Ağırmetal giderim yöntemleri

 

Ağır metallerle kontamine olan ve çevreye yayılan atıksular ekosistemi ve insan sağlığını tehdit eder. Ağır metaller biyoçözünür yapıda değillerdir. Ayrıca ağır metaller kanserojenik de olabilirler. Bu sebeple atık suda kabul edilebilir miktarın üstünde bulunan ağır metaller, yaşayan her türlü canlı için çok ciddi sağlık riskleri oluşturur.

       Ağır metallerin atık sudan gideriminde kullanılan pek çok geleneksel yöntem vardır. Bunların içerisinde en çok tercih edilenleri olarak kimyasal çöktürme, flotasyon, adsorbsiyon ve ion değişimi gibi yöntemler sıralanabilir. Atık sulardan ağır metal gideriminde en yaygın olarak kullanılan metot ise kimyasal çöktürme yöntemidir.
      Bu metotları sırası ile inceleyecek olursak.

    A) Kimyasal Çöktürme Yöntemi:

    Her ağır metalin çöktürme işlemi için, daha iyi çökebildiği standart bir pH aralığı vardır. (Şekil-1) Bu pH aralığında ağır metallerin çözünürlükleri en düşük oranda olduğundan çökecekleri varsayılır ve bu aralıkta partikül haline gelip çökerler; fakat kendiliğinden çökemeyen partiküllerin çökmesini kolaylaştırmak için suya koagülasyon (pıhtılaştırma) ve flokülasyon (yumaklaştırma) kimyasalları eklenir ve reaksiyon tankındaki karıştırıcının da yardımı ile reaksiyon işlemi ve çöktürme gerçekleştirilerek ağır metaller arıtma dibindeki çamurda toplanır. Böylece atık sulardan ağır metaller giderilmiş olur.

Şekil 1- Bazı ağır metaller ve çözünürlükleri 
 

Bu konuda ayrıntılı bilgiye ulaşmak için kimyasal çöktürme ile ağır metal giderimi yazımıza bakabilirsiniz: Tıklayın

    B) Flotasyon Yöntemi:
      
       Flotasyon yöntemi atık suya yüzey aktif maddeleri (surfactants) ve tutucular (collector) eklenerek metal iyonlarının ters iyonlarla tutulup sudan ayrıştırılması işlemidir.

    Tutucular, su geçirmez ve su çeken partiküllerin ayrıştırılabilirliğini artırarak, yüzeyin doğal su geçirmezliğini (hydrophobicity) artıran bir yüzey aktif maddesidir.
Suya eklenen kimyasal tutucuların derişimi arttıkça, yüzen ve iyon tutmuş olan yüzey aktif maddeleri çökelmeye başlar. Böylece atık su artık bir çözelti olmaktan çıkar ve suda bir ayrışma meydana gelir.

           Bu şekilde ağır metaller atık sudan ayrıştırılmış olur. Bu yöntem genellikle,  çok daha düşük derişimde bulunan ağır metal iyonlarının giderilmesinde kullanılır.

C) Adsorbsiyon Yöntemi:
 
       Adsorbsiyon yöntemi çevre dostu olması, ucuzluğu ve uygulama kolaylığı sebebiyle ağır metallerin atık sudan gideriminde yaygın şekilde kullanılan bir metottur. Hem  sentetik hem de biyolojik adsorbantlar mevcut olup her ikisi de atık sulardan ağır metallerin gideriminde oldukça etkilidir. 
Adsorbantlar , adından da anlaşılacağı gibi ağır metalleri atık sudan emerek çeker ve bünyelerine hapsederler. Böylece ağır metaller atık sulardan arındırılmış olur.

Belli başı ticari/sentetik ve biyolojik adsorbantlar şunlardır:
-        Aktif Karbon   -Grafen   -Karbon nanotüpleri  - Çeltik
-        Yüzey aktif maddeler ile modifiye edilmiş atıklar.
-        Modifiye şeker kamışı küspesi  -Modifiye buğday kepeği
-        Modifiye Hindistan cevizi atığı
 
    D) İyon değişimi Yöntemi:
 
    İyon değişimi yöntemi ile ağır metal giderimi, atık su çözeltisinden bir metal iyonunun, benzer şekilde yüklü bir iyonla değiştirildiği, tersine de işletilebilen bir kimyasal reaksiyondur. İyon değişiminde kullanılan maddeler,  ya doğal kaynaklı zeolit gibi maddeler ya da sentetik olarak üretilmiş reçinelerdir.

     İyon değişiminde en çok tercih edilen maddeler ise sentetik reçinelerdir. İyon değişimi atık sulardan sertliğin giderilmesinde de sık kullanılan bir yöntemdir.