Pb2+的廢水主要來(lái)源于電池、電鍍、印刷、顏料等工業(yè)領(lǐng)域。廢水中的Pb2+濃度一般為5~30mg/L。自然水體中的痕量鉛,可以通過(guò)食物鏈而積累,導(dǎo)致慢性中毒,故其毒性具有長(zhǎng)期的持續(xù)性。只要天然水體中的Pb2+濃度達(dá)到1.0~10mg/,即可產(chǎn)生毒性反應(yīng),引起人體組織尤其是神經(jīng)系統(tǒng)和造血系統(tǒng)的中毒嚴(yán)重時(shí)可致死亡。中國(guó)是一個(gè)環(huán)境鉛污染較嚴(yán)重的國(guó)家。因此,鉛被列為中國(guó)優(yōu)先控制的劇毒重金屬元素之天然沸石的架狀結(jié)構(gòu)、交換與吸附性質(zhì)、來(lái)源廣泛和廉價(jià)等特點(diǎn),使得環(huán)保工作者把目光投向了沸石。

科學(xué)家等進(jìn)行了沸石除Pb2+的實(shí)驗(yàn):應(yīng)用湖北鄂州太和絲光沸石,經(jīng)鹽酸或堿(NaOH)溶液活化后制成的沸石吸附劑處理Pb2+質(zhì)量濃度為207mg/、pH=2的廢水,以10g/L的用量,常溫吸附120min,對(duì)Pb2+吸附率達(dá)99.10%。飽和后的吸附劑可用NaCl溶液洗脫再生。霍愛(ài)群等對(duì)飲用水體除Pb2+效果的研究表明，采用改性的天然沸石處理含Pb2+濃度為50mg/L的水體，可使水體中的Pb2+濃度降至0.005mg/L以下，低于國(guó)標(biāo)GB5749—85規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)（0.05mg/L)一個(gè)數(shù)量級(jí)，吸附量為61mg/g。沸石專家研究了采用13X沸石分子篩去處廢水中Pb2+的問(wèn)題。獲得了較好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。方法如下：

實(shí)驗(yàn)所用的13X沸石樣品為由山西臨縣紫金山霞石正長(zhǎng)巖和北京平谷縣黃松峪大紅峪組鉀質(zhì)響巖為原料，制得鉀長(zhǎng)石含量>75%的粉體，再經(jīng)800~850°C下焙燒得到熟料后，加入水和適量NaOH(化學(xué)純）制成鋁硅酸鹽膠體，采用水熱法合成的分子篩粉料。合成13X沸石分子篩的陽(yáng)離子系數(shù)見(jiàn)表4-53。

表J-S3合成13X沸石分子篩的陽(yáng)離子系數(shù)

實(shí)驗(yàn)合成的13X沸石樣品呈淡米黃色粉體，單個(gè)晶體的晶形完好，粒徑為1?3pm。由X射線粉末衍射分析結(jié)果計(jì)算，上述兩個(gè)樣品的晶格常數(shù)如分別為2.502nm和2.499nm。其靜態(tài)水吸附量分別為27.6%(干基）和23.7%(干基>,陽(yáng)離子交換容量為268.8?300.9mol/100g。實(shí)驗(yàn)所使用的化學(xué)試劑包括Pb(N03)2、H2SO4、NaOH、NaCl和Na2S.9H2O,均為分析純。實(shí)驗(yàn)用水為去離子水。實(shí)驗(yàn)樣品為合成的13X沸石分子篩粉體樣品DZJS-4。用Pb(N03)2和去離子水配制濃度為30mg/L的含Pb2+廢水。廢水的pH值由H2S04和NaOH溶液調(diào)節(jié)，將pH值從酸性到堿性調(diào)制成4種溶液，分別取出10mL,各加入13X沸石0.1g,分別磁力搜拌lOmin、20min、40min、60min、80min,靜置約30min后離心，取上部清液，用原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定Pb2+的含量，結(jié)果見(jiàn)表4~54。

表4-54不同pH值下13X沸石對(duì)Pb²⁺的吸附率與時(shí)間的關(guān)系

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在上述條件下，13X沸石對(duì)廢水中Pb²⁺的吸附率可達(dá)94%以上。在廢水的pH值從3.1到8.8,吸附時(shí)間從lOmin到80min的范圍內(nèi)，13X沸石對(duì)的吸附率變化僅為12.9%。表明利用13X沸石凈化含Pb²⁺廢水，對(duì)廢水的pH值適用范圍寬，吸附動(dòng)力學(xué)速度快，吸附僅10min后，就基本上達(dá)飽和吸附。因此，從實(shí)際應(yīng)用考慮，確定13X沸石凈化含Pb2+廢水的最佳吸附條件為pH值接近中性，吸附時(shí)間為10min。

表4-55?13X沸石凈化不同體積含Pb2+廢水的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由上表實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在13X沸石用量一定的條件下，隨著處理含Pb2+廢水體積的增大，處理后濾液中的Pb2+濃度也相應(yīng)升高。當(dāng)廢水中的PW+濃度為20mg/L、廢水體積為750mL以下時(shí)，lgl3X沸石對(duì)Pb2+的吸附率可高達(dá)97%以上。當(dāng)處理后的濾液中Pb2+的濃度增大至國(guó)家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978—88)10mg/L時(shí)，所對(duì)應(yīng)的體積即為在該條件下13X沸石可凈化相同濃度的含Pb2+廢水的最大處理量。在Pb2+的初始濃度為20mg/L的條件下，按照國(guó)家廢水排放標(biāo)準(zhǔn)GB8978—88,在達(dá)到10mg的Pb2+濃度排放標(biāo)準(zhǔn)前，1gl3X沸石可處理的廢水體積約為750mL,lg13X沸石對(duì)Pb2+的最大吸附量為21.42mg。

結(jié)論：

13X沸石對(duì)Pb²⁺具有良好的吸附性能，可用于凈化含Pb²⁺的廢水。13X沸石對(duì)Pb²⁺的最佳吸附條件為_PH=5?7，時(shí)間為10?15min。在Pb²⁺初始濃度為20mg/L及弱酸性至近中性的條件下，在達(dá)到國(guó)家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978—88)前，1gl3X沸石能處理廢水約750mL，最大吸附量為21.42mg/g，吸附率高達(dá)98%。飽和13X沸石可用飽和氯化鈉溶液洗脫，經(jīng)活化處理，13X沸石可以再生利用，不造成二次污染，在循環(huán)使用5次以內(nèi)，仍對(duì)Pb2+保持較好的吸附性能。洗脫液中Pb2+高度富集，加入Na2S,生成PbS沉淀，濃縮液中Pb2+的沉淀率約為90%，從而為最終回收鉛以及洗脫液的循環(huán)使用提供了可能。與改性的天然沸石、微生物、接枝羧基淀粉、交聯(lián)殼聚糖含等吸附劑相比，利用13X沸石處理含Pb2+廢水，具有沸石用量少、處理廢水的體積大、處理時(shí)間短、效率高等優(yōu)點(diǎn)，且可以活化再生，循環(huán)使用，不造成二次污染，因而是一種較理想的含鉛廢水的凈化劑。