【摘要】：隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和核能的大規(guī)模發(fā)展,及放射性核素在軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、能源和醫(yī)學(xué)等科學(xué)研究中的運用越來越廣泛,必然會產(chǎn)生放射性廢水,因此,對高效、經(jīng)濟(jì)的放射性廢水處理技術(shù)的需求愈加迫切。反滲透(RO)膜的孔徑極小,能夠去除水中絕大部分的物質(zhì),對水溶液中粒徑較小的大多數(shù)離子也具有很高的截留效率,去污系數(shù)很好。因此反滲透在處理放射性廢水中具有很好的應(yīng)用前景,但是反滲透對原水水質(zhì)要求較高,需要對原水進(jìn)行預(yù)處理,因而與其它方法聯(lián)用,本文采用絮凝-微濾-反滲透組合工藝對模擬放射性廢水進(jìn)行了處理,重點研究各級出水的電導(dǎo)率和核素的去除效率。針對~(109)Cd、~(144)Ce、~(141)Ce、~(107)Pb、~(51)Cr、~(63)Ni、~(60)Co和~(56)Mn放射性核素,由于核素具有化學(xué)性質(zhì)相同而物理性質(zhì)不同的性質(zhì),本文采用不具放射性的Cd~(2+)、Ce~(4+)、Pb~(2+)、Cr~(6+)、Ni~(2+)、Co~(2+)和Mn~(2+)代替放射性核素進(jìn)行實驗研究。本文運用紫外-可見分光光度法對Cd~(2+)和Ce~(4+)進(jìn)行分析、火焰原子吸收光譜法(FAAS)對Pb~(2+)、Cr~(6+)、Ni~(2+)、Co~(2+)和Mn~(2+)進(jìn)行分析。在離子競爭絮凝和組合法處理實驗中,采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)法對測試結(jié)果進(jìn)行分析。運用紫外-可見分光光度法測試Cd~(2+)時,討論了緩沖溶液用量、乳化劑用量、顯色劑用量、pH值、靜置時間等條件對Cd~(2+)測試結(jié)果的影響。在最佳條件下螯合物很穩(wěn)定,線性相關(guān)系數(shù)較高。測試Ce~(4+)時,在4.5 mol/L H_2SO_4溶液和0.1%甲基綠溶液的共同作用下,顯色體系很穩(wěn)定,得出的線性相關(guān)系數(shù)(R~2)在0.990以上。FAAS法和ICP-MS法對離子的測試結(jié)果準(zhǔn)確可靠,線性相關(guān)系數(shù)和靈敏度均較高。在建立較準(zhǔn)確的測試方法基礎(chǔ)之上,運用聚丙烯酰胺進(jìn)行有機絮凝實驗。結(jié)果表明:除了Cr~(6+)之外,其他離子的絮凝效果均能保持在80%以上,并且確定了最優(yōu)絮凝實驗條件。在通過做正交試驗探討離子的競爭絮凝關(guān)系時,PAM對離子的選擇性絮凝大小順序依次為:Pb~(2+)Ce~(4+)Mn~(2+)Ni~(2+)Co~(2+)Cd~(2+)Cr~(6+),實驗因素對Pb~(2+)、Ce~(4+)和Cr~(6+)無明顯影響。在較優(yōu)絮凝條件下進(jìn)行絮凝-微濾-反滲透聯(lián)合處理實驗,結(jié)果表明:隨著處理深度的加深,出水的電導(dǎo)率逐漸降低,最終維持在1.00μS/cm左右;整個體統(tǒng)對Cr~(6+)總的去除率高達(dá)99.58%,其它離子均在99.99%以上。離子共存的影響導(dǎo)致微濾膜和反滲透膜一定程度上的污染,攔截性能有降低趨勢,隨著離子濃度的增加,該趨勢更明顯,但從整體上來說,該聯(lián)合處理能力沒有顯著下降,其整體去除率均在98.15%以上。通過對過濾濾液調(diào)節(jié)pH值至中性、去離子水膜清洗、二次過濾、低壓操作等措施減小實驗誤差和膜性能下降。絮凝劑利用其能夠自身凈化水體的特點同時與溶液中的懸浮顆粒物發(fā)生相互作用,通過物理及化學(xué)等作用達(dá)到去除溶液中懸浮顆粒,凈化水體的目的。微濾的過濾機理有篩分、深層過濾和濾餅層過濾三種,廢水通過微濾膜時,由于膜的機械截留作用、內(nèi)部截留作用以及微粒的架橋作用,粒徑比微濾膜半徑大的微粒不能通過濾膜而被截留在膜孔或者膜表面上導(dǎo)致濾餅的形成,濾餅的形成又會導(dǎo)致更加精細(xì)的過濾發(fā)生,在靜壓差的驅(qū)動作用下,半徑小于濾膜孔徑的粒子則通過濾膜,半徑大于濾膜孔徑的粒子則被截留于膜面上,從而使大小不同的組分得到分離、純化和濃縮。依據(jù)溶解-擴(kuò)散理論,反滲透的過程是:進(jìn)料液一側(cè)先溶解或選擇性吸附在進(jìn)料液一側(cè)膜面上。在濃溶液一側(cè)施加大于滲透壓的壓力時,濃溶液的一側(cè)的溶劑將透過反滲透膜并且在透過側(cè)解析進(jìn)入稀溶液中。
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X771
【圖文】：

滲透聯(lián)合工藝對處理放射性核素的截留性能及影響因丙烯酰胺作為絮凝劑，對 Cd2+、Ce4+、Pb2+、Cr6+、Ni2+凝處理實驗（見圖 1-2），在此基礎(chǔ)之上，運用反滲透膜留的 Cd2+、Ce4+、Pb2+、Cr6+、Ni2+、Co2+和 Mn2+截留，焰原子吸收光譜法（FAAS）及電感耦合等離子體質(zhì)譜進(jìn)行測試，并將 Cd2+、Ce4+、Pb2+、Cr6+、Ni2+、Co2+、率變化作為評價指標(biāo)，確定最佳的絮凝條件，為之后的性廢水提供水質(zhì)保證。希望為在工程上處理放射性廢水文所采用的實驗技術(shù)框圖如圖 1-3，技術(shù)路線如下：一離子的有機絮凝實驗。合離子溶液的競爭絮凝實驗。（1）的基礎(chǔ)上，對單一離子絮凝-微濾-反滲透實驗。（2）的基礎(chǔ)上，對混合離子溶液絮凝-微濾-反滲透實析絮凝機理和膜對離子的截留機制，為處理其它模擬。

磁力攪拌PAM與離子絮凝實驗圖

12圖 1-3 實驗技術(shù)路線圖的創(chuàng)新點與難點、Ce4+、Pb2+、Cr6+、Ni2+、Co2+、Mn2+的模擬放射性廢相結(jié)合的工藝，主要創(chuàng)新點有幾個方面：凝-微濾-反滲透聯(lián)合處理模擬放射性廢水；空纖維微濾（MF）膜有效地攔截剩余絮凝劑，保障反凝、微濾及反滲透建立了模擬放射性廢水的聯(lián)合處理工

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2799714