一种含放射性核素污染物的治理方法

摘要

本发明公开了一种含放射性核素污染物的治理方法，污染物是液体或小70微米的颗粒物：向液态污染物中加入沸石、絮凝剂、助凝剂、调节PH搅拌5～60分钟，分离固体物和液体，取上清液数次重复上述过程至上清液满足标准即可；污染物是粒径大于70微米的颗粒物：使用的清洗液清洗后分离固体和液体，然后将所得的液体物质采用步骤A所述的方法进行处理即可；污染物是大面积固体污染物：将胶化后的清洗液涂抹在固体污染物上，避水放置之后冲洗、收集固体污染物上的清洗剂后使用步骤A所述的方法进行处理。本发明能有效的去除固体、颗粒、粉末以及污水中的放射性核素，处理效果好，降低放射性核素去除过程中耗费的成本，缩短处理时间，降低处理成本。

说明书

技术领域

本发明涉及污水处理方法，尤其是涉及一种含放射性核素污染物 的治理方法。

背景技术

目前核技术在能源、科研、医疗、工业、农业、军事、交通、 医疗卫生等许多领域中的广泛应用带来了日益增长的核污染问 题。这些放射性废物对环境和公众健康存在极大的潜在威胁。处 理这些放射性废物成为全球性的难题。

目前含放射性核素的污水治理，多采用离子交换来进行处理， 这样的方法可以处理多种离子，但是处理的时间较长，不适合大 量污水的处理，为污水的处理，尤其是含放射性核素的污水的处 理带来了极大的不便。

传统的治理方法如采用含有表面活性剂的机械清洗法、离子 交换树脂法、膜分离法与酸浸法等，存在着基建投资高、处理费 用大、处理效果不理想并易造成二次污染等诸多问题。清除环境 中的放射性核素非常困难。对于大面积低剂量放射性污染土壤， 物理化学法处理土-水介质中的低放核素成本高，且易造成二次 污染，难以实地操作。近年来研究重点逐渐转向生化处理技术， 研究发现许多微生物吸附剂都能用于重金属及放射性重金属废 水的处理。但由于生物体自身受到诸多条件的限制，使其难以得 到推广应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含放射性核素污染物的治理方法，采 用现有的絮凝剂和清洗剂单独使用或者结合使用的方法，有效的去除 固体、颗粒、粉末以及污水中的放射性核素，生产使用方便，激发效 果好，絮凝效果好，清洗效果好，降低放射性核素去除过程中耗费的 成本，缩短处理时间，降低处理成本。

本发明的目的是这样实现的：一种含放射性核素污染物的治理 方法，其特征在于：包括如下方法步骤：

A.污染物是液体：向液态污染物中加入沸石、絮凝剂、助凝 剂、调节PH搅拌5～60分钟，分离固体物和液体，取上清液数次重 复上述过程至上清液满足标准即可；

B.污染物是粒径小于70微米的颗粒物：将颗粒物与液体污染 物混合采用步骤A所述的方法处理即可；

C.污染物是粒径大于70微米的颗粒物：将粒径大于70微米 的颗粒污染物使用体积为污染物2～5倍的清洗液在50～300℃，压力 1～20个大气压的条件下搅拌反应6个小时以上，降温至常温后分离 固体和液体，然后将所得的液体物质采用步骤A所述的方法进行处 理即可；

D.污染物是大面积固体污染物：将清洗液用5～10倍的温水稀 释，加入表面活性剂后加入胶化剂搅拌均匀，然后将胶化后的清洗 液按照0.5～2升/平方米的量涂抹在固体污染物上，避水放置6小时 以上，之后冲洗、收集固体污染物上的的清洗剂后使用步骤A所述 的方法进行处理。

所述沸石为500～800目大小的颗粒。

所述絮凝剂为聚丙烯酰胺系列的有机絮凝剂、无机铁盐絮凝剂 或无机铝盐絮凝剂中的任意一种。

所述助凝剂为膨润土或者活性炭。

所述PH值的调整可以使用碳酸钠或者氯化铁。

所述清洗液是钾盐、铵盐、钙盐及甲酸中的任意一种或者多种混 合物的海水溶液，海水为总浓度大于10％的氯化钠和氯化镁的水溶 液。

本发明一种含放射性核素污染物的治理方法，采用现有的絮凝剂 和清洗剂单独使用或者结合使用的方法，有效的去除固体、颗粒、粉 末以及污水中的放射性核素，处理效果好，生产使用方便，激发效果 好，絮凝效果好，清洗效果好，降低放射性核素去除过程中耗费的成 本，缩短处理时间，降低处理成本。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行进一步的说明。

一种含放射性核素污染物的治理方法，其特征在于：包括如下 方法步骤：

A.污染物是液体：向液态污染物中加入沸石、絮凝剂、助凝 剂、调节PH搅拌5～60分钟，分离固体物和液体，取上清液数次重 复上述过程至上清液满足标准即可；

B.污染物是粒径小于70微米的颗粒物：将颗粒物与液体污染 物混合采用步骤A所述的方法处理即可；

C.污染物是粒径大于70微米的颗粒物：将粒径大于70微米 的颗粒污染物使用体积为污染物2～5倍的清洗液在50～300℃，压力 1～20个大气压的条件下搅拌反应6个小时以上，降温至常温后分离 固体和液体，然后将所得的液体物质采用步骤A所述的方法进行处 理即可；

D.污染物是大面积固体污染物：将清洗液用5～10倍的温水稀 释，加入表面活性剂后加入胶化剂搅拌均匀，然后将胶化后的清洗 液按照0.5～2升/平方米的量涂抹在固体污染物上，避水放置6小时 以上，之后冲洗、收集固体污染物上的的清洗剂后使用步骤A所述 的方法进行处理。

所述沸石为500～800目大小的颗粒。

所述絮凝剂为聚丙烯酰胺系列的有机絮凝剂、无机铁盐絮凝剂 或无机铝盐絮凝剂中的任意一种。

所述助凝剂为膨润土或者活性炭。

所述PH值的调整可以使用碳酸钠或者氯化铁。

所述清洗液是钾盐、铵盐、钙盐及甲酸中的任意一种或者多种混 合物的海水溶液，海水为总浓度大于10％的氯化钠和氯化镁的水溶 液。

人工海水的制备：在自来水中加入10％的氯化钠以及1.3％的氯 化镁。

模拟污染水的制备：在自来水、海水或者人工海水当中加入氯 化铯、氯化锶以及碘酸钾中的一种或者多种，使浓度分别为1mg/L、 8mg/L和10mg/L。

实验所用的标准溶液分别为1.0mg/L氯化铯的人工海水溶液、 1.0mg/L氯化锶的人工海水溶液以及0.4mg/L碘酸钾的人工海水溶 液。

实施例1

模拟污染水的制备：在海水中加入氯化铯、氯化锶以及碘酸钾， 使浓度分别为1mg/L、8mg/L和10mg/L。

在模拟污染水中按照质量百分数加入2％的碳酸钠、2％的沸石 及0.05％的絮凝剂搅拌10分钟，使用ICP－MS测量上层清水中锶

(Sr)、碘(I)、铯(Cs)浓度。测量结果：Sr去除率为92.7％、I 去除率为26.1％、Cs去除率为89.8％。然后将上层清水的pH值调 至4～5，在上述处理1中的上层清水中按照质量百分数添加0.1％的 双氧水、0.5％的10％氯化铁水溶液，搅拌10分钟，采用同样的方 式测量上层清水中的Sr、I、Cs浓度。其测量结果：Sr去除率为 93.3％、I去除率为68.8％、Cs去除率为90.1％。

实施例2

模拟污染水的制备：在海水中加入氯化铯、氯化锶以及碘酸钾， 使浓度分别为1mg/L、8mg/L和10mg/L。

在模拟污染水中按照质量分数加入0.5％的碳酸钠及1.6％沸石 及0.05％的絮凝剂搅拌15分钟。然后在上层清水中按照质量分数添 加1％的碳酸钠、1％沸石、0.2％的氯化钙0.05％的絮凝剂，搅拌15 分钟后。然后，在上层清水中按照质量分数添加0.5％的10％氯化铁 水溶液，将pH值调至4～5后，加入0.5％沸石及0.05％的絮凝剂， 搅拌5分钟。最后，使用ICP－MS测量上层清水中Sr、I、Cs浓 度。测量结果：Sr去除率为90.9％、I去除率为97.2％、Cs去除率 为99.3％。

实施例3

模拟污染水的制备：在海水中加入氯化铯、氯化锶以及碘酸钾， 使浓度分别为1mg/L、8mg/L和10mg/L。

在模拟污染水中按照质量分数加入1％的碳酸钠、1.0％的沸石、 0.2％的氯化钙及0.05％的絮凝剂，搅拌15分钟后。然后在上层清水 中加入0.4％沸石及0.05％的絮凝剂，按照体积每5ml上清液加入8g 的氯化亚铁，将pH值调至4～5，搅拌10分钟后，使用ICP－MS测 量Sr、I、Cs浓度。测量结果：Sr去除率为91.5％、I去除率为 96.8％、Cs去除率为96.5％

实施例4

模拟污染水的制备：在人工海水中加入氯化铯、氯化锶以及碘 酸钾，使浓度分别为1mg/L、8mg/L和10mg/L。

在模拟污染水中按照质量分数加入1％的碳酸钠、1.0％的沸石、 0.2％的氯化钙及0.05％的絮凝剂，搅拌15分钟后，使用ICP－MS 测量上层清水中Sr、I、Cs浓度。测量结果：Sr去除率为82.5％、 I去除率为32.7％、Cs去除率为80.2％。

测量之后再重复一次上述过程，再加入0.4％沸石、0.05％的絮 凝剂，按照体积每5ml上清液加入8g的氯化亚铁，将pH值调至4～5， 搅拌10分钟，再测量上层清水中的Sr、I、Cs浓度。测量结果： Sr去除率为94.3％、I去除率为95.5％、Cs去除率为97.9％。

实施例5

模拟污染水的制备：在人工海水中加入氯化铯、氯化锶以及碘 酸钾，使浓度分别为1mg/L、8mg/L和10mg/L。

模拟污染水中按照42mg/100ml的比例加入亚铁氰化钾、加入质 量百分数5％蒸馏水、按照1g/100ml的比例加入膨润土、按照质量 百分数0.5％添加10％的氯化亚铁新制水溶液，搅拌十分钟。测量结 果：Sr去除率为25.3％、I去除率为10.9％、Cs去除率为99.6％。

在模拟污染水中按照质量百分比加入1％的碳酸钠、1.0％的沸 石、0.2％的氯化钙及0.05％的絮凝剂，搅拌15分钟。然后将上层清 液取出，再重复一次上述操作。最后，在上层清水中加入0.4％的沸 石及0.05％的絮凝剂及按照质量百分数0.5％添加10％的氯化亚铁新 制水溶液，将pH值调至4～5，搅拌10分钟后，再测量上层水中的 Sr、I、Cs浓度。测量结果：Sr去除率为93.6％、I去除率为99.8％、 Cs去除率为98.9％。

实施例6

模拟污染水的制备：在自来水中加入氯化铯使浓度为1mg/L。

在模拟污染水中按照质量分数添加0.75％的沸石、0.3％的硫酸 铝、0.45％的碳酸钠及0.03％的絮凝剂，搅拌10分钟后，测量上层 清水中离子浓度。测量结果：Sr去除率为96.2％。

实施例7

模拟污染水的制备：在自来水中加入氯化铯使浓度为1mg/L。

在模拟污染水中按照质量分数加入1.5％沸石及0.03％絮凝剂， 搅拌10分钟后，测量上层水中离子浓度。测量结果：Sr去除率为 99.7％。

实施例8

模拟污染水的制备：在自来水中加入氯化铯、氯化锶，使浓度 分别为1mg/L、8mg/L。

在模拟污染水中加入0.07％的沸石、0.3％的硫酸铝、0.45％的碳 酸钠及0.03％的絮凝剂，搅拌10分钟后，测量上层清水中离子浓度。 测量结果：Sr去除率为89.1％、Cs去除率为92.2％。

实施例9

模拟污染水的制备：在自来水中加入氯化铯使浓度为1mg/L。

在模拟污染水中按照质量分数加入1％的碳酸钠、1％的沸石及 0.5％的氯化钙，搅拌10分钟后，使用ICP－MS测量上层清水中Sr 浓度。测量结果：Sr去除率为99.9％。

实施例10

模拟污染水的制备：在自来水中加入氯化锶，使浓度为8mg/L。

在模拟污染水中按照质量分数加入3％的沸石和0.3％的硫酸 铝，搅拌10分钟后，测量上层清水中Cs浓度。测量结果：Cs去除 率为99.9％。

实施例11

模拟污染水的制备：在自来水中加入氯化铯、氯化锶，使浓度 分别为1mg/L、8mg/L。

在放射性污染区采集放射性污染落叶、树枝等，将收集到的放 射性污染物放入粉碎机粉碎，收集700目以下的污染物粉末按照体 积比1:5投入模拟污染水中，混合均匀后用闪烁计数器测定混合物 放射性量，经检测放射性比活度为40830cpm，然后将混合污染物中 按照质量分数加入0.75％的沸石、0.3％的硫酸铝、0.45％的碳酸钠及 0.03％的絮凝剂，搅拌10分钟后，离心分离，取上清液，重复上述 过程一次之后，上层清液的放射性比活度为2613cpm，去除率＝(治 理前的比活度-治理后的比活度)/治理前的比活度，计算得到去除率 为93.6％。分离后的水可在实验中再利用，含有放射性物质的沉淀 物需存放到指定地点。

实施例12

模拟污染水的制备：在海水中加入氯化铯使浓度为1mg/L。 在放射性污染区采集放射性污染落叶、树枝等，将收集到的放射性污 染物放入粉碎机粉碎，收集700目以下的污染物粉末按照体积比1:8 投入模拟污染水中，混合均匀后用闪烁计数器测定混合物放射性量， 经检测放射性比活度为39620cpm，然后将混合污染物中按照质量分 数加入1.5％的沸石、0.02％的硝酸银及0.03％的絮凝剂，搅拌10分 钟后，离心分离，测量上层清水的放射性量。测量结果：上层清液的 放射性比活度为2060cpm，去除率＝(治理前的比活度-治理后的比活度)/ 治理前的比活度，计算得到去除率为94.8％。分离后的水可在实验中再利 用，含有放射性物质的沉淀物需存放到指定地点。

实施例13

模拟污染水的制备：在人工海水中加入氯化铯、氯化锶以及碘 酸钾，使浓度分别为1mg/L、8mg/L和10mg/L。

在放射性污染区采集放射性污染落叶、树枝等，将收集到的放 射性污染物放入粉碎机粉碎，收集700目以下的污染物粉末按照体 积比1:10投入模拟污染水中，混合均匀后用闪烁计数器测定混合物 放射性量，经检测放射性比活度为42050cpm，然后将混合污染物中 按照质量分数加入1％的碳酸钠、1％的沸石及0.5％的氯化钙，搅拌 10分钟后，离心分离，测量上层清水的放射性量。测量结果：上层 清液的放射性比活度为210cpm，去除率＝(治理前的比活度-治理后的比 活度)/治理前的比活度，计算得到去除率为99.5％。分离后的水可在实 验中再利用，含有放射性物质的沉淀物需存放到指定地点。

实施例14

在放射性污染区采集放射性污染落叶、树枝等，将收集到的放射 性污染物放入粉碎机粉碎，收集700目以上的污染物，将一定量放射 性污染土壤(放射性比活度为1020cpm)，与清洗液以1:2.5的比例 混合，然后将混合物放入高压反应器内，加温到220℃，压力保持在 2MPa，运行30分钟后进行冷却、抽滤、烘干，使用NaI闪烁计数 器测定土壤放射性量为42cpm，按照公式：

去除率＝(治理前的比活度-治理后的比活度)/治理前的比活度

计算得去除率为95.9％。含放射性污染物的污水采用步骤A方 法处理。

实实实15

将一定量放射性污染土壤(放射性比活度为1020cpm)，与清洗 液以1:2.5的比例混合，然后将混合物放入高压反应器内，加温到180 ℃，压力保持在1MPa，运行30分钟后进行冷却、抽滤、烘干，使 用NaI闪烁计数器测定土壤放射性量为103cpm，按照公式：

去除率＝(治理前的比活度-治理后的比活度)/治理前的比活度

计算得去除率为89.9％。含放射性污染物的污水采用步骤A方 法处理。

实施例16

将一定量焚烧灰(放射性比活度为3000cpm)，与清洗液以1:2.5 的比例混合，加入1M的盐酸溶液调节PH至6，在100℃条件下运 行30min后进行冷却、抽滤、烘干，使用NaI闪烁计数器测定土壤 放射性量为1635cpm，按照公式：

去除率＝(治理前的比活度-治理后的比活度)/治理前的比活度

计算得去除率为45.5％。含放射性污染物的污水采用步骤A方 法处理。

实实实17

将清洗液用8倍的温水稀释，加入表面活性剂后加入胶化剂搅拌 均匀，然后将胶化后的清洗液按照1升/平方米的量涂抹在固体污染 物(放射性比活度为4038cpm)上，避水放置6小时，之后冲洗、 收集固体污染物上的的清洗剂后一起处理。使用NaI闪烁计数器测定 处理后的固体放射性量为460cpm，按照公式：

去除率＝(治理前的比活度-治理后的比活度)/治理前的比活度

计算得去除率为88.6％。含放射性污染物的污水采用步骤A方 法处理。

通过上述实验可以证明，本发明可使特定元素快速沉淀并去除， 特别是对Sr、I、Cs有高效的去除能力。对于放射性核素的处理， 同样也会有较高的去除率。

以上所述仅为本发明的具体实施方案的详细描述，并不以此限 制本发明，凡在本发明的设计思路上所作的任何修改、等同替换和改 进等，均应包含在本发明的保护范围之内。