سیانید، ترکیبی شیمیایی با فرمول CN-، به دلیل سمیت بسیار بالا، یکی از خطرناک‌ترین آلاینده‌های موجود در آب و فاضلاب به شمار می‌رود. حتی مقادیر کم سیانید می‌تواند منجر به مسمومیت و مرگ شود، به همین دلیل حذف سیانید از آب و فاضلاب یکی از اقدامات بسیار مهم برای جلوگیری از ورود آلاینده ای بسیار خطرناک به بدن است که در تصفیه خانه ها انجام می شود. با ورود فاضلاب های صنعتی به آب های سطحی مقدار سیانور آب افزایش پیدا می کند و باعث مرگ و میر می شود. به همین دلیل در مرحله تصفیه آب و فاضلاب باید به روش های گوناگون نسبت به تخریب سیانید و حذف سیانور اقدام شود. در ادامه روش های تخریب سیانید که از مهم ترین پارامترهای کیفیت آب هستند را معرفی و مقدار مجاز این شاخص و نحوه اندازه گیری آن را بررسی خواهیم کرد.
دلیل اهمیت حذف سیانید از آب و فاضلاب
سیانور یا CN یکی از خطرناک ترین مواد شیمیایی است که ورود آن به بدن منجر به مسمویت های شدید و مرگ می شود. این ماده خطرناک از طریق پوست نیز جذب بدن می شود و استنشاق گاز آن به شدت خطرناک است. به عبارت دیگر، ورود این ماده از طریق پوست، بلعیدن و اشتنشاق همگی خطرناک است. از مهم ترین مضرات سیانید آب و فاضلاب می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- سرگیجه شدید
- حالت تهوع
- سردرد
- خواب آلودگی
- افت شدید فشار خون
- کند شدن ضربان قلب
- تشنج و از دست دادن هوشیاری
- سوزش چشم و بینی
بلعیدن آب حاوی سیانور نیز باعث مرگ شده و به همین دلیل تخریب سیانید اهمیت بسیار بالایی در روند تصفیه فاضلاب های صنعتی و آب دارد. میزان کشندگی سیانور به نوع ترکیبات آن بستگی دارد. در اسید هیدروسیانیک مصرف یک میلی گرم بر کیلوگرم آن برای انسان کشنده است. وجود 1.8 میکروگرم بر کیلوگرم سیانید سدیم و 2.4 میکروگرم بر کیلوگرم سیانید پتاسیم کشنده هستند.
منبع افزایش سیانید آب و فاضلاب
سیانید در صنعت کاربرد گسترده ای دارد. به عنوان مثال در آبکاری فلزات این ماده کاربرد داشته و از این طریق وارد فاضلاب می شود. علاوه براین، در صنعت عکاسی، کارخانه های تولید آفت کش و حشره کش نیز از این ماده استفاده میشود. اصلی ترین منشاء افزایش سیانید در آب و فاضلاب، پساب های صنعتی هستند. در ادامه روش های تخریب سیانید که از اصلی ترین پارامترهای کیفیت آب هستند را مورد برسی قرار میدهیم:
روش های حذف سیانید از آب
به دلیل کشنده بودن سیانید در آب و فاضلاب روش های گوناگونی برای تخریب سیانید ارائه شده است که کاربردی ترین آنها عبارتند از:
1. روش‌های شیمیایی حذف سیانید از آب
1.1 اکسیداسیون با هیپوکلریت
یکی از موثر ترین روش ها برای تخریب سیانید، استفاده از کلر قلیایی است. در این روش از محلول های هیپوکلریت سدیم (NaClO) به عنوان عامل اکسنده برای تبدیل سیانید و هیدروکسید سدیم در کنار کلر می توان استفاده کرد که اکسیداسیون سیانیدهای معدنی ساده و پیچیده غیرمعدنی و سیانید هیدروژن محلول آزاد را از بین می برد. این روش از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است و به همین دلیل در اغلب تصفیه خانه ها استفاده می شود.
لازم به ذکر است، در چند سال اخیر این روش از سوی سازمان حفاظت محیط زیست و بهداشت جهانی رد شده است. دلیل آن، ایجاد ترکیبات سمی از قبیل کلرید سیانوژن (CNCl) در طی فرآیند تخریب سیانید است.
بیشتر بخوانید: اهمیت حذف رسوب از فاضلاب
1.2 اکسیداسیون با ازن
از دیگر روش های موثر برای تخریب سیانید می توان به ازن زنی اشاره کرد. به محض تزریق ازن به آب و فاضلاب، با مواد موجود در آن وارد واکنش می شود. در اثر این واکنش ازن الکترون های مواد و ترکیبات موجود در فاضلاب را جذب کرده و باعث اکسید شدن آنها میشود. ازن (O3) یک اکسنده قوی است که می‌تواند سیانید را به طور کامل به دی‌اکسید کربن و نیتروژن بی‌ضرر تبدیل کند. سایر فلزات موجود در آب و فاضلاب نیز در طی این فرآیند اکسید شده و از بین میروند. این روش کارآمد و سازگار با محیط زیست است، اما به تجهیزات تخصصی و سرمایه‌گذاری اولیه بالا نیاز دارد.
1.3 رسوب‌دهی با ترکیبات فلزی
در این روش، از ترکیبات فلزی مانند آهک (Ca(OH)2)، سولفات آهن (FeSO4) یا سولفات مس (CuSO4) برای تبدیل سیانید به رسوبات فلزی سیانید استفاده میشود. این روش ساده و مقرون به صرفه است، اما تولید لجن قابل توجهی دارد که نیازمند دفع مناسب است.
2. روش‌های تبادل یونی حذف سیانید فاضلاب
در این روش، از رزین‌های تبادل یونی برای جذب و حذف سیانید از آب و فاضلاب استفاده میشود. این روش انتخابی و کارآمد است و می‌تواند برای تصفیه حجم کم تا متوسط فاضلاب به کار رود. اما رزین‌های تبادل یونی نیازمند احیا یا تعویض دوره‌ای هستند که می‌تواند هزینه بر باشد.
3. روش‌های بیولوژیکی حذف سیانید از آب
3.1 تصفیه فاضلاب با فرآیند فعال زیستی
در این روش، از میکروارگانیسم‌های خاص برای تجزیه و حذف سیانید از فاضلاب استفاده میشود. این روش طبیعی و پایدار است، اما نیازمند تخصص و کنترل دقیق فرآیند است.
3.2 استفاده از بیوفیلم‌های سیانیدوفیل
در این روش، از بیوفیلم‌های حاوی میکروارگانیسم‌های سیانیدوفیل برای جذب و حذف سیانید از آب و فاضلاب استفاده میشود. این روش کارآمد و سازگار با محیط زیست است، اما به زمان راه‌اندازی و شرایط خاص برای رشد و فعالیت بیوفیلم نیاز دارد.
4. روش‌های جاذب‌های جاذب حذف سیانید
در این روش، از جاذب‌های جاذب مانند کربن فعال یا زئولیت برای جذب و حذف سیانید از آب و فاضلاب استفاده میشود. این روش انتخابی و کارآمد است و می‌تواند برای تصفیه حجم کم تا متوسط فاضلاب به کار رود. اما جاذب‌های جاذب نیازمند احیا یا تعویض دوره‌ای هستند که می‌تواند هزینه بر باشد.
5. روش‌های غشایی حذف سیانید
در این روش، از غشاهای نیمه‌تراوا برای جداسازی سیانید از آب و فاضلاب استفاده میشود. این روش کارآمد و با قابلیت بازیافت سیانید است، اما به تجهیزات تخصصی و سرمایه‌گذاری اولیه بالا نیاز دارد.
6. روش‌های الکتروشیمیایی حذف سیانید از آب
در این روش، از جریان الکتریکی برای اکسیداسیون و تخریب سیانید در محلول آبی استفاده میشود. این روش کارآمد و سازگار با محیط زیست است، اما به تجهیزات تخصصی و کنترل دقیق فرآیند نیاز دارد.
7. حذف سیانید از آب با حرارت
با توجه به اینکه هر یک از روش های بالا به طور 100 درصد قادر به تخریب سیانید نیستند، باید ترکیب آنها به کار رود. از راهکارهای موثر در این زمینه می توان به قرار گرفتن فاضلاب و آب حاوی سیانور در محفظه های فشار گرم اشاره کرد. در اثر حرارت دهی بالا مقدار زیادی از سیانیدها از آب و فاضلاب حذف میشود. برای دریافت نتیجه بهتر، در گام بعد یکی از روش های بالا انجام میشود.
جمع بندی
با توجه به مضرات بسیار زیاد سیانور و سیانید برای بدن و ورود آن از طریق فاضلاب های صنعتی به آب های سطحی، روش های گوناگونی برای حذف آن ارائه شده است. کلرزنی، استفاده از ازن، پرمنگنات پتاسیم، آب اکسیژنه و حرارت دهی از جمله روش های متداول برای تخریب سیانید و حذف آن از آب و فاضلاب به شمار می روند.
