فلزات سنگین و ذرات معدنی فاضلاب صنعتی | شرکت مهندسی شاران صنعت

تصفیه فاضلاب

تصفیه فاضلاب صنعتی

فلزات سنگین و ذرات معدنی فاضلاب صنعتی

  • تخلیه فلزات سنگین

چندین نوع از صنایع فاضلاب خود را که حاوی فلزات سنگین هستند، به محیط زیست تخلیه می­کنند، که اغلب کروم بعنوان عمده ترین فلز موجود در فاضلاب ها حضور دارد و از منابع مختلف ایجاد می شود. همانطور که در تصاویر قبلی نشان داده شد، بسیاری از آلاینده ها وارد اکوسیستم های آبی می شوند، (از قبیل جیوه، سرب، آفت کش ها و حشره کش ها) که برای ارگانیزم های زنده بسیار سمی هستند. این مواد در فرایند تولید مثل و رشد این ارگانیزم ها اختلال ایجاد می کنند و در نهایت منجر به مرگ آنها می شوند.

شکل ۲: تخلیه فاضلاب های صنعتی تصفیه نشده به یک رودخانه

با این وجود، اما کروم یک فلز بسیار خطرناک برای موجودات زنده نیست، و کروم، سرب و جیوه بسیار خطرناک تر هستند. این فلزات کشش زیادی به جذب سولفور و تخریب عملکرد آنزیم ها دارند، در واقع با گروه­های سولفور موجود در آنزیم ها پیوند تشکیل می­دهند. گروه کربوکسیلیک اسید پروتئین ها و گروه­های آمینی بصورت شیمیایی با فلزات سنگین واکنش می دهند. یون های کادمیوم، مس، سرب و جیوه  به غشای سلولی می چسبند، و از این طریق مانع از نقل و انتقالات دیواره سلولی می شوند. فلزات سنگین همچنین ممکن است که ترکیبات زیستی فسفات را رسوب دهند یا تجزیه شدن آنها را کاتالیز کنند. فلزات سنگین موجود در اکثر صنایع در جدول زیر نشان داده شده اند.

صنایعAAsCdCrCHgPbNiZn
فولاد XXXXXXXX
پالپ و صنایع کاغذX  XXXXXX
مواد شیمیایی ارگانیکXXXX XX X
قلیاها XXX XX X
کود شیمیاییXXXXXXXXX
پالایش نفتXXXXX XXX
هواپیما سازیX XXXX X 
شیشه ها، و سیمان   X     
نساجی   X     
دباغی   X     
صنایع نیرو   X     

آلاینده کادمیوم موجود در آب در پساب های صنعتی و پساب های معدن کاری بیشتر یافت می شود. کادمیوم بیشتر در صنایع آبکاری به کمک فلزات استفاده می شود. از لحاظ شیمیایی، کادمیوم بسیار به روی شباهت دارد، و این دو فلز به شدت تحت تاثیر فرایندهای زمین شناختی قرار دارند. هر دو فلز درون آب با حالت اکسایش ۲+ یافت می شوند. اثرات سمیت حاد مربوط به کادمیوم در انسان ها بسیار جدی است. در میان آنها فشار خون بالا، آسیب کلیوی، تخریب بافت های تنفسی و تخریب سلول های قرمز خون بیشتر شایع هستند. کادمیوم ممکن است در برخی آنزیم ها جایگزین روی شود، و بدین شکل ساختار فضایی آن را تغییر داده و فعالیت آنزیمی آن را کاهش دهد. کادمیوم و روی معمولاً در آب یافت می شوند و در تصفیه خانه های صنعتی به کمک روش ته نشینی آنها را حذف می کنند.

سرب معدنی که از تعدادی از صنایع خاص و همچنین فرایند معدن کاری وارد آب می شود، بصورت حالت اکسایش ۲+ وجود دارد. سرب ناشی از بنزین های سربی منشاء اصلی آلاینده های هوا هستند که بعد از بارندگی جذب آب شده و وارد آبهای محیطی می شوند. سمیت حاد مربوط به سرب در انسان ها منجر به اختلال در کارایی کلیوی، سیستم تولید مثل، مغز و سیستم های عصبی می شود.

جیوه بعنوان یک عنصر کمیاب در بسیاری از مواد معدنی یافت می شود، و غلظت آن بطور میانگین در بسیاری از سنگ ها به حدود ۸۰ ppb و یا حتی کمتر نیز می رسد. سولفور سیماب، یا سولفید جیوه قرمز، یک نوع خاص از جیوه تجاری است. در دستگاه خلاء آزمایشگاهی و در دیگر کاربردها، از جیوه فلزی بعنوان یک الکترود در تولید الکتروشیمیایی گاز کلر استفاده می شود. ترکیبات آلی جیوه بطور وسیعی بعنوان آفت کش، بخصوص قارچ کش بکار برده می شوند. جیوه توسط تعدادی از فعالیت های متفرقه انسانی که در ارتباط با این عنصر هستند وارد محیط زیست می شود. این کارها شامل دور ریختن دور ریز مواد شیمیایی آزمایشگاهی، تولید باتری ها، شکستن دماسنج، در فرایند پر کردن دندانها، و تولید مواد دارویی می شوند. پساب های ناشی از این اتفاقات حداقل ۱۰ برابر بیشتر از آبهای طبیعی حاوی جیوه هستند. سمیت تراژدیک مربوط به جیوه را می توان با توجه به اتفاقات مربوط به جزیره میناتاما در ژاپن و بین سال های ۱۹۵۳ تا ۱۹۶۰ نشان داد. در میان افراد ساکن در این جزیره که از غذاهای دریایی استفاده می کردند، تعداد ۱۱۱ مورد مسمومیت گزارش شد که از میان آنها ۴۳ نفر مرگ و میر گزارش شد. از جمله عوارض مسمومیت ناشی از جیوه می توان به آسیب عصبی، تحریک پذیری عصبی، فلجی، کوری، جنون، شکستگی کروموزومی و نقص مادرزادی اشاره کرد.

  • سیانید

یون سیانید CN، احتمالاً مهمترین ذره موجود در فاضلاب می باشد. سیانید یک ماده سمی کشنده است، که در آب صورت HCN وجود دارد که یک اسید بسیار ضعیف بشمار می آید. یون سیانید کشش بسیار قوی برای اغلب یون های فلزی دارد، که با آهن (II) تولید فروسانید Fe(CN)64- می کند که سمیت کمتری دارد. HCN فرار بسیار سمی بوده و بعنوان گاز کشنده در اتاق اعدام ایالات متحده استفاده می شده است. سیانید بطور وسیعی در صنعت کاربرد دارد، بخصوص برای تمیزکاری و آبکاری فلزات. این عنصر همچنین یکی از گازهای اصلی موجود در فرایند ذوب آهن است، یک آلاینده عمده به شمار می رود و از سیانید همچنین بطور وسیعی در فرایندهای معدنی استفاده می شود.

  • آمونیاک

آمونیاک محصول اولیه ناشی از فروپاشی ترکیبات آلی حاوی نیتروژن است، و وجود این ترکیبات نیتروژن به منزله وجود آمونیاک در این چنین پساب هایی است. بطور معمول این ترکیب در آبهای محیطی بخاطر منابع زیرزمینی حضور دارد و در آب های آشامیدنی از این ترکیب برای از بین بردن بو و مزه کلر آزاد استفاده می شود. از آنجا که pKa (لگاریتم منفی ثایت یونیزاسیون اسید) مربوط به یون آمونیوم NH4+ برابر با ۹.۲۶ است، بنابراین بیشتر آمونیاک موجود در آب بیشتر بصورت NH4+ یافت می شود.

  • دیگر آلاینده های معدنی

هیدروژن سولفید (H2S)، یکی از محصولات ناشی از فروپاشی غیرهوازی مواد آلی حاوی سولفور است. این ماده همچنین در فرایند کاهش غیرهوازی سولفاتها توسط میکروارگانیزم ها تولید می شود و بعنوان یک گاز آلاینده در موقعیت های مختلف توسعه می یابد. پساب های ناشی از طرح های شیمیایی، تولید کاغذ، نساجی و دباغی ممکن است که حاوی این گاز باشند. یون نیتریت، NO2-، در آبهایی که در فرایندهای حاوی اکسیژن و نیتروژن هستند بعنوان واسطه عمل می کنند وجود دارند. نیتروژن به بسیاری از فرایندها اضافه می شود تا مانع خوردگی شود؛ این ماده به ندرت در آب آشامیدنی یافت می شود و غلظت آن در حدود ۱ mg/L است. یون سولفیت، SO32-، در پساب برخی از صنایع یافت می شود. سدیم سولفیت معمولاً بعنوان یک اسکونجر اکسیژن در آب تامین کننده بویلرها بکار می رود و واکنش آن بصورت زیر است:

  • آلاینده ­های آلی

پساب­های ناشی از منابع صنعتی حاوی انواع مختلفی از آلاینده ها، بخصوص آلاینده های آلی هستند و فرایندهای تصفیه پساب مقدماتی و ثانویه برخی از این آلاینده­ها را حذف می کنند، بخصوص موادی که نیاز به اکسیژن دارند، نفت ها، گریس و مواد جامد. دیگر مواد، مانند مواد مقاوم آلی، و ترکیبات نیترو و نمک ها و فلزات سنگین بطور موثر حذف نمی شوند. صابون ­ها، مواد شوینده و مواد شیمیایی مربوطه منابع بالقوه از مواد آلاینده آلی هستند. اغلب مشکلات زیست محیطی ناشی از مواد شوینده هستند که مواد فعال زیادی دارند و کیفیت آب را تحت تاثیر قرار می دهند. بزرگترین نگرانی در میان آلاینده های زیست محیطی ناشی از وجود پلی فسفات ها است که به ترکیبات کلسیمی اضافه می شوند. مواد آلی زیستی مقاوم، ترکیبات زیست تخریب پذیر ضعیفی هستند، از جمله هیدروکربن های آروماتیک یا کلردار عبارتند از: (بنزن، برنیل، الکل، بروموبنزن، کلروفرم، کامفر، نیتروتولوئن، نیتروبنزن، استایرن). بسیاری از این ترکیبات حتی در آب آشامیدنی نیز یافت می شوند. آب های حاوی این مواد را باید با استفاده از روشهای فیزیکی و شیمیایی تصفیه کرد، که این روش ها شامل هوادهی، استخراج حلال، اوزون دهی و جذب سطحی کربن می شوند.

 

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *