CN104900285B - 一种含放射性核素污染物的治理方法 - Google Patents
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Abstract
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。
Description
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。
Claims (1)
1.一种含放射性污染物的大面积固体污染物的治理方法，其特征在于：包括如下方法步骤：
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胶化后的清洗液后，向液态污染物中加入沸石、絮凝剂和助凝剂，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；
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值的调整使用强酸弱碱盐、强碱弱酸盐、无机酸或强碱；
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。
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