[发明专利]一种用于放射性废水深度处理的活化剂及其应用

说明书

技术领域

本发明属于废水处理领域，具体涉及一种用于放射性废水深度处理的活化剂及其应用。

背景技术

放射性废水中的放射性核素离子在极低的质量浓度条件下即可达到很高的放射性活度水平，例如，当放射性废水中含有1 μg/L的Co-60时，由此产生的放射性活度将达到4.18×10⁷ Bq/L的水平。而环境排放标准或者饮用水标准中对放射性活度水平的要求非常严格，例如中华人民共和国国家标准《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）中规定，生活饮用水中总β放射性的限值为1 Bq/L，因此就需要保证其中的放射性核素离子处于痕量浓度水平。

放射性核素是一种特殊的无机盐，因此放射性废水的处理属于一种脱盐过程。主要的放射性废水处理过程，包括蒸发、离子交换、反渗透、连续电除盐等，本质上都是脱盐过程。

在民用领域，比较精细的脱盐过程所产生的纯水为高纯水，高纯水的纯度通常以其电阻率来表示，25℃条件下，高纯水的极限电阻率为18.2 MΩ·cm。在电阻率高达16~18 MΩ·cm的高纯水中，水中离子的含量仍旧可能达到μg/L的级别。

当放射性废水经过蒸发、离子交换、反渗透、连续电除盐等工艺处理后，其中的含盐量和放射性水平都降到了比较低的水平，要进一步降低其放射性水平存在非常大的难度。其原因是：经过上述工艺处理后，水中放射性核素离子的质量浓度在10^-4~10^-3 ng/L的水平上，放射性活度在几十到几百Bq/L的水平上。由于此时水中无机盐的含量很低，在μg/L或者更低的水平上，液态水中以离子为核心的水合离子层的厚度增加，水中的放射性核素离子被大量的水分子包围形成水合离子，这种水合离子电性弱、水分子层厚，不易被处理工艺所捕获。

在脱盐工艺中，为了获得纯度更高的高纯水，必须通过多级工艺不断脱除水中的盐分以期获得无机盐含量更低、水纯度更高的高纯水。与此相反，本发明的创新之处在于，为了使放射性水中含量极低的核素离子能够被处理工艺所捕获，在进行进一步的精处理之前向水中加入了一定量的无机盐离子，这些不同种类的无机盐离子以特定的浓度存在于水中时，能够将水合分子层的厚度降至最低，从而大大增加核素离子被处理工艺捕获的几率。

在脱盐的过程中为了获得更高的脱盐效率而向水中增加盐的浓度，这一创新性的思维以前未见报道。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种用于放射性废水深度处理的活化剂及其应用。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种用于放射性废水深度处理的活化剂，所述活化剂由电阻率大于0.5 MΩ·cm的纯水与不同种类的无机盐配制而成，活化剂中含有离子Ca²⁺、Na⁺、Sr²⁺、Zn²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺和K⁺，阴离子种类不限，活化剂原液浓度与投加剂量相关，保证在活化剂加入放射性废水中并混合均匀后，放射性废水中含有的离子浓度如下：

Ca²⁺：0.1～0.2mg/L；

Na⁺：0.2～0.3mg/L；

Sr²⁺：8～9mg/L；

Zn²⁺：18～20mg/L；

Mg²⁺：0.2～0.25mg/L；

Fe²⁺：0.04～0.05mg/L；

K⁺：100～150mg/L。

加入所述活化剂的混合均匀后的放射性废水中阳离子的总含量大于0.1 mg/L，小于等于10 mg/L。

加入所述活化剂的混合均匀后的放射性废水中阳离子总含量优选大于0.6 mg/L且小于等于1.0 mg/L。

所述活化剂的应用，所述应用步骤如下：

第一步，利用电阻率大于0.5 MΩ·cm的高纯水和不同种类的无机盐配制活化剂，活化剂中含有离子Ca²⁺、Na⁺、Sr²⁺、Zn²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺和K⁺，其浓度范围如下，

Ca²⁺：0.01～1 g/L；