本发明涉及一种常规水厂的应急处理改造技术，确切地说是从饮用水中去除放射性铯离子的快速应急处理改造技术。
背景技术：
2011年日本福岛核电站事故，泄漏的废水中约有1.5×1016Bq的137Cs进入周边的水体，造成饮用水源受到严重的放射性铯污染。137Cs半衰期长达30年，生物毒性强，极易被人体吸收并且滞留于软组织中，从而诱导甲状腺癌变及损害人体的生殖功能。
水中的Cs+主要通过吸附/离子交换、反渗透、化学沉淀及电化学等方法去除。反渗透及电化学技术存在成本及操作维护等方面的不足，不利于水厂等大规模给水处理工程应用；四苯硼酸钠沉淀法除Cs+虽然可以满足污水排放标准，但是尚不能不满足饮用水标准的要求，此外四苯硼酸钠极易分解成含有苯环的有毒有害物质，用于放射性铯污染饮用水存在潜在的二次污染。
我国核电事业目正处于高速发展的时期，突发核事故引起饮用水源放射性铯污染的潜在隐患始终存在。我国大部分水厂目前采用的“混凝-沉淀-砂滤”常规处理工艺，无法应对突发的饮用水源放射性铯污染，导致出厂水的总β放射性超标，严重危害公众健康。在此背景下，如何以最小的代价对常规水厂进行技术改造，确保出厂水的放射性铯污染达标非常关键。
亚铁氰化铜吸附-膜分离组合工艺对放射性铯具有较高的去污因数，能够保证水厂出水满足《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)的要求。然而，该工艺用于常规水厂改造时，除增加吸附剂投加系统外，还需要在砂滤池之后新增膜分离池，或者将砂滤池改造为膜分离池，造成水厂改造的工程量大、改造周期长，需要较多的资金，无法在突发污染的短时间内满足水厂快速改造并实现应急处理放射性铯污染的需求。
技术实现要素：
针对现有水厂应急改造中存在的难题，本发明提出了基于放射性铯污染应急处理的水厂常规工艺快速改造方法，即应急改造与水厂的常规处理工艺相结合，充分利用现有设施，无需新建任何处理构筑物，即可实现对放射性铯污染饮用水的应急处理。该方法所需的改造周期短，改造工程量小，运行费用变化小，铯去除显著，操作简单方便，自动化程度高，是一种经济实用的自来水厂应急除铯快速改造方法。
本方法基于载带去除的原理，在放射性铯污染饮用水源中投加非放射性铯，随后将亚铁氰化铜吸附剂与水厂的混凝剂和助凝剂同时投加，在水厂的反应池中形成以亚铁氰化铜吸附剂为核心的大颗粒絮凝体，并加速沉淀到沉淀池底部，上清液进入砂滤池并被进一步净化，出水进入清水池。
本发明的技术方案，内容如下：
(1)新增非放射性铯投加点：投加点为水厂一级水泵的吸水管，投加量(以铯离子计)为100-200μg/L；
(2)新增亚铁氰化铜吸附剂投加点：投加点为水厂的聚合氯化铝混凝剂投加位置，且与聚合氯化铝同时投加，亚铁氰化铜吸附剂投加量为20-40mg/L。
本发明步骤(1)(2)强调以最小的变动和代价实现对水厂进行快速改造，实现饮用水中放射性铯的去除。
进一步，所述的非放射性铯为氯化铯或硫酸铯。
所述的亚铁氰化铜吸附剂，在非放射性铯被吸附去除的同时，可以载带去除饮用水中的放射性铯。
本发明的有益效果在于：针对突发的饮用水源放射性铯污染，基于水厂常规工艺进行升级改造时，可以充分利用水厂现有的处理构筑物，最大限度节约建设资金，又能高效去除放射性铯污染，保证水厂出水满足《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)的要求。本发明的实施后，可以减少放射性铯污染饮用水对公众的潜在危害，环境和社会效益显著。
附图说明
图1：为本发明装置图。
图中：1-原水池；2-一级水泵；3-反应池；4-非放射性铯投加泵；5-吸附剂投加泵；6-混凝剂投加泵；7-助凝剂投加泵；8-搅拌器；9-沉淀池；10-砂滤池；11-清水池；12-反洗泵。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是本实施例是叙述性的，而不是限定性的，不以此实施例限定本发明的保护范围。
本发明实例的装置见附图。模拟水厂采用“混凝-沉淀-砂滤”处理工艺，原水池为不锈钢罐，Φ×H＝1100×2150mm；反应池和沉淀池均为有机玻璃柱，Φ×H＝240×1500mm；砂滤池为有机玻璃柱，Φ×H＝100×2900mm，承托层高300mm，砂滤层高900mm，砂面水深1500mm，保护高200mm，石英砂滤料粒径为0.5-1.2mm。装置采用PLC(可编程控制器)控制、全自动运行，PLC采用通用技术编程。装置每天24h连续运行，砂滤反洗周期为24h。
具体操作过程如下为：
装置启动前，向原水池1中加入自来水，配制原水。
过滤阶段：在PLC控制下，一级水泵2从原水池1抽吸原水进入反应池3，非放射性铯投加泵4将氯化铯(或硫酸铯)加入一级水泵2的吸水管；吸附剂投加泵5、混凝剂投加泵6和助凝剂投加泵7分别将亚铁氰化铜吸附剂、硫酸铝和聚丙烯酰胺加入反应池3，搅拌器8连续搅拌使药剂与水充分混合反应后进入沉淀池9；水在沉淀池9经过一段时间的沉淀后，上清液进入砂滤池10，过滤后出水进入清水池11。每过滤24h，砂滤池进入反洗阶段。
反洗阶段：反洗泵12启动，将清水池11的水沿过滤相反的方向冲洗砂滤池10，反洗废水进入原水池1，反洗一段时间后，关闭反洗泵11。完成反洗重新开始过滤，以此循环。
实施例1：氯化铯投加点为一级水泵吸水管，投加量(以铯离子计)为100μg/L；当亚铁氰化铜投加量为20mg/L、聚合氯化铝(以Al3+计)投加量为3mg/L、聚丙烯酰胺投加量为0.1mg/L，参考水厂的运行参数：吸附/混凝/助凝20min、沉淀30min、滤速10m/h。试验出水铯离子浓度为0.10μg/L，去除率为99.90％。
实施例2：氯化铯投加点为一级水泵吸水管，投加量(以铯离子计)为100μg/L；当亚铁氰化铜投加量为20mg/L、聚合氯化铝(以Al3+计)投加量为5mg/L、聚丙烯酰胺投加量为0.1mg/L，参考水厂的运行参数：吸附/混凝/助凝20min、沉淀30min、滤速10m/h。试验出水铯离子浓度为0.099μg/L，去除率为99.90％。
实施例3：氯化铯投加点为一级水泵吸水管，投加量(以铯离子计)为100μg/L；当亚铁氰化铜投加量为20mg/L、聚合氯化铝(以Al3+计)投加量为3mg/L、聚丙烯酰胺投加量为0.1mg/L，参考水厂的运行参数：吸附/混凝/助凝30min、沉淀60min、滤速10m/h。试验出水铯离子浓度为0.095μg/L，去除率为99.91％。
实施例4：氯化铯投加点为一级水泵吸水管，投加量(以铯离子计)为100μg/L；当亚铁氰化铜投加量为20mg/L、聚合氯化铝(以Al3+计)投加量为5mg/L、聚丙烯酰胺投加量为0.1mg/L，参考水厂的运行参数：吸附/混凝/助凝30min、沉淀60min、滤速10m/h。试验出水铯离子浓度为0.094μg/L，去除率为99.91％。
实施例5：氯化铯投加点为一级水泵吸水管，投加量(以铯离子计)为100μg/L；当亚铁氰化铜投加量为40mg/L、聚合氯化铝(以Al3+计)投加量为3mg/L、聚丙烯酰胺投加量为0.1mg/L，参考水厂的运行参数：吸附/混凝/助凝20min、沉淀30min、滤速10m/h。试验出水铯离子浓度为0.090μg/L，去除率为99.91％。
实施例6：氯化铯投加点为一级水泵吸水管，投加量(以铯离子计)为100μg/L；当亚铁氰化铜投加量为40mg/L、聚合氯化铝(以Al3+计)投加量为3mg/L、聚丙烯酰胺投加量为0.1mg/L，参考水厂的运行参数：吸附/混凝/助凝30min、沉淀60min、滤速10m/h。试验出水铯离子浓度为0.088μg/L，去除率为99.91％。
实施例7：氯化铯投加点为一级水泵吸水管，投加量(以铯离子计)为200μg/L；当亚铁氰化铜投加量为40mg/L、聚合氯化铝(以Al3+计)投加量为3mg/L、聚丙烯酰胺投加量为0.1mg/L，参考水厂的运行参数：吸附/混凝/助凝30min、沉淀60min、滤速10m/h。试验出水铯离子浓度为0.085μg/L，去除率为99.92％。
实施例8：硫酸铯投加点为一级水泵吸水管，投加量(以铯离子计)为200μg/L；当亚铁氰化铜投加量为40mg/L、聚合氯化铝(以Al3+计)投加量为3mg/L、聚丙烯酰胺投加量为0.1mg/L，参考水厂的运行参数：吸附/混凝/助凝30min、沉淀60min、滤速10m/h。试验出水铯离子浓度为0.085μg/L，去除率为99.92％。