Metody usuwania jonów kadmu i ołowiu z roztworów wodnych

W pracy zostaną przedstawione metody eliminacji jonów kadmu i ołowiu z roztworów wodnych. Wśród nich wymiana jonowa staje się coraz popularniejszą metodą usuwania zanieczyszczeń ze ścieków przemysłowych. Za tą metodą przemawiają: prostota procesu, niska energochłonność oraz możliwość selektywnego rozdziału zanieczyszczeń. Wymieniacz jonowy używany w procesie można wielokrotnie stosować, bowiem można go poddawać regeneracji. Stosowanie kolumn jonowymiennych umożliwia także budowę modułową linii technologicznej oczyszczania ścieków oraz szybką wymianę modułów według potrzeb technologicznych i składu ścieków. Wymianę jonową można rozpatrywać jako proces membranowy, gdzie membraną jest powierzchnia ziarna – będąca selektywnie przepuszczalną dla wymienianych jonów. W artykule przedstawiono badania laboratoryjne dotyczące wpływu wybranych parametrów procesu na wydajność wymiany jonowej dla jonów kadmu i ołowiu. Pierwiastki te według polskiego prawodawstwa uznane są za substancje szczególnie szkodliwe i mają działanie kancero- i mutagenne. Najwyższa koncentracja tych pierwiastków występuje na terenach uprzemysłowionych oraz na terenach miejskich. Mogą one pochodzić z przemysłu metalurgicznego, produkcji baterii i akumulatorów, ze spalania paliw kopalnych lub produkcji tworzyw sztucznych. Emisja kadmu i ołowiu do środowiska wodnego odbywa się poprzez odprowadzanie wód kopalnianych czy ścieków z przemysłu hydrometalurgicznego lub z galwanizerni. Badania własne wskazują, że eliminacja jonów Pb i Cd najkorzystniej zachodzi w roztworach o pH około 4 i utrzymuje się na wysokim poziomie w zakresie kwaśnego środowiska. Jonit Purolite C-160 umożliwia osiągnięcie współczynnika wydzielania (X) około 99% dla kadmu – tabela 1, natomiast współczynnik ten dla jonów ołowiu nie przekracza 97% – tabela 2.

This article presents the methods of cadmium and lead ions removal from aqueous solutions. The ion exchange method is becoming a more and more popular method of removing impurities from wastewater. The main advantages of this method are: process simplicity, low energy consumption and the possibility of the selective separation of pollutants. The ion exchanger used in the process could be regenerated, therefore, it could be used repeatedly. The use of ion-exchange columns also allows for the modular construction of the process line and the rapid replacement of modules according to the technological needs and composition of the wastewater. Ion exchange can be seen as a membrane process in which the grain surface acts as a membrane – which is selectively permeable to the exchanged ions. The article presents laboratory studies on the influence of the ion exchange process parameters on the efficiency of cadmium and lead ion exchange. These elements are suspected of carcinogenicity and teratogenicity, and according to Polish Legislation, are considered to be harmful substances. The highest concentration of these elements occurs in industrialized areas and in urban areas. They may come from the hydrometallurgical industry, the production of batteries and accumulators from the burning of fossil fuels and the production of plastics. The emission of cadmium and lead into the aquatic environment is done through the discharge the mine water and wastewater from the hydrometallurgical industry and from electroplating. Experiments show that the elimination of Pb and Cd ions preferably occurs in aqueous solutions with a pH around 4. Ion exchange resin Purolite C-160 allows a removal coefficient (X) in the range of about 99% for cadmium to be achieved – Table 5.1, while the same coefficient for lead ions does not exceed 97% – Table 5.2.