Aplikasi Pengolahan Air Limbah Nitrobenzene-TNT/DNT

Senyawa nitrobenzena (seperti nitroanilin, nitrobenzena, nitroklorobenzena dan hidrokarbon polinitroaromatik, dll) merupakan salah satu bahan baku kimia dasar yang penting. Mereka banyak digunakan dalam produksi industri seperti pewarna, obat-obatan, bahan kimia, bahan peledak, pestisida dan sintesis organik, dan merupakan yang terbaik di industri kimia. Oleh karena itu, sejumlah besar senyawa nitrobenzena telah masuk ke dalam kehidupan masyarakat. Mereka memiliki struktur yang stabil, tidak mudah terurai dan berubah, banyak dan kompleks, serta sangat beracun bagi organisme. Biasanya, senyawa tersebut merupakan zat yang sangat beracun dan sangat karsinogenik, dan toksisitasnya umumnya 20 hingga 30 kali lipat dari senyawa lainnya.

Karena banyaknya varietas dan ukuran produksi yang bervariasi, sejauh ini sebagian besar proses produksi relatif terbelakang, rendemen yang rendah, reaksi samping yang kompleks, dan terutama air limbah produksi yang dibuang sangat mencemari lingkungan. Pembuangan langsung air limbah nitrobenzena akan menyebabkan senyawa tersebut banyak terdapat di air dan tanah, sehingga menyebabkan masalah pencemaran lingkungan yang serius. Oleh karena itu, negara bagian memiliki standar kontrol yang ketat untuk konsentrasi senyawa nitrobenzena dalam air limbah, yang menetapkan bahwa konsentrasi pembuangan maksimum yang diperbolehkan adalah: 2.0 mg/L untuk tingkat pertama, 2,5 mg/L untuk tingkat kedua, dan 3.0 mg/L untuk tingkat ketiga.

Menurut statistik, sekitar 30,{1}} ton senyawa nitrobenzena dibuang ke lingkungan setiap tahun di seluruh dunia. Selain itu, dengan terus berkembangnya industri kimia modern, permintaan akan senyawa tersebut menunjukkan tren peningkatan yang jelas, di antaranya permintaan global akan nitrobenzena tumbuh pada tingkat tahunan sebesar 3,1%. Jenis dan jumlah senyawa tersebut yang masuk ke lingkungan melalui berbagai saluran juga akan meningkat, dan pencemaran terhadap lingkungan akan menjadi semakin serius, yang secara langsung mengancam kesehatan manusia.

Nitrobenzene adalah cairan berminyak berwarna kuning muda, beracun, transparan dengan rasa almond pahit. Rumus molekulnya adalah C6H5NO2, massa jenisnya 1,2 g/cm3, titik didihnya 210,8 derajat, titik lelehnya -5,7 derajat, sulit larut dalam air, tetapi mudah larut dalam sebagian besar bahan organik. pelarut seperti benzena, eter, dan etanol. Pada suhu tinggi dan kondisi panas tinggi, akan terjadi pembakaran dan ledakan, dan dapat bereaksi hebat dengan HNO3. Gugus nitro dalam nitrobenzena memiliki kemampuan yang kuat untuk menyerap elektron, sehingga mengurangi kerapatan awan elektron pada cincin benzena, menjadikan nitrobenzena sangat stabil.

Senyawa nitrobenzena (nitrofenol, nitrobenzena, nitrobenzena klorobenzena, dan hidrokarbon polinitroaromatik) merupakan zat antara organik dasar yang sangat penting dalam proses sintesis kimia. Mereka banyak digunakan dalam industri kimia, tekstil, percetakan dan pencelupan.

Ciri-ciri air limbah nitrobenzena adalah: nitrobenzena tidak larut dalam air dan memiliki massa jenis lebih besar dibandingkan air. Setelah masuk ke dalam badan air, ia akan tenggelam ke dasar air dan tidak berubah dalam waktu yang lama, sehingga pencemaran air yang ditimbulkannya akan berlangsung cukup lama; sebagian besar air limbah nitrobenzena dibuang sebentar-sebentar, dan konsentrasi nitrobenzena yang dibuang dari berbagai proses produksi juga berbeda.

Pada saat yang sama, jumlah air limbah juga bervariasi tergantung pada skala produksi, mulai dari beberapa ton hingga beberapa ribu ton; dalam proses produksi nitrobenzena, akibat fluktuasi kondisi operasi seperti suhu, tekanan, pH dan penyimpangan jumlah umpan, akan dihasilkan produk samping seperti dinitrobenzena dan masuk ke dalam air limbah nitrobenzena, sehingga pengolahan air limbah nitrobenzena menjadi lebih sulit; dalam proses produksi nitrobenzena dan anilin perlu ditambahkan HCl, H2SO4, NaOH dan katalis logam dalam jumlah besar seperti Cu, Fe, Al serta bahan tambahan organik.

Karena reaksi yang tidak lengkap dan sisa produk, air limbah nitrobenzena mengandung ion logam berat dan beberapa bahan organik kompleks. Pada saat yang sama, karena penyimpangan asam dan basa, pH air limbah berfluktuasi secara tidak teratur dalam kisaran yang besar, sehingga pengolahan air limbah menjadi lebih sulit.

TNT merupakan bahan peledak tinggi, berbentuk bubuk berwarna kuning atau serpihan, sulit larut dalam air, dan dapat digunakan untuk peledakan di bawah air. Karena kekuatannya yang besar, sering digunakan sebagai detonator sekunder. TNT diperoleh dengan nitrasi dan pemurnian toluena dengan asam nitrat dan asam sulfat. Setelah nitrasi toluena, sejumlah besar limbah asam dan air asam (juga dikenal sebagai air kuning) dibuang, dan air limbah basa (juga dikenal sebagai air merah) dihasilkan setelah pemurnian.

Ciri-ciri air limbah TNT adalah: komposisi kompleks, sifat kimia stabil, dan zat yang terkandung umumnya merupakan bahan organik sulit terurai dengan konsentrasi tinggi, sehingga sangat berbahaya; sebagian besar polutan bersifat sangat beracun, yang dapat menyebabkan keracunan akut atau kronis pada manusia dan mamalia, dan dapat menembus ke dalam tanah dan badan air, serta sulit didegradasi oleh mikroorganisme umum.

DNT adalah zat antara yang penting untuk banyak produk kimia dan zat antara yang diperlukan untuk pembuatan bahan peledak TNT. Air limbah DNT adalah air limbah organik basa yang dihasilkan selama persiapan dan pemurnian serta pencucian DNT. Ciri-ciri air limbah DNT adalah: komposisi yang sangat kompleks, senyawa nitro yang terkandung dalam air limbah memiliki struktur yang stabil, bersifat karsinogenik dan beracun secara biologis, serta mudah menghasilkan zat antara lain yang lebih beracun selama proses degradasi.

Pada prinsipnya, teknologi pengolahan air limbah nitrobenzena saat ini dapat dibagi menjadi proses pemisahan dan proses konversi.

Proses pemisahannya adalah memisahkan polutan dari air limbah melalui gravitasi, gaya sentripetal, dll. Umumnya sifat kimia polutan tidak berubah selama proses pemisahan; proses pemisahan yang umum digunakan meliputi adsorpsi, pengupasan, ekstraksi, koagulasi dan pengendapan, pemisahan membran dan distilasi;

Proses konversinya adalah mengubah sifat kimia polutan melalui tindakan kimia atau mikroba, mengubahnya menjadi zat tidak beracun atau mengurangi toksisitasnya untuk memenuhi standar emisi. Proses konversi yang umum meliputi: oksidasi motor mikro, oksidasi Fenton, oksidasi fotokatalitik, metode biologis, oksidasi katalitik elektrokimia, dll.