Обезвреживание гидразина в стока

ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ ГИДРАЗИНА В СТОКА

Гидразин       широко       применяется       в    теплоэнергетике       как антикоррозионный агент. При проведении консервации и пассивации оборудования, после химических очисток образуются значительные количества сточных под с высокими концентрациями гидразина .

Так как он является высокотоксичным веществом 2 класса опасности, прямой сброс таких вод в канализационный коллектор и природные водоемы запрещен.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) гидразина в воде для водоемов санитарно-бытового назначения составляет 0,01, для рыбохозяйственных водоемов 0,00025мг\дм ³.Перед сбросом сточных вод необходимо снизить его концентрацию до значения ПДК, поэтому важной становится нейтрализация избыточных количеств гидразина.

   Единственным способом нейтрализации гидразина в сточных водах, рекомендуемым нормативно-техническими документами, является его окисление хлорной известью. Однако несмотря на простоту и дешевизну, на трудность дозировки хлорной извести (она плохо растворима в воде медленное     протекание     реакции     окисления     при    нормальной температуре;

опасность    передозировки    хлорной    извести,    в    результате ,   чего восточных водах появляется свободный хлор (ПДК по свободному хлору 0,00001мг\дм^3.

    Методы удаления гидразина из сточных вод.

1.Адсорбирование растворенного гидразина. Высокую эффективность в процессах сорбции проявляют гидратированные триполифосфаты алюминия и хрома. Этот способ очистки сточных вод позволяет в различных режимах полностью извлечь гидразин из водных растворов при нормальной температуре.

Основным недостатком всех адсорбционных способов является высокая чувствительность адсорбентов к веществам, присутствующим в сточных водах, а также к механическим примесям. Часто значительную сложность представляет и регенерация адсорбента.

2.Разложение гидразина. Гидразин является термодинамический неустойчивым   соединением ,  и   теоретически   способен   самопроизвольно разлагаться   в   кислой   и   щелочной   средах.   Разложение   -   это   процесс с получением продуктов окисления    и    восстановления.    Два    предельных    случая    могут    быть представлены следующими уравнениями реакций:

3N₂H₄=4NH₃+N₂;

N₂H₄=N₂+2H₂

В реальных условиях образуются, как правило, все три продукта

В водных растворах при обычных условиях гидразин практически не разлагается. Увеличить скорость можно используя катализаторы, высокую температуру и различные излучения. Каталитическое разложение гидразина происходит с существенным выделением энергии, поэтому этот процесс представляет большой интерес с точки зрения использования гидразина в качестве ракетного топлива.

Широкому   применению   этого   метода   мешает   высокая   стоимость катализаторов (платиновая чернь, скелетный никель₇ иридий, рутений и др.).

3.Окисление     гидразина.     Наиболее     распространенным     методом является его окисление различными окислителями. Основная особенность гидразина- значительная восстановительная активность. Азот, который может иметь степени окисления от -3 до +5.

Следовательно,    при    окислении    гидразина    можно    получить    самые разнообразные продукты.

Термодинамически     наиболее     вероятным     продуктом     окисления является азот. Электроокисление гидразина в тех же средах обычно происходит с образованием азота. Практически этот процесс можно осуществить пропусканием сточных вод через электролизер, на анодах которого гидразин окисляется. При   малых  концентрациях гидразина на неактивных анодах  выделяется кислород и хлор,которые дополнительно являются окислителями  гидразина.  К  недостаткам  такого  метода  можно  отнести: использование     специальной     аппаратуры     (электролизеров),     высокую энергоемкость и появление избыточных концентраций активного хлора. На практике  является окислителем хлорная известь.

Взаимодействие гидразина с хлорной известью в растворе происходит по уравнению:

2СаОС1₂ + N₂H₄ = 2CaCl₂ + N₂ + 2Н₂О

В соответствии со стехиометрией этой реакции на окисление одной массовой доли гидразина необходимо восемь массовых долей хлорной извести. Именно такие количества хлорной извести, к тому же увеличенные на 5%, рекомендуется применять для обезвреживания гидразина в сточных водах в сочетании с перемешиванием сжатым воздухом, благодаря чему гидразин окисляется кислородом. О недостатках этого метода сказано ранее. Однако следует отметить, что предлагаемый расчета количества хлоркой извести не совсем корректен, так как используемый на практике технический продукт может иметь разное содержание активного хлора (от 20 до 32 %), Кроме того, предусматривается дополнительное снижение массовой доли активного хлора до 10 % даже при хранении в течение одного года. Все это приводит к значительному увеличению расхода хлорной извести .После приведения окисления гидразина в сточных водах предлагается нейтрализовать хлор раствором сульфита натрия   и   только   после   этого   сливать   их   в   места,   согласованные   с санэпидемстанцией. Та же технология применяется и при  использовании гипохлорита натрия (NaOCl) и других хлорсодержащих окислителей. С учетом сказанного процесс обезвреживания гидразина с помощью хлоркой извести становится очень сложным и трудоемким.