CN112551760A - 一种废水中碘的去除方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废水中碘的去除方法。主要包括以下操作步骤，在待处理废水中投入氧化剂，加入有机化合物，碘化反应，得到有机碘化合物；启动渗透膜过滤，有机碘化合物截留在浓水侧，水从淡水侧流出，实现碘和水分离。在预处理废水中投入能与活性碘反应的有机物和氧化剂；氯胺T、过硫酸盐、高锰酸盐、次氯酸钠、三氯化铁等氧化剂可将无机碘转化为活性碘；苯酚，络氨酸，茶多酚，腐殖酸，间苯二胺等，与活性碘反应生成有机碘化合物；最后启动渗透膜系统过滤，有机碘化合物截留在浓水侧，水从淡水侧流出，实现废水中碘和水的分离。本发明可用于工业废水、含放射性碘的医疗废水、含放射性碘的医疗废水中碘的脱除。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体为一种废水中碘的去除方法。
背景技术
放射性碘，如碘-129、碘-131、碘-123、碘-124和碘-125，会对空气、水和土壤造成严重污染，并且会诱发甲状腺疾病甚至癌症。目前，工业生产、医疗放射治疗、核电站均会产生含有碘的废水；因此，对于废水中的碘的脱除也逐渐成为了水污染控制领域关心的重要问题。目前，放射性碘的去除方法主要有吸附法、离子交换法、化学沉淀法、膜分离法、生物处理法。
1.吸附法和离子交换法，是使用活性炭、离子交换树脂、沸石、无机盐如亚铜类化合物，或者在这些材料上负载银，对碘选择性吸附。在中国专利“CN103288201A一种过硫酸盐与活性炭联用去除放射性碘污染的水处理方法/CN103345954A一种高锰酸盐与活性炭联用去除放射性碘污染的水处理方法”中，分别公开了使用过硫酸盐/高锰酸盐和活性炭混合投加到废水中，将碘离子氧化成单质碘或者次碘酸后活性炭吸附；再加入絮凝剂，经常过常规污水处理工艺中的絮凝、沉淀、过滤去除废水中的放射性碘，上述两方案中碘的去除率达到了98％。
2.化学沉淀法，原理是通过投加化学沉淀剂，使其与目标污染物离子生成难溶的化学沉淀，从而将放射性核素转移至固相中，实现其从水体中的去，Bi3+、Hg2+、Ag+、Cu+、Pb2+等阳离子均能与碘离子生成难溶或微溶化合物。在中国专利“CN106229023A一种放射性碘污染水的处理方法”中公开了采用氯化亚铜，和废水中的碘反应生成碘化亚铜沉淀，再通过膜分离，去除废水中的放射性碘。
3.膜分离法，使用具有选择性透过的膜，如反渗透膜，渗透膜，正渗透膜，对含放射性碘废水处理实现分离操作，在中国专利“CN109621727一种超低压渗透膜系统及其处理放射性污染水中碘离子的方法”中公开了，采用超低压反渗透膜分离、常规水处理工艺组合使用去除废水中反射性碘的技术方案。
由于反渗透膜在离子浓度较低时，截留率变小，原水的电导率在100us以上，通常有99％以上的脱除率，当电导率小于10us以下，脱除率就逐步下降到70％以下。因此采用上述反渗透膜分离加常规水处理方法，在放射性元素浓度低的情况下，废水仍然会残留一部分难以去除的反射性碘。
发明内容
本发明的目的在于提供一种废水中碘的去除方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种废水中碘的去除方法，步骤如下；
(1)在待处理废水中投入氧化剂，加入有机化合物，反应，得到有机碘化合物；
(2)启动渗透膜，过滤，有机碘化合物截留在浓水侧，水从淡水侧流出，实现碘和水分离。
进一步的，一种废水中碘的去除方法，步骤如下；
(1)在待处理废水中投入氧化剂，加入有机化合物，反应1～50h，得到有机碘化合物；
(2)启动渗透膜，温度为23～27℃、压力为0.2Mpa～10Mpa条件下过滤，有机碘化合物截留在浓水侧，水从淡水侧流出，实现碘和水分离。
进一步的，所述待处理废水中碘的浓度为0～50mg/l。
进一步的，所述待处理废水中碘的浓度为0～1mg/l。
进一步的，所述有机化合物为苯酚等酚类化合物、络氨酸、茶多酚、腐殖酸、间苯二胺等芳胺类化合物等中的任意一种或者多种。
进一步的，所述氧化剂为氯胺T、过硫酸盐、高锰酸盐、次氯酸钠、三氯化铁中的任意一种或多种。
进一步的，所述有机化合物的投入量为200～400mg/L。
进一步的，所述待处理废水的pH为7.0～7.5。
进一步的，所述渗透膜的截留分子量为150～400的纳滤膜；纳滤膜能够区分二价金属离子和一价金属离子。
进一步的，所述渗透膜为反渗透膜。
由于反渗透膜的过滤孔径很小，仅允许水分子以及中性的有机小分子透过，能够截留住所有无机盐；纳滤膜可以用来分离二价盐和一价盐，如含硫酸钠和氯化钠的废水，纳滤膜对硫酸钠的截留率为98％左右，而对氯化钠的截留率只有20～70％；本方案中将反渗透膜和纳滤膜组合形成渗透膜性，在废水过滤过程，可根据废水中无机盐浓度来调节膜的使用；如果废水中氯化钠等一价无机盐浓度高，采用纳滤膜系统，让一价无机盐透过，减少浓水的无机盐浓度，降低浓水后处理的固废量，如果废水盐分低，则采用反渗透膜系统。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过往含碘废水中加入能够和活性碘反应的有机化合物，再加入氧化剂，氧化剂和碘负离子反应生成活性碘，活性碘和有机化合物反应，生成有机碘化合物，再用渗透膜浓缩，有机碘化合物截留在渗透膜的浓水侧，从而实现碘元素和水的分离。通过将无机碘转化成有机碘化合物，增大碘化合物分子，碘化合物分子的增大可提高渗透膜对碘的截留率；从而达到高效脱除废水中的碘的目的；本发明适用于工业废水、含放射性碘的医疗废水、含放射性碘的医疗废水中碘的脱除。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明废水中碘去除方法的流程图。
具体实施方式
下面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。
实施例1
模拟废水的配制：取10L水，加入70g氯化钠，0.1g碘化钠，加10g碳酸氢钠，搅拌均匀，得到模拟废水；模拟废水电导率为15000us、pH为7.5、水中碘的浓度为8.5ppm。
纳滤膜系统由原水箱，原水泵，膜壳及标准1812纳滤膜组件，压力表，回收率调节阀，以及配套相应的管道组成。
操作步骤如下：
向原水箱中投入10L模拟废水，加入100ml含有3g络氨酸和1.8g氢氧化钠的溶液.然后加入50ml含有2g氯胺T的水溶液；启动纳滤膜系统，淡水和浓水回到原水箱，循环0.5h后静置5h。
重新开启纳滤膜系统，通过浓水调节阀，调节淡水流量，运行压力为0.83Mpa、温度25℃，回收率大约25％。
运行0.5h后，将淡水收集到淡水箱，浓水继续回到原水箱，运行1h后，收集到8000ml一级纳滤淡水，电导率10000us；同时得到2000ml一级浓水。
将浓水放弃掉，将8000ml淡水放进原水箱中，再启动纳滤膜系统，运行40min后，得到6400ml二级纳滤膜系统淡水，电导率7000us，同时得到1600ml二级浓水。
检测一级和二级淡水的碘元素含量，结果见表1；
实施例2
向原水箱中投入10L模拟废水，加入100ml含有3g苯酚和1.8g氢氧化钠的溶液.然后加入50ml含有2g氯胺T的水溶液；启动纳滤膜系统，淡水和浓水回到原水箱，循环0.5h后静置5h。
重新开启纳滤膜系统，通过浓水调节阀，调节淡水流量，运行压力为0.83Mpa、温度25℃，回收率大约25％。
运行0.5h后，将淡水收集到淡水箱，浓水继续回到原水箱，运行1h后，收集到8000ml一级纳滤淡水，电导率10000us；同时得到2000ml一级浓水。
将浓水放弃掉，将8000ml淡水放进原水箱中，再启动纳滤膜系统，运行40min后，得到6400ml二级纳滤膜系统淡水，电导率7000us，同时得到1600ml二级浓水。
检测一级和二级淡水的碘元素含量，结果见表1；
实施例3
向原水箱中投入10L模拟废水，加入100ml含有3g间苯二胺和1.8g氢氧化钠的溶液.然后加入50ml含有2g氯胺T的水溶液；启动纳滤膜系统，淡水和浓水回到原水箱，循环0.5h后静置5h。
重新开启纳滤膜系统，通过浓水调节阀，调节淡水流量，运行压力为0.83Mpa、温度25℃，回收率大约25％。
运行0.5h后，将淡水收集到淡水箱，浓水继续回到原水箱，运行1h后，收集到8000ml一级纳滤淡水，电导率10000us；同时得到2000ml一级浓水。
将浓水放弃掉，将8000ml淡水放进原水箱中，再启动纳滤膜系统，运行40min后，得到6400ml二级纳滤膜系统淡水，电导率7000us，同时得到1600ml二级浓水。
检测一级和二级淡水的碘元素含量，结果见表1；
实施例4
往原水箱投入10L模拟废水，用40ml浓度为6％的盐酸，调节PH＝3.5，加入2g六水三氯化铁溶解，然后加入3.0g茶多酚，启动纳滤膜系统，淡水和浓水回到原水箱，循环0.5h后静置3h。
用大约20g质量浓度为5％的NaOH溶液调节pH至4.5～5，重新开启纳滤膜系统，通过浓水调节阀，调节淡水流量，运行压力为0.83Mpa，回收率大约25％，温度25℃，运行0.5h后，收集150ml淡水。淡水检测碘的含量，结果见表1；
实施例5
往原水箱投入10L模拟废水，加入2g氯胺T溶解，然后加入3.0g茶多酚,启动纳滤膜系统，淡水和浓水回到原水箱，循环0.5h后静置3h。
重新开启纳滤膜系统，通过浓水调节阀，调节淡水流量，运行压力为0.83Mpa，回收率大约25％，温度25℃，运行0.5h后，收集150ml淡水。淡水检测碘的含量，结果见表1；
实施例6
往原水箱投入10L模拟废水，加入2g氯胺T溶解，然后加入100ml含有3g络氨酸和1.8g氢氧化钠的溶液，启动纳滤膜系统，淡水和浓水回到原水箱，循环0.5h后静置3h；
重新开启纳滤膜系统，通过浓水调节阀，调节淡水流量，运行压力为0.83Mpa，回收率大约25％，温度25℃，运行0.5h后，收集150ml淡水。淡水检测碘的含量，结果见表1；
实施例7
往原水箱投入10L模拟废水，用40ml质量浓度为6％的盐酸，调节pH至3.5，加入3.0g络氨酸，搅拌溶解，再加入2g六水三氯化铁溶解，启动纳滤膜系统，淡水和浓水回到原水箱，循环0.5h后，静置3h。重新开启纳滤膜系统，通过浓水调节阀，调节淡水流量，运行压力为0.83Mpa，回收率大约25％，温度25℃，运行0.5h后，收集150ml淡水。淡水检测碘的含量，结果见表1；
实施例8
实验前按照实施例模拟废水的方法，模拟低碘含量的污水；低碘含量污水的电导率为15000us、pH为7.3、水中碘的浓度为1ppm。
往原水箱投入10L模拟废水，加入2g氯胺T溶解，然后加入100ml含有3g络氨酸和1.8g氢氧化钠的溶液，启动纳滤膜系统，淡水和浓水回到原水箱，循环0.5h后静置3h；
重新开启纳滤膜系统，通过浓水调节阀，调节淡水流量，运行压力为0.83Mpa，回收率大约25％，温度25℃，运行0.5h后，收集150ml淡水。淡水检测碘的含量，结果见表1；
表1
实施例2～7所使用的模拟废水、纳滤膜系统相同；实施例8中使用的纳滤膜系统与实施例2～7相同，但模拟污水的参数有区别。
由表1数据可知，利用不同种类有机化合物苯酚、络氨酸、间苯二胺对碘的脱除率均不同，这是由于不同化合物对碘的转化率不同，转化率越高，碘的脱除率也较高。实施例8中对低碘含量废水中碘的脱除率达到85％，综上所述本发明提供的碘脱除方法对普通含碘废水、低碘含量废水中碘的脱除效果，均较好。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种废水中碘的去除方法，其特征在于：步骤如下；
(1)在待处理废水中投入氧化剂，加入有机化合物，反应，得到有机碘化合物；
(2)启动渗透膜，过滤，有机碘化合物截留在浓水侧，水从淡水侧流出，实现碘和水分离。
2.根据权利要求1所述的一种废水中碘的去除方法，其特征在于：步骤如下；
(1)在待处理废水中投入氧化剂，加入有机化合物，反应1～50h，得到有机碘化合物；
(2)启动渗透膜，温度为23～27℃、压力为0.2Mpa～10Mpa条件下过滤，有机碘化合物截留在浓水侧，水从淡水侧流出，实现碘和水分离。
3.根据权利要求2所述的一种废水中碘的去除方法，其特征在于：所述待处理废水中碘的浓度为0～50mg/l。
4.根据权利要求2所述的一种废水中碘的去除方法，其特征在于：所述待处理废水中碘的浓度为0～1mg/l。
5.根据权利要求2所述的一种废水中碘的去除方法，其特征在于：所述有机化合物为苯酚、络氨酸、茶多酚、腐殖酸、间苯二胺中的任意一种或多种。
6.根据权利要求2所述的一种废水中碘的去除方法，其特征在于：所述氧化剂为氯胺T、过硫酸盐、高锰酸盐、次氯酸钠、三氯化铁中的任意一种或多种。
7.根据权利要求2所述的一种废水中碘的去除方法，其特征在于：所述有机化合物的投入量为200～400mg/L。
8.根据权利要求2所述的一种废水中碘的去除方法，其特征在于：所述待处理废水的pH为7.0～7.5。
9.根据权利要求2所述的一种废水中碘的去除方法，其特征在于：所述渗透膜的截留分子量为150～400的纳滤膜。
10.根据权利要求2所述的一种废水中碘的去除方法，其特征在于：所述渗透膜为反渗透膜。
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