CN105810278B - 一种铀污染地下水的净化检测净化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铀污染地下水的净化检测净化装置，包括铀废水收集箱、前置分光光度法测试仪和后置分光光度法测试仪，所述铀废水收集箱的上端通接有出水管，出水管的一端通接蠕动泵的进液端，蠕动泵的出液端通接第一进液管的一端，第一进液管的另一端通接前置分光光度法测试仪的测试室的进液端，前置分光光度法测试仪的测试室的出液端通接第二进液管的一端，第二进液管的另一端通接可渗透反应墙活性材料净化装置的进液端，可渗透反应墙活性材料净化装置的出液端通接中间出液管的一端，中间出液管的另一端通接通接后置分光光度法测试仪的测试室的进液端。它净化效果好，寿命长，同时，对处理的铀废水可以进行检测。
Description
技术领域：
本发明涉及铀污水处理技术领域，更具体的说涉及一种铀污染地下水的净化检测净化装置。
背景技术：
随着全球核能的迅速发展，大量放射性核素释放到环境中，对地下水和土壤等产生了极大的危害。国家核安全局调查显示：我国在核电运行过程中产生的放射性核素对地下水的污染十分严重。为此，国务院出台实施《核电中长期发展规划(2005-2020)》和《核安全与放射性污染防治“十二五”规划及2020年远景目标》(简称“核安全规划”)，旨在推动我国核能开发安全、健康、可持续发展。
目前，核电的主要燃料是铀(235U)，在今后相当长时间里，铀仍是世界核电的主要燃料。此外，铀是变价放射性核素，在非还原环境中主要以毒性大、易溶于水且迁移性强的高价态U(VI)存在，极易对地下水造成污染；而在还原条件下则可形成难溶且毒性小的低价态U(IV)物质，这显著降低了它的迁移性。因此，选择合适的还原剂，将U(VI)还原转化为U(IV)是阻滞其在地下水中迁移的有效方法。
零价铁(zero valent iron,ZVI)具有原料廉价易得、操作简单、二次污染少等优点，因而上世纪九十年代，欧美等国提出将ZVI作为安装在含水层中的可渗透反应墙(permeable reactive barrier,PRB)的活性材料，可以有效处理地下水中UO2 2+、MoO4 2-、TcO4 -等物质。20多年来，Fe0-PRB技术(铁作活性材料的PRB)在地下水中放射性核素的原位修复方面取得了较理想的结果。然而Fe0-PRB技术在使用中还存在不少缺陷：当墙体中ZVI与放射性核素相互作用时，反应体系的pH会升高并生成各种难溶性腐蚀产物(铁(氢)氧化物)及与地下水中的共存组分反应得到碳酸盐、硫酸盐等沉淀物质会覆盖在铁表面，这显著减少铁表面反应活性位，使反应活性降低，缩短零价铁的使用寿命。
发明内容：
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种铀污染地下水的净化检测净化装置，它净化效果好，寿命长，同时，对处理的铀废水可以进行检测，从而自动控制处理速度，并实时了解活性材料的使用状况。
本发明解决所述技术问题的方案是：
一种铀污染地下水的净化检测净化装置，包括铀废水收集箱、前置分光光度法测试仪和后置分光光度法测试仪，所述铀废水收集箱的上端通接有出水管，出水管的一端通接蠕动泵的进液端，蠕动泵的出液端通接第一进液管的一端，第一进液管的另一端通接前置分光光度法测试仪的测试室的进液端，前置分光光度法测试仪的测试室的出液端通接第二进液管的一端，第二进液管的另一端通接可渗透反应墙活性材料净化装置的进液端，可渗透反应墙活性材料净化装置的出液端通接中间出液管的一端，中间出液管的另一端通接通接后置分光光度法测试仪的测试室的进液端，后置分光光度法测试仪的测试室的出液端通接总出液管；
前置分光光度法测试仪和后置分光光度法测试仪将检测到的数据通过数据线输送给控制主机，控制主机将接受到的数据进行处理后控制蠕动泵的运行。
所述可渗透反应墙活性材料净化装置包括外壳体，外壳体的上端具有出液端，外壳体的下端具有进液端，外壳体的中部插套有内过滤筒体，内过滤筒体中填充有活性材料。
所述活性材料由碳纳米管、铁粉和砂混合组成。
所述活性材料按重量百分比计碳纳米管含量为5％,铁粉含量为5％，砂含量为90％。
所述内过滤筒体的上端板和下端板中部具有流动通孔，内过滤筒体的上端板和下端板上固定有过滤块，过滤块覆盖流动通孔。
所述外壳体包括主壳体和顶盖体，顶盖体固定在主壳体的顶端面上，顶盖体上具有出液端，主壳体的下端具有进液端，主壳体的上部内侧壁上具有内螺纹，压环螺接在内螺纹上，压环的下端压靠在内过滤筒体的上端板上。
所述过滤块为滤布制成或多层金属网烧结而成。
本发明的突出效果是：
与现有技术相比，它净化效果好，寿命长，同时，对处理的铀废水可以进行检测，从而自动控制处理速度，并实时了解活性材料的使用状况。
附图说明：
图1是本发明的结构原理示意图；
图2是本发明的可渗透反应墙活性材料净化装置的结构示意图。
具体实施方式：
实施例，见如图1至图2所示，一种铀污染地下水的净化检测净化装置，包括铀废水收集箱1、前置分光光度法测试仪3和后置分光光度法测试仪5，所述铀废水收集箱1的上端通接有出水管11，出水管11的一端通接蠕动泵2的进液端，蠕动泵2的出液端通接第一进液管12的一端，第一进液管12的另一端通接前置分光光度法测试仪3的测试室31的进液端，前置分光光度法测试仪3的测试室31的出液端通接第二进液管13的一端，第二进液管13的另一端通接可渗透反应墙活性材料净化装置4的进液端，可渗透反应墙活性材料净化装置4的出液端通接中间出液管14的一端，中间出液管14的另一端通接通接后置分光光度法测试仪5的测试室31的进液端，后置分光光度法测试仪5的测试室31的出液端通接总出液管6；
前置分光光度法测试仪3和后置分光光度法测试仪5将检测到的数据通过数据线输送给控制主机7，控制主机7将接受到的数据进行处理后控制蠕动泵2的运行。
进一步的说，所述可渗透反应墙活性材料净化装置4包括外壳体41，外壳体41的上端具有出液端，外壳体41的下端具有进液端，外壳体41的中部插套有内过滤筒体42，内过滤筒体42中填充有活性材料43。
进一步的说，所述活性材料43由碳纳米管、铁粉和砂混合组成，铁粉为零价铁。
进一步的说，所述活性材料43按重量百分比计碳纳米管含量为5％,铁粉含量为5％，砂含量为90％。
进一步的说，所述内过滤筒体42的上端板和下端板中部具有流动通孔，内过滤筒体42的上端板和下端板上固定有过滤块44，过滤块44覆盖流动通孔。
进一步的说，所述外壳体41包括主壳体411和顶盖体412，顶盖体412固定在主壳体411的顶端面上，顶盖体412上具有出液端，主壳体411的下端具有进液端，主壳体411的上部内侧壁上具有内螺纹，压环413螺接在内螺纹上，压环413的下端压靠在内过滤筒体42的上端板上。
进一步的说，所述过滤块44为滤布制成或多层金属网烧结而成。
前置分光光度法测试仪3和后置分光光度法测试仪5的结构相同，其具包括主机壳，在主机壳的中部设有测试室31，在测试室31的一侧由外向内依次设置有光源32和分光器33，测试室31的另一侧设置有光电传感器34和微处理器35，光源32将光照射至分光器33，分光器33将所需要的共振吸收线分离出来并照射至测试室31中，通过测试室31后的光线照射到光电传感器34，光电传感器34将感应到的信号输送给微处理器35中，微处理器35进行处理后将数据输送给控制主机7。
工作原理：铀污水(PH值在3至6)进入铀废水收集箱1中，通过蠕动泵2运行，将废水进入前置分光光度法测试仪3，前置分光光度法测试仪3检测废水中高价态的U(VI)的浓度，然后进入反应墙活性材料净化装置4中，通过活性材料43的还原反应，使得高价态的U(VI)还原成低价态的U(IV)，然后废水进入后置分光光度法测试仪5的测试室31中进行检测，将前置分光光度法测试仪3检测的数据和后置分光光度法测试仪5的检测的数据相减从而可以得到其消除率，并根据消除率的高低通过控制主机7控制蠕动泵2的运行速度，从而安装处理效果。
其中，活性材料43的还原原理是：碳纳米管的高效吸附性能和零价铁的还原作用，将碳纳米管协同零价铁以提高对放射性核素铀的还原转化能力，增强零价铁的反应活性，延长其使用寿命；活性材料按碳纳米管和零价铁的重量比为8:1至1:8均匀混合组成，本实施i中为1：1的比例。
由于碳纳米管对铀具有很强的吸附性能，从而提高了铀在反应界面的富集能力和富集量，进一步加速了零价铁对铀的还原转化及固定，本实施例中所使用的零价铁为各种商用的铁粉或铁屑。
碳纳米管与零价铁组成的混合活性材料，由于碳纳米管比表面积大，表面功能基团丰富，吸附富集能力强，可以有效加速零价铁对铀的还原；另外，由于在反应过程中，能够产生一系列难溶性反应产物可以有效覆盖在碳纳米管表面，因此零价铁表面的活性位不会被占据，可以更好的用于铀的还原。
最后，以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (2)
1.一种铀污染地下水的净化检测净化装置，包括铀废水收集箱(1)、前置分光光度法测试仪(3)和后置分光光度法测试仪(5)，其特征在于：所述铀废水收集箱(1)的上端通接有出水管(11)，出水管(11)的一端通接蠕动泵(2)的进液端，蠕动泵(2)的出液端通接第一进液管(12)的一端，第一进液管(12)的另一端通接前置分光光度法测试仪(3)的测试室(31)的进液端，前置分光光度法测试仪(3)的测试室(31)的出液端通接第二进液管(13)的一端，第二进液管(13)的另一端通接可渗透反应墙活性材料净化装置(4)的进液端，可渗透反应墙活性材料净化装置(4)的出液端通接中间出液管(14)的一端，中间出液管(14)的另一端通接通接后置分光光度法测试仪(5)的测试室(31)的进液端，后置分光光度法测试仪(5)的测试室(31)的出液端通接总出液管(6)；
前置分光光度法测试仪(3)和后置分光光度法测试仪(5)将检测到的数据通过数据线输送给控制主机(7)，控制主机(7)将接受到的数据进行处理后控制蠕动泵(2)的运行；
所述可渗透反应墙活性材料净化装置(4)包括外壳体(41)，外壳体(41)的上端具有出液端，外壳体(41)的下端具有进液端，外壳体(41)的中部插套有内过滤筒体(42)，内过滤筒体(42)中填充有活性材料(43)；
所述活性材料(43)由碳纳米管、铁粉和砂混合组成；
所述内过滤筒体(42)的上端板和下端板中部具有流动通孔，内过滤筒体(42)的上端板和下端板上固定有过滤块(44)，过滤块(44)覆盖流动通孔；
所述过滤块(44)为滤布制成或多层金属网烧结而成；
所述外壳体(41)包括主壳体(411)和顶盖体(412)，顶盖体(412)固定在主壳体(411)的顶端面上，顶盖体(412)上具有出液端，主壳体(411)的下端具有进液端，主壳体(411)的上部内侧壁上具有内螺纹，压环(413)螺接在内螺纹上，压环(413)的下端压靠在内过滤筒体(42)的上端板上。
2.根据权利要求1所述的一种铀污染地下水的净化检测净化装置，其特征在于：所述活性材料(43)按重量百分比计碳纳米管含量为5％,铁粉含量为5％，砂含量为90％。
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