CN109626631A - 一种稀土冶炼废水中低含量放射性污染物处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种稀土冶炼废水中低含量放射性污染物处理工艺，属于放射性废水处理技术领域。本发明工艺通过调节稀土冶炼废水至中性或微碱性，并加入钡离子和硫酸根离子，使其以共沉淀的方式初步去除废水中的镭等放射性物质，通过加入絮凝剂，加快沉淀的进行，降低沉淀所需的时间和成本，同时对于沉淀后仍存在的少部分低含量放射性物质，采用固定活性炭吸附床的方式进行进一步的吸附去除，经此工艺处理后，废水中的放射性物质可达标排放。该工艺充分利用不同处理方式的特点，在实现降低和去除废水中的低含量放射性污染物的同时，实现工艺成本的降低和处理效率的提高，具有显著的应用价值。

Description

一种稀土冶炼废水中低含量放射性污染物处理工艺
技术领域
本发明属于放射性废水处理技术领域，具体涉及一种稀土冶炼废水中低含量放射性污染物的处理工艺，特别是一种对稀土行业产生的含钍、铀放射性污染物废水的处理工艺。
背景技术
随着经济的快速发展，人们对我国稀土资源的关注度也在不断的提升。稀土工业在快速发展的同时，也遇到一些问题。其中，稀土在冶炼分离过程中产生的“三废”问题日益突出，尤其是其产生的废水造成的环境问题更为严重。这些废水产生量大、成分复杂、污染物种类多，如若处置不当，排入水体，会对周围的环境和人体健康产生严重的威胁。
由于稀土矿中不同程度的伴生天然放射性元素钍、铀等，即使在经过优化的稀土冶炼工艺中，也不可避免地会产生低水平放射性冶炼废水。根据《稀土工业污染物排放标准》(GB26451-2011)中的规定，水污染物中钍、铀总量应限制在0.1mg/L以内，而目前在稀土工业生产过程中产生的含放射性废水，其中铀、钍含量均超过排放限值，对于这些污染废水，必须经过深度处理后才可外排。
目前，针对稀土冶炼废水中放射性污染物处理方法包括化学沉淀、离子交换、吸附等方法。但离子交换法由于受竞争离子影响较大，对水质的要求高，且离子交换剂抗辐射性差，其再生和处置也较为困难。因此，离子交换法在稀土放射性废水中的应用受到限制。吸附法虽然工艺简单、去污系数高，但成本也较高；化学沉淀法成本相对较低，但运行不稳定，出水达标困难。
针对这些方法的优缺点，进行适当的整合改变和创新，确保稀土冶炼废水中低含量放射性污染物达标排放，对稀土工业的持续发展具有显著的意义。
发明内容
针对现有稀土冶炼废水中低含量放射性污染物处理方法存在诸多不足的问题，本发明的目的在于提供一种稀土冶炼废水中低含量放射性污染物处理工艺，这种工艺不仅可以有效降低和去除废水中的低含量放射性污染物，还能降低工艺成本，提高处理效率。
本发明是通过如下技术方案实现的。
一种稀土冶炼废水中低含量放射性污染物处理工艺，包括以下步骤：
1)调节稀土冶炼废水至中性或微碱性；
2)在步骤1)所得的溶液中先后加入药剂A、药剂B，搅拌反应后，加入药剂C混匀，沉淀并固液分离得到废渣和上清液；
3)将步骤2)固液分离得到的上清液流经固定活性炭吸附床，经过活性炭吸附后得到最终出水，达标排放。
进一步而言，所述稀土冶炼废水是稀土工业生产过程中产生的含低浓度的钍、铀、镭的放射性废水。
进一步而言，步骤1)利用酸或碱将废水调至pH为7～9。
进一步而言，步骤2)中，药剂A、药剂B、药剂C分别为BaCl2·2H2O、浓硫酸、聚丙烯酰胺絮凝剂，药剂A、药剂B的加入量分别为每升溶液40～60mg和0.3～0.6mL，药剂C的加入量为每升溶液5～10mg，反应时间0.5～1h。
进一步而言，步骤3)中，废水在固定活性炭吸附床中的停留时间为5～6h。
进一步而言，所述固定活性炭吸附床为固定层式吸附床，所述固定活性炭吸附床为固定层式吸附床，其结构包括：设置于上部的原水进口、设置于侧边的冲洗水出口、表面洗涤装置、侧边的活性炭出口、以及设置于底部的净化水出口；该固定层式吸附床的中间位置安装有活性炭吸附层；原水从上部的原水进口进入，从上向下流过整个活性炭吸附层得以吸附，处理后的水从下部的净化水出口流出。
进一步而言，所述固定活性炭吸附床还包括设置于其上部位置左右两侧的检查孔和空气阀。
本发明针对稀土冶炼废水中低含量的放射性污染物难去除的特点，在传统的方法上进行创新，结合现有的化学沉淀去除成本低的优点和吸附法去除效果好的优点，开发出一种新的稀土冶炼废水中低含量放射性污染物处理工艺。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1)本发明首先进行化学沉淀，将稀土废水中放射性污染的含量降低，再进行吸附，有效避免了吸附法处理时，处理量大，成本较高的问题；
2)本发明进行化学沉淀后，再进行进一步的吸附，有效改进了沉淀法处理效果差的缺点，对废水中低含量的放射性污染物进行进一步的深度去除，具有较好的净化效果；
3)本发明采用固定活性炭吸附床进行深度处理，有效简化了工艺流程和操作难度，提高了活性炭的利用效率，降低了成本；
4)本发明处理稀土冶炼废水中低含量的放射性污染物的工艺流程简单，成本低廉，可规模化应用。
附图说明
图1是为本发明处理稀土冶炼废水中低含量放射性污染物的工艺流程图。
图2是本发明处理稀土冶炼废水中低含量放射性污染物的设备所需固定活性炭吸附床的结构图。
10：原水进口11：检查孔12：空气阀
20：冲洗水出口30：表面洗涤装置
40：活性炭出口50：净化水出口
具体实施方式
为更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
本发明公开了一种稀土冶炼废水中低含量放射性污染物处理工艺，本工艺针对目前稀土冶炼废水中低含量放射性污染物的处理方法存在运行成本高，效果不稳定的特点，开发的一套新的处理工艺。
如图1所示，本发明工艺通过调节稀土冶炼废水至中性或微碱性，并加入钡离子和硫酸根离子，使其以共沉淀的方式初步去除废水中的镭等放射性物质，通过加入絮凝剂，加快沉淀的进行，降低沉淀所需的时间和成本。
同时，对于沉淀后仍存在的少部分低含量放射性物质，采用固定活性炭吸附床的方式进行进一步的吸附去除，经此工艺处理后，废水中的放射性物质可达标排放。如图2所示，该固定活性炭吸附床为固定层式吸附床，其结构主要包括：设置于上部的原水进口10、左右两侧的检查孔11和12空气阀、设置于侧边的冲洗水出口20、表面洗涤装置30、侧边的活性炭出口40、以及设置于底部的净化水出口50。该固定层式吸附床的中间位置安装有活性炭吸附层。原水从上部的原水进口10进入，从上向下流过整个活性炭吸附层得以吸附，处理后的水从下部的净化水出口50流出。
该发明工艺充分利用不同处理方式的特点，在实现降低和去除废水中的低含量放射性污染物的同时，实现工艺成本的降低和处理效率的提高，具有显著的应用价值。
实施例1
某稀土企业排放的放射性废水中，含铀和钍的浓度分别为1.53mg/L和1.85mg/L，pH值为9.4。
一种稀土冶炼废水中低含量放射性污染物处理工艺，包括以下步骤：
1)调节稀土冶炼废水至中性或微碱性；利用1mol/L的稀硫酸将稀土冶炼废水调至pH为7～9；
2)在步骤1)所得的溶液中按照每吨废水先后加入40g药剂A(BaCl2·2H2O)，0.3L药剂B(浓硫酸)搅拌反应后，加入5g药剂C(聚丙烯酰胺絮凝剂)搅拌混匀，产生沉淀后，进行固液分离，得到废渣和上清液，反应时间0.5～1h；
3)将步骤2)固液分离得到的上清液流经固定活性炭吸附床，经过活性炭吸附后得到最终出水，达标排放；废水在固定活性炭吸附床中的停留时间为5～6h；
4)取最终出水进行分析检测，水中铀、钍的浓度分别降低至0.03mg/L和0.02mg/L，低于《稀土工业污染物排放标准》(GB26451～2011)中钍、铀总量0.1mg/L的排放限值。
实施例2
某稀土企业排放的放射性废水中，含铀和钍的浓度分别为1.66mg/L和6.59mg/L，pH值为3.6。
一种稀土冶炼废水中低含量放射性污染物处理工艺，包括以下步骤：
1)首先用液碱调节该稀土冶炼废水至pH至7～9；
2)在步骤1)所得的溶液中按照每吨废水先后加入60g药剂A(BaCl2·2H2O)，0.6L药剂B(浓硫酸)搅拌反应后，加入10g药剂C(聚丙烯酰胺絮凝剂)混匀，产生沉淀后，进行固液分离，得到废渣和上清液，将上清液流经固定活性炭吸附床，经过活性炭吸附后得到最终出水，反应时间0.5～1h；
3)将步骤2)固液分离得到的上清液流经固定活性炭吸附床，经过活性炭吸附后得到最终出水，达标排放；废水在固定活性炭吸附床中的停留时间为5～6h；
4)取最终出水进行分析检测，水中铀、钍的浓度分别降低至0.03mg/L和0.04mg/L，低于《稀土工业污染物排放标准》(GB26451～2011)中钍、铀总量0.1mg/L的排放限值。
实施例3
某稀土企业排放的放射性废水中，含铀和钍的浓度分别为1.72mg/L和4.38mg/L，pH值为5.3。
一种稀土冶炼废水中低含量放射性污染物处理工艺，包括以下步骤：
1)首先用液碱调节该稀土冶炼废水至pH至7～9；
2)在步骤1)所得的溶液中按照每吨废水先后加入50g药剂A(BaCl2·2H2O)，0.5L药剂B(浓硫酸)搅拌反应后，加入8g药剂C(聚丙烯酰胺絮凝剂)混匀，产生沉淀后，进行固液分离，得到废渣和上清液，将上清液流经固定活性炭吸附床，经过活性炭吸附后得到最终出水，反应时间0.5～1h；
3)将步骤2)固液分离得到的上清液流经固定活性炭吸附床，经过活性炭吸附后得到最终出水，达标排放；废水在固定活性炭吸附床中的停留时间为5～6h；
4)取最终出水进行分析检测，水中铀、钍的浓度分别降低至0.03mg/L和0.03mg/L，低于《稀土工业污染物排放标准》(GB26451～2011)中钍、铀总量0.1mg/L的排放限值。
效果试验例1
综合实施例1-3，对稀土企业排放的放射性废水治理前后铀、钍的浓度进行分析，并和某稀土企业采用传统化学沉淀方法处理的废水进行比较，结果见表1。
表1稀土企业排放的放射性废水治理前后铀、钍的浓度及与某稀土企业采用传统化学沉淀方法处理的废水的对比
组别 出水铀浓度(mg/L) 出水钍浓度(mg/L)
实施例1 0.03 0.02
实施例2 0.03 0.04
实施例3 0.03 0.03
传统方法处理废水 0.10 0.15
由上表1可知，本发明的实施例1-3的工艺处理废水与某稀土企业采用传统方法处理的废水进行对照，发现本发明处理后的废水铀和钍的浓度都低于《稀土工业污染物排放标准》(GB26451～2011)中钍、铀总量0.1mg/L的排放限值，而某稀土企业采用传统方法处理的废水效果较差，说明本发明技术效果较好。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种稀土冶炼废水中低含量放射性污染物处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1)调节稀土冶炼废水至中性或微碱性；
2)在步骤1)所得的溶液中先后加入药剂A和药剂B，搅拌反应后，加入药剂C混匀，沉淀并固液分离得到废渣和上清液；
3)将步骤2)固液分离得到的上清液流经固定活性炭吸附床，经过活性炭吸附后得到最终出水，达标排放。
2.根据权利要求1所述的稀土冶炼废水中低含量放射性污染物处理工艺，其特征在于：所述稀土冶炼废水是稀土工业生产过程中产生的低浓度的钍、铀、镭的放射性废水。
3.根据权利要求1或2所述的稀土冶炼废水中低含量放射性污染物处理工艺，其特征在于，步骤1)中，利用酸或碱将废水调至pH为7～9。
4.根据权利要求1所述的稀土冶炼废水中低含量放射性污染物处理工艺，其特征在于，步骤2)中，药剂A为BaCl2·2H2O、药剂B为浓硫酸、药剂C为聚丙烯酰胺絮凝剂。
5.根据权利要求1或4所述的稀土冶炼废水中低含量放射性污染物处理工艺，其特征在于，步骤2)中，药剂A、药剂B的加入量分别为每升溶液40～60mg和0.3～0.6mL，药剂C的加入量为每升溶液5～10mg。
6.根据权利要求1，4或5所述的稀土冶炼废水中低含量放射性污染物处理工艺，其特征在于，步骤2)中，药剂加入后的反应沉淀时间为0.5～1h。
7.根据权利要求1所述的稀土冶炼废水中低含量放射性污染物处理工艺，其特征在于，步骤3)中，废水在固定活性炭吸附床中的停留时间为5～6h。
8.根据权利要求1所述的稀土冶炼废水中低含量放射性污染物处理工艺，其特征在于：所述固定活性炭吸附床为固定层式吸附床，其结构包括：设置于上部的原水进口、设置于侧边的冲洗水出口、表面洗涤装置、侧边的活性炭出口、以及设置于底部的净化水出口；该固定层式吸附床的中间位置安装有活性炭吸附层；原水从上部的原水进口进入，从上向下流过整个活性炭吸附层得以吸附，处理后的水从下部的净化水出口流出。
9.根据权利要求8所述的稀土冶炼废水中低含量放射性污染物处理工艺，其特征在于：还包括设置于上部位置左右两侧的检查孔和空气阀。
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Application publication date: 20190416

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