Tratarea apelor reziduale cu conținut de metale grele

Introducere

Extracţia si rafinarea metalelor din soluţii de electrolit este o aplicaţie electrochimică larg răspândita în hidrometalurgia metalelor neferoase. Ea se aplică cu precădere pentru acele metale a căror obţinere pe cale pirometalurgică este costisitoare şi întâmpină dificultăţi tehnologice şi se utilizează de asemenea la prelucrarea minereurilor sărace care nu pot fi procesate rentabil pe cale prometalurgică.

În domeniul tratării apelor provenite din atelierele de acoperiri metalice, procesele electrolitice cunoscute din hidrometalurgie se utilizează pentru recuperarea unei serii întregi de metale din soluţiile de electrolit uzate.

Până nu demult, procedeul de recuperare al metalelor din apele reziduale galvanice prin electroliză a fost limitat la recuperarea metalelor preţioase, al căror preţ a justificat cheltuielile de investiţie şi operare.

Legislaţia tot mai stringentă şi pedepsele tot mai mari din domeniul poluării cu metale grele, precum şi perfecţionarea procedeelor electrolitice ce au condus la îmbunătăţirea randamentelor de depunere au făcut ca aceste metode să devină rentabile şi pentru recuperarea metalelor grele comune, precum: cuprul, cadmiul, zincul, staniul. Astăzi, electroliza ocupă un loc tot mai important în rândul metodelor de recuperare a metalelor din deşeurile galvanotehnice solide si lichide.

Prin electroliză se pot recupera componente valoroase economic din baia de depunere, sub formă pură şi se micşorează mult cantitatea de nămol rezultat în urma procesului de neutralizare, şi se diminuează drastic toxicitatea şi conţinutul în metale grele al efluentului trimis spre tratarea finală.

Extragerea electrolitică privită ca metodă de recuperare a metalelor din apele reziduale, în forma sa convenţională, se pretează, în general, pentru valorificarea soluţiilor uzate relativ concentrate. Pentru separarea metalelor din soluţii foarte diluate, cum sunt apele de spălare galvanice, în condiţii de eficienţă economică acceptabilă, este nevoie de electrizoare de construcţie specială sau de preconcentrarea soluţiei printr-unul dintre procedeele de concentrare cunoscute în domeniul tratării apelor reziduale în industria galvanotehnică, precum schimbul ionic, electrodializa, extracţia cu solvenţi, osmoza inversă, evaporarea etc. În combinaţie cu aceste procedee, depunerea electrolitică poate fi introdusă ca o treaptă de tratare importantă în sisteme complexe de tratamente de suprafaţă cu reziduuri minime sau fară reziduuri.

Deșeurile extrem de contaminate pot fi găsite în deșeuri provenite din industriile de prelucrare a metalelor, cum ar fi galvanizarea. Lucrarile chimice, prelucrarea umedă a textilelor, tăbăcării, industria fotografică, precum și industria minieră pot produce, de asemenea, un conținut de deșeuri metalice semnificativ. În cele mai multe combinate industriale și menajere de tratare a apelor uzate, prezența de metale grele poate afecta în mod considerabil eficiența instalației, reducând capacitatea consumului chimic de oxigen de adsorbție, și poate afecta, de asemenea, caracteristicile de decantare de nămol.

Generalităţi:

Metalele grele sunt elemente care au greutăţi atomice între 63.5 și 200.6, precum și o greutate specifică mai mare de 5,0 (Srivastava și Majumder, 2008). Odată cu dezvoltarea rapidă a industriilor, cum ar fi facilități ale acoperirilor metalice, operațiuni miniere, industria de îngrășăminte, tăbăcării, baterii, industriile hârtiei și pesticide, etc, apele reziduale cu continut de metale grele sunt deversate direct sau indirect, în mediu tot mai mult, mai ales în țările în curs de dezvoltare.

Spre deosebire de contaminanții organici, metalele grele nu sunt biodegradabile și au tendința de a se acumula în organismele vii și multi dintre ionii acestora sunt cunoscuţi a fi toxici sau cancerigeni. Metale grele toxice de îngrijorare deosebită în tratarea apelor uzate industriale includ : cupru, zinc, nichel, mercur, cadmiu, plumb și crom.

Zincul este un oligoelement care este esențial pentru sănătatea umană. Este important pentru funcțiile fiziologice ale țesutului viu si reglementeaza multe procese biochimice. Cu toate acestea, prea mult zinc poate cauza probleme de sănătate eminente, cum ar fi crampe stomacale, iritatii ale pielii, vărsături, greață și anemie (Oyaro et al., 2007).

Cupru acționează esențial în metabolismul animalelor, dar prezenţa excesiva de cupru aduce probleme serioase toxicologice, cum ar fi vărsături, crampe, convulsii, sau chiar moartea (Paulino et al., 2006).

Plumbul, cuprul şi cadmiul sunt metale toxice cumulative, a căror prezenţă în mediu a devenit o preocupare generală deoarece aceste metale pătrund cu uşurinţă în sistemele acvatice, fie prin infiltrarea în pământ şi apoi în apele subterane, prin coroziunea instalaţiilor de plumb şi cupru, fie datorită variatelor lor aplicaţii în industrie.

Metalele grele includ substanțe care prezintă proprietăți similare de metaloid care în mediu, de obicei, au toxicitate ridicată la concentrații scăzute și odată cu șederea unui timp indelungat în sol. Multe procese industriale sunt dependente de utilizarea de metale grele, ca reactivi de proces, sau ele sunt prezente ca și contaminanți în materiile prime.