تصفيه فاضلاب محتوي كروم شش

مقدمه

فلز سنگین کروم شش ظرفیتی به دلیل ماهیت سرطان زا یکی از عناصر سمی اصلی است که باید از فاضلاب ها تصفیه شوند ترکیبات کروم به میزان زیادی در صنایع مختلف استفاده می شود. و از این رو برای کنترل اثر مضر آن بر محیط، فرآیندهای متعددی برای حذف کروم استفاده شده است. در بسیاری از نقاط جهان آب های سطحی و زیرزمینی به عنوان کرومات توسط کروم (VI) آلوده می شوند. در بسیاری از نقاط جهان آب های سطحی و زیرزمینی به عنوان کرومات توسط کروم (VI) آلوده می شوند. در مقایسه با کروم (VI)، کروم (III) کمتر سمی است. مشکل حذف آلاینده ها از فاضلاب با صنایع در حال توسعه رو به افزایش است. یکی از راه حل های مفید برای حذف کروم (VI) از محیط، استفاده از پکیج های تصفیه فاضلاب صنعتی است. روش های مختلفی که برای حذف کروم (VI) از پساب صنعت استفاده می شود عبارتند از: ته نشینی شیمیایی، تبادل یون، جذب، کاهش، استخراج با حلال. ، اسمز معکوس و غیره، که همچنین به جریان پساب کمک می کند. ضایعات آبکاری همچنین حاوی مقدار کمی مواد معلق، روغن، گریس و غیره نیز است. این مقاله در ادامه مقالات تصفیه فاضلاب شرکت مهندسی نیلفام

به روش های تصفیه فاضلاب های حاوی کروم میپردازد.

کروم (III) یک ماده مهم و ضروری در بدن انسان برای هضم گلوکز، لیپید و اسید آمینه است و به عنوان تقویت کننده رژیم غذایی مورد استفاده قرار می گیرد و در یک تحقیق مشخص شد که کروم در نوزادان انسان وجود دارد. بیشترین تجمع کروم در مو یافت می‌شود و در غلظت پایین‌تر بر ساختار سلولی تأثیر منفی می‌گذارد. جذب شدید کروم (VI) به همان اندازه که با تغییرات ایمونولوژیک باعث عصبی شدن می شود، تحریکات کبد و حنجره در شکاف تیغه بینی، برونشیت، آسم به دلیل تنفس مواد حاوی کروم (VI) را نیز ناشی میشود. حساسیت های پوستی، پوسیدگی پوست، درماتیت و از بین رفتن پوست به دلیل تماس پوست با مخلوط های کروم (VI) است. کروم (VI) توانایی اتصال اسید دئوکسی ریبونوکلئیک دو رشته‌ای را دارد که تکثیر و ترمیم ژن را تغییر می‌دهد. این موضوع به کارگران صنعت کروم محدود نمی شد. در مشاغل صنعتی، مقدار قابل توجهی از کروم در هوا، آب و خاک تخلیه می شود. تطبیق پذیری و فراهمی زیستی کروم به شکل ماده بستگی دارد. کروم (VI) در مقایسه با کروم (III) که به ندرت محلول هستند، بسیار در دسترس و قابل حمل است. از سوی دیگر  کروم (III) به لایه‌های سلولی نفوذناپذیراست و حدود 100 برابر کمتر از کروم (VI) سمی است.

فناوری های  مختلف تصفیه کروم در پکیج های تصفیه فاضلاب

انعقاد الکتریکی

انعقاد الکتریکی یک نوآوری در تصفیه  فاضلاب با  بازه ی گسترده است که تمام مواد جامد معلق، فلزات سمی، روغن های امولسیون شده، میکروارگانیسم ها و آلودگی های مختلف را از آب حذف می کند. مرحله اساسی در انعقاد الکتریکی، پیشرفت منعقد کننده ها است. این فناوری انعقاد/ شناورسازی و الکتروشیمی را ترکیب می کند و باعث بیرون راندن ذرات از آب یا فاضلاب با بی‌ثبات کردن یا از بین بردن پیوند های قوی که ذرات را در آب یا فاضلاب معلق نگه می‌دارد میشود. ذرات معلق باعث ته نشینی ذرات بزرگتر بعد از بین رفتن پیوند ها میشوند. در بیشتر موارد، پتانسیل به آندهای فلزی متصل است. هر گاه آب یا فاضلاب برای تصفیه به سلول انعقاد الکتریکی میشود ، ذرات فلزی در آب ته نشین می شود و در قسمت بیرونی کاتد، هیدرولیز آب به گاز هیدروژن و گروه های هیدروکسیل انجام می شود. در این روش  راندمان حذف کروم  بستگی به رسانایی، کدورت و مواد جامد معلق فاضلاب دارد و نیاز به نیروی انسانی ماهر از جمله محدودیت هایی است که در انعقاد الکتریکی مشاهده می شود.

الکترودیالیز

الکترودیالیز یکی از روش های کاربردی در تصفیه آب و فاضلاب می باشد که بر پایه اختلاف پتانسیل الکتریکی و استفاده از غشاهای تراوایی بنا شده است. سیستم طراحی شده در دستگاه های الکترودیالیز EDI از چند جز اصلی تشکیل شده اند که شامل غشا یا ممبران های آنیونی و کاتیونی الکترودها و جدا کننده های پلیمری می باشند. الکترودهای مورد استفاده در این روش می تواند از جنس تیتانیوم با روکش پالادیوم باشند که با اتصال به جریان الکتریکی در فضای داخلی آب میدان الکتریکی ایجاد می کنند و باعث میشوند تا یون های مثبت به الکترود کاتیونی و یون های منفی به الکترود آنیونی جذب شوند. در بسیاری از تحقیقات، الکترودیالیز در ترکیب با غشاهای تبادل یونی جامد برای حذف کروم آورده شده است. با کمک سه سلول جداشدنی، بازیابی کروم (III) و کروم (VI) به طور همزمان با استفاده از غشاهای تبادل یونی باردار انجام میشود.

الکترودیونیزاسیون

فناوری‌هایی که از میدان الکتریکی در ترکیب با رزین‌ها و غشاهای تبادل یونی برای حذف گونه‌های یونی استفاده می‌کنند، به عنوان الکترودیونیزاسیون (EDI) شناخته می‌شوند. این یک فرآیند ترکیبی از الکترودیالیز و تبادل یونی است که بر معایب الکترودیالیز (مانند پدیده پلاریزاسیون غلظت) و تبادل یونی (به عنوان مثال، بازسازی شیمیایی) غلبه می‌کند و قادر است یون‌ها را از آب و همچنین فاضلاب حذف کند، به روشی موثر و مداوم دخالت مواد شیمیایی سلول های EDI با غشای آنیونی و کاتیونی با کاتد و آند در آرایش های جایگزین پیکربندی شده اند تا محفظه های متمرکز و رقیق را فراهم کنند.

کاهش الکتروشیمیایی

در سال های اخیر کاهش الکتروشیمیایی فاضلاب آلوده کروم (VI) به عنوان روشی مؤثر برای تصفیه حذف کروم (VI) استفاده شده است. این تکنولوژی دارای فناوری ای دوستدار محیط زیست است و راندمان در پتانسیل بالاتری که در آن الکترودهای فلزات واسطه در معرض فرسایش قرار می‌گیرند، بالا است. در یک تحقیق، حذف کروم (VI) با احیای الکتروشیمیایی و به دنبال آن ته نشینی با استفاده از الکترودهای فولادی نرم انجام شد. بدون هیچ گونه مداخله مواد شیمیایی، هم کاهش و هم رسوب در یک مرحله فرآیند توسط Fe(II) الکتروشیمیایی تولید شده تحت pH بالا رخ می دهد.

جذب سطحی

جذب سطحی رسوب گونه های زیر اتمی است که شامل جاذب و جذب شونده است. مورد قابل ذکر این است که در آن گونه های اتمی روی سطح جذب می شوند و در مرحله بعد، سطحی است که در آن جذب اتفاق می افتد. بخشی از نکات مثبت جذب عبارتند از مراقبت ساده، انعطاف پذیری در ساختار، گزینش پذیری و کارایی بالا در تخلیه فلزات سنگین، تولید ناچیز لجن شیمیایی و بیولوژیکی.

تصفیه بیولوژیکی

سمیت درون سلولی به دلیل کروم شش ظرفیتی توسط ابزارهای مختلف ایجاد می شود که شامل کاهش کروم (VI) به کروم (III)، توسعه کمپلکس Cr-DNA، دناتوره شدن پروتئین، اثرهای متقابل  الکترواستاتیکی، تولید گونه های فعال می شود. در بیشتر موارد، زیست پالایی برای مکان‌های آلوده به فلزات سمی مورد استفاده قرار می‌گیرد تا به حالت بدون آلودگی  بازگردد و هیچ اثر مخربی بر محیط زیست نداشته باشد. اشکال حیات زنده، به عنوان مثال، انگل ها، میکروارگانیسم ها، مخمرها و چند گیاه قابلیت تصفیه کروم از فاضلاب صنعتی را دارند. همچنین ، قارچ‌ها و باکتری‌ها اثربخشی بیشتری را در تعصفیه نشان دادند. به دلیل مزایای زیاد این روش، به عنوان مثال، نیاز حیاتی کم و هزینه عملیاتی، ناچیز یا بدون خطر زیست محیطی و  بازیافت فلز این روش در سال های اخیر مورد توجه قرار گرفته است.

تصفیه غشایی

تکنیک غشایی یک روش پیشرفته و گسترده تر تصفیه فاضلاب است. به دلیل مزایایی مانند نفوذ پذیری، سازگاری، فضای کمتر و نیاز شیمیایی مورد استفاده قرار می گیرد. در یک آزمایش کارخانه نانو فیلتراسیون برای حذف کروم طراحی شده است و نتیجه گیری شد که تعیین غشای مناسب به ما امکان می دهد بر ایراداتی مانند رسوب زدگی و عملکرد سیستم غلبه کنیم. دو نوع غشا مانند NF270 و NF90 در داخل کارخانه با بازده 98.8% و 76.5% درصد دفع کروم استفاده شدند و نتیجه ی مطلوبی داشتند. 

نتیجه گیری

در میان فلزات سنگین، کروم موجود در محیط زیست به دلیل استفاده بیشتر در بسیاری از صنایع باعث ایجاد مشکل جدی می شود. همانطور که قبلاً بحث شد، کروم شش ظرفیتی یک آلاینده خطرناک است و زمان آن فرا رسیده است که تکنیکی از نظر اقتصادی مقرون به صرفه و کارآمد توسعه یابد زیرا اثرات کروم شش ظرفیتی بر محیط زیست و سلامت انسان نامطلوب است. توسعه فناوری‌ها از نظر روش‌های ترکیبی با استفاده از طیف گسترده‌ای از روش‌های الکتروشیمیایی به دنبال تکنیک‌های بیولوژیکی در حذف کروم شش ظرفیتی پیشنهاد میشود. نتیجه می‌گیریم که برای حذف کامل و کارآمد کروم شش ظرفیتی، تکنیک‌های ترکیبی شامل فرآیندهای بیولوژیکی و الکتروشیمیایی باید بیشتر توسعه یابند.

برای اطلاعات بیشتر در رابطه با روش های تصفیه کروم از فاضلاب صنعتی و همچنین مشاوره در ساخت پکیج های تصفیه فاضلاب شهری یا صنعتی و غیره، می توانید از خدمات گروه صنعتی کاشفان نیلفام استفاده کنید. کارشناسان این مجموعه آماده ارائه مشاوره در این زمینه می باشند.