جداسازی و حذف مس از آب راهکار مناسب برای جلوگیری از ورود بیش از اندازه آن به بدن و ممانعت از رشد سلول های سرطانی است. مقدار مس آب یکی از مهم ترین پارامترهای شیمیایی آب است که نباید از 0.25 میلی گرم بر لیتر بیشتر باشد. در تصفیه خانه های بزرگ و دستگاه های تصفیه آب خانگی به روش های مختلفی مس آب کاهش پیدا می کند که اغلب آنها بدون تولید ترکیبات مضر جانبی هستند. در ادامه رایج ترین روش های کاهش مس آب را معرفی خواهیم کرد.
دلایل حذف مس از آب
مس از جمله فلزات موجود در طبیعت است که ورود آن برای سلامت بدن ضروری است. اما ورود بیش از اندازه مس به بدن مشکلات متعددی از قبیل بیماری ویلسون، بیماری های کبدی، درد معده و مشکل در سیستم گوارش، رسوب مس در مغز، تشنج و بیماری های عصبی را به همراه دارد.
لوله کشی آب ساختمان های قدیمی با لوله های مسی انجام میشد و مس زیادی از این طریق وارد آب آشامیدنی میشود. علاوه براین، در آب های تصفیه نشده نزدیک به معادن مس نیز این فلز غلظت بالایی دارد. بر اساس استانداردهای ارائه شده، حداکثر غلظت مس آب 0.25 میلی گرم بر لیتر است. در صورت بالا بودن مقدار مس از این عدد از روش های جداسازی و کاهش مس آب آشامیدنی باید استفاده شود.
روش حذف و کاهش مس آب
در انتخاب روش های جداسازی مس از آب باید به ترکیبات جانبی که ممکن است ایجاد شود توجه داشت. تا حد امکان روش هایی باید انتخاب شود که هیچ ترکیب مضر جانبی تولید نمی کند و از نظر اقتصادی برای پیاده سازی در صنعت مقرون به صرفه باشد.
1- حذف مس از آب با رزین
مس آب را می توان با فرآیندهای تبادل یون تا حد مطلوبی جدا کرد. رزین دانه های پلیمری ارزشمند در سختی گیر آب است که قدرت تبادل یون بالایی دارد. با عبور آب از روی بستر رزین، مس آن با سدیم رزین جایگزین میشود. در نتیجه، بدون تولید هیچ ترکیب جانبی مضر می توان جداسازی و حذف آن را انجام داد.
2- حذف مس آب با زئولیت
از دیگر مواد شیمیایی که قدرت تبادل یون بالایی دارند می توان به زئولیت اشاره کرد. مس بعد از عبور از روی دانه های زئولیت از آب جدا میشود. برای کاهش TSS آب در کنار حذف مس می توان از دانه های زئولیت در فیلتر شنی استفاده کرد.
3- کاهش مس آب با جذب سطحی
از دیگر روش های بسیار مناسب که مس آب را کاهش می دهد، جذب سطحی با کربن اکتیو است. کربن فعال قدرت جذب بسیار بالایی دارد و مس موجود در آب روی سطوح متخلخل آن تجمع پیدا می کند. در صنعت تصفیه آب از فیلتر کربنی برای جداسازی این فلزات استفاده میشود که با احیای دوره ای می توان راندمان آن را افزایش داد.
4- اسمز معکوس؛ بهترین روش جداسازی مس از آب
بهترین و رایج ترین روش حذف مس از آب آشامیدنی، اسمزمعکوس است. در دستگاه تصفیه آب صنعتی و نیمه صنعتی از این روش استفاده میشود. مس موجود در آب امکان عبور از غشای نیمه تراوا را ندارد و به همین دلیل خروجی دستگاه به مقدار بسیار کم مس دارد.
5- جداسازی مس از آب با الکترولیز
در آزمایشگاه ها از الکترولیز می توان برای جداسازی فلزات و یون های مختلف به صو رت انتخابی استفاده کرد. در این روش کاتد و آند را در آب قرار داده و با عبور جریان الکتریکی، یون و فلزات با بارهای مثبت و منفی به سمت الکترودها جذب میشوند. در مسیر عبور مس به سمت الکترود مورد نظر ممبران قرار میگیرد تا جداسازی از این طریق انجام شود.
پیاده سازی و اجرای این روش سریع است اما از نظر اقتصادی مقرون به صف نیست. به همین دلیل بیشتر مصرف آزمایشگاهی دارد.
6- کاهش مس آب با روش های بیولوژیکی
استفاده از روش های بیولوژیکی نه تنها برای جداسازی مس از آب، بلکه در تصفیه فاضلاب نیز کاربرد دارد. در این روش توده زیستی از میکروارگانیسم ها وارد آب شده و مواد آلی و فلزات را تجزیه می کنند. این روش نیاز به زمان زیادی دارد، اما هزینه اجرای آن پایین است.
7- استفاده از میکروفیلتراسیون
فلزات مختلف از جمله مس امکان عبور از غشا و فیلترهای میکرونی را ندارند. هر اندازه فیلتر دارای منافذ کوچک تری باشد، به همان نسبت مقدار بیشتری از فلزات موجود در آب جدا میشوند. فیلتر در مسیر عبور آب قرار گرفته و ذرات مس روی آن تجمع پیدا می کنند. از سمت دیگر فیلتر، آب بدون مس خارج شده و کیفیت مورد نظر را دارد.
8- جداسازی مس از آب با انعقادسازی
تنها روشی که در آن از مواد شیمیایی برای حذف مس استفاده میشود، انعقاد است. مواد منعقدکننده وارد آب شده و سپس با همزن اختلاط انجام میشود. با گذشت زمان ذرات مس به این مواد متصل شده و لایه های سنگین تشکیل می شود. این لایه ها در کف مخزن انباشته شده و در زمان مناسب باید تخلیه گردند.
9- فتوکاتالیز؛ جدیدترین روش حذف مس از آب
فتوکاتالیز از روش های نوین حذف مس از آب است و در آزمایشگاه ها استفاده میشود. اجرای این روش ها برای جدا کردن مس از مقدار بسیار زیاد آب مقرون به صرفه نیست. دی اکسید تیتانیوم اصلی ترین ماده استفاده شده در این روش است.
جمع بندی
در انتخاب روش کاهش مس از آب باید به مقدار آب، نوع ترکیبات جانبی که ممکن است تولید شود توجه داشت. بر همین اساس بهترین روش ها استفاده از رزین و زئولیت برای تبادل یون، جذب سطحی با کربن فعال، اسمز معکوس، فیلتراسیون، ته نشینی و انعقاد و الکترولیز اشاره کرد.
