CN216191516U - 一种含铀废水净化系统 - Google Patents

Abstract

一种含铀废水净化系统，其特征包括前净化池、净化池、帘式吸附装置；本实用新型具有如下有益特点：该材料对铀离子的吸附率可达98%，材料为粉末状，其能附着于棉花、金属板等材料上成膜，膜不受形状和大小的限制。本装置可通过搭载多种吸附材料以抵抗竞争离子的效应，以适应更复杂的工况；本装置可通过更换膜吸附系统上的材料，以适应处理不同的重金属污染水体，随着不同种类的MOFs材料以及其他吸附材料不断发展，此装置具有可观的发展前景和推广价值；本装置设计的工艺减少了污泥的排放量，解决了二次污染的问题，且回收的清洗液含铀浓度高且容易分离，易回收再利用，具有一定的经济效益。

Description

一种含铀废水净化系统

技术领域

本实用新型涉及含重金属废水处理技术领域，特别是一种含铀废水净化系统。

背景技术

随着核能工业的发展，铀矿开采、加工量也不断增加，因此大量的矿渣堆放于露天的尾矿库中，在外界环境作用（雨水、渗漏）下，其中的铀会再次释放到环境中。根据我国发布的《铀加工与燃料制造设施辐射防护规定》（EJ1056-2005），放射性有害物质铀的工业下水总排出口控制质量浓度为50μg/L，相比之前的标准大幅度降低，因此对现在的工艺提出了更高的要求。

U（Ⅵ）通常以铀酰离子（UO22+）形式存在 ，（UO22+）可溶性较好，不容易去除。综上，含铀废水的去除多是指对U（Ⅵ）及其化合物的去除。目前，国内外对含铀废水的处理方法主要有传统沉淀法、离子交换法、膜过滤法、吸附法等。

其中：传统沉淀法具有效果稳定、成本低廉、处理设备简单、工序易操作等优点，但是会产生大量的含铀污泥，二次污染严重。同时随着环保要求的提高，其无法完全达到国家的排放标准，也是亟待解决的问题。吸附法处理含铀废水是采用多孔性的固体吸附剂进行吸附处理，使其中所含的一种或多种不同元素吸附在吸附剂表面，从而达到去除铀离子的目的。吸附法有以下特征：吸附材料储备丰富、制备简单、稳定性好、可再生、处理效果好，但是含铀废水量大时吸附材料消耗量大、工作量大、处理困难、操作条件苛刻等。

与本申请最接近的现有技术为可渗透反应墙（PRB）治理技术，这是一项处理地下水含铀污染的新技术。其利用 PRB 将废水中的放射性核素及重金属元素吸附、固定、阻截或降解。反应墙中的充填介质一般选用零价铁、铁铝氧化物、氢氧化铁、沸石、消石灰或活性炭等。其反应机理为：铁的还原作用、Ca（OH）2的沉淀作用、活性炭的吸附作用及铁的氢氧化物混凝吸附作用，因此该技术主要是利用化学沉淀、混凝吸附以及物理吸附等共同作用，达到去除废水中铀的目的。

然而，虽然该技术具有不破坏地下水生态平衡、无二次污染、处理成本低、具有较长时间的持续处理能力等优点其最终的处理效果却无法满足现行标准的要求，并且对新型复合材料的需求问题尚未解决。

实际上，目前MOFs系列材料还未推进规模化生产应用中，除其制造原料较为昂贵之外，尚未出现合理适用的应用装置亦是主要原因之一。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种含铀废水净化系统，针对MOF-808材料对铀的高效选择吸附性，设计了一套可应用于铀矿开采工业中含铀废水的处理装置，具有吸附效果好、效率高，可持续使用的特点。

本实用新型的技术方案是：一种含铀废水净化系统，其特征包括前净化池、净化池、帘式吸附装置；

所述的前净化池包括存水池、进水管、电控闸门、搅拌装置；所述的存水池通过所述的进水管与废水源头连通；所述的电控闸门设置在前净化池的存水池与所述的净化池之间，将存水池与净化池分隔开，用于通过控制其启闭，而控制流入净化池中的废水流量；所述的搅拌装置为设置在存水池内壁上的电控桨叶，用于在往存水池内投加调节酸碱度的药品时，将搅动池中的水与药品充分混合，提高调节酸碱度的效率；

所述的净化池上设有排水管，用于将去除污染物的水排出，所述的净化池内设有所述的帘式吸附装置；所述的帘式吸附装置包括吸附帘、电控卷轴和支架；所述的吸附帘为由MOFs材料制成的帆型卷帘，吸附帘上端与电控卷轴固接，吸附帘上设有若干孔洞，用于在净化池内吸附水中的污染物质时，减小水流对吸附帘的推力，增加吸附帘与废水的接触面积，提高吸附效率；所述的电控卷轴为由管式电机控制的卷帘滚轴，用于在吸附帘在吸附饱和状态时，将净化池中的吸附帘卷起；所述的电控卷轴设置在所述的支架上；所述的支架包括主横杆、连接杆和卷轴座；所述的主横杆两端架设在净化池相对两边，连接杆上端与主横杆中部下表面固接，下端与卷轴座中部固定连接；所述的卷轴座为长条形，两端设有固定卡槽，用于安装电控卷轴。

所述的净化池相对两侧上端口的滑轮槽，所述的帘式吸附装置的支架的主横杆两端设有电动滚轮，所述的电动滚轮与滑轮槽滚动配合，使帘式吸附装置可在净化池两侧边之间平移。

还包括清洗系统，所述的清洗系统，包括清洗池、清洗药品池、废液收集池；所述的清洗池设置在净化池未设有滑轮槽的两侧，所述的清洗池包括池体和池体顶部的安装板，所述的池体设置在所述的滑轮槽末端下方，所述的安装板上设有若干个喷头、风扇、电控伸缩抓杆和抓杆轨道，所述的电控伸缩抓杆为下一端设有夹具的电动伸缩杆，电动伸缩抓杆上端设有所述的抓杆轨道与安装板固接，电动伸缩抓杆可在抓杆轨道中平移，用于当吸附帘需要清洗时，电动滚轮通过滑轮槽将帘式吸附装置移动到净化池边缘，电控伸缩抓杆伸出，抓住电控卷轴的卷帘滚轴两端，将卷帘滚轴及吸附帘从卷轴座上取下，再通过抓杆轨道移动到池体上方，将吸附帘放入池体中进行清洗，所述的喷头用于清洗时喷洒药品和清洗水，所述的风扇用于在清洗结束后将吸附帘吹干；

所述的清洗药品池为分为若干个间隔，每个间隔用于投加各种清洗时所需的药品和清洗水，每个隔间通过连接管与清洗池的对应喷头连接；

所述的废液收集池通过管道与清洗池的池体连通，用于在吸附帘清洗完成后，将清洗池内的废水进行收集并集中处理。

所述的前净化池和净化池之间设有检修廊道，用于装置检修、维护时让人员通过。

本实用新型的工作原理是：将经过沉淀去除泥沙的含铀废水通过进水管放入前净化池的存水池，由于吸附材料在特定酸碱度的条件下才能达到最佳吸附效果，废水在存水池中需要调节酸碱度，当存水池中调节好酸碱度的废水量达到预设量时，打开电控闸门，含铀废水流入净化池中，此时吸附帘开始工作进行污染物吸附，当吸附帘吸附能力达到饱和状态后，电控卷轴将吸附帘卷起，然后通过其支架上安装的电动滚轮与设置在净化池边的滑轮槽配合将帘式吸附装置移动至净化池边，电控伸缩抓杆伸出，抓住电控卷轴的卷帘滚轴两端，将卷帘滚轴及吸附帘从支架的卷轴座上取下，再通过抓杆轨道移动到清洗池的池体上方，将吸附帘放入池体中进行清洗，喷头开始喷洒清洗药品和清洗水，当吸附帘吸附饱和度降低到可工作状态后，清洗结束，电控伸缩抓杆将卷帘滚轴及吸附帘从清洗池中取出；风扇开启，将吸附帘吹干，即可重新进行污染物吸附，配合预设的控制元器件和控制程序即可达到智能化运行。

MOFs材料作为当下热门的新型材料，其相关应用装置的发明与研究尚处于初期阶段，本实用新型基于此材料在吸附性能方面所设计，提供了一套完整的放射性含铀废水的系统，与现有技术相比，本实用新型具有如下有益特点：

1、与MOF材料适应度高，在常规实验条件下即可利用“溶剂热法”合成MOF-808材料，该材料对铀离子的吸附率可达98%（最佳pH=7.0，最佳投加量为0.2mg/g），MOF-808材料为粉末状，其能附着于棉花、金属板等材料上成膜，膜不受形状和大小的限制。

2、发展潜力大，本装置可通过搭载多种吸附材料以抵抗竞争离子的效应，以适应更复杂的工况；另一方面，本装置可通过更换膜吸附系统上的材料，以适应处理不同的重金属污染水体，而当下不同种类的MOFs材料以及其他吸附材料与日俱增，故此装置具有可观的发展前景和推广价值。

3、社会与经济效益高，本装置设计的工艺减少了污泥的排放量，解决了二次污染的问题，且回收的清洗液含铀浓度高且容易分离，易回收再利用，具有一定的经济效益。

以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。

附图说明

图1为本实用新型实施例结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为支架结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图所示，一种含铀废水净化系统，其特征包括前净化池1、净化池2、帘式吸附装置；

所述的前净化池包括存水池11、进水管12、电控闸门13、搅拌装置14；所述的存水池11通过所述的进水管12与废水源头连通；所述的电控闸门13设置在前净化池1的存水池11与所述的净化池2之间，将存水池11与净化池2分隔开，用于通过控制其启闭，而控制流入净化池2中的废水流量；所述的搅拌装置14为设置在存水池11内壁上的电控桨叶，用于在往存水池内投加调节酸碱度的药品时，将搅动池中的水与药品充分混合，提高调节酸碱度的效率；

所述的净化池2上设有排水管10，用于将去除污染物的水排出，所述的净化池2内设有所述的帘式吸附装置；所述的帘式吸附装置包括吸附帘3、电控卷轴4和支架5；所述的吸附帘3为由MOFs材料制成的帆型卷帘，吸附帘3上端与电控卷轴4固接，吸附帘3上设有若干孔洞，用于在净化池2内吸附水中的污染物质时，减小水流对吸附帘3的推力，增加吸附帘3与废水的接触面积，提高吸附效率；所述的电控卷轴4为由管式电机控制的卷帘滚轴，用于在吸附帘3在吸附饱和状态时，将净化池2中的吸附帘3卷起；所述的电控卷轴4设置在所述的支架5上；所述的支架5包括主横杆51、连接杆52和卷轴座53；所述的主横杆51两端架设在净化池2相对两边，连接杆52上端与主横杆51中部下表面固接，下端与卷轴座53中部固定连接；所述的卷轴座53为长条形，两端设有固定卡槽，用于安装电控卷轴4。

所述的净化池2相对两侧上端口的滑轮槽21，所述的帘式吸附装置的支架5的主横杆51两端设有电动滚轮511，所述的电动滚轮511与滑轮槽21滚动配合，使帘式吸附装置可在净化池2两侧边之间平移。

还包括清洗系统，所述的清洗系统，包括清洗池6、清洗药品池7、废液收集池8；所述的清洗池6设置在净化池2未设有滑轮槽21的两侧，所述的清洗池6包括池体61和池体顶部的安装板62，所述的池体61设置在所述的滑轮槽21末端下方，所述的安装板62上设有若干个喷头621、风扇622、电控伸缩抓杆623和抓杆轨道624，所述的电控伸缩抓杆623为下一端设有夹具的电动伸缩杆，电动伸缩抓杆623上端设有所述的抓杆轨道624与安装板62固接，电动伸缩抓杆623可在抓杆轨道624中平移，用于当吸附帘3需要清洗时，电动滚轮511通过滑轮槽21将帘式吸附装置移动到净化池2边缘，电控伸缩抓杆623伸出，抓住电控卷轴4的卷帘滚轴两端，将卷帘滚轴及吸附帘3从卷轴座53上取下，再通过抓杆轨道624移动到池体61上方，将吸附帘3放入池体中进行清洗，所述的喷头621用于清洗时喷洒药品和清洗水，所述的风扇622用于在清洗结束后将吸附帘3吹干；

所述的清洗药品池7为分为若干个间隔，每个间隔用于投加各种清洗时所需的药品和清洗水，每个隔间通过连接管与清洗池6的对应喷头621连接；

所述的废液收集8池通过管道与清洗池6的池体61连通，用于在吸附帘3清洗完成后，将清洗池6内的废水进行收集并集中处理。

所述的前净化池1和净化池2之间设有检修廊道9，用于装置检修、维护时让人员通过。

Claims (7)

1.一种含铀废水净化系统，其特征包括前净化池（1）、净化池（2）、帘式吸附装置；

所述的前净化池包括存水池（11）、进水管（12）、电控闸门（13）、搅拌装置（14）；所述的存水池（11）通过所述的进水管（12）与废水源头连通；所述的电控闸门（13）设置在前净化池（1）的存水池（11）与所述的净化池（2）之间，将存水池（11）与净化池（2）分隔开，用于通过控制其启闭，而控制流入净化池（2）中的废水流量；所述的搅拌装置（14）为设置在存水池（11）内壁上的电控桨叶，用于在往存水池内投加调节酸碱度的药品时，将搅动池中的水与药品充分混合；

所述的净化池（2）上设有排水管（10），用于将去除污染物的水排出，所述的净化池（2）内设有所述的帘式吸附装置；所述的帘式吸附装置包括吸附帘（3）、电控卷轴（4）和支架（5）；所述的吸附帘（3）为由MOFs材料制成的帆型卷帘，吸附帘（3）上端与电控卷轴（4）固接，吸附帘（3）上设有若干孔洞，用于在净化池（2）内吸附水中的污染物质时，减小水流对吸附帘（3）的推力，增加吸附帘（3）与废水的接触面积；所述的电控卷轴（4）为由管式电机控制的卷帘滚轴，用于在吸附帘（3）在吸附饱和状态时，将净化池（2）中的吸附帘（3）卷起；所述的电控卷轴（4）设置在所述的支架（5）上；所述的支架（5）包括主横杆（51）、连接杆（52）和卷轴座（53）；所述的主横杆（51）两端架设在净化池（2）相对两边，连接杆（52）上端与主横杆（51）中部下表面固接，下端与卷轴座（53）中部固定连接；所述的卷轴座（53）为长条形，两端设有固定卡槽，用于安装电控卷轴（4）。

2.如权利要求1所述的一种含铀废水净化系统，其特征是所述的净化池（2）相对两侧上端口的滑轮槽（21），所述的帘式吸附装置的支架（5）的主横杆（51）两端设有电动滚轮（511），所述的电动滚轮（511）与滑轮槽（21）滚动配合，使帘式吸附装置可在净化池（2）两侧边之间平移。

3.如权利要求2所述的一种含铀废水净化系统，其特征是还包括清洗系统，所述的清洗系统，包括清洗池（6）、清洗药品池（7）、废液收集池（8）；所述的清洗池（6）设置在净化池（2）未设有滑轮槽（21）的两侧，所述的清洗池（6）包括池体（61）和池体顶部的安装板（62），所述的池体（61）设置在所述的滑轮槽（21）末端下方，所述的安装板（62）上设有若干个喷头（621）、风扇（622）、电控伸缩抓杆（623）和抓杆轨道（624），所述的电控伸缩抓杆（623）为下一端设有夹具的电动伸缩杆，电控伸缩抓杆（623）上端设有所述的抓杆轨道（624）与安装板（62）固接，电控伸缩抓杆（623）可在抓杆轨道（624）中平移，用于当吸附帘（3）需要清洗时，电动滚轮（511）通过滑轮槽（21）将帘式吸附装置移动到净化池（2）边缘，电控伸缩抓杆（623）伸出，抓住电控卷轴（4）的卷帘滚轴两端，将卷帘滚轴及吸附帘（3）从卷轴座（53）上取下，再通过抓杆轨道（624）移动到池体（61）上方，将吸附帘（3）放入池体中进行清洗，所述的喷头（621）用于清洗时喷洒药品和清洗水，所述的风扇（622）用于在清洗结束后将吸附帘（3）吹干。

4.如权利要求3所述的一种含铀废水净化系统，其特征是所述的清洗药品池（7）为分为若干个间隔，每个间隔用于投加各种清洗时所需的药品和清洗水，每个隔间通过连接管与清洗池（6）的对应喷头（621）连接。

5.如权利要求3或4所述的一种含铀废水净化系统，其特征是所述的废液收集池（8）通过管道与清洗池（6）的池体（61）连通，用于在吸附帘（3）清洗完成后，将清洗池（6）内的废水进行收集并集中处理。

6.如权利要求2或3或4所述的一种含铀废水净化系统，其特征是所述的前净化池（1）和净化池（2）之间设有检修廊道（9），用于装置检修、维护时让人员通过。

7.如权利要求5所述的一种含铀废水净化系统，其特征是所述的前净化池（1）和净化池（2）之间设有检修廊道（9），用于装置检修、维护时让人员通过。

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