چهارشنبه 03 آبان 1396
فناوری های مرسوم برای حذف فلزات سنگین

روش های حذف فلزات از محلول های آبی اساسا دربرگیرنده فرایندهای فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی می باشند. در این بخش متداول ترین روش های حذف فلزات سنگین از محیط های آبی به طور مختصر مورد بررسی قرار می گیرند.

1- ته نشینی شیمیایی

ته نشینی شیمیایی روشی بسیار موثر است که به طور گسترده ای در صنایع مورد استفاده قرار می گیرد زیرا بهره برداری از آن بسیار ساده و ارزان است. در فرایندهای ته نشینی، مواد شیمیایی با یون های فلز سنکین برای تشکیل رسوب های نامحلول واکنش می دهند. رسوب های تشکیل شده را می توان با فرایندهای رسوب زدایی و فیلتراسیون از آب جدا کرد. آب تصفیه شده به این روش برای تخلیه به محیط و یا استفاده مجدد مناسب خواهد بود. فرایندهای ته نشینی شیمیایی متداول شامل ته نشینی با هیدروکسید و ته نشینی با سولفید می باشند.

2- تبادل یونی

تبادل یون یک روش موثر برای حذف فلزات سنگین از فاضلاب است. هنگامی که رزین های تبادل یون اشباع می شوند، باید آنها را در یک محیط اسیدی یا بازی احیا نمود تا یون های فلزات از بستر رزین جداسازی گردند. روش تبادل یونی قادر به تصفیه محلول های فلز سنگین با خلوص بالا و همچنین قادر به انجام عملیات به صورت پیوسته می باشد. از این رو، نیاز به فرایندهای پیش تصفیه به منظور کاهش غلظت مواد جامد معلق برای ایجاد حداکثر بازدهی خواهد داشت. جدا از بحث هزینه، که می تواند بخصوص برای کارگاه های فراوری کوچک تر گران و ممانعت زا باشد، رزین های تبادل یونی در مقابل اکسیداسیون توسط مواد شیمیایی آسیب پذیر بوده و تحت تاثیر حضور یون های منیزیم یا کلسیم موجود در محلول بوده و مستعد رسوب گیری بوسیله مواد آلی می باشند.

3- فناوری غشایی

فرایندهای غشایی به منظور انجام جداسازی های فیزیکی یا فیزیکی و شیمیایی طراحی می گردند. اگرچه کاربری های غشاها عمدتا بر پایه آب هستند اما فرایندهای جداسازی گاز-مایع و گاز- گاز نیز وجود دارند. هرچند که این فرایندها اخیرا توسعه یافته اند و هنوز به طور گسترده ای مورد استفاده قرار نمی گیرند.

اسمز معکوس مفیدترین فرایند غشایی ممکن در جداسازی مایع- مایع می باشد. در اصل آب تنها ماده ای است که از میان غشا عبور می کند و تمام مواد محلول و معلق جداسازی می گردند. سیستم اسمز معکوس برای عملکرد موثر نیاز به ورودی با کیفیت بالا دارد، بنابراین فاضلاب پیش از تصفیه توسط فرایند اسمز معکوس باید به منظور حذف مواد جامد، پیش تصفیه شود.

کاربرد تکنولوژی غشا برای جریان های پسماند محتوی فلزات با موانع بزرگ متعددی روبرو است. جدا از هزینه، غشاها قادر به مقاومت در مقابل برخی انواع مشخص از مواد شیمیایی و مقادیر pH نبوده و مستعد تخریب در حضور میکروارگانیسم ها نیز می باشند.

4- انعقاد و لخته سازی

فرایندهای انعقاد و لخته سازی، حذف مواد جامد معلق در ابعاد کلوییدی را آسان می سازد. این فرایند در آخرین مرحله از جداسازی جامدات – مایعات بکار می رود. عمل انعقاد شامل ناپایدارسازی ذرات کلوییدی با افزودن معرف  های شیمیایی با عنوان مواد منعقد کننده می باشد. عمل لخته سازی تجمیع و تراکم ذرات ناپایدار شده برای تبدیل به ریزلخته ها و پس از آن لخته های حجیم با قابلیت ته نشین شدن می باشد. افزودن معرف دیگری موسوم به لخته ساز ممکن است تشکیل این لخته ها را ارتقا بخشد. فرایند لخته سازی شامل هم زدن آرام یا ایجاد تلاطم ملایم به منظور تجمیع و تراکم ذرات ناپایدار شده و ایجاد فرایند ته نشینی سریع لخته ها می باشد. این تکنیک به عنوان تکنیکی که قابلیت حذف فلزات سنگین از محلول ها را دارد شناخته شده است.

5- تصفیه الکتروشیمیایی

روش های الکتروشیمیایی شامل آب کاری یون های فلزی بر روی سطح یک کاتد بوده و می توانند فلزات را در حالت عنصری بازیابی نمایند. تکنولوژی الکتروشیمیایی مستلزم سرمایه گذاری های نسبتا بزرگ و تجهیزات الکتریکی گران قیمت می باشند، لذا این تکنولوژی ها به طور گسترده ای مورد استفاده قرار نگرفته اند. با این حال با توجه به مقررات سختگیرانه زیست محیطی در خصوص تخلیه فاضلاب، تکنولوژی های الکتروشیمیایی در طول دو دهه گذشته، اهمیت خود را در سراسر جهان به دست آورده اند.

مهم ترین تکنولوژی های مرتبط با این زمینه شامل انعقاد الکتریکی، شناورسازی الکتریکی و رسوبدهی الکتریکی می باشند.

6- جذب سطحی

امروزه جذب سطحی به عنوان یک روش موثر و اقتصادی برای تصفیه فاضلاب از فلزات سنگین شناخته می شود. فرایند جذب سطحی دارای انعطاف پذیری در طراحی و بهره برداری بوده و در بسیاری از حالات یک جریان خروجی تصفیه شده با کیفیت بالا تولید می کند. به علاوه، از آنجایی که جذب سطحی گاهی اوقات برگشت پذیر است، جاذب ها را می توان با استفاده از فرایندهای احیا مناسب، بازسازی نمود. مهم ترین جاذب در این زمینه کربن فعال می باشد. جاذب های کربن فعال، به طور گسترده ای جهت حذف آلودگی های فلزات سنگین مورد استفاده قرار می گیرند. علت کارایی خوب آنها در این زمینه ناشی از حجم بالای میکروحفره ها و مزوحفره های موجود در آنها و سطح ویژه بالای حاصل از آن می باشد.

نانولوله های کربن نیز اخیرا در این زمینه مورد استفاده قرار گرفته اند. نانو لوله های کربن نخستین بار توسط لیجیما در سال 1991 کشف شدند. این جاذب های نسبتا جدید قابلیت های فوق العاده ای را برای حذف فلزات سنگین از خود نشان داده اند. نانو لوله های کربن به دو نوع تقسیم می شوند: 1- نانولوله های کربن تک دیواره و 2- نانو لوله های کربن چند دیواره. مکانیزم هایی که یون های فلزی بوسیله آنها جذب نانو لوله های کربن می شوند بسیار پیچیده بوده  به نظر می رسد با فرایندهایی مانند جاذبه الکتروستاتیک، جذب- ته نشینی، و برهمکنش شیمیایی بین یون های فلزی و گروه های عاملی موجود بر روی سطح نانولوله ها در ارتباط باشند.

کربن فعال پرکاربردترین جاذب سطحی می باشد، در حالی که جاذبی نسبتا گران است. جستجو برای یافتن جاذب های سطحی کم هزینه و با دسترسی آسان به منظور حذف یون های فلزات سنگین تبدیل به اولویت اصلی تحقیقات شده است. تاکنون صدها مطالعه بر روی استفاده از جاذب های سطحی کم هزینه منتشر شده است و پسماندهای کشاورزی، محصولات جانبی و پسماندهای صنایع، و مواد طبیعی به همین منظور مورد مطالعه قرار گرفته اند.

مطالب دیگر مقالات آموزشی تصفیه
چگونگی پاکسازی آب _ فرایند تصفیه آببیوراکتورهای غشایی (MBR)خواص شیمیایی رزین های تبادل یونیاحیا رزین ها در سیستم های تصفیه آب رزینیشیمی رزینانواع رسوبات و فولینگ ها در دستگاه تصفیه آب ROشستشوی شیمیایی سیستم های تصفیه آب ROپدیده تلسکوپی در سیستم های ROعلل بروز و روش جلوگیری از افزایش اختلاف فشار دو سر سیستمجابجایی المان های RO از محل اصلی خود در سیستم های تصفیه آب
سبد خرید

سبد خرید محصولات

Item removed. Undo