一种高盐含氟-铀放射性废液的深度净化与回收方法_4

文档序号:8513388阅读:来源:国知局
发明的一种高盐含氟-铀废水(液)的深度净化与回收方法,其 包括依次进行的预处理A、铀-氟的富集分离B和铀的回收C 3个处理工段。经处理后最终 废水中含盐量彡〇· 1%,铀浓度〈〇· 05mg/L,F-彡10mg/L。
[0039] ①预处理A预处理工段包括依次连接的低温减容分离、化学沉降和膜滤单元,其 中低温减容分离单元的低温处理温度为-50°C,低温处理时间为I. 5h ;化学沉降单元所 使用的沉淀剂为可溶性的硅酸盐,铀:硅酸盐=15 : 1(质量浓度比),搅拌时间1.5h,搅 拌速度lOOrpm,搅拌温度25°C ;膜滤单元选用的膜滤组件膜孔径为lOOnm,驱动压力差为 0· 25MPa ;出水铀浓度< 5mg/L。
[0040] ②铀-氟的富集分离B铀-氟的富集分离工段选择的处理单元是依次连接的梯级 生物富集-膜滤分离单元、梯级离子交换单元和沉淀除氟-固液分离单元。其中梯级生物富 集单元选用的生物吸附剂可以是植物类吸附剂如谷壳、秸杆等植物干粉,或天然高分子吸 附剂如薯类淀粉、壳聚糖等,投加的生物吸附剂浓度为5g/L,反应时间I. 5h,设计串联生物 吸附的级数为4级;膜滤分离选用的膜组件的孔径为2. 5um,驱动压力差为0. 25MPa。梯级离 子交换单元选择阳-阴离子型离子交换树脂来进一步降低废水中无机盐的浓度,阳-阴离 子型离子交换树脂的含水率为50%,重复使用次数100次,组配级数为2级。沉淀除氟-固 液分离单元利用石灰乳等调节废水的pH至9,搅拌时间25min,搅拌速度lOOrpm,搅拌温度 25°C;搅拌处理后按体积比:絮凝剂:废水=1 : 800加入生物絮凝剂如蛋白质类絮凝剂如 NOC-I絮凝剂,或多糖生物絮凝剂如絮凝剂A1-201。废水经沉淀除氟后通过斜板沉淀池对 絮凝液进行固液分离,截留的氟化妈澄可清洁解控(U〈0. 05mg/L或U〈5. Omg/kg),上清液经 酸调节pH至6~9后达标排放。最终出水铀浓度< 0· 05mg/L,出水氟浓度< 10mg/L。
[0041] ③铀的回收铀的回收工段的控制条件同实施例1中的铀的回收工段中的工艺参 数一致,不同的是此实施例中微波处理单元干燥处理或氧化焙烧后的含铀晶体的成分主要 是含铀、U-P或U-Si的氧化物等固体物质。
[0042] 实施例4初始进水含盐量为10%,初始铀浓度为600mg/L,氟浓度为10g/L的高 盐含氟-铀放射性废水,进入本发明的一种高盐含氟-铀废水(液)的深度净化与回收方 法,其包括依次进行的预处理A、铀-氟的富集分离B和铀的回收C 3个处理工段。经处理 后最终废水中含盐量彡1%,铀浓度〈〇· 〇5mg/L,F_< 10mg/L。
[0043] ①预处理A预处理工段包括依次连接的低温减容分离、化学沉降和膜滤单元,其 中低温减容分离单元的低温处理温度为-80°C,低温处理时间为2h ;化学沉降单元所使用 的沉淀剂为可溶性的有机弱酸如草酸、柠檬酸等,铀:有机弱酸=12 : 1(质量浓度比),搅 拌时间I. 5h,搅拌速度180rpm,搅拌温度35°C ;膜滤单元选用的膜滤组件膜孔径为100nm, 驱动压力差为〇· 25MPa ;出水铀浓度彡5mg/L。
[0044] ②铀-氟的富集分离B铀-氟的富集分离工段选择的处理单元是依次连接梯级 离子交换单元和沉淀除氟-固液分离单元。其中梯级离子交换单元选择阳-阴离子型离子 交换纤维或阳-阴离子型离子交换树脂进行组配来进一步降低废水中铀及无机盐的浓度, 其组配方式可以是以下3种:阳-阴离子型离子交换纤维的多级组配,或阳-阴离子型离子 交换树脂的多级组配,或阳-阴离子型离子交换树脂与阳-阴离子型离子交换纤维的多级 组配;阳-阴离子型离子交换纤维或阳-阴离子型离子交换树脂的含水率为40%~60%, 阳-阴离子型离子交换纤维的重复使用次数250次,阳-阴离子型离子交换树脂的重复使 用次数100次,阳-阴离子型离子交换纤维或(与)阳-阴离子型离子交换树脂的组配级 数为4级。沉淀除氟-固液分离单元利用石灰乳等调节废水的pH至10,搅拌时间30min, 搅拌速度200rpm,搅拌温度50°C ;搅拌处理后按体积比:絮凝剂:废水=1 : 1000加入无 机絮凝剂聚合氯化铁。废水经沉淀除氟后通过膜滤装置对絮凝液进行固液分离,截留的氟 化隹?澄可清洁解控(U〈0. 05mg/L或U〈5. Omg/kg),上清液经酸调节pH至6~9后达标排放。 最终出水铀浓度< 0. 05mg/L,出水氟浓度< 10mg/L。
[0045] ③铀的回收铀的回收工段的控制条件同实施例1中的铀的回收工段中的工艺参 数一致。
[0046] 实施例5初始进水含盐量为0· 8 %,初始铀浓度50mg/L,镅浓度为5mg/L,氟浓度 为12g/L的含氟-铀镅放射性废液,废液的溶剂为乙醇,进入本发明的一种高盐含氟-铀废 水(液)的深度净化与回收方法,其包括依次进行的预处理A、铀-氟的富集分离B和铀的 回收C 3个处理工段。经处理后最终废液中含盐量彡0. 1%,铀浓度〈0. 05mg/L,F_< IOmg/ L0
[0047] ①预处理A预处理工段包括依次连接的低温减容分离、化学沉降和膜滤单元,其 中低温减容分离单元的低温处理温度为-80°C,低温处理时间为1.0 h ;化学沉降单元所使 用的沉淀剂为可溶性的有机酸盐如草酸钠、胡敏酸钠等,铀:有机酸盐=6 : 1(质量浓度 比),搅拌时间I. 〇h,搅拌速度150rpm,搅拌温度35°C ;膜滤单元选用的膜滤组件膜孔径为 100nm,驱动压力差为0· 25MPa ;出液铀浓度彡5mg/L。
[0048] ②铀-氟的富集分离B铀-氟的富集分离工段选择的处理单元可以是依次连接 的梯级生物富集-膜滤分离单元和沉淀除氟-固液分离单元,也可以是依次连接的梯级离 子交换单元和沉淀除氟-固液分离单元。其中梯级生物富集单元选用的生物吸附剂是粒 径300目的真菌类吸附剂如酵母菌、根霉菌等真菌的死体,投加的生物吸附剂浓度为5g/L, 反应时间2. Oh,设计串联生物吸附的级数为3级;膜滤分离选用的膜组件的孔径为2. 5um, 驱动压力差为0. 25MPa。沉淀除氟-固液分离单元利用石灰乳等调节废液的pH至11,搅 拌时间60min,搅拌速度180rpm,搅拌温度35°C ;搅拌处理后按体积比:絮凝剂:废液= 1 : 1000加入无机絮凝剂聚合硫酸铁。废液经沉淀除氟后通过斜板沉淀池对絮凝液进行固 液分离,截留的氟化妈澄可清洁解控(U〈0. 05mg/L或U〈5. Omg/kg),上清液经酸调节pH至 6~9后达标排放。最终出液铀浓度彡0. 05mg/L,出水氟浓度彡10mg/L。
[0049] ③铀的回收铀的回收工段的控制条件同实施例1中的铀的回收工段中的工艺参 数一致。
【主权项】
1. 一种高盐含氟-铀放射性废液的深度净化与回收方法,其特征在于,它包括依次进 行的预处理、铀-氟的富集分离和铀的回收3个处理工段;进一步细分为低温减容分离、化 学沉降、膜滤、梯级生物富集或膜滤分离或梯级离子交换、沉淀除氟固液分离、微波塔处理、 铀的资源化回收7个处理单元; 所述的预处理工段包括依次连接的低温减容分离、化学沉降和膜滤单元,初始进液含 盐量为0. 1%~10 %,初始铀浓度为0. 1~l〇〇〇mg/L,氟浓度为0.0 l~15g/L,经预处理后 废水中铀的浓度可降至5mg/L以下; 所述的低温减容分离单元采用冻融技术对高盐含氟-铀废液进行高效快速减容,使废 液中部分溶剂以固体形式析出,废液进一步浓缩,当固体中含盐量多〇. 1%时则返回低温减 容分离单元进行进一步降盐;当固体中含盐量< 0. 1%、铀浓度〈0. 05mg/L及氟浓度>10mg/ L时进入沉淀除氟固液分离单元进行进一步除氟处理;当固体中含盐量< 0. 1%,铀浓度在 0. 05~5mg/L之间时进入铀、氟的富集分离工段进一步除铀;其中低盐含铀的大块固体采 用机械法打捞实现固液分离; 化学沉降单元采用无机盐、有机弱酸或有机酸盐作沉淀剂对低温减容分离单元处理后 的浓缩液进行除铀降盐;膜滤单元用于对化学沉降单元的絮凝液进行固液分离,截留的含 铀晶体等固体物质进入铀的回收工段中的微波塔处理单元进行干燥或氧化焙烧处理; 所述的铀-氟的富集分离工段依据预处理工段中出水的含盐量、离子类型及浓度、溶 液的酸碱性情况来选择梯级生物富集或膜滤分离单元或梯级离子交换单元或它们的组合, 并设计处理单元工艺参数;所述的铀-氟的富集分离工段中的梯级生物富集-膜滤分离单 元或梯级离子交换单元用于进一步去除滤过液中的低浓度铀,所述的沉淀除氟固液分离单 元用于进一步去除滤过液中的无机盐,保证最终废液中含盐量< 0. 1%,铀浓度〈0. 05mg/L, 10mg/L ;所述的梯级离子交换单元当处理达饱和后经洗涤解吸后的解析液进入化学沉 降单元进行进一步处理;最终处理达饱和后生物质或有机材料送入微波塔进行净化处理; 所述的铀的回收工段包括依次连接的微波塔处理单元和铀的资源化回收单元;所述的 微波塔处理单元用于对各单元固体物质进行干燥或氧化焙烧;对单元截留的生物质和处理 废弃
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