[发明专利]一种杂化膜吸附分离放射性含锶废水的方法

说明书

本发明公开了一种杂化膜吸附分离放射性含锶废水的方法，首先将放射性含锶废水通入卷式膜分离器中，采用错流操作的方式用杂化膜吸附分离放射性废水中的大部分锶离子；其次通入板式膜分离器中，采用错流操作的方式用杂化膜吸附脱除废水中极少量锶离子；最后进行反渗透过滤处理，脱除废水中残留的微量锶离子，由此脱除放射性含锶废水中的锶离子。整个吸附分离方法具有工艺流程短、操作简便、杂化膜容易清洗和再生、条件温和、选择性好、易于推广应用等优点，既可以满足核电工业规模化脱除放射性含锶废水中的锶离子，也可以用于非放射性废水中锶离子的吸附脱除。

技术领域

本发明属于放射性废水处理技术领域，特别是涉及一种杂化膜吸附分离放射性含锶废水的方法。

背景技术

我国“核电站中长期发展规划”提出，至2020年核电站装机容量将达到4000万千瓦，核电占全部电力装机容量的比重从现在的不到2％提高到4％，核电年发电量达到2600～2800亿千瓦时；目前一批核电站正在建设或论证中。然而，随着核电技术的迅猛发展，核电安全更加引人关注。特别是日本福岛核事故给我们敲响了警钟，如何有效地处理核电站排出的中低浓度放射性废水已引起人们的格外关注，社会需求紧迫。据报道，目前国内核电站液体流出物的主要核素为⁹⁰Sr(β射线)、¹³⁷Cs(β和γ射线)、⁶⁰Co(β和γ射线)等。核素锶90是主要放射性污染源之一，所以研究放射性含锶废水中锶离子的脱除具有积极意义。目前这类废水的处理方法主要有吸附剂吸附、离子交换法和膜分离技术。其中，膜分离技术在放射性废水处理方面显示出广阔的应用前景，受到格外重视。

中国专利申请201410009260.5提出的一种放射性含锶废水的处理方法及装置，采用放射性废水中的锶离子与碳酸钙、碳酸钠进行化学反应，从而使碳酸锶在碳酸钙晶种表面沉积，形成大粒径密实的晶体颗粒物快速沉淀到水力旋流底部，以去除部分放射性锶离子；小颗粒的碳酸锶和晶种随上清液进入膜分离器，并与氯化铁反应，颗粒物经中空纤维膜分离后进一步去除放射性锶离子，使出水的放射性大幅度降低；该方法主要是以化学物质来沉淀锶离子，存在处理步骤较多，操作过程繁杂，化学沉积试剂使用较多，锶离子处理不彻底、膜污染严重等缺点，其应用价值有限，难以满足大规模工业化放射性废水处理的实际需求。

中国专利申请201610415050.5提出的一种放射性含锶废水的处理方法，采用向反应器中加入碳酸钠，使放射性废水中的锶离子与碳酸钠生成大颗粒沉淀物，然后将放射性废水进入膜分离器，最后将放射性废水用氧化石墨烯基复合膜进行反渗透分离；该方法存在处理步骤多，沉淀剂加入量大，操作过程繁杂，膜孔堵塞造成膜污染严重等缺点，应用价值有限。

发明内容

本发明的目的是提出一种杂化膜吸附分离放射性含锶废水的方法，以克服现有技术上的缺陷，为放射性含锶废水中锶离子的脱除提供一条简便、高效的新路线。

为实现该目的，本发明采用了以下技术方案：

一种杂化膜吸附分离放射性含锶废水的方法，步骤如下：

(1)首先，将放射性含锶废水通入卷式膜分离器中，采用错流操作的方式，用杂化膜吸附分离放射性废水中的大部分锶离子(Sr²⁺)，将放射性含锶废水中锶离子浓度大幅降低，得到更低浓度的含锶废水；

(2)其次，将上述步骤(1)处理后得到的更低浓度放射性含锶废水通入板式膜分离器中，采用错流操作的方式，用杂化膜吸附脱除废水中极少量锶离子；

(3)最后，将上述步骤(2)处理后得到的放射性含锶废水进行反渗透过滤处理，脱除废水中残留的微量锶离子，就能将放射性废水中的锶离子完全处理干净，达到合规回用或达标排放标准，由此脱除放射性含锶废水中的锶离子。

作为杂化膜吸附分离放射性含锶废水方法的优选技术方案：

所述膜分离器的操作时间为0.5～3h。