حذف مس از آب یکی از گام های بسیار مهم در روند تصفیه آب است که تاثیر زیادی بر جلوگیری از بروز بیماری های قلبی، عروقی، کبد و حتی سرطان دارد. مس و سایر فلزات سنگین در فاضلاب های صنعتی به وفور مشاهده می شود و بعد از ورود به آب های سطحی و سفره های آب زیرزمینی سلامتی انسان را تهدید می کنند. به همین دلیل با انواع روش های غشایی، ته نشینی، تبادل یون و جذب سطحی و همچنین روش های بیولوژیکی تلاش می شود تا این فلز خطرناک از آب حذف شود. این بخش از مقالات آموزش تصفیه آب فراب تدبیر را به بررسی روش های کاهش و حذف مس از آب پرداخته ایم. با ما همراه باشید.
تاثیر مس بر بدن انسان
مس CU یکی از مهم ترین عناصر فلزی موجود در طبیعت است که مقدار استاندارد آن می تواند تاثیر چشمگیری بر سلامت بدن ایجاد کند. این عنصر فلزی به عنوان یک آنتی اکسیدان عمل می کند و می تواند مانع از رشد و تکثیر سلول های سرطانی شود. علاوه براین، ورود مس به اندازه استاندارد به بدن عامل مهمی در سلامت دهان و دندان است و می تواند کم خونی را نیز جبران کند. اما سوال این است که علیرغم مزایای متعدد چرا روش های حذف مس از آب اشامیدنی تا این اندازه رواج دارد؟
واقعیت این است، به همان اندازه که مس می تواند برای سلامتی بدن انسان مفید باشد، ضرر نیز دارد. اگر مقدار مس ورودی به بدن بیش از اندازه استاندارد باشد، در نهایت باعث بیماری های قلبی و عروقی شده و کبد را به شدت تهدید می کند. علاوه براین، مس زیاد در بدن باعث بیماری های گوارشی و درد در معده می شود. به همین دلیل در مراحل تصفیه آب تلاش می شود تا مقدار مس به حد استاندارد کاهش پیدا کند. به عبارت دیگر، ما به دنبال روش های کاهش مس در آب هستیم تا به اندازه استاندارد برسد.
برای جلوگیری از بیماری های متعدد و بی خوبی و بیماری ویلسون، بهتر است غلظت مس در آب 0.25 میلی گرم بر لیتر باشد. با روش های حذف و کاهش مس از آب می توان غلظت را در حد استاندارد قرار داد.
1- حذف مس از آب با جذب سطحی
در انتخاب روش های حذف مس از آب ابتدا باید به این مساله مهم توجه داشت که ترکیبات مضر جانبی تولید نشود. به همین دلیل تا حد امکان نباید از مواد شیمیایی برای این منظور استفاده کرد. جذب سطحی یکی از ایمن ترین روش ها برای کاهش مس از آب است که با کربن اکتیو می توان آن را اجرا کرد. کربن فعال تمایل زیادی به جذب فلزات و یون ها دارد و هیچگونه ترکیب جانبی خطرناک و مضر در این روش تولید نمیشود. با عبور آب حاوی مس از روی کربن فعال، یون های مس جذب آن شده و از این طریق تصفیه انجام می شود.
2- حذف مس از آب با ته نشینی شیمیایی
از دیگر روش های کاربردی که با هزینه کم قابل اجرا است، ته نشینی شیمیایی است. برای کاهش مس آب در این روش نیاز به تجهیزات خاصی نیست و تنها به مواد منعقدکننده و رسوب دهنده نیاز خواهید داشت. بعد از ورود و تزریق مواد منعقدکننده یون های فلزی تشکیل لایه های لخته مانند می دهند. با گذشت زمان این لخته ها در کف مخزن ته نشین شده و تشکیل لایه های لجن می دهند. یکی از معایب این روش، صرف هزینه برای تخلیه لجن فعال است.
3- حذف مس با الکترودیالیز
برای جداسازی انتخابی فلزات موجود در آب می توان از الکترودیالیز استفاده کرد. برای پیاده سازی این روش فیلتر و ممبران درون مخزن قرار میگیرد. سپس الکترودها انتخاب شده و با تامین انرژی برق مورد نیاز آنها، فلزات باردار شده و به سمت کاتد و آند حرکت می کنند. ممبران میان آند و کاتد مانع از عبور مس شده و از این طریق حذف انجام میشود. علیرغم اینکه اجرای این روش نیاز به تجهیزات زیادی ندارد، اما مصرف برق و انرژی زیاد مانع از پیاده سازی آن در تصفیه خانه های بزرگ می شود.
4- حذف مس با تبادل یون
یکی از ایمن ترین روش ها برای کاهش و حذف مس از آب، تبادل یون است. دانه های رزین آنیونی و کاتیونی و زئولیت قدرت بالایی در تبادل یون دارند و از این طریق می توان مس را جذب نموده و آب تصفیه می شود. این روش با هزینه کم و بدون نیاز به تجهیزات پیشرفته قابل انجام است. یکی از معایب آن، عدم امکان انتخاب نوع یون مورد نظر برای حذف است. در این روش سایر فلزات موجود در آب نیز قابل حذف هستند.
5- حذف مس از آب با اسمز معکوس
استفاده از دستگاه آب شیرین کن صنعتی نیز می تواند برای کاهش و حذف مس از آب مناسب باشد. در دستگاه از ممبران های نیمه تراوا استفاده شده و آب حاوی فلزات سنگین با فشار پمپ به سمت فیلتر و ممبران هدایت میشود. فلزاتی از قبیل مس امکان عبور از منافذ روی ممبران را پیدا نمی کنند و در نهایت از آب حذف می شود.
6- کاهش مس با اواترافیلتراسیون
استفاده از فیلترهای میکرو به دلیل قطر بسیار کم منافذ آن یکی از روش های کاربردی برای حذف و کاهش مس از آب است. یکی از دستگاه های مناسب برای اجرای این روش، اولترافیلتراسیون است. در این دستگاه فیلترهایی با منافذ بسیار ریز استفاده شده و فلزات سنگین امکان عبور از آن را پیدا نمی کنند.
7- حذف مس از آب با فرایندهای بیولوژیکی
برای کاهش اثرات جانبی مواد شیمیایی در حذف مس از آب می توان از فرایندهای بیولوژیکی استفاده کرد. در این فرایندها مواد آلی و مس توسط باکتری ها و میکروارگانیسم ها تجزیه و مصرف می شود. برای پیاده سازی این روش ابتدا توده زیستی برای رشد باکتری ها تهیه شده و بعد از ورود آن به آب و تامین اکسیژن مورد نیاز باکتری ها، مس توسط آنها تجزیه و به صورت لجن در کف مخزن ته نشین می شود. لزم به ذکر است، این روش نیاز به زمان زیادی دارد، اما چون فلزات و مواد آلی را به طور همزمان حذف می کند در تصفیه آب مورد توجه قرار گرفته است.
8- حذف مس از آب با فتو کاتالیز
از جدیدترین روش ها برای کاهش مس آب می توان به فتو کاتالیز اشاره کرد. در این روش با استفاده از دی اکسید تیتانیوم در زمان کوتاه آلاینده های محیطی از جمله فلزات و مواد آلی به طور همزمان قابل حذف هستند.
جمع بندی
برای حذف مس از آب می توان از روش های غشایی، جذب سطحی، ته نشینی و الکترودیالیز استفاده کرد. این روش ها برخی ترکیبات مضر جانبی تولید نمی کنند و با هزینه کم قابل پیاده سازی هستند. در مقابل برخی مواد مضر تولید نموده و به همین دلیل تنها در سطح آزمایشگاهی استفاده می شوند. استفاده از دستگاه شیرین سازی آب و سختی گیر رزینی دو تکنیک بسیار کاربردی هستند که همزمان با تصفیه آب عملیات حذف مس را نیز انجام می دهند.
