技术领域
[0001] 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
[0002] 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。
[0003] 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。
[0004] 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
[0005] 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。
[0006] 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:
[0007] 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;
[0008] 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;
[0009] 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;
[0010] 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。
[0011] 所述沸石为500~800目大小的颗粒。
[0012] 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。
[0014] 所述PH值的调整可以使用
碳酸钠或者氯化铁。
[0015] 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。
[0016] 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
[0017] 下面结合
实施例对本发明进行进一步的说明。
[0018] 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:
[0019] 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;
[0020] 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;
[0021] 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;
[0022] 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。
[0023] 所述沸石为500~800目大小的颗粒。
[0024] 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。
[0025] 所述助凝剂为膨润土或者活性炭。
[0026] 所述PH值的调整可以使用碳酸钠或者氯化铁。
[0027] 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。
[0028] 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。
[0029] 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。
[0030] 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。
[0031] 实施例1
[0032] 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。
[0033] 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
[0034] (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%。
[0035] 实施例2
[0036] 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。
[0037] 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%。
[0038] 实施例3
[0039] 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。
[0040] 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%
[0041] 实施例4
[0042] 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。
[0043] 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%。
[0044] 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%。
[0045] 实施例5
[0046] 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。
[0047] 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%。
[0048] 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%。
[0049] 实施例6
[0050] 模拟污染水的制备:在自来水中加入氯化铯使浓度为1mg/L。
[0051] 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%。
[0052] 实施例7
[0053] 模拟污染水的制备:在自来水中加入氯化铯使浓度为1mg/L。
[0054] 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%。
[0055] 实施例8
[0056] 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。
[0057] 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%。
[0058] 实施例9
[0059] 模拟污染水的制备:在自来水中加入氯化铯使浓度为1mg/L。
[0060] 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%。
[0061] 实施例10
[0062] 模拟污染水的制备:在自来水中加入氯化锶,使浓度为8mg/L。
[0063] 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%。
[0064] 实施例11
[0065] 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。
[0066] 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。
[0067] 实施例12
[0068] 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。
[0069] 实施例13
[0070] 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。
[0071] 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。
[0072] 实施例14
[0073] 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:
[0074] 去除率=(治理前的比活度-治理后的比活度)/治理前的比活度
[0075] 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。
[0076] 实实实15
[0077] 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:
[0078] 去除率=(治理前的比活度-治理后的比活度)/治理前的比活度
[0079] 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。
[0080] 实施例16
[0081] 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: