מתכות כבדות כגוןעופרת, ארסן, קדמיום, כרום, וכספים לעתים קרובות מאגדים מקורות מים באמצעות פריקה תעשייתית, מפלט כרייה, וחשיפה גיאולוגית טבעית לכות אלה גורמת לתוצאות בריאותיות חמורות כולל נזק נוירולוגי, כשל כליות, וסרטן. בעוד שטכנולוגיות טיפול יעילות קיימות, קהילות ושירותים חייבים לאזן ביצועים נגד מגבלות פיננסיות.זה סוקר את שיטות המתכת הכבדות להעריך פתרונות פתרונות בחירה ופתרון יעיל של החלטות בחירה.

המונחים: Heavy Metal Removal Technologies

אין טכנולוגיה טיפולית אחת מתייחסת לכל מדבקי מתכת כבדים ביעילות.הבחירה תלויה בתפיסת מתכת, ריכוז, pH, קו-קוניאנטרים וגבולות השחרור של מטרות.הסעיפים הבאים מכסים את השיטות המאומץות ביותר, יחד עם גישות חדשות יותר לצבור מתחנן.

אינפלציה כימית

משקעים כימיים נשארים הטיפול העתיק והנפוץ ביותר עבור מי פסולת מתכת-laden.כימיקלים כגון hydroxide calcium hydroxide , או sodium sulfide להוסיף להעלות את ה- pH או טופס insoluble מתכת לענות refxides או sulfatesulf.

מודעות

אדמירל משתמשת באמצעי תקשורת מוצקים - בעיקר פחמן מופעל, אבל גם ביוכריזים, זאוליטים, או ננו-חלקיקי מתכת - כדי לקשור ions מתכת מבוזרים. מופעל פחמן יעיל להסרת אורגני ומתכת ויכול להיות regenerated תרמית או כימי, אם כי התחדשות נמוכה יותר של עלויות פחמן / פחת נמוך יותר מאשר פחמן קבועות פחמן / ירידה משמעותית עלויות פחמן - 000 $ עלות גבוהות יותר מ $ - 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000

Membrane Filtration

osmosis הפוכה (RO) וננומטריה (NF) פיזית לא לכלול צילומי מתכת באמצעות membranes למחצה-סבירים. RO יכול להפחית את סך הכל מתמוסס מוצק כולל מתכות כבדות מתחת 1 מ"ג / L, לייצר איכות גבוהה permeate. עלויות הון הם גבוה, החל מ $ 10,000 עד 100,000 עבור מערכות מסחריות קטנות, צריכת אנרגיה (בדרך כלל 3-8 לכל היותר) עבור צריכת פסולת כספית, כלומר, הוא צורך לחץ דם יעיל, כי הוא צורך עלויות זמן קצר.

Ion Exchange

החלפת Ion חילופי resins (דלקתי או chelating) חילופי נתרן או ions מימן עבור צילומי מתכת במים.התהליך יכול להפחית מתכות לרמות נמוכות מאוד (חלקים-per-billion) והוא יעיל במיוחד עבור הסרת ממוקד של מתכות ספציפיות כגון זרימה או קדמיון. Resins דורשים התחדשות עם חומצה או תגמול השקעה, לייצר זרם פסולת מרוכז כי חייב להיות מנוהל.

אלקטרוקוגניציה

אלקטרוקוגניציה משתמשת זרם חשמלי כדי לפזר אלקטרודות כבדות (ברוב ברזל או אלומיניום) לתוך המים, להרכיב הידרוקסידים מתכת כי coagulateate מתכות כבדות מסיביות.השיטה מבטלת תוספת כימית של coagulant ומייצרת פחות ממשקעים כימיים. Capital עלויות מתון בשל הצורך באספקת חשמל ואלקטרודות מבוזרות, אך עלויות התפעוליות מושפעות במידה רבה על ידי מכסי חשמל וצריכת אלקטרו-חמצני יעילה.

המונחים

גישות ביולוגיות משתמשות בחיידקים, אצות או צמחים כדי לצבור או להפוך מתכות.הפחתה מיקרוביאלית (למשל, חיידקים מרתיעים למניעה של מתכת sulfides) ופיזורציה (באמצעות מטבוליים בנויים צמחיים), הם לעתים רחוקות ביותר מפותחים.ביוקלציה ראשונית מציעה סיכונים תפעוליים נמוכים - לעתים קרובות רק חומרים מזינים ותחזוקתיים קטנים - אבל דורש יותר מגע (שבועות) עבור אמצעי בקרה איטיים).

המונחים: Cost-Effectiveness

השוואת עלויות הטיפול דורש מתודולוגיה סטנדרטית, אשר מהווה את כל מחזור החיים.הגורמים הבאים נושאים את המשקל הגדול ביותר בהערכות כלכליות.

עלויות הון ומבצע

הוצאות ההון כוללות ציוד, התקנה, תשתיות, והנדסת חשמל ראשוניים.עלויות תפעוליות כוללות אנרגיה, כימיקלים, עבודה, חלקי חילוף וסילוק פסולת. מדד נפוץ הוא העלות של מ"ק של מים מטופלים (/m3). משקעים כימיים ופרסומות בדרך כלל יש הון נמוך אבל מתון עד עלויות תפעוליות גבוהות, בעוד מערכות membrane יש הון גבוה יחסית נמוך עלויות תפעוליות אם אנרגיה זולה.

כימיה מים וריכוז מתכת

עלויות להסלים עם ריכוזי מתכת גבוהים יותר כי יותר אמצעי טיפול או כימיקלים נדרשים, ומכיוון שחתמה או ריכוז כרכים עלייה. רמות רקע של בצלים מתחרים (calcium, מגנזיום, סך הכל מתמוסס מוצקות) יכול להפחית את יעילות הטיפול, לכפות על מפעילי מערכות גדולות יותר או ליישם הטמעת מוקדם טיפול.לדוגמה, הסרת ארסן באמצעות מודעות היא זולה יותר במים עם אדפטפטפטפטפטפטפטציה נמוכה וסיליקה, אשר להתחרות עבור אתרי גלם חיוניים עבור איכות.

סולם ודרך לוח

כלכלות של קשקשים תועלת לכל הטכנולוגיות, אך כדי לשנות את רמות המשקעים הכימיים ומערכות membrane רואים הפחתה משמעותית בעלויות הענישה כשיעורי זרימה מעל 1,000 מ'/יום. אדמירפטציה והחלפת יון הן פחות רגישות במידה ניכרת, כי עלויות החלפת מדיה הן בערך פרופורציה לנפח.עבור קהילות קטנות (פחות מ -500 אנשים), מודעות ארוזות או יחידות אלקטרוקוגלציה לעתים קרובות לספק את העלות הנמוכה ביותר לנפש או , למרות עלויות קבועות גבוהות יותר.

תגית: Handling

כל תהליך טיפול מייצר זרם פסולת: מתפתל ממשקעים כימיים ואלקטרוקוגציה, ממודעות מובזבז, רזים מותשים, או מבורכת יון ומערכות membrane. עלויות בלתי מוגבלות להשתנות על ידי אזור וסיווג פסולת. Hazardous מתכת-laden עשוי לעלות 200–500 דולר ל-Falows, בעוד שלא זעום יכול להיות הרבה יותר זול ממתכת, למשל, כדי לשפר את עלויות מתכת.

פיצוי ויתרונות בריאות

פערים או תקני מים לשתייה מגבירים את יעילות ההסרה הנדרשת, לעתים קרובות דוחפים מתקנים לטכנולוגיות יקרות יותר.הרמה המרבית של EPA עבור ארסן (10 מיקרוגרם / L) כוחות מערכות קטנות רבות להתקין פרסומות או מסננים מנבריים או membrane מאשר להסתמך על משקעים כימיים זולים יותר.עם זאת, היתרונות הבריאותיים של תאימות - עלויות רפואיות, מוגברות, יעילות, והימנעות מניתוח סביבתי על ידי ניתוח בריאותי.

עלויות השוואתיות על ידי יישום

כלליזציה ניתן להימשך עבור תרחישים טיפול נפוצים, אם כי תנאים ספציפיים האתר תמיד להתגבר עליהם.

(FLT:0) אספקת מים כפריים בקנה מידה קטן (FLT:1) להסרת ארסן, פלואוריד, ולהוביל ריכוזים נמוכים (נמוך 500 מיקרוגרם / L), פרסומות באמצעות אלומיניום מופעל או מדיה מבוססת ברזל מציע את האיזון הטוב ביותר של עלויות ופשטות.

טיפול במים מפוניק (500-10,000 m3/Day)FLT:1 osmosis Reverse או ננומטרה הוא לעתים קרובות האפשרות היעילה ביותר אם למים המקור יש מספר רב של contaminants או ניוון גבוה הכולל מתמוסס מוצקות.הההון עלות ל- m3 של קיבולת מותקנת באופן חד-משמעי מעל 2,000 מ'/יום, ושיקום אנרגיה יכול לחתוך את השימוש ב- 40% למחזור חשמלי נמוך (כלומר, להחלפה) לשרירים.

(FLT:0) שפכים של פסולת תעשייתית (עומס מתכת גבוה, 100-1,000 מ"ר / יום) ⁇ 1 אלקטרוקוגניציה ומשקעים כימיים להתחרות ישירות.אלקטרוקוגן מראה בדרך כלל עלויות נמוכות יותר כאשר חשמל הוא מתחת ל -010 /kWh וכאשר התאוששות מתכת היא פחות יעילה.0 מ"מ כספית קשה לנצח כמויות גדולות של מים מזוהמים (למשל, דמים, ירידה של 0.

מחקרים בנושא עלויות-Effective Implementation

(FLT:0Arsenic Remove in West Bengal, India.Build.ofLT) 1 פרויקט בקנה מידה קהילתי התקין יחידות למניעת חול מכוסות ברזל המשרתות 500 משקי בית.כל מסנן עולה כ-2,000 דולר ומתייחס ל-2,000 דולר ל/יום עם החלפת מדיה כל שלוש שנים ב- 400 דולר.העלות הכוללת מעל אופק של 10 שנים הייתה 004 דולר ל-L, בהשוואה למים, אך הרבה יותר זולה מכל חלופה שניתנת להשגה נמוכה יותר מאשר כל תוספת לטווח קצר.

(FLT:0)Chromium מסירת מים משפכים חשמליים (Taiwan) (Taiwan) 1Felo 1Felo: מתקן אלקטרו-plating עבר ממשקעים כימיים למערכת ion משולבת ופירוק של אוסמוזה הפוכה (Taiwan) ב-3.5 שנים באמצעות צריכת כימיקלים מופחתת, עלויות סלפיות נמוכות יותר (40%), ו-85% מיחזור מים.

(ב) (ה-FLT:0) טיפול בניקוי נחושת (Chileve) 1 (Chileve) 1:1 המכרה משתמש במשקעים כימיים גבוהים, השגת molybdenum והסרת נחושת מתחת 1 מ"ג/L.המתקן מתייחס 8,000 m3/Day בעלות של 018 מ"מ ל- 3, כולל ניהול מזחלות בקופת של אנרגיה, למרות שמהווה את המחיר הנמוך ביותר של מים;

טיפול נמוך-קוסט מתקרב

כמה חידושים מבטיחים להוריד עלויות נוספות, במיוחד לאזורים בעלי הכנסה נמוכה.

  • (FLT:0) ביושרס ופרסומות מבוססות פסולת חקלאית ניתן להמיר למודעות יעילות של FLT:1 חומרי פסולת כגון אורז husk ash, פחם קוקוס, קליפות פירות ניתן להמיר למודעות אובצנים בשבריר של העלות של פחמן מופעל מסחרית. מחקר שנערך לאחרונה מדווח כי מודעות מכופות שונה הסרת 95% של חומר פחות מ -50 ק"ג, אם כי ניתן להוריד את החומרים המסחריים שלהם ללא יכולת גבוהה של חומרים מכנית, אם כי ניתן להוריד אותם חומרים מכניים ללא חומרים.
  • (FLT:0Graphene תחמוצת membranes.Buildnes.earFLT) 1 מעבדה בקנה מידה גרפן תחמוצת תחמוצת חמצני הראו שיעורי דחיית מתכת כבדים יוצאי דופן (>99%) עם דרישות אנרגיה נמוכות יותר מאשר RO קונבנציונלי עדיין לא מסחרי, בקנה מידה גדול ייצור יכול להפחית את עלויות קרום על ידי סדר גודל.
  • (FLT:0) אלקטרוקוגניציה המונעת על ידי Solar.cioFLT:1 ; Integrating photovoltaic לוחות עם אלקטרוקוגניציה מבטלת עלויות חשמל, מה שהופך את הטכנולוגיה המתאימה לאזורים מחוץ לריד.
  • (FLT:0Microbial דלק תאים.FLT:1) המערכות האלה מטפלות בו זמנית במי שפכים ומייצרות חשמל, אך תפוקות הכוח הנוכחיות הן נמוכות.הם נותרו ניסיוניים להסרת מתכת, למרות שהן מראות הבטחה לחידושים של זנבות, שבו זמני שימור ארוכים מתקבלים על הדעת.

מסקנה

אין טכנולוגיה אחת כבדה של טיפול במים מתכתי היא אוניברסלית עלות משקעים ומודעות כימיות לשרת היטב עבור תרחישים בקנה מידה קטן ועלייה גבוהה של ריכוז גבוה, בעוד membrane filtration ו ion Exchange לספק ביצועים גבוהים יותר עבור עמידה רגולטורית קפדנית בקנה מידה גדול יותר. Electrocoagulation ו bioremediation מציעים יתרונות כאשר לוגיסטיקה או אנרגיה הם בעייתיים, חייב להעריך הון לעומת הוצאות תפעוליות, כמו גם חומרים מתקדמים, כמו גם עלייה ברמת איכות גבוהה יותר, כמו גם חומרים סביבתיים נמוכה יותר, כמו גם חומרים מתקדמים, כמו גם עלייה נמוכה יותר, כמו גם חומרים סביבתיים נמוכה יותר, כמו גם ירידה גבוהה יותר, כמו גם ירידה גבוהה יותר, כמו גם ירידה גבוהה יותר, כמו גם עלות, כמו גם חומרים סביבתיים.