[发明专利]一种利用微电场强化人工湿地去除废水中铀和锰的方法

说明书

本发明涉及一种利用微电场强化人工湿地去除废水中铀和锰的方法，以提高人工湿地去除铀尾矿库渗滤水中铀和锰的效率。先构建人工湿地，再对水流方向和水力停留时间进行优化，然后施加微电场，并对电场强度进行优化，直致人工湿地出水中铀和锰的浓度达到相应的国家排放标准，从而实现对铀尾矿库渗滤废水中铀和锰的去除。本方法利用微电场改变铀和锰在人工湿地中的分布，将铀和锰从基质中解吸并促进其向阴极迁移或被生物膜吸附和植物富集，显著提高了人工湿地的去除铀和锰的效率。

技术领域

本发明涉及铀尾矿库渗滤水中铀和锰的去除方法，具体是一种微电场强化人工湿地去除铀尾矿库渗滤水中铀和锰的方法。

背景技术

在物理、化学和生物风化作用下，铀尾矿中的放射性核素和重金属会释放出来，进入铀尾矿库中，在雨水、地表径流和地下径流的作用下形成含铀、锰等有害物质的渗滤水。近年来，全球多个地区均有报道铀尾矿库渗滤液中的铀及其他放射性核素超过排放标准，其放射性和化学毒性对人类和水生生物造成了严重的威胁。此外，渗滤液中还含有锰等多种重金属，这些重金属一旦超出排放标准，经机体摄入就有可能对其造成严重的损伤。铀尾矿库渗滤液中放射性核素以及重金属会在地球物理化学作用下迁移、扩散到周边的地表水和地下水中。我国南方某铀尾矿库，其铀尾矿的储量约为达数千万吨，周边人群密集，其铀尾矿库渗滤液中铀和锰的浓度超过了国家排放标准，亟需进行治理。

为解决放射性核素水体污染问题，迄今已提出了离子交换法、化学沉淀法、膜处理法、蒸发浓缩法、零价铁法以及生物修复法等修复方法。其中植物修复作为生物修复法的一种方式，已被证明相较于其他修复方法，具有经营与管理成本低，无二次污染的优势，适用于大范围和低浓度污染区域的修复，因而受到广泛关注。人工湿地生物修复技术是一种环保、经济、高效的污染水体修复手段，废水流经生长有大型植物和微生物的基质后，污染物被截留、富集或被降解、挥发。人工湿地去除重金属的机制包括基质、植物和生物膜与废水中重金属之间的相互作用。水体中重金属进入人工湿地后会被基质和生物膜吸附以及被植物根系富集，从而达到净化的效果。其中大型植物能够富集废水中的重金属，为微生物提供生长载体，在人工湿地修复重金属污染水体的过程中扮演着重要的角色。由于放射性核素和重金属普遍具有生物毒性，其在植物体内的积累，会造成植物中毒，影响生长。此外，人工湿地作为生物修复方式的一种，不可避免的具有修复速度慢、受温度等外界条件影响明显等缺点。因此，亟需研发一种强化技术，提高人工湿地系统中植物、微生物、基质和生物膜的铀和锰的富集和吸附作用，以提高人工湿地去除铀尾矿库渗滤水中铀和锰的效率。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种利用微电场强化人工湿地去除铀尾矿库渗滤水中铀和锰的方法，本方法具有经济、高效、环境友好等多重优点。

为了达到上述目的，本发明研发了一种利用微电场强化人工湿地去除废水中铀和锰的方法。本方法的具体步骤是先构建人工湿地，再对水流方向和水力停留时间进行优化，然后施加微电场，并对电场强度进行优化，直致人工湿地出水中铀和锰的浓度达到相应的国家排放标准，从而实现对铀尾矿库渗滤废水中铀和锰的去除。

其具体措施是：

（1）构建人工湿地；

（2）对水流方向和水力停留时间进行优化；

（3）施加微电场；

（4）对微电场强度进行优化；

（5）人工湿地出水中铀和锰的检测。

其进一步的措施是：