Verwijdering van lood (Pb²⁺) uit water met behulp van chelaatharsen.

Waar komt het lood vandaan?

Lood wordt meestal gevonden als lood (II) sulfide (PbS) in het mineraal galeniet. Cerussiet (tin-looderts), met de chemische samenstelling lood (II) carbonaat (PbCO₃), is een secundair mineraal van lood dat gevormd wordt door de chemische reactie van koolzuurhoudend water met galena. Een derde belangrijke bron van lood is anglesiet (loodvitriool), dat is lood(II)sulfaat (PbSO₄), gevormd door de oxidatie van galena.

Wordt er nog steeds lood gebruikt?

Lood wordt in veel verschillende toepassingen gebruikt, waaronder:

• Lood-zuur opslagbatterijen
• Gewalste loden platen die in de bouwindustrie worden gebruikt voor het waterdicht maken van daken
• Loden kogels in munitie
• Verfpigment
• Anti-fouling component in coatingsystemen

Hoe is lood aanwezig in het grondwater?

Het Pourbaix- of potentiaal/pH-diagram in figuur 1 van lood toont de loodspeciatie in water. Het gebied tussen de oranje stippellijnen geeft de stabiliteitszone van het water weer. Het diagram laat zien dat de loodspeciatie in water wordt gedomineerd door het kationische element Pb²⁺form.

Figuur 1: Dit is het Pourbaix-diagram van lood in water

De loodconcentratie in natuurlijk water is over het algemeen lager dan 5 ppb (µg/l), maar een verontreinigd gebied kan grondwater bevatten met een concentratie die de richtlijn van de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) van 10 ppb (µg/l) overschrijdt.

Hoe wordt lood (Pb²⁺) uit het grondwater verwijderd?

De kationische elementaire vorm van lood (Pb²⁺) kan efficiënt worden opgevangen en uit het grondwater worden verwijderd met behulp van een zwak zure kation (WAC) selectieve chelaatvormende hars met een iminodiacetische groep, zoals Resinex™ CH-23.

Figuur 2: Een selectieve chelaatvormende hars met een iminodiacetische groep

De gemiddelde kationische loodverwijderingscapaciteit (Pb²⁺) van Resinex™ CH-23 is 90g van Pb²⁺ per liter hars, maar is afhankelijk van de watermatrix. Vaak bevat het water andere metalen die bijdragen aan de uitputting van het bed; daarom is het altijd aan te raden om contact op te nemen met onze technische experts voor de dimensionering van een systeem voor het verwijderen van zware metalen, aangezien andere metalen het geschatte verbruik kunnen beïnvloeden.

Resinex™ CH-23 is een chelaathars die ook andere zware metalen kationen efficiënt verwijdert, zoals koper (Cu²⁺), vanadium (Va²⁺), nikkel (Ni²⁺), zink (Zn²⁺) en cadmium (Cd²⁺) in hun elementaire kationische vorm.

Aanbevolen loodverwijdering (Pb²⁺)

De keuze van de bedrijfsomstandigheden van een loodverwijderingssysteem is afhankelijk van:

• De minimale oppervlakkige contacttijd die nodig is voor de toepassing
• Andere kationische soorten in het water
• Gewenste levensduur bed
• Bedrijfsomstandigheden (continu, discontinu)

Eén AquaFlow™ kan gebruikt worden voor het verwijderen van lood (Pb²⁺) bij een oppervlakkige contacttijd van minimaal zes minuten, maar meestal worden er twee AquaFlow™ in serie gebruikt met een typische stroomsnelheid per vat: 10-20 BV/u.

Een berekend geval van loodverwijdering (Pb²⁺)

Ga uit van een verontreinigd grondwater met 1 mg/l lood (Pb²⁺) dat gezuiverd moet worden met de volgende eigenschappen:

• Gemiddeld debiet van 30m³/h 
• Continue werking 24/24 -7/7 

De jaarlijkse loodbelasting (Pb²⁺) wordt dan als volgt berekend: 

• Nikkelconcentratie: 1mg/l = 1g/m³ 
• Jaarlijks met lood (Pb²⁺) verontreinigd grondwatervolume: 30m³/h x 8.600hpa= 258.000m³ 
• De jaarlijkse lood (Pb²⁺) belasting: 1g/m³ x 258.000m³= 258.000g = 258kg Pb²⁺ 

Dit geeft bij een gemiddelde belasting van 90kg Pb²⁺/m³ Resinex™ CH-23 een verbruik van ongeveer 3m³ per jaar. Een AquaFlow™ filter kan worden gekozen uit ons industriële mobiele filterassortiment om de gewenste uitwisselingsfrequentie te verkrijgen. 

Het is altijd aan te raden om contact op te nemen met onze technische expert voor de dimensionering van een systeem voor het verwijderen van zware metalen, aangezien andere metalen kunnen interfereren in het geschatte verbruik.