CN108109712A - 水葫芦生物质采铀系统 - Google Patents

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郭正远
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Abstract

本发明公开了一种水葫芦生物质采铀系统。水葫芦生物质采铀系统，包括高压抽水泵，缓存池，搅拌吸附池，过滤装置，滤液池，沼气池，沼气发电机组，烘干室，高温焚烧炉。所述高压抽水泵一侧连接铀尾矿库，另一侧与缓存池连接；缓存池与搅拌吸附池连接,搅拌吸附池另一侧连接有过滤装置，过滤装置一侧与滤液池连接；过滤装置另一侧与沼气池连接；沼气池一侧连接有沼气发电机组；沼气池的另一侧连接有烘干室，烘干室连接有高温焚烧炉。本发明具有操作简便，成本低廉等优点。

Description

水葫芦生物质采铀系统
技术领域
本发明属于尾矿库废水处理技术领域，尤其涉及一种铀尾矿库中铀尾矿液的处理系统，即水葫芦生物质采铀系统。本专利申请请求申请号为2017103377111、名称为“一种水葫芦干粉吸附剂及吸附铀与后处理工艺”的专利申请的优先权。
背景技术
江西省721尾矿坝作为亚洲最大的铀尾矿坝，其尾矿液铀浓度约为2ug/ml，储量高达500万立方米，存在巨大安全隐患。如2008山西临汾市发生的尾矿溃坝重大责任事故，造成258人死亡，34人受伤，带来巨大损失。同时铀尾矿液可以通过渗透进入地下水，污染水质，甚至通过食物链传递进入人体，诱发一系列疾病。因此，如何有效地处理铀尾矿库中尾矿液，并且回收铀已成为环保领域一个突出问题。传统的化学沉淀法，电解法，膜分离技术成本大，技术要求高，对低浓度铀的提取效果不明显。而生物质吸附法不同，生物质吸附剂孔径率高，比表面积大，其表面含有多种活性基团，铀离子可以通过与其表面的自由活性基团络合而被吸附。水葫芦作为一种有效的净化水体的植物，其繁殖和生长速度快，适应能力强，在我国南方泛滥成灾。若将其打捞回收制成生物质，用以治理铀尾矿液，可以达到以废治废的效果。同时，水葫芦碳氮比接近15:1，是适宜的厌氧发酵底物，产甲烷率高。因此用水葫芦生物质吸附铀再进行厌氧发酵产沼气，得到的残余物再进行铀的提取是一种铀尾矿液处理的有效途径。
发明内容
为解决上述一系列问题，本发明提供一种铀尾矿库中铀尾矿液处理系统——水葫芦生物质采铀系统，技术方案如下：
一种水葫芦生物质采铀系统，包括高压抽水泵，缓存池，搅拌吸附池，过滤装置，滤液池，沼气池，沼气发电机组，烘干室，高温焚烧炉；所述高压抽水泵一侧连接铀尾矿库，另一侧与缓存池连接；缓存池与搅拌吸附池连接, 搅拌吸附池另一侧连接有过滤装置，过滤装置一侧与滤液池连接；过滤装置另一侧与沼气池连接；沼气池一侧连接有沼气发电机组；沼气池的另一侧连接有烘干室，烘干室连接有高温焚烧炉。
滤液池还与缓存池连接，缓存池、搅拌吸附池、过滤装置和滤液池之间形成一个回路。
水葫芦生物质采铀系统内工艺流程如下：
（1）铀尾矿库内的尾矿液通过高压抽水泵抽入缓存池内；
（2）将尾矿液流入搅拌吸附池内，将制备的水葫芦生物质粉末经过管道进入搅拌吸附池内；
（3）经过一段时间的吸附后，将搅拌吸附池中含有水葫芦生物质粉末的悬浮液经过滤装置过滤后，滤渣导入贮气发酵一体化沼气池；
（4）水葫芦生物质粉末悬浮液经过滤后所得的滤液导入滤液池，再用泵抽回缓存池以便后续吸附工序；
（5）过滤后所得的水葫芦生物质在沼气池中经过反应产生沼气，发电机组利用沼气发电；
（6）发酵残余物导入烘干室烘干后，再利用高温焚烧炉对其进行高温焚烧处理，留下的灰分即是含铀生物矿石。
本发明的有益效果为：通过高压抽水泵将铀尾矿液抽入缓存池，再将缓存池中铀尾矿液通入搅拌吸附池，调节PH=3后加入水葫芦生物质搅拌吸附180min，使水体中的铀被生物质吸附，吸附一定时间后，通入过滤装置过滤，滤液进入滤液池，若滤液达标，可用于森林灌溉；若未达标，则再次通入缓存池进行多次吸附处理。滤渣进入沼气池发酵，发酵残余物进入烘干室烘干，之后放入高温焚烧炉焚烧成含铀生物矿石。
附图说明
图1是本发明系统流程简图。
附图标记：高压抽水泵1,缓存池2, 搅拌吸附池3, 过滤装置4, 滤液池5, 沼气池6,沼气发电机组7, 烘干室8, 高温焚烧炉9。
具体实施方式
工艺流程如下：
（1）铀尾矿库内的尾矿液先通过高压抽水泵1（300m3/h）抽入缓存池2（1000m3）；
（2）再通过管道流入搅拌吸附池3（800m3），同时制备的水葫芦生物质粉末（粉碎过200目筛）经管道进入搅拌吸附池3内；
（3）经过一段时间的吸附后，将搅拌吸附池3中含有水葫芦生物质粉末的悬浮液经过滤装置4过滤后，滤渣通过管道导入沼气池6（1300m3）；
（4）水葫芦生物质粉末的悬浮液过滤后所得的滤液导入滤液池5（800m3），用泵抽回缓存池2以便后续在搅拌吸附池内进行多次吸附；
（5）过滤后的水葫芦生物质在沼气池6中经过反应，产生的沼气经发电机组7发电；
（6）发酵残余物导入烘干室8烘干后，再利用高温焚烧炉9对其进行高温焚烧处理，留下的灰分即是含铀生物矿石；
（7）回收所得的含铀生物矿石。
工程经济效益计算：
1. 本工程日处理铀尾矿液约50m3，铀含量为5*10-6g/ml，日获得U3O8量33kg。年产U3O8量12吨，作为铀资源回收，价值可观，回收利润达10.8亿人民币。
2. 日产沼气1500m3，每日发电2250kwh，年处理尾矿18250m3，年产沼气547500m3,年发电821250kwh,按0.5元/kwh计算，获利41万元。
沼气发电成本：9.84万元，
沼气发电总收益：31.16万元。

Claims (3)

1.一种水葫芦生物质采铀系统，其特征在于：包括高压抽水泵（1），缓存池（2），搅拌吸附池（3），过滤装置（4），滤液池（5），沼气池（6），沼气发电机组（7），烘干室（8），高温焚烧炉（9）；所述高压抽水泵（1）一侧连接铀尾矿库，另一侧与缓存池（2）连接；缓存池（2）与搅拌吸附池（3）连接, 搅拌吸附池（3）另一侧连接有过滤装置（4），过滤装置（4）一侧与滤液池（5）连接；过滤装置（4）另一侧与沼气池（6）连接；沼气池（6）一侧连接有沼气发电机组（7）；沼气池（6）的另一侧连接有烘干室（8），烘干室（8）连接有高温焚烧炉（9）。
2.根据权利要求1所述的一种水葫芦生物质采铀系统，其特征在于：所述滤液池（5）还与缓存池（2）连接，缓存池（2）、搅拌吸附池（3）、过滤装置（4）和滤液池（5）之间形成一个回路。
3.根据权利要求2所述的一种水葫芦生物质采铀系统，其特征在于，系统内工艺流程如下：
（1）铀尾矿库内的尾矿液通过高压抽水泵（1）抽入缓存池（2）内；
（2）将尾矿液流入搅拌吸附池（3）内，将制备的水葫芦生物质粉末经过管道进入搅拌吸附池（3）内；
（3）经过一段时间的吸附后，将搅拌吸附池（3）中含有水葫芦生物质粉末的悬浮液经过滤装置（4）过滤后，滤渣导入贮气发酵一体化沼气池（6）；
（4）水葫芦生物质粉末悬浮液经过滤后所得的滤液导入滤液池（5），再用泵抽回缓存池（2）以便后续吸附工序；
（5）过滤后所得的水葫芦生物质在沼气池（6）中经过反应产生沼气，发电机组（7）利用沼气发电；
（6）发酵残余物导入烘干室（8）烘干后，再利用高温焚烧炉（9）对其进行高温焚烧处理，留下的灰分即是含铀生物矿石。
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