CN113362978B - 一种放射性去污废液中有机物的无机化方法及应用 - Google Patents
一种放射性去污废液中有机物的无机化方法及应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113362978B CN113362978B CN202110700585.8A CN202110700585A CN113362978B CN 113362978 B CN113362978 B CN 113362978B CN 202110700585 A CN202110700585 A CN 202110700585A CN 113362978 B CN113362978 B CN 113362978B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- waste liquid
- radioactive
- radioactive decontamination
- concentration
- organic matters
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
- G21F9/04—Treating liquids
- G21F9/06—Processing
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
本发明公开了一种放射性去污废液中有机物的无机化方法及应用,无机化方法包括以下步骤:S1、获取放射性去污废液的废液体积V、氢氧化钠浓度C1和总有机碳浓度C2;S2、根据氢氧化钠浓度C1计算浓硫酸的添加量A,按照添加量A向放射性去污废液中添加浓硫酸;S3、搅拌,使浓硫酸与放射性去污废液混合均匀;S4、根据总有机碳浓度C2计算高锰酸钾的添加量B,按照添加量B向步骤S3获得的放射性去污废液中添加高锰酸钾;S5、搅拌,使高锰酸钾与放射性去污废液中的有机物充分反应。本发明的有机物一次降解率大于95%,工艺步骤简单,易于实施,适合在放射性现场实施。
Description
技术领域
本发明涉及放射性去污技术领域,具体涉及一种放射性去污废液中有机物的无机化方法及应用。
背景技术
在核设施检修、退役或事故处理过程中,为了降低工作对象及环境的辐射水平,实现辐射防护最优化,去污往往是必不可少的措施之一。经过数十年的发展,去污的方法多种多样,而其中较为成熟且应用最为广泛的当属化学去污法。氧化-络和法作为一类常用的化学放射性去污法,广泛应用于核设施退役或在役检修工程实践中。
氧化-络和法是以高锰酸钾、氢氧化钠(AP液)+草酸、柠檬酸氢二铵、乙二胺四乙酸钠(OC液)的两步法进行去污。其中AP液对去污部件表面进行氧化处理,可将部件表面沉积物氧化松动;OC液中含有络合去污剂,可将表面较为松散的沉积物去除。该方法技术成熟、去污效率高。
然而,氧化-络和法产生的放射性废液中含有大量有机物,这些有机物会对放射性废液的后续处理工艺带来不利影响:1)有机物在废液蒸发浓缩时会产生大量泡沫,引起蒸发器压力升高,严重时可能导致蒸发器超压联锁;2)有机物产生的泡沫影响浓缩效果,并导致液位测量错误;3)大量有机物存在可能导致二次蒸汽冷凝液放射性过高,而必须返回系统重新处理;4)有机物与放射性核素的离子形成络合物,影响混凝和沉淀的效果。
为提高氧化-络和法产生的放射性去污废液处理工艺的稳定性和可靠性,使放射性去污废液的处理、处置更加安全、高效、经济,亟待建立氧化-络和去污废液中有机物的无机化降解方法。
尽管我国核设施检修及退役的需求不断增加,放射性去污废液量也在不断增加,但对放射性去污废液中有机物降解的研究较少,还没有引起人们足够的重视。针对一般的非放射性废液,有机物降解的主要处理技术有生化法、电化学氧化法、光化学氧化法等,但这些方法操作复杂,使用条件苛刻,不适用于放射性有机废液处理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种放射性去污废液中有机物的无机化方法及应用,该方法不仅能够实现对放射性去污废液中有机物的降解,且条件温和、操作简单。
此外,本发明还提供上述无机化方法的应用。
本发明通过下述技术方案实现:
一种放射性去污废液中有机物的无机化方法,包括以下步骤:
S1、获取放射性去污废液的废液体积V、氢氧化钠浓度C1和总有机碳浓度C2;
S2、根据氢氧化钠浓度C1计算浓硫酸的添加量A,按照添加量A向放射性去污废液中添加浓硫酸;
S3、搅拌,使浓硫酸与放射性去污废液混合均匀;
S4、根据总有机碳浓度C2计算高锰酸钾的添加量B,按照添加量B向步骤S3获得的放射性去污废液中添加高锰酸钾;
S5、搅拌,使高锰酸钾与放射性去污废液中的有机物充分反应。
本发明的适用范围:适用于氧化-络和放射性去污工艺产生的含有机物废液,可降解的有机物种类主要为草酸、柠檬酸氢二铵、乙二胺四乙酸钠,可处理的总有机碳浓度范围为:0.001g/L~50g/L。
本发明分两步反应,第一步添加浓硫酸中和氢氧化钠,第二部添加高锰酸钾降解有机物,有机物一次降解率大于95%,能够实现对放射性去污废液中有机物的降解。
本发明的去污试剂仅仅只使用了浓硫酸和高锰酸钾不额外引入其他杂质,工艺满足放射性操作要求。
进一步地,步骤S2中,添加量A的计算公式如式(1)所示:
A=(0.5C1/C3+k1)×V (1)
式(1)中,k1值范围为0.02~0.06,V的单位为L,C1和C3的单位为mol/L,其中,C3为浓硫酸的浓度。
添加浓硫酸目的有两个,其一是中和废液中已有的氢氧化钠,其二是使废液整体呈酸性,高锰酸钾在一定浓度的酸性条件下才具有良好的有机物氧化去除的效果
2NaOH+H2SO4→Na2SO4+H2O
已知废液中已有氢氧化钠物质的量为:C1V,则中和该部分氢氧化钠所需的硫酸的体积应为0.5C1V/C3,k1V部分的浓硫酸则是用于给后续高锰酸钾去除有机物提供一定浓度的酸性环境,该部分的加入量是已待处理的废液总体积为基准,通过大量实验,所得到的最优的反应酸度范围,为该专利的关键参数,浓硫酸的添加量将直接影响有机物的整体去除率,其中,k1为申请人通过实验获得。
进一步地,步骤S4中,添加量B的计算公式如式(2)所示:
B=k2×C2V (2)
式(2)中,k2值范围为2~8,C2的单位为g/L,V的单位为L。
添加高锰酸钾的目的是用于与废液中待去除的有机物反应,其添加量随着有机物的含量变化,待去除废液中有机物的总含量为C2V(单位:g),通过大量实验,所得到的最优的高锰酸钾加入量的范围为k2×C2V(单位:g,k2值范围为2~8,为申请人通过实验获得),为该专利的关键参数,高锰酸钾的添加量将直接影响有机物的整体去除率。
进一步地,步骤S5的反应温度为15℃~60℃,时间为60min~240min。
本发明的温度与机物降解率的关系曲线图1所示,由图1可以看出:温度为15℃~60℃,机物降解率均较好,且稳定。
进一步地,步骤S5的反应温度为25℃~30℃。
进一步地,还包括以下步骤:
S6、沉淀:将反应后的放射性废液静置,使废液中产生的固体沉淀,静置时间不小于8小时;
S7、固液分离:将沉淀后的上层放射性废液泵入废液蒸发浓缩系统进行后续处理,下层放射性固体直接进行水泥固化处理。
进一步地,步骤S1中,通过查询性去污工艺记录,结合废液取样测量结果,获得废液体积V、氢氧化钠浓度C1和总有机碳浓度C2。
进一步地,使用的浓硫酸的纯度至少为四级试剂(LR),高锰酸钾为固体,高锰酸钾的纯度至少为四级试剂(LR)。
上述无机化方法用于放射性去污废液中有机物的降解。
上述无机化方法用于氧化-络和放射性去污工艺产生的废液中有机物的降解。
氧化-络和放射性去污工艺产生的废液中的有机物种类主要为草酸、柠檬酸氢二铵、乙二胺四乙酸钠,本发明所述方法,可降解的有机物种类主要为草酸、柠檬酸氢二铵、乙二胺四乙酸钠。
本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:
1、本发明可高效降解氧化-络和去污废液中的有机物,有机物一次降解率大于95%。
2、本发明添加的高锰酸钾氧化剂,为氧化-络和去污废液中固有的成分,不额外引入其他杂质,有助于简化废液后续处理工艺流程。
3、本发明工艺步骤简单,易于实施,特别适合放射性现场实施,有利于减小操作人员放射性受照剂量。
4、本发明实施条件容易达到,不需要特殊工装和设备,室温下即可进行,有利于在放射性去污工程现场实施。
5、含有机物的放射性废液经过本发明处理后,与一般的放射性废液一样,可正常进行后续蒸发浓缩、固化等处理,与现有放射性废液处理工艺兼容。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:
图1为温度与机物降解率的关系曲线图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。
实施例1:
本实施例以氧化-络和法放射性去污工艺产生的废液降解进行说明:
一种放射性去污废液中有机物的无机化方法,包括以下步骤:
S1、获取放射性去污废液的废液体积V、氢氧化钠浓度C1和总有机碳浓度C2:
氧化-络和法放射性去污配方及工艺为:AP液配方为:5%氢氧化钠+3%高锰酸钾,体积为50L;OC液配方为:1.5%草酸+1.5%柠檬酸氢二铵+0.4%乙二胺四乙酸钠,体积为50L。去污时,先用AP液氧化,后用OC液络和,采用两步法进行去污。去污后的放射性废液收集在200L储液罐中。
根据氧化-络和法放射性去污工艺,获得以下数据:废液体积V=100L,氢氧化钠浓度C1=0.6mol/L,测量得到总有机碳浓度C2=3.6g/L;
S2、根据氢氧化钠浓度C1计算浓硫酸的添加量A,按照添加量A向放射性去污废液中添加浓硫酸;
添加量A的计算公式如式(1)所示:
A=(0.5C1/C3+k1)×V (1)
式(1)中,k1值范围为0.02~0.06,V的单位为L,C1和C3的单位为mol/L,其中,C3为浓硫酸的浓度;
本实施例所用浓硫酸为市售LR纯度产品,浓硫酸浓度C3=18mol/L,根据公式(1)计算得到浓硫酸添加量范围为:3.7L~7.7L,本次实际添加量为5L;
S3、搅拌,使浓硫酸与放射性去污废液混合均匀;
S4、根据总有机碳浓度C2计算高锰酸钾的添加量B,按照添加量B向步骤S3获得的放射性去污废液中添加高锰酸钾;
添加量B的计算公式如式(2)所示:
B=k2×C2V (2)
式(2)中,k2值范围为2~8,C2的单位为g/L,V的单位为L;
本实施例所述高锰酸钾固体为市售LR纯度产品;根据公式(2)计算得到浓硫酸添加量范围为:720g~2880g,本次实际添加量为2000g;
S5、搅拌,使高锰酸钾与放射性去污废液中的有机物充分反应;反应温度30℃,反应时间90min;
S6、沉淀:将反应后的放射性废液静置,使废液中产生的固体沉淀,静置时间100小时;
S7、固液分离:将沉淀后的上层放射性废液泵入废液蒸发浓缩系统进行后续处理,下层放射性固体直接进行水泥固化处理。
2.根据权利要求1所述的一种放射性去污废液中有机物的无机化方法,其特征在于,步骤S2中,
在实施以上工艺前、后分别对放射性废液中总有机碳含量进行测量,得到有机物降解率为98.3%,具体数据如表1所示:
表1
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种放射性去污废液中有机物的无机化方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、获取放射性去污废液的废液体积V、氢氧化钠浓度C1和总有机碳浓度C2;
S2、根据氢氧化钠浓度C1计算浓硫酸的添加量A,按照添加量A向放射性去污废液中添加浓硫酸;
S3、搅拌,使浓硫酸与放射性去污废液混合均匀;
S4、根据总有机碳浓度C2计算高锰酸钾的添加量B,按照添加量B向步骤S3获得的放射性去污废液中添加高锰酸钾;
S5、搅拌,使高锰酸钾与放射性去污废液中的有机物充分反应;
步骤S2中,添加量A的计算公式如式(1)所示:
A=(0.5C1/C3+k1)×V (1)
式(1)中,k1值范围为0.02~0.06,V的单位为L,C1和C3的单位为mol/L,其中,C3为浓硫酸的浓度;
步骤S4中,添加量B的计算公式如式(2)所示:
B=k2×C2V (2)
式(2)中,k2值范围为2~8,C2的单位为g/L,V的单位为L。
2.根据权利要求1所述的一种放射性去污废液中有机物的无机化方法,其特征在于,步骤S5的反应温度为15℃~60℃,时间为60min~240min。
3.根据权利要求2所述的一种放射性去污废液中有机物的无机化方法,其特征在于,步骤S5的反应温度为25℃~30℃。
4.根据权利要求1所述的一种放射性去污废液中有机物的无机化方法,其特征在于,还包括以下步骤:
S6、沉淀:将反应后的放射性废液静置,使废液中产生的固体沉淀,静置时间不小于8小时;
S7、固液分离:将沉淀后的上层放射性废液泵入废液蒸发浓缩系统进行后续处理,下层放射性固体直接进行水泥固化处理。
5.根据权利要求1所述的一种放射性去污废液中有机物的无机化方法,其特征在于,步骤S1中,通过查询性去污工艺记录,结合废液取样测量结果,获得废液体积V、氢氧化钠浓度C1和总有机碳浓度C2。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种放射性去污废液中有机物的无机化方法,其特征在于,使用的浓硫酸的纯度至少为四级试剂,高锰酸钾为固体,高锰酸钾的纯度至少为四级试剂。
7.如权利要求1-6任一项所述的无机化方法在放射性去污废液中有机物降解中的应用。
8.如权利要求1-6任一项所述的无机化方法在氧化-络和放射性去污工艺产生的废液中有机物降解中的应用。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110700585.8A CN113362978B (zh) | 2021-06-23 | 2021-06-23 | 一种放射性去污废液中有机物的无机化方法及应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110700585.8A CN113362978B (zh) | 2021-06-23 | 2021-06-23 | 一种放射性去污废液中有机物的无机化方法及应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113362978A CN113362978A (zh) | 2021-09-07 |
CN113362978B true CN113362978B (zh) | 2022-02-11 |
Family
ID=77535927
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110700585.8A Active CN113362978B (zh) | 2021-06-23 | 2021-06-23 | 一种放射性去污废液中有机物的无机化方法及应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113362978B (zh) |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB435254A (en) * | 1934-02-08 | 1935-09-09 | Ig Farbenindustrie Ag | Improvements in the production or recovery of polynuclear carbon compounds from bituminous substances |
GB779232A (en) * | 1952-08-29 | 1957-07-17 | Ciba Ltd | Manufacture and use of polymerisable or co-polymerisable amide-like compounds |
JPH03242215A (ja) * | 1990-02-20 | 1991-10-29 | Iwatani Internatl Corp | 水素化物系廃ガスの乾式処理装置 |
CN1320267A (zh) * | 1998-07-28 | 2001-10-31 | 斯塔德斯维克公司 | 有机废物的热解 |
CN101462810A (zh) * | 2008-07-31 | 2009-06-24 | 斯志光 | 增塑剂污水处理工艺 |
CN101643266A (zh) * | 2008-08-04 | 2010-02-10 | 北京理工大学 | 矿化降解有机废水的方法和处理设备 |
TW201514001A (zh) * | 2013-10-09 | 2015-04-16 | Idemitsu Kosan Co | 雜訊吸收層合體 |
CN105967831A (zh) * | 2016-03-17 | 2016-09-28 | 安徽凤阳德诚科技有限公司 | 一种园林树木有机缓释肥料及其制备方法 |
CN110257890A (zh) * | 2019-07-03 | 2019-09-20 | 岭东核电有限公司 | 去污电解液和去污方法 |
CN209759177U (zh) * | 2019-02-13 | 2019-12-10 | 李兵俊 | 一种新型净水机 |
CN210039657U (zh) * | 2019-05-05 | 2020-02-07 | 中广核研究院有限公司 | 一种放射性液态有机污物无机化处理系统 |
-
2021
- 2021-06-23 CN CN202110700585.8A patent/CN113362978B/zh active Active
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB435254A (en) * | 1934-02-08 | 1935-09-09 | Ig Farbenindustrie Ag | Improvements in the production or recovery of polynuclear carbon compounds from bituminous substances |
GB779232A (en) * | 1952-08-29 | 1957-07-17 | Ciba Ltd | Manufacture and use of polymerisable or co-polymerisable amide-like compounds |
JPH03242215A (ja) * | 1990-02-20 | 1991-10-29 | Iwatani Internatl Corp | 水素化物系廃ガスの乾式処理装置 |
CN1320267A (zh) * | 1998-07-28 | 2001-10-31 | 斯塔德斯维克公司 | 有机废物的热解 |
CN101462810A (zh) * | 2008-07-31 | 2009-06-24 | 斯志光 | 增塑剂污水处理工艺 |
CN101643266A (zh) * | 2008-08-04 | 2010-02-10 | 北京理工大学 | 矿化降解有机废水的方法和处理设备 |
TW201514001A (zh) * | 2013-10-09 | 2015-04-16 | Idemitsu Kosan Co | 雜訊吸收層合體 |
CN105967831A (zh) * | 2016-03-17 | 2016-09-28 | 安徽凤阳德诚科技有限公司 | 一种园林树木有机缓释肥料及其制备方法 |
CN209759177U (zh) * | 2019-02-13 | 2019-12-10 | 李兵俊 | 一种新型净水机 |
CN210039657U (zh) * | 2019-05-05 | 2020-02-07 | 中广核研究院有限公司 | 一种放射性液态有机污物无机化处理系统 |
CN110257890A (zh) * | 2019-07-03 | 2019-09-20 | 岭东核电有限公司 | 去污电解液和去污方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
Removal of potassium permanganate from water by modified carbonaceous materials_ Desalination and Water Treatment;Mahmoud, Mohamed E;《DESALINATION AND WATER TREATMENT 》;20160731;第57卷(第33期);全文 * |
碳化钼催化材料的制备及其反应性能研究;甘泉;《中国优秀硕士学位论文全文数据库(电子期刊)》;20170715(第07期);全文 * |
高铁酸钾氧化降解水中双酚A的研究;董金华;《中国优秀硕士学位论文全文数据库(电子期刊)》;20100115(第01期);全文 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113362978A (zh) | 2021-09-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6090291A (en) | Waste processing method and waste processing apparatus | |
JP3078670B2 (ja) | 土地改善法 | |
US11289233B2 (en) | Method for collecting uranium by treatment process of washing waste liquid generated in uranium hexafluoride cylinder washing process | |
US11443863B2 (en) | Method for decontaminating metal surfaces of a nuclear facility | |
EP0789831B1 (en) | Decontamination process | |
KR20180040777A (ko) | 방사성 폐기물을 혁신적으로 줄일 수 있는 제염방법 및 이를 위한 키트 | |
CN113362978B (zh) | 一种放射性去污废液中有机物的无机化方法及应用 | |
US5752206A (en) | In-situ decontamination and recovery of metal from process equipment | |
KR101860002B1 (ko) | 원전 방사선 오염물 제거를 위한 연속식 화학제염 방법 | |
JP3846820B2 (ja) | 固体廃棄物処理方法 | |
KR100919771B1 (ko) | 킬레이트 약품과 방사성 물질을 함유한 원전 증기발생기 화학세정폐액 처리방법 및 처리장치 | |
CN112655055B (zh) | 调节离子交换树脂的方法和实施该方法的装置 | |
JP4619955B2 (ja) | ウラン廃棄物の処理方法 | |
US6521809B1 (en) | Treatment of organic materials | |
JP3866402B2 (ja) | 化学除染方法 | |
JP5072334B2 (ja) | 放射性廃棄物の処理方法および処理装置 | |
KR102492222B1 (ko) | 펜톤유사공정을 이용한 irn-150 폐수지 분해방법 및 분해장치 | |
KR102452825B1 (ko) | 부식산화막 제염제 및 이를 이용한 부식산화막의 제염방법 | |
KR102389011B1 (ko) | 거품제염 폐액의 처리방법 | |
RU2391727C1 (ru) | Способ обезвреживания маломинерализованных низкоактивных отходов в полевых условиях | |
Lee et al. | A Simple and Effective Purification Method for Removal of U (VI) from Soil-Flushing Effluent Using Precipitation: Distillation Process for Clearance | |
TW201805953A (zh) | 用於處理使金屬表面去汙所產生之廢水的方法、廢水處理裝置及廢水處理裝置之用途 | |
장나온 et al. | Chelate-free Inorganic Chemical Process for Decontamination of Reactor Coolant System in a Nuclear Facility | |
KR20240054699A (ko) | 방사성 산성 폐수 처리방법 | |
Wattal et al. | Combined processes and techniques for processing of organic radioactive waste |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |