CN102915783A - 一种核电厂废液的絮凝吸附处理方法及絮凝剂 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种核电厂废液的絮凝吸附处理方法及絮凝剂。其向核电厂废液中加入絮凝剂,使pH值保持在7~9,混合反应得到胶体絮体;将胶体絮体通过活性炭吸附柱,其中Fe、Co、Mn、Ag核素被活性炭吸附柱吸附截留。所述的絮凝剂包括如下组分;A组分:NaOH或KOH;B组分:聚丙烯酰胺;C组分:聚丙烯酸钠或聚丙烯酸钾。本发明提出的絮凝吸附方法通过投加絮凝剂提高腐蚀产物胶体的聚沉能力,使活性炭对Fe、Co、Mn、Ag的去污因子提高5倍以上。本发明方法去除效果稳定,重现性好,运行能耗低,二次废物产生量少。

Description

一种核电厂废液的絮凝吸附处理方法及絮凝剂
技术领域
本发明涉及核电厂废液处理技术,特别是涉及一种核电厂废液的絮凝吸附处理方法及絮凝剂。
背景技术
核电厂运行不可避免的产生放射性废液。随着我国核电的发展,核电厂建设对水环境的影响越来越受到关注。为了能对新时期我国核电建设的环境辐射防护及其影响,提供更安全、合理、有效、准确的评价规范,国家环保部牵头于2011年正式批准了以《GB 6249-2011核动力厂环境辐射防护规定》为代表的一批新升版核电废物排放管理标准。标准规定滨海核电厂(除氚和C14外)液体放射性流出物总放射性浓度限值定为1000Bq/L,内陆核电厂该浓度限值则定为100Bq/L。
我国现有运行及在建核电厂多数为压水堆型。对于压水堆核电厂,放射性废液的来源主要有化学废液、工艺废液、杂项废液、洗涤废液和潜在的放射性废液。其中工艺废液放射性活度浓度最高,可达到107Bq/L。工艺废液主要包括反应堆冷却剂流出液,还包括设备疏水、换料水池和乏燃料池疏水等。其所含液态放射性物质主要包括Cs、Sr等以离子形态存在的裂变产物和Co、Mn等以胶体、颗粒形态存在的腐蚀产物。
目前放射性废液的处理方法主要有化学沉淀、蒸发、离子交换、膜处理、化学絮凝、活性炭吸附、连续电除盐等。
化学沉淀广泛使用于早期核设施放射性废液的处理,但化学沉淀处理的去污因子较低、设备庞大、且需要较多的化学试剂、二次废物产生量大,目前在处理核电厂废液时,一般仅用做预处理。
我国目前已运行的核电厂中,废液***几乎都采用了蒸发处理工艺,但蒸发处理工艺不适用于处理含有易起泡、易挥发成分的废液,并且运行能耗高,维护、维修较复杂,且浓缩液还需进一步处理或处置。
离子交换是核电厂放射性废液***最常用的处理工艺,一般采用多台离子交换床串联(或并联)运行,但树脂床不适用于处理含盐量或含固量较高的废液:当废液中盐分较多时,树脂很快就会饱和失效;当废液中含固量较高时,树脂床容易造成流道堵塞。
膜处理技术为放射性废液的处理提供了新的选择,但膜处理存在一定的缺点,如:净化能力有限、对维护要求高、产生的浓缩液一般仍需进一步处理等。其中最常用的反渗透处理,对进水水质要求较高,反渗透处理的上游需采用过滤等对废液进行预处理。
目前,放射性废液处理也开发出许多先进的处理工艺,包括:采用新型的吸附材料进行吸附,连续电除盐,电化学离子交换等。但这些处理技术还在研究阶段,很少应用于核电厂内放射性废液的处理。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足,同时满足GB 6249-2011新标准的排放限值要求,本发明提供了一种核电厂废液的絮凝吸附处理方法及絮凝剂。
实现本发明目的的技术方案:一种核电厂废液的絮凝吸附处理方法,其包括如下步骤:
(1)向核电厂废液中加入絮凝剂,每升核电厂废液加入絮凝剂1.1mg~14.2mg,使pH值保持在7~9,混合反应得到胶体絮体;
所述的核电厂废液包括Fe、Co、Mn、Ag腐蚀产物中的一种或几种;其中,Fe、Co、Mn或Ag核素浓度在0.01ng/L~10mg/L;
所述的絮凝剂包括如下组分;A组分:NaOH或KOH;B组分:聚丙烯酰胺;C组分:聚丙烯酸钠或聚丙烯酸钾;其中,A组分、B组分与C组分质量比为(0.1~12.3):1:(0.5~2);
(2)将步骤(1)所得的胶体絮体通过活性炭吸附柱,其中Fe、Co、Mn、Ag核素被活性炭吸附柱吸附截留;所述的活性炭颗粒尺寸为20~50目,碘数为≥900mg/g。
如上所述的一种核电厂废液的化学絮凝处理方法,其所述的步骤(2)中胶体絮体以10m/h~25m/h的流速通过活性炭吸附柱。
如上所述的一种核电厂废液的化学絮凝处理方法,其所述的活性炭吸附柱装填高度为0.2m~0.85m。
如上所述的一种核电厂废液的化学絮凝处理方法,其步骤(2)最后所得废液中Fe、Co、Mn、Ag核素胶体的平均去污因子达到50以上。
如上所述的一种核电厂废液的化学絮凝处理方法,其所述的聚丙烯酰胺为阳离子型,其固含量≥90%,分子量≥3×106
如上所述的一种核电厂废液的化学絮凝处理方法,其所述的聚丙烯酸钠的固含量≥40%,分子量≥3×107
本发明所述的一种用于核电厂废液处理的絮凝剂,其为包括如下组分的水溶液;A组分:NaOH或KOH;B组分:聚丙烯酰胺;C组分:聚丙烯酸钠或聚丙烯酸钾;其中,A组分、B组分与C组分的质量浓度比为(0.1~12.3):1:(0.5~2)。
如上所述的一种用于核电厂废液处理的絮凝剂,其所述的聚丙烯酰胺为阳离子型,其固含量≥90%,分子量≥3×106
如上所述的一种用于核电厂废液处理的絮凝剂,其所述的聚丙烯酸钠的固含量≥40%,分子量≥3×107
本发明的效果在于:
(1)传统的絮凝沉淀方法针对含盐量较高的废液处理,且去污因子较低(通常在10左右)。本发明提出的絮凝吸附方法适用于核电厂低浓度废液处理,可有效提高核电厂废液***的去污能力,对于Fe、Co、Mn、Ag以胶体形式存在的腐蚀产物的去除具有显著的效果(平均去污因子达到50以上)。
(2)相比于活性炭吸附方法,本发明提出的絮凝吸附方法通过投加絮凝剂提高腐蚀产物胶体的聚沉能力,使活性炭对Fe、Co、Mn、Ag的去污因子提高5倍以上。
(3)本发明提出的絮凝吸附方法去除效果稳定,重现性好,运行能耗低,二次废物产生量少。
(4)本发明提出的絮凝剂安全环保,制备方法简单,成本经济,在核电厂废液处理领域具有推广应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明所述的一种核电厂废液的絮凝吸附处理方法及絮凝剂作进一步详细说明。
实施例1
(1)向核电厂废液中加入絮凝剂,每升核电厂废液加入絮凝剂12.4mg,使pH值保持在9,混合反应15s得到胶体絮体;
所述的核电厂废液包括4.5mg/L Fe、7.2mg/L Co、1.8mg/L Mn;
所述的絮凝剂包括如下组分;A组分:NaOH;B组分:聚丙烯酰胺;C组分:聚丙烯酸钠;其中,A组分、B组分与C组分质量比为1.1:1:1;
(2)将步骤(1)所得的胶体絮体以20m/h的流速通过活性炭吸附柱,其中絮体被活性炭吸附柱吸附截留,所得废液中Fe、Co、Mn核素胶体的去污因子分别为:150、82、67,平均去污因子为93;
所述的活性炭吸附柱装填高度为0.2m;所述的活性炭颗粒尺寸为20-50目,碘数为≥900mg/g。
实施例2
(1)向核电厂废液中加入絮凝剂,每升核电厂废液加入絮凝剂10mg,使pH值保持在7,混合反应15s得到胶体絮体;
所述的核电厂废液包括3.1mg/L Fe、4.4mg/L Co、1.1mg/L Mn;
所述的絮凝剂包括如下组分;A组分:NaOH;B组分:聚丙烯酰胺;C组分:聚丙烯酸钠;其中,A组分、B组分与C组分质量比为8:1:1;
(2)将步骤(1)所得的胶体絮体以10m/h的流速通过活性炭吸附柱,其中絮体被活性炭吸附柱吸附截留,所得废液中Fe、Co、Mn核素胶体的去污因子分别为:104、102、16,综合去污因子为61;
所述的活性炭吸附柱装填高度为0.85m;所述的活性炭颗粒尺寸为20-50目,碘数为≥900mg/g。
实施例3
(1)向核电厂废液中加入絮凝剂,每升核电厂废液加入絮凝剂8.4mg,使pH值保持在9,混合反应15s得到胶体絮体;
所述的核电厂废液包括1.5mg/LAg;
所述的絮凝剂包括如下组分;A组分:NaOH;B组分:聚丙烯酰胺;C组分:聚丙烯酸钠;其中,A组分、B组分与C组分质量比为2.2:1:1;
(2)将步骤(1)所得的胶体絮体以20m/h的流速通过活性炭吸附柱,其中絮体被活性炭吸附柱吸附截留,所得废液中Ag核素胶体的去污因子为91;
所述的活性炭吸附柱装填高度为0.2m;所述的活性炭颗粒尺寸为20-50目,碘数为≥900mg/g。
实施例4
(1)向核电厂废液中加入絮凝剂,每升核电厂废液加入絮凝剂14.2mg,使pH值保持在9,混合反应15s得到胶体絮体;
所述的核电厂废液包括3.1mg/L Fe、4.0mg/L Co、1.0mg/L Mn;
所述的絮凝剂包括如下组分;A组分:KOH;B组分:聚丙烯酰胺;C组分:聚丙烯酸钾;其中,A组分、B组分与C组分质量比为1.55:1:1;
(2)将步骤(1)所得的胶体絮体以25m/h的流速通过活性炭吸附柱,其中絮体被活性炭吸附柱吸附截留,所得废液中Fe、Co、Mn核素胶体的去污因子分别为:102、85、101,平均去污因子为93;
所述的活性炭吸附柱装填高度为0.2m;所述的活性炭颗粒尺寸为20-50目,碘数为≥900mg/g。
实施例5
(1)向核电厂废液中加入絮凝剂,每升核电厂废液加入絮凝剂7.65mg,使pH值保持在9,混合反应15s得到胶体絮体;
所述的核电厂废液包括3.1mg/L Fe、4.0mg/L Co、1.0mg/L Mn;
所述的絮凝剂包括如下组分;A组分:KOH;B组分:聚丙烯酰胺;C组分:聚丙烯酸钠;其中,A组分、B组分与C组分质量比为12.3:1:2;
(2)将步骤(1)所得的胶体絮体以20m/h的流速通过活性炭吸附柱,其中絮体被活性炭吸附柱吸附截留,所得废液中Fe、Co、Mn核素胶体的去污因子分别为:102、60、90,平均去污因子为75;
所述的活性炭吸附柱装填高度为0.2m;所述的活性炭颗粒尺寸为20-50目,碘数为≥900mg/g。
实施例6
(1)向核电厂废液中加入絮凝剂,每升核电厂废液加入絮凝剂6.4mg,使pH值保持在7,混合反应15s得到胶体絮体;
所述的核电厂废液包括4.4mg/L Fe、6.4mg/L Co、1.7mg/L Mn;
所述的絮凝剂包括如下组分;A组分:NaOH;B组分:聚丙烯酰胺;C组分:聚丙烯酸钠;其中,A组分、B组分与C组分质量比为0.1:1:0.5;
(2)将步骤(1)所得的胶体絮体以20m/h的流速通过活性炭吸附柱,其中絮体被活性炭吸附柱吸附截留,所得废液中Fe、Co、Mn核素胶体的去污因子分别为:55、49、56,综合去污因子为52;
所述的活性炭吸附柱装填高度为0.2m;所述的活性炭颗粒尺寸为20-50目,碘数为≥900mg/g。

Claims (9)

1.一种核电厂废液的絮凝吸附处理方法,其特征在于:该方法包括如下步骤:
(1)向核电厂废液中加入絮凝剂,每升核电厂废液加入絮凝剂1.1mg~14.2mg,使pH值保持在7~9,混合反应得到胶体絮体;
所述的核电厂废液包括Fe、Co、Mn、Ag腐蚀产物中的一种或几种;其中,Fe、Co、Mn或Ag核素浓度在0.01ng/L~10mg/L;
所述的絮凝剂包括如下组分;A组分:NaOH或KOH;B组分:聚丙烯酰胺;C组分:聚丙烯酸钠或聚丙烯酸钾;其中,A组分、B组分与C组分质量比为(0.1~12.3):1:(0.5~2);
(2)将步骤(1)所得的胶体絮体通过活性炭吸附柱,其中Fe、Co、Mn、Ag核素被活性炭吸附柱吸附截留;所述的活性炭颗粒尺寸为20~50目,碘数为≥900mg/g。
2.根据权利要求1所述的一种核电厂废液的化学絮凝处理方法,其特征在于:所述的步骤(2)中胶体絮体以10m/h~25m/h的流速通过活性炭吸附柱。
3.根据权利要求1或2所述的一种核电厂废液的化学絮凝处理方法,其特征在于:所述的活性炭吸附柱装填高度为0.2m~0.85m。
4.根据权利要求1所述的一种核电厂废液的化学絮凝处理方法,其特征在于:步骤(2)最后所得废液中Fe、Co、Mn、Ag核素胶体的平均去污因子达到50以上。
5.根据权利要求1所述的一种核电厂废液的化学絮凝处理方法,其特征在于:所述的聚丙烯酰胺为阳离子型,其固含量≥90%,分子量≥3×106
6.根据权利要求1所述的一种核电厂废液的化学絮凝处理方法,其特征在于:所述的聚丙烯酸钠的固含量≥40%,分子量≥3×107
7.一种用于核电厂废液处理的絮凝剂,其特征在于:该絮凝剂为包括如下组分的水溶液;
A组分:NaOH或KOH;
B组分:聚丙烯酰胺;
C组分:聚丙烯酸钠或聚丙烯酸钾;
其中,A组分、B组分与C组分的质量浓度比为(0.1~12.3):1:(0.5~2)。
8.根据权利要求7所述的一种用于核电厂废液处理的絮凝剂,其特征在于:所述的聚丙烯酰胺为阳离子型,其固含量≥90%,分子量≥3×106
9.根据权利要求7所述的一种用于核电厂废液处理的絮凝剂,其特征在于:所述的聚丙烯酸钠的固含量≥40%,分子量≥3×107
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