發(fā)布時(shí)間：2020-08-28 16:26

　　 日本福島地震引發(fā)的核電站放射性物質(zhì)泄漏引起了人們的廣泛關(guān)注。在這些放射性物質(zhì)中，銫是半衰期較長(zhǎng)的高釋熱裂變產(chǎn)物，其存在對(duì)環(huán)境造成長(zhǎng)期威脅。本文利用亞鐵氰化銅作為吸附劑，采用微濾膜進(jìn)行固液分離，開發(fā)出累積二級(jí)逆流吸附-微濾工藝去除模擬廢水中的銫，獲得了較高的去污因數(shù)和濃縮倍數(shù)，為應(yīng)對(duì)核突發(fā)事件提供了技術(shù)支撐。 試驗(yàn)制備出分子式為Cu_2Fe(CN)_6·7H_2O的亞鐵氰化銅，其對(duì)銫的吸附過(guò)程符合Freundlich吸附等溫式和擬二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)模型，離子交換是主要的作用機(jī)理。當(dāng)溶液的初始銫濃度約為100μg/L，pH值在2.6~10.9范圍內(nèi)時(shí)，銫的分配系數(shù)大于2.94×10~6mL/g。溶液中與銫共存的K~+離子和Na~+離子的濃度分別低于20mg/L和1000mg/L時(shí)，不影響銫的去除。亞鐵氰化銅吸附銫以后在水溶液中不解吸。升高溶液溫度有利于銫的去除。 使用常規(guī)吸附-微濾工藝處理含銫廢水，隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，出水銫濃度呈下降的趨勢(shì)。當(dāng)亞鐵氰化銅的投加量為20~80mg/L時(shí)，得到的平均去污因數(shù)為287~1349。由于離子交換作用，出水中銅的濃度有所升高，但是其濃度以及可能被引入的氰化物濃度均滿足國(guó)家《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）要求。 針對(duì)亞鐵氰化銅吸附水中的銫，開發(fā)出二級(jí)逆流吸附-微濾工藝，并建立了數(shù)學(xué)模型；采用該模型可較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)出水中的銫濃度，并在燒杯試驗(yàn)以及小試試驗(yàn)中進(jìn)行了驗(yàn)證。當(dāng)水中初始銫濃度約為100μg/L，亞鐵氰化銅的投加量為40mg/L，稀釋因子分別為0.7和0.4時(shí)，燒杯試驗(yàn)獲得的去污因數(shù)分別為615和1123，與模型計(jì)算值接近。 二級(jí)逆流吸附-微濾工藝小試試驗(yàn)的驗(yàn)證結(jié)果表明，出水銫濃度隨運(yùn)行時(shí)間的增加基本不變，在稀釋因子分別為0.7和0.4時(shí)，得到的去污因數(shù)分別為593和964。與常規(guī)吸附-微濾工藝相比，在相同的吸附劑投加量下去污因數(shù)可提高1~2倍，膜分離器內(nèi)懸浮固體濃度的實(shí)測(cè)值接近計(jì)算值，膜污染速率小，可獲得更大的濃縮倍數(shù)。
【學(xué)位單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2012
【中圖分類】：X703
【部分圖文】：

膜分離技術(shù)可分為微濾（MF）、超濾（UF）、納濾（NF）和反滲透（RO）。壓力驅(qū)動(dòng)膜的特性如圖1-1所示[17]。圖 1-1 壓力驅(qū)動(dòng)膜的特性微濾是在壓力差作為推動(dòng)力的情況下，將濾液中大于微濾膜孔徑的微粒、細(xì)菌等懸浮物質(zhì)截留下來(lái)，達(dá)到濾液中微粒的去除和溶液的澄清的一種膜分離技術(shù)。通常，微濾膜孔徑在 0.05 μm ~5 μm 之間，可截留分子量為 2×105Da~106Da的物質(zhì)，適用于細(xì)菌微粒的分離。微濾廣泛的用于飲用水和生活污水的處理，在工業(yè)上經(jīng)常用來(lái)去除液體中的顆粒性物質(zhì)。微濾可以和沉淀、吸附等工藝相結(jié)合用于處理放射性廢水，微濾也經(jīng)常做為納濾、超濾的前處理工藝進(jìn)行應(yīng)用。超濾是一個(gè)壓力驅(qū)動(dòng)過(guò)程，介于微濾與納濾之間，且三者無(wú)明顯的分界線。超濾膜是一種具有超級(jí)“篩分”分離功能的多孔膜，它的孔徑在 0.001 μm ~0.01

1.2.3 蒸發(fā)法蒸發(fā)法的基本原理是：進(jìn)入蒸發(fā)器的廢水通過(guò)蒸汽或電熱器加熱至沸騰，廢水中的水分便逐漸蒸發(fā)成水蒸氣，經(jīng)冷卻凝結(jié)成水。因?yàn)殇C不具有揮發(fā)性，因此用蒸發(fā)法處理含銫廢水可以獲得很高且穩(wěn)定的去污因數(shù)和濃縮倍數(shù)。比如，尉鳳珍等[51]用釜式蒸發(fā)裝置對(duì)含137Cs 放射性活度分別為 6.79×103Bq/L和 1.82×106Bq/L的低放和中放廢水進(jìn)行蒸發(fā)處理試驗(yàn)，得到的去污因數(shù)分別為 1.76×104和6.17×105。1.2.4 萃取法萃取法除銫近年來(lái)也備受關(guān)注。目前有應(yīng)用的萃取劑有三種即冠醚、硼鈷衍生物(CCDC) 和杯冠化合物[52]。1985 年，Shuler 等[53]研究了用冠醚從酸性高放廢液中萃取137Cs。分別使用0.02 mol/L雙-4, 4′(5′)-(1-羥基庚基) 苯并 18 冠 6 (Ⅰ) 和雙-4, 4′(5′)- (1-羥基-2-乙基己基) 苯并 18 冠 6 (Ⅱ) 作萃取劑，它們的結(jié)構(gòu)示于圖 1-4。將這兩種萃取

（Programmable Logic Controller，PLC）器亦與 PLC 相連以實(shí)現(xiàn)進(jìn)水、加藥、出水理過(guò)程的完全自動(dòng)化。設(shè)備見表 2-3，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)裝置如圖 2-3 所表 2-3 小試試驗(yàn)裝置主要設(shè)備表稱 型號(hào) 生QRUNDDOS 格蘭富（上BT100-2J-YZ Ⅱ 15保定蘭格恒BT00-300M-YZ2515 保定蘭格恒D-8401WZ 天津市華興ACO-318 廣東海利有控制器 51-A-S-V-2-AA 北京頗特儀計(jì)（水） LZB-6 天津流量?jī)x

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2807832