे माल में से एक हैं। इनका व्यापक रूप से औद्योगिक उत्पादन जैसे रंग, दवाएँ, रसायन, विस्फोटक, कीटनाशक और कार्बनिक संश्लेषण में उपयोग किया जाता है, और रासायनिक उद्योग में सर्वश्रेष्ठ हैं। इसलिए, बड़ी संख्या में नाइट्रोबेंजीन यौगिक लोगों के जीवन में प्रवेश कर चुके हैं। उनकी संरचना स्थिर होती है, उन्हें विघटित करना और रूपांतरित करना आसान नहीं होता है, वे असंख्य और जटिल होते हैं, और जीवों के लिए बहुत जहरीले होते हैं। आमतौर पर, ऐसे यौगिक अत्यधिक विषैले और अत्यधिक कैंसरकारी पदार्थ होते हैं, और उनकी विषाक्तता आम तौर पर अन्य यौगिकों की तुलना में 20 से 30 गुना होती है।

उनकी कई किस्मों और अलग-अलग उत्पादन आकारों के कारण, अब तक, अधिकांश उत्पादन प्रक्रियाएं अपेक्षाकृत पिछड़ी हुई हैं, उपज अधिक नहीं है, साइड प्रतिक्रियाएं जटिल हैं, और विशेष रूप से उत्सर्जित उत्पादन अपशिष्ट जल पर्यावरण को गंभीर रूप से प्रदूषित करता है। नाइट्रोबेंजीन अपशिष्ट जल के सीधे निर्वहन से ऐसे यौगिक पानी और मिट्टी में व्यापक रूप से मौजूद हो जाएंगे, जिससे पर्यावरण प्रदूषण की गंभीर समस्याएं पैदा होंगी। इसलिए, राज्य में अपशिष्ट जल में नाइट्रोबेंजीन यौगिकों की सांद्रता के लिए सख्त नियंत्रण मानक हैं, जो निर्धारित करते हैं कि अधिकतम स्वीकार्य निर्वहन सांद्रता है: 2. 0 पहले स्तर के लिए mg/L, दूसरे स्तर के लिए 2.5 mg/L, और तीसरे स्तर के लिए 3.0 मिलीग्राम/लीटर।

आँकड़ों के अनुसार, दुनिया भर में हर साल लगभग 30,000 टन नाइट्रोबेंजीन यौगिक पर्यावरण में छोड़े जाते हैं। इसके अलावा, आधुनिक रासायनिक उद्योग के निरंतर विकास के साथ, ऐसे यौगिकों की मांग में स्पष्ट वृद्धि देखी जा रही है, जिसके बीच नाइट्रोबेंजीन की वैश्विक मांग 3.1% की वार्षिक दर से बढ़ रही है। विभिन्न चैनलों के माध्यम से पर्यावरण में प्रवेश करने वाले ऐसे यौगिकों के प्रकार और मात्रा में भी वृद्धि होगी, और पर्यावरण में प्रदूषण तेजी से गंभीर हो जाएगा, जिससे सीधे मानव स्वास्थ्य को खतरा होगा।

नाइट्रोबेंजीन एक हल्का पीला, विषैला, पारदर्शी तैलीय तरल है जिसमें कड़वे बादाम का स्वाद होता है। इसका आणविक सूत्र C6H5NO2 है, इसका घनत्व 1.2 ग्राम/सेमी3 है, इसका क्वथनांक 210.8 डिग्री है, इसका गलनांक -5.7 डिग्री है, इसे पानी में घुलना मुश्किल है, लेकिन यह अधिकांश कार्बनिक पदार्थों में आसानी से घुलनशील है बेंजीन, ईथर और इथेनॉल जैसे सॉल्वैंट्स। उच्च तापमान और उच्च गर्मी की स्थिति में, दहन और विस्फोट होगा, और यह HNO3 के साथ हिंसक प्रतिक्रिया कर सकता है। नाइट्रोबेंजीन में नाइट्रो समूह में इलेक्ट्रॉनों को अवशोषित करने की एक मजबूत क्षमता होती है, जो बेंजीन रिंग पर इलेक्ट्रॉन बादल घनत्व को कम कर देता है, जिससे नाइट्रोबेंजीन बेहद स्थिर हो जाता है।

नाइट्रोबेंजीन यौगिक (नाइट्रोफेनॉल, नाइट्रोबेंजीन, नाइट्रोबेंजीन क्लोरोबेंजीन और पॉलीनाइट्रोएरोमैटिक हाइड्रोकार्बन) रासायनिक संश्लेषण प्रक्रियाओं में अत्यंत महत्वपूर्ण बुनियादी कार्बनिक मध्यवर्ती हैं। इनका व्यापक रूप से बढ़िया रसायनों, कपड़ा, छपाई और रंगाई उद्योगों में उपयोग किया जाता है।

नाइट्रोबेंजीन अपशिष्ट जल की विशेषताएं हैं: नाइट्रोबेंजीन पानी में अघुलनशील है और इसका घनत्व पानी से अधिक है। जल निकाय में प्रवेश करने के बाद, यह पानी के तल में डूब जाएगा और लंबे समय तक अपरिवर्तित रहेगा, इसलिए जल प्रदूषण काफी समय तक बना रहेगा; अधिकांश नाइट्रोबेंजीन अपशिष्ट जल को रुक-रुक कर छोड़ा जाता है, और विभिन्न उत्पादन प्रक्रियाओं से निकलने वाले नाइट्रोबेंजीन की सांद्रता भी भिन्न होती है।

साथ ही, अपशिष्ट जल की मात्रा भी उत्पादन के पैमाने के आधार पर भिन्न-भिन्न होती है, कुछ टन से लेकर कई हजार टन तक; नाइट्रोबेंजीन की उत्पादन प्रक्रिया में, तापमान, दबाव, पीएच और फ़ीड मात्रा में विचलन जैसी परिचालन स्थितियों में उतार-चढ़ाव के कारण, डाइनिट्रोबेंजीन जैसे उप-उत्पाद उत्पन्न होंगे और नाइट्रोबेंजीन अपशिष्ट जल में प्रवेश करेंगे, जिससे नाइट्रोबेंजीन अपशिष्ट जल का उपचार अधिक कठिन हो जाएगा; नाइट्रोबेंजीन और एनिलिन की उत्पादन प्रक्रिया में, बड़ी मात्रा में HCl, H2SO4, NaOH और धातु उत्प्रेरक जैसे Cu, Fe, Al और कार्बनिक योजक को जोड़ने की आवश्यकता होती है।

अपूर्ण प्रतिक्रिया और उत्पाद ले जाने के कारण, नाइट्रोबेंजीन अपशिष्ट जल में भारी धातु आयन और कुछ जटिल कार्बनिक पदार्थ होते हैं। इसी समय, एसिड और क्षार के विचलन के कारण, अपशिष्ट जल का पीएच एक बड़ी सीमा में अनियमित रूप से उतार-चढ़ाव करता है, जिससे अपशिष्ट जल का उपचार अधिक कठिन हो जाता है।

टीएनटी एक उच्च विस्फोटक, पीला पाउडर या परतदार है, पानी में घुलना मुश्किल है और इसका उपयोग पानी के भीतर विस्फोट के लिए किया जा सकता है। इसकी महान शक्ति के कारण, इसे अक्सर द्वितीयक डेटोनेटर के रूप में उपयोग किया जाता है। टीएनटी नाइट्रिक एसिड और सल्फ्यूरिक एसिड के साथ टोल्यूनि के नाइट्रेशन और शोधन द्वारा प्राप्त किया जाता है। टोल्यूनि के नाइट्रेशन के बाद, बड़ी मात्रा में अपशिष्ट एसिड और अम्लीय पानी (जिसे पीला पानी भी कहा जाता है) छोड़ा जाता है, और शोधन के बाद क्षारीय अपशिष्ट जल (जिसे लाल पानी भी कहा जाता है) उत्पन्न होता है।

टीएनटी अपशिष्ट जल की विशेषताएं हैं: जटिल संरचना, स्थिर रासायनिक गुण, और इसमें मौजूद पदार्थ आम तौर पर उच्च सांद्रता वाले कठिन-से-विघटित कार्बनिक पदार्थ होते हैं, जो बहुत हानिकारक है; अधिकांश प्रदूषक अत्यधिक विषैले होते हैं, जो मनुष्यों और स्तनधारियों के लिए तीव्र या दीर्घकालिक विषाक्तता का कारण बन सकते हैं, और मिट्टी और जल निकायों में प्रवेश कर सकते हैं, और सामान्य सूक्ष्मजीवों द्वारा विघटित होना मुश्किल होता है।

डीएनटी कई रासायनिक उत्पादों के लिए एक महत्वपूर्ण मध्यवर्ती है और टीएनटी विस्फोटकों के निर्माण के लिए एक आवश्यक मध्यवर्ती है। डीएनटी अपशिष्ट जल क्षारीय कार्बनिक अपशिष्ट जल है जो डीएनटी की तैयारी और शोधन और धुलाई के दौरान उत्पन्न होता है। डीएनटी अपशिष्ट जल की विशेषताएं हैं: अत्यंत जटिल संरचना, अपशिष्ट जल में मौजूद नाइट्रो यौगिकों की संरचना स्थिर होती है, वे कार्सिनोजेनिक और जैविक रूप से विषाक्त होते हैं, और क्षरण प्रक्रिया के दौरान अन्य अधिक विषाक्त मध्यवर्ती उत्पन्न करना आसान होता है।

सिद्धांत रूप में, नाइट्रोबेंजीन अपशिष्ट जल के उपचार की वर्तमान तकनीक को पृथक्करण प्रक्रिया और रूपांतरण प्रक्रिया में विभाजित किया जा सकता है।

पृथक्करण प्रक्रिया में गुरुत्वाकर्षण, सेंट्रिपेटल बल आदि के माध्यम से प्रदूषकों को अपशिष्ट जल से अलग करना शामिल है। आमतौर पर, पृथक्करण प्रक्रिया के दौरान प्रदूषकों के रासायनिक गुणों में बदलाव नहीं होता है; आमतौर पर उपयोग की जाने वाली पृथक्करण प्रक्रियाओं में सोखना, अलग करना, निष्कर्षण, जमावट और अवक्षेपण, झिल्ली पृथक्करण और आसवन शामिल हैं;

रूपांतरण प्रक्रिया में रासायनिक या माइक्रोबियल क्रिया के माध्यम से प्रदूषकों की रासायनिक प्रकृति को बदलना, उन्हें गैर विषैले पदार्थों में परिवर्तित करना या उत्सर्जन मानकों को पूरा करने के लिए उनकी विषाक्तता को कम करना है। सामान्य रूपांतरण प्रक्रियाओं में शामिल हैं: माइक्रो-मोटर ऑक्सीकरण, फेंटन ऑक्सीकरण, फोटोकैटलिटिक ऑक्सीकरण, जैविक विधि, इलेक्ट्रोकेमिकल उत्प्रेरक ऑक्सीकरण, आदि।