CN111584112A - 一种应用于放射性工业废水的处理控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于放射性工业废水的处理控制方法，属于废水处理技术领域，一种应用于放射性工业废水的处理控制方法，包括通过粘土矿物、粉煤灰、金属氧化物磨粉得到混合预料，在加工改性的纤维与混合预料搅拌混合，制得放射性元素吸附剂，有利于扩大吸附剂的吸附面积以及吸附性能，最后将放射性元素吸附剂浸渍于纳米铁磁溶液中，实现放射性元素吸附剂的附磁，得到附磁后的放射性元素吸附剂，附磁后，不仅能够对放射性元素进行吸附还能够对其它金属离子进行有效吸附，提高吸附剂的吸附性能，同时，附磁后的放射性元素吸附剂也易于稳定地填充于带有电磁元件的吸附器内，在使用完成后，电磁元件断电后，即可实现对吸附剂的回收。

Description

一种应用于放射性工业废水的处理控制方法

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，更具体地说，涉及一种应用于放射性工业废水的处理控制方法。

背景技术

一些核电站排出的废水当中夹杂着大量的放射性元素，核电外排废水中含有锶、铯、锝、铀、钍等高放射性同位核元素，放射性废水中通常含有银、钴、锶等核素离子，去除核素离子对于降低废水放射性水平，意义重大。同时这些高放射性同位核元素在医疗等领域有巨大的应用价值,若不加处理任其排放会无故损失大量的有价物质。

目前处理核放射性工业废水，通常采用的方法有絮凝沉淀、蒸发、离子交换、生物处理和膜技术等方法，这些处理方法存在着处理效率低、处理费用高、后续处理繁琐以及产生二次污染等不同的缺点。

吸附作为一种有效、方便、稳定的处理方法，被广泛应用于含有放射性元素废水的处理。现有技术的吸附法是放射性废水处理的主要方法，吸附剂的开发与选择是吸附法去除放射性废水中核素污染的研究重点之一，吸附剂的性能决定了吸附处理的效果。同时由于无机吸附剂具有原料成本低、制作工艺简单、副产物少等方面的优势，非常适用于放射性金属离子污染水体的治理。现有的吸附剂有沸石、活性炭等多孔单品，但现有的吸附剂较为单一，其吸附孔隙均为产品本身所具有的孔隙，吸附面积也较难以改变，故而其吸附性能还有待提高。

为此，我们提出了一种应用于放射性工业废水的处理控制方法采用吸附法适应现有技术中放射性废水处理面临的迫切需求。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种应用于放射性工业废水的处理控制方法。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种应用于放射性工业废水的处理控制方法，其特征在于：具体处理控制方法如下：

S1、挑选粘土矿物、粉煤灰、金属氧化物、纤维、工业用水作为吸附剂制备原料备用；

S2、将粘土矿物、粉煤灰、金属氧化物至于研磨机内进行充分粉碎，过筛得到粒径小于20um的混合粉末，并加入工业用水进行充分混合搅拌得到混合预料；

S3、将纤维至于酸性溶液中浸渍，反应制得修饰后的改性纤维，以实现同时对多种重金属离子的高效吸附；

S4、将S3中得到的改性纤维与S2中所得到的混合预料进行搅拌混合，制粒烘干，得到放射性元素吸附剂，并将放射性元素吸附剂浸渍于纳米铁磁溶液中，实现放射性元素吸附剂的附磁，得到附磁后的放射性元素吸附剂；

S5、将S4中得到的附磁后的金属元素吸附剂至于吸附器内，吸附器内安装电磁元件，电磁元件对附磁后的金属元素吸附剂进行吸附固定，将待处理的工业废水通入至吸附器内进行吸附过滤，以有效去除废水中的放射性元素。

进一步的，所述S1中的粘土矿物包括但不限于沸石、高岭土、海泡石、蛭石中的一种或多种，所述金属氧化物包括但不限于纳米二氧化硅、活性氧化铝中的一种或多种，粘土矿物具有吸附某些阳离子和阴离子并保持于交换状态的特性，如沸石、高岭土、海泡石、蛭石等均具有吸附孔隙，对GR、CS等进行有效吸附，而粘土矿物经金属氧化物柱撑，有益于增大其表面积和空洞大小，易于提高吸附性能，同时纳米二氧化硅、活性氧化铝的毛细孔通道表面具有较高的活性，进一步增强吸附性能。

进一步的，所述S3中的酸性溶液包括但不限于磷酸、氨基酸、甲酯酸中的一种或多种，酸对纤维的交联和脱水反应的催化效果，引入新的化学活性基团来提高纤维的吸附性能。

进一步的，所述吸附器包括过滤池和固定安装于过滤池内的支撑柱，所述支撑柱靠近上端的四周侧壁上固定连接有吸附箱，所述支撑柱的顶端固定连接有进污机构，所述进污机构分别与多个吸附箱的顶端固定连接，所述附磁后的放射性元素吸附剂填充于每个吸附箱的内部，且每个吸附箱的底端设有滤孔，通过进污机构导入工业废水，并随工业废水分流导入至吸附箱内，导入至吸附箱处的工业废水流经放射性元素吸附剂，通过吸附剂对废水中的多种放射性金属元素进行吸附，同时吸附剂附带磁性，还有效对废水中的一些磁性金属进行有效吸附。

进一步的，每个所述吸附箱的一端外壁上转动安装有转动门，所述吸附箱内壁上安装有电磁铁，且每个吸附箱的顶端固定安装有与进污机构相连通的液体分布器，液体分布器易于对废水进行分散处理，从而有效使得废水充分流经放射性元素吸附剂处。

进一步的，所述进污机构包括通过支撑杆固定连接于支撑柱上的分流管，所述分流管的顶端固定连接有进污管，所述分流管的四周侧壁上均固定连接有与液体分布器位置对应的导流管，所述导流管的底端插设于液体分布器的顶端部。

进一步的，所述过滤池靠近上端的内部嵌设安装有过滤膜，所述支撑柱套设于过滤膜上，所述过滤池的内底部固定连接有固定柱，所述支撑柱的底端贯穿过滤膜并紧固插设于固定柱内，通过吸附箱处理后的废水在流经过滤膜，进一步提高废水处理效果。

进一步的，所述过滤池的一端侧壁上固定安装有排水管，排水管内安装阀门，所述过滤池的另一端侧壁上固定连接有循环管，所述过滤池的另一侧设有安装在循环管上的循环泵，所述循环管的上端连接于进污管的内壁上，增设循环管，可将过滤池内的废水重新导入至进污管内，实现废水的多次吸附过滤处理。

进一步的，所述过滤池的内部四周侧壁上固定安装有多个与吸附箱位置对应的过滤框，每个所述过滤框内填充有鹅卵石层，所述过滤膜放置于多个鹅卵石层上，所填充的鹅卵石层一方面对过滤膜起到承托作用，另一方面流下的废水再次经过鹅卵石层进行过滤，有效提高净化效果。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案通过粘土矿物、粉煤灰、金属氧化物磨粉得到混合预料，在加工改性的纤维与混合预料搅拌混合，制得放射性元素吸附剂，有利于扩大吸附剂的吸附面积以及吸附性能，最后将放射性元素吸附剂浸渍于纳米铁磁溶液中，实现放射性元素吸附剂的附磁，得到附磁后的放射性元素吸附剂，附磁后，不仅能够对放射性元素进行吸附还能够对其它金属离子进行有效吸附，提高吸附剂的吸附性能。

（2）粘土矿物包括但不限于沸石、高岭土、海泡石、蛭石中的一种或多种，金属氧化物包括但不限于纳米二氧化硅、活性氧化铝中的一种或多种，粘土矿物具有吸附某些阳离子和阴离子并保持于交换状态的特性，如沸石、高岭土、海泡石、蛭石等均具有吸附孔隙，而粘土矿物经金属氧化物柱撑，有益于增大其表面积和空洞大小，易于提高吸附性能，同时纳米二氧化硅、活性氧化铝的毛细孔通道表面具有较高的活性，实现吸附剂的表面积大、孔隙度高特性，从而进一步增强其吸附性能。

（3）酸性溶液包括但不限于磷酸、氨基酸、甲酯酸中的一种或多种，酸对纤维的交联和脱水反应的催化效果，引入新的化学活性基团来提高纤维的吸附性能。

（4）每个吸附箱的一端外壁上转动安装有转动门，吸附箱内壁上安装有电磁铁，且每个吸附箱的顶端固定安装有与进污机构相连通的液体分布器，液体分布器易于对废水进行分散处理，从而有效使得废水充分流经放射性元素吸附剂处，通过电磁铁与附磁后的放射性元素吸附剂相配合，在启动电磁铁后，从而便于技术人员将附磁后的放射性元素吸附剂铺设于内部，以便于对放射性元素吸附剂进行定位吸附，当使用完成后，打开转动门，电磁铁断电，以便于将放射性元素吸附剂从内拆卸下来，从而对吸附剂内的放射性元素进行回收。

（5）通过增设过滤膜以及鹅卵石层，进一步有效提高废水过滤净化效果，而在过滤池底端加设与进污管相连通的循环管，可将过滤池内的废水重新导入至进污管内，实现废水的多次吸附过滤处理。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图；

图2为本发明的吸附器处立体图；

图3为本发明的吸附器处的内部剖视图；

图4为本发明的支撑柱与吸附箱结合处的立体图；

图5为本发明的过滤池与鹅卵石层结合处的立体图。

图中标号说明：

1过滤池、2支撑柱、3吸附箱、301转动门、4电磁铁、5液体分布器、6分流管、7进污管、8支撑杆、9导流管、10过滤膜、11循环管、12鹅卵石层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1，一种应用于放射性工业废水的处理控制方法，其特征在于：具体处理控制方法如下：

S1、挑选粘土矿物、粉煤灰、金属氧化物、纤维、工业用水作为吸附剂制备原料备用；

S2、将粘土矿物、粉煤灰、金属氧化物至于研磨机内进行充分粉碎，过筛得到粒径小于20um的混合粉末，并加入工业用水进行充分混合搅拌得到混合预料；

S3、将纤维至于酸性溶液中浸渍，反应制得修饰后的改性纤维，以实现同时对多种重金属离子的高效吸附；

S4、将S3中得到的改性纤维与S2中所得到的混合预料进行搅拌混合，制粒烘干，得到放射性元素吸附剂，并将放射性元素吸附剂浸渍于纳米铁磁溶液中，实现放射性元素吸附剂的附磁，得到附磁后的放射性元素吸附剂；

S5、将S4中得到的附磁后的金属元素吸附剂至于吸附器内，吸附器内安装电磁元件，电磁元件对附磁后的金属元素吸附剂进行吸附固定，将待处理的工业废水通入至吸附器内进行吸附过滤，以有效去除废水中的放射性元素。

其中，S1中的粘土矿物包括但不限于沸石、高岭土、海泡石、蛭石中的一种或多种，金属氧化物包括但不限于纳米二氧化硅、活性氧化铝中的一种或多种，粘土矿物具有吸附某些阳离子和阴离子并保持于交换状态的特性，如沸石、高岭土、海泡石、蛭石等均具有吸附孔隙，对CS进行有效吸附，而粘土矿物经金属氧化物柱撑，有益于增大其表面积和空洞大小，易于提高吸附性能，同时纳米二氧化硅、活性氧化铝的毛细孔通道表面具有较高的活性，进一步增强吸附性能。

S3中的酸性溶液包括但不限于磷酸、氨基酸、甲酯酸中的一种或多种，酸对纤维的交联和脱水反应的催化效果，基于其含有大量的羟基，经过交联反应后引入新的化学活性基团来提高纤维的吸附性能，纤维可从天然棉花植物茎干、果实外壳等中进行摄取。

请参阅图2-5，吸附器包括过滤池1和固定安装于过滤池1内的支撑柱2，支撑柱2靠近上端的四周侧壁上固定连接有吸附箱3，支撑柱2的顶端固定连接有进污机构，进污机构分别与多个吸附箱3的顶端固定连接，附磁后的放射性元素吸附剂填充于每个吸附箱3的内部，且每个吸附箱3的底端设有滤孔，通过进污机构导入工业废水，并随工业废水分流导入至吸附箱3内，导入至吸附箱3处的工业废水流经放射性元素吸附剂，通过吸附剂对废水中的多种放射性金属元素进行吸附，同时吸附剂附带磁性，还有效对废水中的一些其它磁性金属进行有效吸附。

每个吸附箱3的一端外壁上转动安装有转动门301，吸附箱3内壁上安装有电磁铁4，设置转动门301易于对吸附箱3进行开启，启动电磁铁4后，从而便于技术人员将附磁后的放射性元素吸附剂铺设于3内部，以便于对放射性元素吸附剂进行定位吸附，当使用完成后，打开转动门301，电磁铁4断电，以便于将放射性元素吸附剂从吸附箱3内拆卸下来，从而对吸附剂内的放射性元素进行回收，而吸附箱3可通过螺丝固定于支撑柱2上，便于拆卸；

且每个吸附箱3的顶端固定安装有与进污机构相连通的液体分布器5，液体分布器5易于对废水进行分散处理，从而有效使得废水充分流经放射性元素吸附剂处，进污机构包括通过支撑杆8固定连接于支撑柱2上的分流管6，分流管6的顶端固定连接有进污管7，分流管6的四周侧壁上均固定连接有与液体分布器5位置对应的导流管9，导流管9的底端插设于液体分布器5的顶端部。

过滤池1靠近上端的内部嵌设安装有过滤膜10，支撑柱2套设于过滤膜10上，过滤池1的内底部固定连接有固定柱，支撑柱2的底端贯穿过滤膜10并紧固插设于固定柱内，通过吸附箱3处理后的废水在流经过滤膜10，进一步提高废水处理效果，过滤池1的内部四周侧壁上固定安装有多个与吸附箱3位置对应的过滤框，每个过滤框内填充有鹅卵石层12，过滤膜10放置于多个鹅卵石层12上，所填充的鹅卵石层12，一方面对过滤膜10起到承托作用，另一方面流下的废水再次经过鹅卵石层12进行过滤，有效提高净化效果。

此外，过滤池1的一端侧壁上固定安装有排水管，排水管内安装阀门，过滤池1的另一端侧壁上固定连接有循环管11，过滤池1的另一侧设有安装在循环管11上的循环泵，循环管11的上端连接于进污管7的内壁上，增设循环管11，可将过滤池1内的废水导入至进污管7内，实现废水的多次吸附过滤处理。

本方案通过粘土矿物、粉煤灰、金属氧化物磨粉得到混合预料，在加工改性的纤维与混合预料搅拌混合，制得放射性元素吸附剂，有利于扩大吸附剂的吸附面积以及吸附性能，最后将放射性元素吸附剂浸渍于纳米铁磁溶液中，实现放射性元素吸附剂的附磁，得到附磁后的放射性元素吸附剂，附磁后，不仅能够对放射性元素进行吸附还能够对其它金属离子进行有效吸附，提高吸附剂的吸附性能。

本发明中的所采用的部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种应用于放射性工业废水的处理控制方法，其特征在于：具体处理控制方法如下：

S1、挑选粘土矿物、粉煤灰、金属氧化物、纤维、工业用水作为吸附剂制备原料备用；

S2、将粘土矿物、粉煤灰、金属氧化物至于研磨机内进行充分粉碎，过筛得到粒径小于20um的混合粉末，并加入工业用水进行充分混合搅拌得到混合预料；

S3、将纤维至于酸性溶液中浸渍，反应制得修饰后的改性纤维，以实现同时对多种重金属离子的高效吸附；

S4、将S3中得到的改性纤维与S2中所得到的混合预料进行搅拌混合，制粒烘干，得到放射性元素吸附剂，并将放射性元素吸附剂浸渍于纳米铁磁溶液中，实现放射性元素吸附剂的附磁，得到附磁后的放射性元素吸附剂；

S5、将S4中得到的附磁后的金属元素吸附剂至于吸附器内，吸附器内安装电磁元件，电磁元件对附磁后的金属元素吸附剂进行吸附固定，将待处理的工业废水通入至吸附器内进行吸附过滤，以有效去除废水中的放射性元素。

2.根据权利要求1所述的一种应用于放射性工业废水的处理控制方法，其特征在于：所述S1中的粘土矿物包括但不限于沸石、高岭土、海泡石、蛭石中的一种或多种，所述金属氧化物包括但不限于纳米二氧化硅、活性氧化铝中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种应用于放射性工业废水的处理控制方法，其特征在于：所述S3中的酸性溶液包括但不限于磷酸、氨基酸、甲酯酸中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种应用于放射性工业废水的处理控制方法，其特征在于：所述吸附器包括过滤池（1）和固定安装于过滤池（1）内的支撑柱（2），所述支撑柱（2）靠近上端的四周侧壁上固定连接有吸附箱（3），所述支撑柱（2）的顶端固定连接有进污机构，所述进污机构分别与多个吸附箱（3）的顶端固定连接，所述附磁后的放射性元素吸附剂填充于每个吸附箱（3）的内部，且每个吸附箱（3）的底端设有滤孔。

5.根据权利要求4所述的一种应用于放射性工业废水的处理控制方法，其特征在于，每个所述吸附箱（3）的一端外壁上转动安装有转动门（301），所述吸附箱（3）内壁上安装有电磁铁（4），且每个吸附箱（3）的顶端固定安装有与进污机构相连通的液体分布器（5）。

6.根据权利要求5所述的一种应用于放射性工业废水的处理控制方法，其特征在于：所述进污机构包括通过支撑杆（8）固定连接于支撑柱（2）上的分流管（6），所述分流管（6）的顶端固定连接有进污管（7），所述分流管（6）的四周侧壁上均固定连接有与液体分布器（5）位置对应的导流管（9），所述导流管（9）的底端插设于液体分布器（5）的顶端部。

7.根据权利要求1所述的一种应用于放射性工业废水的处理控制方法，其特征在于：所述过滤池（1）靠近上端的内部嵌设安装有过滤膜（10），所述支撑柱（2）套设于过滤膜（10）上，所述过滤池（1）的内底部固定连接有固定柱，所述支撑柱（2）的底端贯穿过滤膜（10）并紧固插设于固定柱内。

8.根据权利要求6所述的一种应用于放射性工业废水的处理控制方法，其特征在于：所述过滤池（1）的一端侧壁上固定安装有排水管，所述过滤池（1）的另一端侧壁上固定连接有循环管（11），所述过滤池（1）的另一侧设有安装在循环管（11）上的循环泵，所述循环管（11）的上端连接于进污管（7）的内壁上。

9.根据权利要求7所述的一种应用于放射性工业废水的处理控制方法，其特征在于：所述过滤池（1）的内部四周侧壁上固定安装有多个与吸附箱（3）位置对应的过滤框，每个所述过滤框内填充有鹅卵石层（12），所述过滤膜（10）放置于多个鹅卵石层（12）上。

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