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含锶废水处理工艺

放射性锶(90Sr)是核裂变产生的亲骨性β辐射源,半衰期长达28.78 a,其子体90Y的β-粒子能量高达2 280 keV〔1〕。长时间超过允许值的外照射能够引起皮肤损伤,内照射会破坏人体骨骼。2011年日本福岛核电站爆炸,造成大量放射性锶元素泄漏。2013年6月该核电站地下水中再次检测出放射性锶〔2〕。


  低中水平含放射性锶废水的处理技术主要包括化学沉淀法〔3〕、离子交换法〔4〕、吸附法〔5〕、膜分离法〔6〕和生物修复法〔7〕等。化学沉淀法是最常用的成熟处理方法,尤其适用于处理体积大、含盐量高的低放废水。废水中的放射性锶(90Sr),就其质量浓度而言通常是超痕量的,可向废水中加入稳定的非放射性锶(88Sr)作载体,与放射性锶形成同晶共沉淀,从而达到净化目的。然而,单一的化学共沉淀法往往难以满足处理要求,故常采用组合工艺〔8〕,以提高除锶效果。


  在前期研究中,以CaCO3为诱导晶核,SrCO3附着在晶核表面以混晶形式沉淀下来,实现造粒的目的,同时微滤膜滤饼层截留含锶微晶,完成除锶过程〔8〕。黄羽等〔9〕采用机械搅拌造粒-微滤组合工艺处理含锶废水,进水锶质量浓度和出水锶质量浓度分别为12.46 mg/L和23.20 μg/L,去污因数(DF)为537,浓缩倍数(CF)大于1 200。但是,在实际的放射性废水处理过程中,机械搅拌会增加机械设备、辐射防护以及运行管理的困难。针对上述问题,笔者设计了水力旋流搅拌反应器(简称水力反应器),开发出水力搅拌共沉淀-微滤组合工艺。研究表明,常温条件下水力反应器在除锶方面起主要作用,而絮凝剂投加及微滤膜滤饼层过滤只是在一定程度上提高了除锶效果〔10〕。


  在前期研究基础上,笔者重点考察水力反应器试验条件改变对组合工艺除锶效果的影响。试验选用水力停留时间以及晶种投加量两个因素,以相同化学性质的非放射性锶(88Sr)作为研究对象,促使钙与锶快速发生混晶共沉淀反应形成密实颗粒,最后通过微滤膜固液分离作用达到除锶效果。研究中通过考察组合工艺的除锶效果、污泥浓缩效果以及膜污染情况等方面,分析了水力反应器试验条件改变对组合工艺运行状况的影响。

含锶废水处理工艺 2020-1-8 本文被阅读 70 次
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