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一種含放射性核素污染物的治理方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510161738.0

申請日:

2015.04.08

公開號:

CN104900285A

公開日:

2015.09.09

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):G21F 9/10申請日:20150408|||公開
IPC分類號: G21F9/10; G21F9/06 主分類號: G21F9/10
申請人: 武漢網綠環境技術咨詢有限公司
發明人: 蘇敏
地址: 430062湖北省武漢市武昌區友誼大道303號水岸國際K6-號樓晶座26F
優先權:
專利代理機構: 武漢楚天專利事務所42113 代理人: 雷速
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510161738.0

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2017.11.07|||2015.10.07|||2015.09.09

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種含放射性核素污染物的治理方法,污染物是液體或小70微米的顆粒物:向液態污染物中加入沸石、絮凝劑、助凝劑、調節PH攪拌5~60分鐘,分離固體物和液體,取上清液數次重復上述過程至上清液滿足標準即可;污染物是粒徑大于70微米的顆粒物:使用的清洗液清洗后分離固體和液體,然后將所得的液體物質采用步驟A所述的方法進行處理即可;污染物是大面積固體污染物:將膠化后的清洗液涂抹在固體污染物上,避水放置之后沖洗、收集固體污染物上的清洗劑后使用步驟A所述的方法進行處理。本發明能有效的去除固體、顆粒、粉末以及污水中的放射性核素,處理效果好,降低放射性核素去除過程中耗費的成本,縮短處理時間,降低處理成本。

權利要求書

權利要求書
1.  一種含放射性污染物的治理方法,其特征在于:包括如下方法步驟:
A.污染物是液體:向液態污染物中加入沸石、絮凝劑、助凝劑、調節PH攪拌5~60分鐘,分離固體物和液體,取上清液數次重復上述過程至上清液滿足標準即可;
B.污染物是粒徑小于70微米的顆粒物:將顆粒物與液體污染物混合采用步驟A所述的方法處理即可;
C.污染物是粒徑大于70微米的顆粒物:將粒徑大于70微米的顆粒污染物使用體積為污染物2~5倍的清洗液在50~300℃,壓力1~20個大氣壓的條件下攪拌反應6個小時以上,降溫至常溫后分離固體和液體,然后將所得的液體物質采用步驟A所述的方法進行處理即可;
D.污染物是大面積固體污染物:將清洗液用5~10倍的溫水稀釋,加入表面活性劑后加入膠化劑攪拌均勻,然后將膠化后的清洗液按照0.5~2升/平方米的量涂抹在固體污染物上,避水放置6小時以上,之后沖洗、收集固體污染物上的的清洗劑后使用步驟A所述的方法進行處理。

2.  根據權利要求1所述的一種放射性核素污染物的治理方法,其特征在于:所述沸石為500~800目大小的顆粒。

3.  根據權利要求1所述的一種含放射性核素污染物的治理方法,其特征在于:所述絮凝劑為聚丙烯酰胺系列的有機絮凝劑、無 機鐵鹽絮凝劑或無機鋁鹽絮凝劑中的任意一種。

4.  根據權利要求1所述的一種含放射性核素污染物的治理方法,其特征在于:所述助凝劑為膨潤土或者活性炭。

5.  根據權利要求1所述的一種含放射性核素污染物的治理方法,其特征在于:所述PH值的調整使用強酸弱堿鹽、強堿弱酸鹽、無機酸或強堿。

6.  根據權利要求1所述的一種含放射性核素污染物的治理方法,其特征在于:所述清洗液是鉀鹽、銨鹽、鈣鹽及甲酸中的任意一種或者多種混合物的海水溶液,海水為總濃度大于10%的氯化鈉和氯化鎂的水溶液。

說明書

說明書一種含放射性核素污染物的治理方法
技術領域
本發明涉及污水處理方法,尤其是涉及一種含放射性核素污染物的治理方法。
背景技術
目前核技術在能源、科研、醫療、工業、農業、軍事、交通、醫療衛生等許多領域中的廣泛應用帶來了日益增長的核污染問題。這些放射性廢物對環境和公眾健康存在極大的潛在威脅。處理這些放射性廢物成為全球性的難題。
目前含放射性核素的污水治理,多采用離子交換來進行處理,這樣的方法可以處理多種離子,但是處理的時間較長,不適合大量污水的處理,為污水的處理,尤其是含放射性核素的污水的處理帶來了極大的不便。
傳統的治理方法如采用含有表面活性劑的機械清洗法、離子交換樹脂法、膜分離法與酸浸法等,存在著基建投資高、處理費用大、處理效果不理想并易造成二次污染等諸多問題。清除環境中的放射性核素非常困難。對于大面積低劑量放射性污染土壤,物理化學法處理土-水介質中的低放核素成本高,且易造成二次污染,難以實地操作。近年來研究重點逐漸轉向生化處理技術,研究發現許多微生物吸附劑都能用于重金屬及放射性重金屬廢水的處理。但由于生物體自身受到諸多條件的限制,使其難以得 到推廣應用。
發明內容
本發明的目的在于提供一種含放射性核素污染物的治理方法,采用現有的絮凝劑和清洗劑單獨使用或者結合使用的方法,有效的去除固體、顆粒、粉末以及污水中的放射性核素,生產使用方便,激發效果好,絮凝效果好,清洗效果好,降低放射性核素去除過程中耗費的成本,縮短處理時間,降低處理成本。
本發明的目的是這樣實現的:一種含放射性核素污染物的治理方法,其特征在于:包括如下方法步驟:
A.污染物是液體:向液態污染物中加入沸石、絮凝劑、助凝劑、調節PH攪拌5~60分鐘,分離固體物和液體,取上清液數次重復上述過程至上清液滿足標準即可;
B.污染物是粒徑小于70微米的顆粒物:將顆粒物與液體污染物混合采用步驟A所述的方法處理即可;
C.污染物是粒徑大于70微米的顆粒物:將粒徑大于70微米的顆粒污染物使用體積為污染物2~5倍的清洗液在50~300℃,壓力1~20個大氣壓的條件下攪拌反應6個小時以上,降溫至常溫后分離固體和液體,然后將所得的液體物質采用步驟A所述的方法進行處理即可;
D.污染物是大面積固體污染物:將清洗液用5~10倍的溫水稀釋,加入表面活性劑后加入膠化劑攪拌均勻,然后將膠化后的清洗液按照0.5~2升/平方米的量涂抹在固體污染物上,避水放置6小時 以上,之后沖洗、收集固體污染物上的的清洗劑后使用步驟A所述的方法進行處理。
所述沸石為500~800目大小的顆粒。
所述絮凝劑為聚丙烯酰胺系列的有機絮凝劑、無機鐵鹽絮凝劑或無機鋁鹽絮凝劑中的任意一種。
所述助凝劑為膨潤土或者活性炭。
所述PH值的調整可以使用碳酸鈉或者氯化鐵。
所述清洗液是鉀鹽、銨鹽、鈣鹽及甲酸中的任意一種或者多種混合物的海水溶液,海水為總濃度大于10%的氯化鈉和氯化鎂的水溶液。
本發明一種含放射性核素污染物的治理方法,采用現有的絮凝劑和清洗劑單獨使用或者結合使用的方法,有效的去除固體、顆粒、粉末以及污水中的放射性核素,處理效果好,生產使用方便,激發效果好,絮凝效果好,清洗效果好,降低放射性核素去除過程中耗費的成本,縮短處理時間,降低處理成本。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明進行進一步的說明。
一種含放射性核素污染物的治理方法,其特征在于:包括如下方法步驟:
A.污染物是液體:向液態污染物中加入沸石、絮凝劑、助凝劑、調節PH攪拌5~60分鐘,分離固體物和液體,取上清液數次重 復上述過程至上清液滿足標準即可;
B.污染物是粒徑小于70微米的顆粒物:將顆粒物與液體污染物混合采用步驟A所述的方法處理即可;
C.污染物是粒徑大于70微米的顆粒物:將粒徑大于70微米的顆粒污染物使用體積為污染物2~5倍的清洗液在50~300℃,壓力1~20個大氣壓的條件下攪拌反應6個小時以上,降溫至常溫后分離固體和液體,然后將所得的液體物質采用步驟A所述的方法進行處理即可;
D.污染物是大面積固體污染物:將清洗液用5~10倍的溫水稀釋,加入表面活性劑后加入膠化劑攪拌均勻,然后將膠化后的清洗液按照0.5~2升/平方米的量涂抹在固體污染物上,避水放置6小時以上,之后沖洗、收集固體污染物上的的清洗劑后使用步驟A所述的方法進行處理。
所述沸石為500~800目大小的顆粒。
所述絮凝劑為聚丙烯酰胺系列的有機絮凝劑、無機鐵鹽絮凝劑或無機鋁鹽絮凝劑中的任意一種。
所述助凝劑為膨潤土或者活性炭。
所述PH值的調整可以使用碳酸鈉或者氯化鐵。
所述清洗液是鉀鹽、銨鹽、鈣鹽及甲酸中的任意一種或者多種混合物的海水溶液,海水為總濃度大于10%的氯化鈉和氯化鎂的水溶液。
人工海水的制備:在自來水中加入10%的氯化鈉以及1.3%的氯 化鎂。
模擬污染水的制備:在自來水、海水或者人工海水當中加入氯化銫、氯化鍶以及碘酸鉀中的一種或者多種,使濃度分別為1mg/L、8mg/L和10mg/L。
實驗所用的標準溶液分別為1.0mg/L氯化銫的人工海水溶液、1.0mg/L氯化鍶的人工海水溶液以及0.4mg/L碘酸鉀的人工海水溶液。
實施例1
模擬污染水的制備:在海水中加入氯化銫、氯化鍶以及碘酸鉀,使濃度分別為1mg/L、8mg/L和10mg/L。
在模擬污染水中按照質量百分數加入2%的碳酸鈉、2%的沸石及0.05%的絮凝劑攪拌10分鐘,使用ICP-MS測量上層清水中鍶
(Sr)、碘(I)、銫(Cs)濃度。測量結果:Sr去除率為92.7%、I去除率為26.1%、Cs去除率為89.8%。然后將上層清水的pH值調至4~5,在上述處理1中的上層清水中按照質量百分數添加0.1%的雙氧水、0.5%的10%氯化鐵水溶液,攪拌10分鐘,采用同樣的方式測量上層清水中的Sr、I、Cs濃度。其測量結果:Sr去除率為93.3%、I去除率為68.8%、Cs去除率為90.1%。
實施例2
模擬污染水的制備:在海水中加入氯化銫、氯化鍶以及碘酸鉀,使濃度分別為1mg/L、8mg/L和10mg/L。
在模擬污染水中按照質量分數加入0.5%的碳酸鈉及1.6%沸石 及0.05%的絮凝劑攪拌15分鐘。然后在上層清水中按照質量分數添加1%的碳酸鈉、1%沸石、0.2%的氯化鈣0.05%的絮凝劑,攪拌15分鐘后。然后,在上層清水中按照質量分數添加0.5%的10%氯化鐵水溶液,將pH值調至4~5后,加入0.5%沸石及0.05%的絮凝劑,攪拌5分鐘。最后,使用ICP-MS測量上層清水中Sr、I、Cs濃度。測量結果:Sr去除率為90.9%、I去除率為97.2%、Cs去除率為99.3%。
實施例3
模擬污染水的制備:在海水中加入氯化銫、氯化鍶以及碘酸鉀,使濃度分別為1mg/L、8mg/L和10mg/L。
在模擬污染水中按照質量分數加入1%的碳酸鈉、1.0%的沸石、0.2%的氯化鈣及0.05%的絮凝劑,攪拌15分鐘后。然后在上層清水中加入0.4%沸石及0.05%的絮凝劑,按照體積每5ml上清液加入8g的氯化亞鐵,將pH值調至4~5,攪拌10分鐘后,使用ICP-MS測量Sr、I、Cs濃度。測量結果:Sr去除率為91.5%、I去除率為96.8%、Cs去除率為96.5%
實施例4
模擬污染水的制備:在人工海水中加入氯化銫、氯化鍶以及碘酸鉀,使濃度分別為1mg/L、8mg/L和10mg/L。
在模擬污染水中按照質量分數加入1%的碳酸鈉、1.0%的沸石、0.2%的氯化鈣及0.05%的絮凝劑,攪拌15分鐘后,使用ICP-MS測量上層清水中Sr、I、Cs濃度。測量結果:Sr去除率為82.5%、 I去除率為32.7%、Cs去除率為80.2%。
測量之后再重復一次上述過程,再加入0.4%沸石、0.05%的絮凝劑,按照體積每5ml上清液加入8g的氯化亞鐵,將pH值調至4~5,攪拌10分鐘,再測量上層清水中的Sr、I、Cs濃度。測量結果:Sr去除率為94.3%、I去除率為95.5%、Cs去除率為97.9%。
實施例5
模擬污染水的制備:在人工海水中加入氯化銫、氯化鍶以及碘酸鉀,使濃度分別為1mg/L、8mg/L和10mg/L。
模擬污染水中按照42mg/100ml的比例加入亞鐵氰化鉀、加入質量百分數5%蒸餾水、按照1g/100ml的比例加入膨潤土、按照質量百分數0.5%添加10%的氯化亞鐵新制水溶液,攪拌十分鐘。測量結果:Sr去除率為25.3%、I去除率為10.9%、Cs去除率為99.6%。
在模擬污染水中按照質量百分比加入1%的碳酸鈉、1.0%的沸石、0.2%的氯化鈣及0.05%的絮凝劑,攪拌15分鐘。然后將上層清液取出,再重復一次上述操作。最后,在上層清水中加入0.4%的沸石及0.05%的絮凝劑及按照質量百分數0.5%添加10%的氯化亞鐵新制水溶液,將pH值調至4~5,攪拌10分鐘后,再測量上層水中的Sr、I、Cs濃度。測量結果:Sr去除率為93.6%、I去除率為99.8%、Cs去除率為98.9%。
實施例6
模擬污染水的制備:在自來水中加入氯化銫使濃度為1mg/L。
在模擬污染水中按照質量分數添加0.75%的沸石、0.3%的硫酸 鋁、0.45%的碳酸鈉及0.03%的絮凝劑,攪拌10分鐘后,測量上層清水中離子濃度。測量結果:Sr去除率為96.2%。
實施例7
模擬污染水的制備:在自來水中加入氯化銫使濃度為1mg/L。
在模擬污染水中按照質量分數加入1.5%沸石及0.03%絮凝劑,攪拌10分鐘后,測量上層水中離子濃度。測量結果:Sr去除率為99.7%。
實施例8
模擬污染水的制備:在自來水中加入氯化銫、氯化鍶,使濃度分別為1mg/L、8mg/L。
在模擬污染水中加入0.07%的沸石、0.3%的硫酸鋁、0.45%的碳酸鈉及0.03%的絮凝劑,攪拌10分鐘后,測量上層清水中離子濃度。測量結果:Sr去除率為89.1%、Cs去除率為92.2%。
實施例9
模擬污染水的制備:在自來水中加入氯化銫使濃度為1mg/L。
在模擬污染水中按照質量分數加入1%的碳酸鈉、1%的沸石及0.5%的氯化鈣,攪拌10分鐘后,使用ICP-MS測量上層清水中Sr濃度。測量結果:Sr去除率為99.9%。
實施例10
模擬污染水的制備:在自來水中加入氯化鍶,使濃度為8mg/L。
在模擬污染水中按照質量分數加入3%的沸石和0.3%的硫酸鋁,攪拌10分鐘后,測量上層清水中Cs濃度。測量結果:Cs去除 率為99.9%。
實施例11
模擬污染水的制備:在自來水中加入氯化銫、氯化鍶,使濃度分別為1mg/L、8mg/L。
在放射性污染區采集放射性污染落葉、樹枝等,將收集到的放射性污染物放入粉碎機粉碎,收集700目以下的污染物粉末按照體積比1:5投入模擬污染水中,混合均勻后用閃爍計數器測定混合物放射性量,經檢測放射性比活度為40830cpm,然后將混合污染物中按照質量分數加入0.75%的沸石、0.3%的硫酸鋁、0.45%的碳酸鈉及0.03%的絮凝劑,攪拌10分鐘后,離心分離,取上清液,重復上述過程一次之后,上層清液的放射性比活度為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,計算得到去除率為93.6%。分離后的水可在實驗中再利用,含有放射性物質的沉淀物需存放到指定地點。
實施例12
模擬污染水的制備:在海水中加入氯化銫使濃度為1mg/L。在放射性污染區采集放射性污染落葉、樹枝等,將收集到的放射性污染物放入粉碎機粉碎,收集700目以下的污染物粉末按照體積比1:8投入模擬污染水中,混合均勻后用閃爍計數器測定混合物放射性量,經檢測放射性比活度為39620cpm,然后將混合污染物中按照質量分數加入1.5%的沸石、0.02%的硝酸銀及0.03%的絮凝劑,攪拌10分鐘后,離心分離,測量上層清水的放射性量。測量結果:上層清液的 放射性比活度為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,計算得到去除率為94.8%。分離后的水可在實驗中再利用,含有放射性物質的沉淀物需存放到指定地點。
實施例13
模擬污染水的制備:在人工海水中加入氯化銫、氯化鍶以及碘酸鉀,使濃度分別為1mg/L、8mg/L和10mg/L。
在放射性污染區采集放射性污染落葉、樹枝等,將收集到的放射性污染物放入粉碎機粉碎,收集700目以下的污染物粉末按照體積比1:10投入模擬污染水中,混合均勻后用閃爍計數器測定混合物放射性量,經檢測放射性比活度為42050cpm,然后將混合污染物中按照質量分數加入1%的碳酸鈉、1%的沸石及0.5%的氯化鈣,攪拌10分鐘后,離心分離,測量上層清水的放射性量。測量結果:上層清液的放射性比活度為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,計算得到去除率為99.5%。分離后的水可在實驗中再利用,含有放射性物質的沉淀物需存放到指定地點。
實施例14
在放射性污染區采集放射性污染落葉、樹枝等,將收集到的放射性污染物放入粉碎機粉碎,收集700目以上的污染物,將一定量放射性污染土壤(放射性比活度為1020cpm),與清洗液以1:2.5的比例混合,然后將混合物放入高壓反應器內,加溫到220℃,壓力保持在2MPa,運行30分鐘后進行冷卻、抽濾、烘干,使用NaI閃爍計數器測定土壤放射性量為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
計算得去除率為95.9%。含放射性污染物的污水采用步驟A方法處理。
實實實15
將一定量放射性污染土壤(放射性比活度為1020cpm),與清洗液以1:2.5的比例混合,然后將混合物放入高壓反應器內,加溫到180℃,壓力保持在1MPa,運行30分鐘后進行冷卻、抽濾、烘干,使用NaI閃爍計數器測定土壤放射性量為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
計算得去除率為89.9%。含放射性污染物的污水采用步驟A方法處理。
實施例16
將一定量焚燒灰(放射性比活度為3000cpm),與清洗液以1:2.5的比例混合,加入1M的鹽酸溶液調節PH至6,在100℃條件下運行30min后進行冷卻、抽濾、烘干,使用NaI閃爍計數器測定土壤放射性量為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
計算得去除率為45.5%。含放射性污染物的污水采用步驟A方法處理。
實實實17
將清洗液用8倍的溫水稀釋,加入表面活性劑后加入膠化劑攪拌均勻,然后將膠化后的清洗液按照1升/平方米的量涂抹在固體污染 物(放射性比活度為4038cpm)上,避水放置6小時,之后沖洗、收集固體污染物上的的清洗劑后一起處理。使用NaI閃爍計數器測定處理后的固體放射性量為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
計算得去除率為88.6%。含放射性污染物的污水采用步驟A方法處理。
通過上述實驗可以證明,本發明可使特定元素快速沉淀并去除,特別是對Sr、I、Cs有高效的去除能力。對于放射性核素的處理,同樣也會有較高的去除率。
以上所述僅為本發明的具體實施方案的詳細描述,并不以此限制本發明,凡在本發明的設計思路上所作的任何修改、等同替換和改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。

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