低放射性废水中十二烷基苯磺酸钠的辐照降解处理法的制作方法

本发明属于分析化学领域，具体涉及低放废水中一种反渗透膜污染物十二烷基苯磺酸钠的辐照降解处理法。

背景技术：

反渗透是目前处理低水平放射性废水(以下简称“低放废水”)的首选工艺之一。在核电站低放废水中，其主要成分包括痕量水平的放射性核素(主要来自于腐蚀产物和活化产物)、无机盐杂质、以及一些表面活性物质(主要来自去污过程、洗涤废水等)。在各类成分中，因为核素和无机盐的浓度水平均较低，不会造成严重的膜污染。十二烷基苯磺酸钠(sdbs)是一种常见的阴离子表面活性剂，陈定等人研究发现常量水平的十二烷基苯磺酸钠会造成严重的反渗透膜污染，导致通量的巨大衰减，需要通过预处理去除。这类物质的特点是与碱溶液和盐溶液进行化学作用时的高稳定性、缓慢的生物化学氧化及高的发泡性能。

关于十二烷基苯磺酸钠的降解方法已有大量研究。研究发现用常规方法去除较为困难，且用活性炭或离子交换树脂对其进行处理成本过高。各种高级氧化技术如使用臭氧，过氧化氢，紫外线照射和铁盐的各种组合降解顽固的表面活性剂已有大量研究，但仍存在处理工艺流程复杂、效率低、成本高等问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种有效去除低放废水中膜污染物十二烷基苯磺酸钠的辐照降解处理法，从而为缓解反渗透膜污染提供理论依据和数据支持。

实现本发明目的的技术方案是十二烷基苯磺酸钠的辐照降解处理法；(1)对十二烷基苯磺酸钠的标准品配置标准溶液，对标准品进行辐照范围为0-3kgy的辐照处理，通过高效液相色谱法对sdbs的含量进行测定；(2)对实际含有sdbs的低放废水进行辐照范围为0-3kgy的辐照处理，通过高效液相色谱法对sdbs的降解效果进行测定。

所述辐照源为γ射线；所述高效液相色谱法的色谱条件：采用shimadzu，lc-20ad液相色谱系统，其液相条件包括色谱柱是j&kc8柱250mm×4.6mm，5μm；柱温为30℃；流动相是：a：乙腈，b：0.1m高氯酸钠，a：b＝50:50，所述的比例为体积比；流速为1.0ml/min；进样量为20μl。荧光检测器条件为：荧光激发波长225nm，发射波长290nm。

样品分别在辐照剂量为0.2、0.5、1.0、1.5、2.0、3.0kgy辐照后，用uv-vis进行检测，观察有无特征峰的形成。样品包括十二烷基苯磺酸钠标准溶液和含有sdbs的低放射性废水。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：γ辐照可有效降解水中十二烷基苯磺酸钠，降解过程遵循一级反应动力学模型。sdbs初始浓度为10、35和100mg/l时，去除率达到99％；以上所需的辐照剂量分别0.5、1.5、3.0kgy，在此辐照剂量下，toc去除率分别为5％，17％和15％。低浓度sdbs更能通过低剂量的辐照得到有效降解；在进入反渗透处理前，可以通过辐照预处理降解去除低放射性废水中的sdbs，是一种缓解反渗透膜污染的新思路，因而本发明具有很强的工程实践意义和实用价值。辐照技术作为一种新兴的环境污染治理技术，辐射技术处理环境污染物在常温常压下进行，工艺简单可靠，具有能耗低、处理效果好、不污染环境等优点。

附图说明

图1为sdbs的标准曲线；

图2为sdbs的辐照降解曲线，即初始浓度对sdbs辐照降解的影响图；

图3为sdbs辐照降解一级动力学反应和相关系数，即不同初始浓度sdbs辐照降解一级动力学常数和相关系数；

图4为sdbs的uv-vis图，即35mg/lsdbs在0-3kgy辐照后200-500nm波长的紫外-可见光谱。

具体实施方式

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：

第一部分、sdbs检测方法的建立

(1)样品制备：

分别取sdbs初始浓度为10，35，100mg/l(sdbs的临界胶体浓度(cmc值)为418mg/l，浓度选择以cmc以下为主，且浓度过高sdbs起泡严重误差过大)；辐照剂量选取：0，0.2，0.5，1，1.5，2，3kgy；核素浓度：sr，co和cs均添加5mg/l；

配好的溶液倒入25ml比色管中，每个辐照剂量配制3根平行样，并保留原始溶液。分别测试sdbs浓度，toc浓度，核素浓度。

(2)回收率实验

选择同一母液样品，分别配制sdbs初始浓度为10，35，100mg/l，平行测定5次，结果如表1。

表1sdbs添加回收率和精密度

由表1得到，低放废水中sdbs的回收率分别为98.0％、98.3％和100.6％。表明该方法的回收率能满足sdbs分析要求，可作为sdbs的分析方法。

第二部分、γ射线辐照低放废水中十二烷基苯磺酸钠及测定结果

本实施例提供的对低放废水中sdbs辐照降解的具体方法是：

制备初始浓度为10，35，100mg/l的sdbs，分别投加5mg/l的sr，co和cs核素。将配好的溶液倒入25ml比色管中静置，放入60co-γ射线辐照场(清华大学核能与新能源研究院放射科)内进行辐照处理，辐照剂量分别设置为0.2kgy，0.5kgy，1kgy，1.5kgy，2kgy，3kgy。每种情况设3个平行样，之后按第一部分建立的方法测定辐照后sdbs的浓度。

将辐照后的样品按第一部分的方法进行测定，通过比较高效液相色谱峰面积(area)，再根据做出的sdbs标准曲线(见图1)得到测定的浓度值，得出不同辐照剂量下低放废水中sdbs的降解效果(见图2)。计算结果为三个平行样的平均值。

结果表明γ辐照可有效降解水中十二烷基苯磺酸钠，降解过程遵循一级反应动力学模型(图3)，图3中，c0为sdbs的初始浓度(mg/l)；c为在d剂量下辐照后的sdbs浓度(mg/l)；d为辐照剂量(kgy)；k为用于描述降解速率的伪一阶动力学常数(kgy^-1)；r²为相关性系数。sdbs初始浓度为10、35和100mg/l时，去除率达到99％以上所需的辐照剂量分别0.5、1.5、3.0kgy，在此辐照剂量下，toc去除率分别为5％，17％和15％。低浓度sdbs更能通过低剂量的辐照得到有效降解。

图4示出了35mg/lsdbs在0-3kgy辐照后200-500nm波长的紫外-可见光谱，在光谱上可见特征峰。sdbs在224nm具有1个吸收峰，辐照后224nm处的吸收峰随着辐照剂量的增大而下降。当辐照剂量超过1.5kgy时，在224nm处的吸收峰基本消失。其与之前检测结果吻合，即sdbs去除率大于99％的所需的辐照剂量为1.5kgy。

利用本发明提供的γ射线辐照降解方法，当sdbs浓度为100mg/l时，在辐照剂量为3kgy时，降解率就高达99％。而实际核工业产生的低放废水经过超滤等前处理后，sdbs含量一般在50mg/l左右。但50mg/l的sdbs足以对反渗透造成巨大的通量衰减和截留率的降低，影响反渗透膜的寿命和使用(chend,zhaox,lif,etal.influenceofsurfactantfoulingonrejectionoftracenuclidesandboronbyreverseosmosis[j].desalination,2016,377:47-53.)。在进入反渗透处理前，可以通过辐照预处理降解去除其中的sdbs，是一种缓解反渗透膜污染的新思路。因而本发明具有很强的工程实践意义和实用价值。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。