沉淀-微滤组合工艺处理模拟含碘放射性废水的研究

摘要

历史上几次重大的核事故中均检测到放射性碘核素的存在，尤其是在日本福岛核事故后，放射性碘核素是早期核污染的主要成分之一，给人类生活带来巨大的安全隐患，放射性碘核素的去除是近年来放射性控制领域关心的主要问题之一。
　　本文对粉末型活性炭（PAC）对碘离子的吸附作用进行的初步探讨，分别进行了 PAC吸附碘的热力学和动力学研究。蒸馏水配制的碘离子溶液的去除率在60％左右，自来水条件下碘离子的去除效果受共存离子和 pH值的影响较大，去除率需进一步改进。
　　本文将化学沉淀法和膜分离技术相结合，设计出小试装置处理模拟含碘离子放射性废水，初始碘离子浓度约为5 mg/L，Na2SO3的投加量为40 mg/L，目的是去除进水中的溶解氧，沉淀剂CuCl的投加量为260 mg/L。研究了与前期试验相比不同温度条件下的碘离子去除效率和其他水质参数变化情况，以及两个不同膜通量4.17×10-6 m/s和8.33×10-6 m/s条件下对膜污染的影响。试验时间为168 h，处理后的废水处理量分别为1540 L，碘离子平均去除率为94.8%，出水水质稳定。在膜通量为4.17×10-6 m/s和8.33×10-6 m/s的条件下，最终膜比通量（SF）值分别下降到初始值的65%和55%，膜组件经物理和化学清洗后SF值分别恢复到初始SF值的90.0%和79.0%。此外，两次试验污泥的平均污泥浓缩倍数为2.02×103，试验产生的污泥的体积较少，从而可降低固体废弃物处理成本。
　　针对膜出水中的Cu2+浓度较高的问题，在膜分离反应器中直接投加Na2CO3无法在保证碘离子去除率的基础上达到出水要求。结合前期研究用造粒法除锶的工艺，研究使用Na2CO3作为沉淀剂，处理含铜、锶的废水。试验结果表明由于大量Cu2+的存在会抑制SrCO3晶体的形成，随着沉淀剂的投加量的增加，Sr2+的去除率有了明显提高，Na2CO3的投加量增至400 mg/L之后，Sr2+去除率增加有限，当投加量为1 g/L时，Sr2+的去除率为94.5%。但是随着Na2CO3投量的增加， pH值增加，会产生大量蓝色的Cu(OH)2的细小絮状沉淀，导致固液分离困难，产泥量大，增大处理难度。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 放射性废水的来源和危害

1.2 放射性含碘废水的来源及危害

1.3 放射性碘核素废水处理的国内外研究现状

1.4 课题研究背景及内容

第2章 试验装置、材料和分析方法

2.1 沉淀-微滤组合工艺除碘的试验装置和主要参数

2.2 小试试验工艺参数

2.3 铜、锶去除的试验装置及方法

2.4 监测项目与分析方法

第3章 粉末活性炭吸附碘试验研究

3.1 活性炭吸附机理概述

3.2 吸附动力学试验和吸附等温线的测定

3.3 PAC投加量对去除效果的影响

3.4 共存离子对碘去除率的影响分析

3.5 pH值对PAC吸附碘离子的影响

3.6 结论

第4章 沉淀-微滤组合工艺处理模拟含碘放射性废水

4.1 水质参数和运行参数

4.2 出水水质分析

4.3 固相分析

4.4 膜污染分析

4.5 结论

第5章 共沉淀法处理含铜、锶废水的研究

5.1 造粒法除铜、锶概述

5.2 晶种和CO32-投加量的确定

5.3 结论

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

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