שפכי תעשיית המתכות הינם בעלי פוטנציאל רעילות גבוה במיוחד בעקבות נוכחות מתכות כבדות וחומרים אורגנים רעילים והטיפול בהם הכרחי, לכן הכנו סקירה קצרה בנושא.
תעשיית ציפוי המתכות הינה נפוצה בכלל העולם בהיקפים נרחבים החל מציפוי רכיבים אלקטרונים ועד לכדי ציפוי רכיבי רכבים כל זאת בזכות תהליכים שונים אשר יכולים מאפשרים לנו לקבל תכונות שונות בהתאם למתכת בשימוש כגון: עמידות לקורוזיה, עמידות לשחיקה, אסתטיקה וכו.
ישנם מגוון רחב של תהליכים שונים לציפוי מתכות אשר לכל אחד תוצרי לוואי שונים אך ברובם נאלץ להתמודד עם 2 מזהמים עיקרים: כרום וציאניד אשר שניהם בעלי השלכות בריאותיות חמורות ונכללים ברשימת החומרים האסורים להזרמה לתשתיות הביוב (בהתאם לחוק תאגידי המים וביוב (שפכי מפעלים המוזרמים למערכת הביוב תעש"ד,2014).
שיטת העבודה עם שפכי תעשיית המתכות הינה פיצול זרמים לפי סוג המזהמים, זאת לאור הבעייתיות הקיימת בין 2 החומרים המרכזיים - הציאניד והכרום, כיוון שהטיפול בכל אחד מהם דורש תנאים שונים הנוגדים אחד את השני.
ציאניד:
ציאניד הינה מלוקולה המורכבת מפחמן וחנקן (CN) אשר ביכולתה לייצר קומפלקסציה של המתכת אותה רוצים לצפות על גבי המשטח. הציאניד משמש כחומר מרחיף ובכך מתאפשרת התגבשות של המתכת על גבי המשטח. הציאניד ישמר בזרם מופרד מחמוצה זאת לאור העובדה כי בנוכחות חומצה הציאניד יגיב לחומצה צאינידית (HCN) או בשמו הנפוץ ציקלון B. כמו כן ציאניד הינה מלוקולה רעילה לכלל היצורים החיים ולכן, ההגבלה על הזרמתו לביוב היא חמורה והוא מוגדר כחומר אסור(0.5 מג"ל).
הטיפול בציאניד מתבצע ע"י חמצון דו שלבי של הציאניד. לציאנט ומציאנט לפחמן דו חמצני וחנקן גזי.
כפי שצויין, ערך ההגבה הינו עניין מרכזי בשלב זה ויש לשמור על ערכי הגבה ניטרליים.
חמצון הציאניד יכול להתבצע ע"י שלל מחמצנים, לרוב השימוש נעשה בכלור אלקליני ( מלחי היפוכלוריט לדוגמא) הודות ליכולת החמצון היעילה וגם מחירו האטרקטיבי. תהליך החמצון דורש זמן שהייה מספק על מנת לתת לכלל הציאניד להגיב.
תגובות החמצון של הציאניד:
I - CN + 2OH- ---> CNO + H2O
II - 2CNO + 4OH- ---> 2CO2 + N2 + 2H2O
כרום:
כרומט(יון כרום במצב חמצון +6) הינו מרכיב עיקרי בתעשיית המתכות הודות לתכונות: אסטטי, חוזק פני שטח ועמידות לשחיקה, והגנה מפני קורוזיה לברזל. לרוב ישמש הכרום בכלל שיטות הציפוי כשכבה ראשונית (פריימר) אשר מאפשרת קליטה טובה יותר של מתכת אחרת על גבי משטח הבסיס.
הכרומט הינו רעיל במיוחד ובעל השפעות קרצינוגניות ולכן ההגבלה עליו בהזרמה לביוב הינה גבוהה מאוד(0.1 מג"ל).
את הכרום יש לחזר בסביבה חומצית (מכן נובעת הסיבה העיקרית להפרדת הזרמים בין הכרום והציאניד).
בערכים שבין 3-3.5 עבור ערך ההגבה.
המחמצן הנפוץ הינו ברזל סולפט FeSO4 או סודיום ביסולפיט NaHSO3, אך משאיר ho אחריהם וצורך בטיפול בגופרית.
לאחר חיזור הכרומט ליוני כרום +3 ניתן לשקע את הכרום בסביבה באלקלינית (pH 10) ובכך להגיע לערכים הרצויים מבחינת תקינת הזרמה למערכת הביוב.
מתכות כבדות:
שם העונה לקבוצה של יוני מתכות אשר להן השפעה על בריאות האדם והחי. מתכות אלו לרוב יהיו המתכות המצופות על גבי משטחי הבסיס כגון: ניקל, קדמיום וזהב.
ניקל - מתכת עמידה בפני קורוזיה בצבע כסף. בגלל עמידותה בפני קורוזיה, ניקל
משמשת בעיקר לציפוי מתכות למניעת קורוזיה. ניקל פופולרי בענף התעופה והחלל בגלל
סגסוגות המרוכבות ממנה המשמשות בעיקר למנועי סילון. היא משמשת לייצור נירוסטה
וסגסוגות אחרות עמידות בפני קורוזיה. יש להקפיד על חשיפה מינימלית לניקל בגלל העובדה
שכמויות קטנות במיוחד של ניקל יכולות להיות רעילות. ניתן לשאוף אבק ניקל בקלות, וניקל
ידועה בהיותה קרצינוגנית. חשיפה של ניקל לעור גורמת לדרמטיטיס. ניקל נכלל ברשימת החומרים האסורים בכלל תאגידי המים והביוב (שפכי מפעלים המוזרמים לביוב) לשחרור לתשתיות סניטריות – עד לרמה של 0.5 מג"ל.
קדמיום - מתכת רכה הניתנת לריקוע המשמשת בדרך כלל בסוללות, סגסוגות, תאים סולאריים, מייצבי פלסטיק (במיוחד בציפוי משקעי) . הקדמיום עמיד בפני קורוזיה ויכול לשמש כמו הניקל כשכבת הגנה על פני מתכות אחרות.
קדמיום הינה מתכת רעילה במיוחד וחשיפה אליה ידועה כשכקרצינוגנית ופוגעת ספציפית במערכת הלב, הדם, כליות, מערכות העיכול ונירולוגית.
בצורת אבק קדמיום יכולה להישרף ולשחרר אדים רעילים לסביבה.
קדמיום נכלל ברשימת החומרים האסורים בכלל תאגידי המים והביוב (שפכי מפעלים המוזרמים לביוב) לפליטה לתשתיות סניטריות עד לרמה של 0.1 מג"ל.
את כלל המתכות הכבדות נשאף להרחיק בתהליך ע"י שיקוע בסביבה אלקלינית. ובכך להוריד את ריכוז המתכות במים אל הערך הרצוי לפי התקינה.
בנוסף מומלץ לבצע לאחר התגבשות המשקעים תהליך קואגולציה פלוקולציה ובכדי להגביר את יכולת השיקוע בנוזל המעורב ובכך לאפשר הרחקה טובה יותר של המזהמים. במידת הצורך נבצע סחיטה של הבוצה שמתקבלת כדי להקטין את הפח הבוצה הנשלחת להטמנה.