CN104882185A

CN104882185A - 一种处理污水中放射性元素的絮凝剂及其使用方法

Info

Publication number: CN104882185A
Application number: CN201510162754.1A
Authority: CN
Inventors: 苏敏
Original assignee: Wuhan Wang Lv Environmental Technology Advisory Co Ltd
Current assignee: Wuhan Wang Lv Environmental Technology Advisory Co Ltd
Priority date: 2015-04-08
Filing date: 2015-04-08
Publication date: 2015-09-02
Anticipated expiration: 2035-04-08
Also published as: CN104882185B

Abstract

本发明提供一种处理污水中放射性元素的絮凝剂及其使用方法。该絮凝剂是将质量百分比为20％-40％氧化镁粉末、20％-40％氢氧化钙粉末、20％-30％的硫酸钙粉末和20％-30％硫酸铝钾粉末均匀混合均匀配制成A组分,然后向A组分中加入硫S8粉末、沸石粉、石英粉、二氧化硅粉、丙烯酰胺粉末中的一种或任意几种混合均匀形成；其中加入硫S8粉末、沸石粉时，每种物质的添加量不少于A组分总质量的10％，加入石英粉、二氧化硅粉、丙烯酰胺粉末时，每种物质的添加量不少于A组分总质量的5％，所述絮凝剂在待处理的污水PH为5.5-9.0时，直接按照15g/L-20g/L的比例投向所要处理的污水。本发明的组成简单，成本低廉，使用前不用先溶解，只用直接投放到含有放射能的污水中，能有效去除污水的放射性元素。

Description

一种处理污水中放射性元素的絮凝剂及其使用方法

技术领域

本发明属于环保治理剂，具体是一种用于处理污水中放射性元素的絮凝剂及其使用方法。

背景技术

随着现在核矿的开采精炼、核燃料的制造以及后处理等过程，以及应用放射性同位元素的大型分析仪器、研究机构和医院都会排出含有放射性元素的废水。放射性污水中所含放射性元素通常以金属离子、氧化物胶体的形式存在，对环境中生物具有很强的致癌、致畸作用。现有技术针对含有放射性元素的废水和污泥的处理工艺主要有：蒸发、离子交换、化学沉淀、生物化学、膜分离和电化学等方法，其中生物化学、膜分离、电化学等方法在处理含有放射性物质的废水或土壤都面临一定的局限性。

化学沉淀法是一种操作易行，运行成本低廉的方法，因而尝尝作为处理核电废水的优选工艺。传统用于化学沉淀的絮凝剂主要包括低分子絮凝剂如铝盐系列、铁盐，它们存在絮凝沉淀速度慢、絮体输送易破碎、药耗量高等缺点；高分子絮凝剂如碱式聚合氯化铝(PAC)、聚合氯化铝、聚合硫酸铁等，其成本较高，适用范围窄，易受水温、PH值的影响，而且又不能完全以离子态或完全溶解态的核电元素离子通过架桥聚沉淀等作用予以有效化学沉淀。而其它常规的絮凝剂产生的污泥不稳定、容易溶出重金属，污泥燃烧处理时不但会产生二噁英，而且由于含有不稳定的重金属飞灰，会对大气造成新的污染，造成二次污染较大，从而增加了污泥处理量。

发明内容

本发明根据现有技术的不足提供一种用于处理污水中放射性元素的絮凝剂及其使用方法，该絮凝剂组成简单，原料来源广泛，成本低廉，生产使用方便，激发效果好，絮凝效果好，能高效生成凝胶絮凝沉积，有效的降低絮凝净化成本，并能有效去除污水或土壤中的放射性元素，提高水处理效率，降低水处理的成本。

本发明提供的技术方案：所述一种处理污水中放射性元素的絮凝剂，其特征在于该絮凝剂是由A、B两种组分混合而成，其中A组分是由以下质量百分比的物质组成：

所述B组分包括硫S8、沸石、石英、二氧化硅、丙烯酰胺中的一种或任意几种，其中B组分选用硫S8、沸石中的任意一种或几种时，B组分选用的每种物质的添加量不少于A组分总质量的10％，B组分选用石英、二氧化硅和丙烯酰胺中的任意一种或几种时，B组分选用的每种物质的添加量不少于A组分总质量的5％。

本发明较优的技术方案：所述B组分选用硫S8、沸石中的任意一种或几种时，B组分选用的每种物质的添加量为A组分总质量的10％-20％，B组分选用石英、二氧化硅和丙烯酰胺中的任意一种或几种时，B组分选用的每种物质的添加量不少于A组分总质量的5％-10％。

本发明提供的另外一种技术方案：一种处理污水中放射性元素的絮凝剂的使用方法，其特征在于具体步骤如下：

(1)配制絮凝剂：将质量百分比为20％-40％氧化镁粉末、20％-40％氢氧化钙粉末、20％-30％的硫酸钙粉末和20％-30％硫酸铝钾粉末均匀混合均匀配制成A组分,然后向A组分中加入硫S8粉末、沸石粉、石英粉、二氧化硅粉、丙烯酰胺粉末中的一种或任意几种并将其混合均匀形成絮凝剂；其中加入硫S8粉末、沸石粉时，每种物质的添加量不少于A组分总质量的10％，每种物质最佳加入了量为A组分总质量的10％-20％；加入石英粉、二氧化硅粉、丙烯酰胺粉末时，每种物质的添加量不少于A组分总质量的5％，每种物质最佳加入了量为A组分总质量的5％-10％；

(2)使用之前，先测定所要处理的污水的PH，在待处理的污水PH为5.5-9.0，直接向污水投入步骤(1)中配制的絮凝剂，絮凝剂的加入量为15g/L-20g/L。

本发明较优的技术方案：在步骤(2)中所要处理的污水或土壤的PH不在5.5-9.0时，通过无机酸或强碱进行调和PH值，使其PH达到5.5-9.0。

本发明中加入的氧化镁在水中溶解生成氢氧根离子，氢氧根离子与钙离子、镁离子等结合，使钙离子、镁离子等生成沉淀，增加絮凝效果；氢氧化钙主要是调节废水的PH，使其偏碱性，絮凝组分在碱性环境中达到最佳絮凝效果，同时能将电离出来的AL离子沉淀出来，把水中铅的残留量降到最低；硫酸钙几乎不溶解，本身絮凝剂凝结效果好，同时电离出微凉钙离子、硫酸根离子，能够大大提高絮凝剂去除CD、氨氮、重金属的能力，不会引起新的废弃物；硫酸铝钾(明矾)是主要的无机絮凝剂，溶解没有颜色，起到主要的絮凝效果，其成本比较低廉，购买比较方便。

其它助剂中的沸石属于粘土粉末，是一种有胶质性质的粘土物质，对氨氮具有较大的吸附量，天然沸石是去除铜、汞、铅和锌等重金属离子的新型的廉价离子交换剂；丙烯酰胺通过综合一些污泥小颗粒上的表面带电电荷，使单个小颗粒变得不稳定来促进絮凝作用，然后小颗粒被絮凝剂吸附，从而在颗粒间起到活性冠能基架桥作用，再絮凝层较大的絮状物；二氧化硅：能与污泥中的一些金属离子反应，使他们沉淀下来，同时这些沉淀又可以促使污泥的沉淀，加速了污泥沉淀过程。硫S8是硫元素的单质，是硫的同素异形体，分子晶体，分子中每个S原子与另外2个S原子形成S-S单键，是硫由二氧化碳结晶而得之紧密的黄色晶体，融点112.8度。

本发明所述的絮凝剂在处理含有放射性物质的污染物机污水之际处于除铁目的与次磷酸钠及次氯酸钙并用时，需向处理原水加入氯剂搅拌均匀之后再投入本絮凝剂，不可将絮凝剂与氯剂直接进行混合，如不慎直接混合，就需要用大量的清水和清洗液混合后将残渣按照污泥处理法进行处理。

本发明的组成简单，原料来源广泛，成本低廉，使用前不用先溶解，只用直接投放到含有放射能的污水中便可以起到效果，使用简单方便，本絮凝剂在使用时的PH范围为5.5-9.0，如果处理的污水不在该PH范围值内，只需要用无机酸或强碱进行调和PH值。本发明中的絮凝剂激发效果好，絮凝效果好，能高效生成凝胶絮凝沉积，有效的降低絮凝净化成本，并能有效去除污水中的放射性元素，提高水处理效率，降低水处理的成本。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。本发明所述的一种处理污水中放射性元素的絮凝剂，其特征在于该絮凝剂是由A、B两种组分混合而成，其中A组分是由以下质量百分比的物质组成：20％-40％氧化镁、20％-40％氢氧化钙、20％-30％硫酸钙、20％-30％硫酸铝钾，其中A组分各种物质的百分比总和为100％；所述B组分包括硫S8、沸石、石英、二氧化硅、丙烯酰胺中的一种或任意几种，其中B组分选用硫S8、沸石中的任意一种或几种时，B组分选用的每种物质的添加量不少于A组分总质量的10％，每种物质最佳加入了量为A组分总质量的10％-20％，B组分选用石英、二氧化硅和丙烯酰胺中的任意一种或几种时，B组分选用的每种物质的添加量不少于A组分总质量的5％，每种物质最佳加入了量为A组分总质量的5％-10％。

实施例一：在海水中加入氯化铯溶解，配置成1mg/L的模拟污染水，并将模拟污水的PH控制在5.5-9.0。向模拟污染水中添加15g/L经调配的絮凝剂，搅拌10分钟，沉淀过滤后用ICP-MS(电感耦合等离子体质谱)测量离子浓度。测量结果：自来水中铯的去除率为99.99％。

絮凝剂的配制方法如下：将质量百分比为20％氧化镁粉末、30％氢氧化钙粉末、20％％的硫酸钙粉末和30％硫酸铝钾粉末均匀混合均匀配制成A组分,然后向A组分中加入A组分总质量10％的沸石粉和A组分总质量10％的石英粉，并将其混合均匀形成絮凝剂。

实施例二：在海水中加入氯化锶溶解，配置成6mg/L的模拟污染水，并将模拟污水的PH控制在5.5-9.0。向模拟污染水中添加入15g/L调配的絮凝剂，搅拌10分钟、沉淀过滤之后用ICP-MS(电感耦合等离子体质谱)测量离子浓度。测量结果：自来水中锶的去除率为99.98％。

絮凝剂的配制方法如下：将质量百分比为30％氧化镁粉末、25％氢氧化钙粉末、25％的硫酸钙粉末和20％硫酸铝钾粉末均匀混合均匀配制成A组分,然后向A组分中加入A组分总质量10％的硫S8粉末、A组分总质量15％的石英粉和A组分总质量的5％的二氧化硅粉混合均匀形成絮凝剂；

实施例三：在海水中加入氯化锶溶解，配置成1mg/L的模拟污染水，并将模拟污水的PH控制在5.5-9.0。向模拟污染水中添加入15g/L经调配的絮凝剂，搅拌10分钟、沉淀过滤之后用ICP-MS(电感耦合等离子体质谱)测量离子浓度。测量结果：自来水中锶的去除率为99.93％。

絮凝剂的配制方法如下：将质量百分比为40％氧化镁粉末、20％氢氧化钙粉末、20％的硫酸钙粉末和20％硫酸铝钾粉末均匀混合均匀配制成A组分,然后向A组分中加入A组分总质量20％的沸石粉和A组分总质量5％的丙烯酰胺粉末并将其混合均匀形成絮凝剂。

实施例四：在海水中加入碘酸钾溶解，配置成0.4mg/L的模拟污染水，并将模拟污水的PH控制在5.5-9.0。向模拟污染水中添加入18g/L经调配的絮凝剂，搅拌10分钟、沉淀过滤之后用ICP-MS(电感耦合等离子体质谱)测量离子浓度。测量结果：自来水中碘的去除率为98.94％。

絮凝剂的配制方法如下：将质量百分比为25％氧化镁粉末、25％氢氧化钙粉末、25％的硫酸钙粉末和25％硫酸铝钾粉末均匀混合均匀配制成A组分,然后向A组分中加入A组分总质量10％的丙烯酰胺粉末，并将其混合均匀形成絮凝剂。

实施例五：利用海水配置浓度分别为1.0、1.0以及0.4mg/L的铯、锶溶液及碘酸钾溶液，并按1:1:1混合的溶液作为实验溶液，实验溶液的PH控制在5.5-9.0，在实验溶液内加入20g/L的经调配的絮凝剂、搅拌10分钟过滤用ICP-MS测量离子浓度。测量结果：铯的去除率为99.1％，碘的去除率为97.1％，锶的去除率为90.8％。

絮凝剂的配制方法如下：将质量百分比为20％氧化镁粉末、40％氢氧化钙粉末、20％的硫酸钙粉末和20％硫酸铝钾粉末均匀混合均匀配制成A组分,然后向A组分中加入A组分总质量15％的沸石粉、A组分总质量10％的二氧化硅粉和A组分总质量8％的丙烯酰胺粉末，并将其混合均匀形成絮凝剂。

通过上述实施例可以看出本发明可以有效的去除污水中的放射性元素，特别是铯、碘和锶的去除率都非常高。

Claims

1.一种处理污水中放射性元素的絮凝剂，其特征在于该絮凝剂是由A、B两种组分混合而成，其中A组分是由以下质量百分比的物质组成：

2.根据权利要求1所述的一种处理污水中放射性元素的絮凝剂，其特征在于：所述B组分选用硫S8、沸石中的任意一种或几种时，B组分选用的每种物质的添加量为A组分总质量的10％-20％，B组分选用石英、二氧化硅和丙烯酰胺中的任意一种或几种时，B组分选用的每种物质的添加量为A组分总质量的5％-10％。

3.一种处理污水中放射性元素的絮凝剂的使用方法，其特征在于具体步骤如下：

(1)配制絮凝剂：将质量百分比为20％-40％氧化镁粉末、20％-40％氢氧化钙粉末、20％-30％的硫酸钙粉末和20％-30％硫酸铝钾粉末均匀混合均匀配制成A组分,然后向A组分中加入硫S8粉末、沸石粉、石英粉、二氧化硅粉、丙烯酰胺粉末中的一种或任意几种并将其混合均匀形成絮凝剂；其中加入硫S8粉末、沸石粉时，每种物质的添加量不少于A组分总质量的10％，加入石英粉、二氧化硅粉、丙烯酰胺粉末时，每种物质的添加量不少于A组分总质量的5％；

(2)使用之前，先测定所要处理的污水的PH，在待处理的污水PH为5.5-9.0，直接按照15g/L-20g/L的比例向污水投入步骤(1)中配制的絮凝剂。

4.根据权利要求3所述的一种处理污水中放射性元素的絮凝剂的使用方法，其特征在于：在步骤(2)中所要处理的污水或土壤的PH不在5.5-9.0时，通过无机酸或强碱进行调和PH值，使其PH达到5.5-9.0。