本發(fā)明涉及鈾礦開采加工過程中產生的含鈾廢水，具體涉及一種鈾礦尾水綜合治理的方法，特別是低濃度鈾礦尾水的綜合治理。

背景技術：

1、在鈾礦開采、核燃料循環(huán)以及乏燃料后處理過程中都產生大量的含鈾廢水，世界衛(wèi)生組織規(guī)定，礦泉水和飲用水中的鈾含量須低于20μg/l和9μg/l，而鈾礦開采和加工過程中產生的廢水的濃度可高達幾到幾百mg?l-1不等，若這些含鈾廢水得不到有效的治理，鈾所產生的化學毒性和放射性輻射將對地球生物和人類環(huán)境產生巨大的潛在威脅。

2、通常鈾礦尾水是含鈾量為5-30mg/l的低濃度含鈾廢水，鈾廢水中的鈾通常以六價形式存在，本發(fā)明中鈾礦尾水即是指含有低濃度六價鈾及其化合物的生產廢水，此外，鈾礦尾水中除了重金屬污染物外，還含有一定量的鹽分以及較高的cod。

3、近年來，含鈾廢水的主要處理方法包括化學沉淀法，離子交換法，膜分離法，吸附法、還原法等。此方法目的多針對廢水中重金屬的去除，對廢水中鹽分以及cod的去除效果不佳。因此，需提出一種對鈾礦尾水中多種污染物同步去除的方法。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于，針對上述存在的問題，提供一種鈾礦尾水綜合治理的方法，其針對尾水中多種污染物進行處理。

2、本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的：一種鈾礦尾水綜合治理的方法，其特征在于，包括以下處理步驟：

3、(1)預處理，過濾鈾礦廢水中大顆粒雜質，調節(jié)廢水ph至5-7；

4、(2)濃縮處理，將預處理后的廢水先經過nf處理，得到一級濃水和一級產水，一級產水再經ro處理，得到二級濃水與二級產水，二級產水可回用至nf膜和ro膜的清洗或其他用途的工業(yè)用水；

5、(3)吸附沉淀處理，在反應池中收集一級濃水與二級濃水混合后得到高濃度含鈾廢水，反應池中加入改性生物炭，所述改性生物炭負載有ca3(po4)2，充分反應吸附后廢水可返回步驟(2)與預處理后的廢水一同進行濃縮處理或其他用途的工業(yè)用水。

6、其中，步驟(3)中改性生物炭制作步驟為：

7、a.取生物質風干，粉碎后過篩，再將過篩后的生物質置于惰性氣氛下炭化，得到生物質炭；

8、b.取ca3(po4)2粉末溶解在硝酸中，充分攪拌至溶解，配置磷酸三鈣溶液；

9、c.將生物質炭粉碎至粒徑為2-4mm后浸漬在磷酸三鈣溶液中，依次經低速攪拌、靜置和烘干，得到改性生物炭；

10、其中，步驟a中，所述的生物質為牛糞，所述的惰性氣氛為氮氣，所述的炭化溫度為400-600℃，炭化時間為4-6h；

11、步驟b中，ca3(po4)2根據(jù)實際情況調整添加量使得配置溶液為ca3(po4)2飽和溶液；

12、步驟c中，所述攪拌時間為1-2h，所述靜置時間為4-8h，所述烘干時間為1-2h，烘干溫度為150-200℃。

13、鈾礦尾水中，除了含有u(ⅵ)外，廢水中還含有na+、cl-、ca2+、co32-以及有機物等污染物，且通常采用堿浸漬采取鈾礦，其鈾礦尾水呈堿性，若直接進行濃縮處理對膜的抗侵蝕性能要求高，利用稀鹽酸調節(jié)廢水ph至5-7(呈弱酸性)，不僅有利于后續(xù)膜的處理，同時還可以將部分co32-轉換成hco3-或co2，降低后續(xù)結垢風險。此外，當廢水ph處于5-7時，此時廢·水中鈾酰主要以(uo2)3(oh)5+、(uo2)4(oh)7+形式存在，ca3(po4)2在廢水中的接觸表面帶負電荷，二者間的靜電吸引有助于生成穩(wěn)定的鈣鈾云母(ca(uo2)2(po4)2·xh2o)；當ph過低(ph<5)時，廢水中鈾酰主要以uo22+、(uo2)2(oh)22+形式存在，而此時ca3(po4)2在廢水中的接觸表面帶正電荷，其與鈾酰之間存在靜電斥力難以生成穩(wěn)定的鈣鈾云母，當ph過高(ph>7)時，廢水中鈾酰主要以(uo2)3(oh)7-、uo2(oh)3-形式存在，而此時ca3(po4)2在廢水中的接觸表面依舊帶負電荷，其與ca3(po4)2之間也會逐漸產生靜電斥力影響生成穩(wěn)定的鈣鈾云母。

14、低濃度的含鈾廢水若直接對其污染物處理，其處理效率較低，本發(fā)明中，先對預處理后的廢水進行濃縮，對濃縮后的濃水進行高效處理，本發(fā)明綜合考慮濃縮成本與產水效率，先利用nf膜進行濃縮處理，其產水率可達約60％，再對一級產水經ro膜濃縮，其產水率可達90-95％，經過兩級過濾后，其鈾含量去除率可達到約98％，cod去除率幾乎為100％，除硬可達約96％。

15、利用含有豐富c和p的牛糞做為生物炭原料，即可以使廢棄生物質得到有效利用，牛糞生物質炭又具有豐富的有機碳和π鍵以及豐富的孔隙結構和表面官能團，可通過分配作用和吸附作用去除含鈾廢水中污染物，同時在生物質炭中引入更多的p元素，有助于后續(xù)沉淀的生成。配置飽和磷酸三鈣-硝酸溶液，一方面可以溶解更多磷酸三鈣負載在生物質炭上，一方面硝酸酸蝕可以提高生物質炭比表面積，增加吸附點位，硝酸還具有很強的造含氧官能團能力，可以起到氧化劑的作用對生物質炭表面氧化改性，提高表面官能團的親水性，強化對污染物的絡合吸附能力，通過實際應用觀察到，改性后的生物炭對廢水中cod還具有一定的降解能力，這可能是由改性后生物炭表面的含氧官能團帶來的，改性后的生物炭孔徑為20～100nm，bet比表面積最高可達1043m2/g，經過改性生物炭的充分吸附沉淀后，反應池內出水中鈾含量去除率可達到約91％，cod去除率可達約85％，除硬可達約89％。

16、本發(fā)明的顯著效果在于：

17、(1)本發(fā)明先對鈾礦尾水進行濃縮處理，提高了污染物的處理效率，且兩級膜濃縮后產水中鈾含量去除率可達到約98％，cod去除率幾乎為100％，除硬可達約96％；

18、(2)預處理時將鈾礦尾水調節(jié)至預設ph值，不僅可以減輕膜處理壓力，還保證了后續(xù)鈾酰的去除效果；

19、(3)根據(jù)本發(fā)明所述方法制備的改性生物炭對污染物具有較強的吸附沉淀作用，經過改性生物炭的充分吸附沉淀后，反應池內出水中鈾含量去除率可達到約92％，cod去除率可達約90％，除硬可達約87％。

技術特征：

1.一種鈾礦尾水綜合治理的方法，其特征在于，包括以下處理步驟：

2.根據(jù)權利要求1所述的一種鈾礦尾水綜合治理的方法，其特征在于，步驟(3)中改性生物炭制作步驟為：

3.根據(jù)權利要求2所述的一種鈾礦尾水綜合治理的方法，其特征在于，步驟a中，所述的生物質為牛糞，所述的惰性氣氛為氮氣。

4.根據(jù)權利要求2所述的一種鈾礦尾水綜合治理的方法，其特征在于，步驟a中，所述炭化溫度為400-600℃，炭化時間為4-6h。

5.根據(jù)權利要求2所述的一種鈾礦尾水綜合治理的方法，其特征在于，步驟b中，所述ca3(po4)2根據(jù)實際情況調整添加量使得配置溶液為ca3(po4)2飽和溶液。

6.根據(jù)權利要求2所述的一種鈾礦尾水綜合治理的方法，其特征在于，步驟c中，所述攪拌時間為1-2h，所述靜置時間為4-8h，所述烘干時間為1-2h，烘干溫度為150-200℃。

7.根據(jù)權利要求1所述的一種鈾礦尾水綜合治理的方法，其特征在于，經過兩級濃縮過濾后，其產水中鈾含量去除率可達到約98％，cod去除率幾乎為100％，除硬可達約96％。

8.根據(jù)權利要求2所述的一種鈾礦尾水綜合治理的方法，其特征在于，經過改性生物炭充分反應吸附后，其反應池出水中鈾含量去除率可達到約91％，cod去除率可達約85％，除硬可達約89％。

9.一種改性生物炭，其特征在于，包括以下制作步驟：

10.一種根據(jù)權利要求9制備改性生物炭的應用，其特征在于，該改性生物炭可用于處理鈾礦尾水。

技術總結
本發(fā)明公開一種鈾礦尾水綜合治理的方法，涉及含輻射廢水綜合處理領域，包括以下處理步驟：(1)預處理，過濾鈾礦廢水中大顆粒雜質，調節(jié)廢水pH至5?7；(2)濃縮處理，將預處理后的廢水先經過NF處理，得到一級濃水和一級產水，一級產水再經RO處理，得到二級濃水與二級產水；(3)吸附沉淀處理，在反應池中收集一級濃水與二級濃水混合后得到高濃度含鈾廢水，反應池中加入改性生物炭，所述改性生物炭負載有Ca<subgt;3</subgt;(PO<subgt;4</subgt;)<subgt;2</subgt;，充分反應吸附。本發(fā)明中兩級膜濃縮后產水中鈾含量去除率可達到約98％，COD去除率幾乎為100％，除硬可達約96％；經過改性生物炭的充分吸附沉淀后，反應池內出水中鈾含量去除率可達到約92％，COD去除率可達約90％，除硬可達約87％。

技術研發(fā)人員：劉嘯塵,劉飆
受保護的技術使用者：蘇州易思達環(huán)?？萍加邢薰?br/>技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/17