本發(fā)明屬于污水處理領(lǐng)域，尤其是涉及一種利用吸附法凈化模擬放射性廢水的實(shí)驗(yàn)方法。

背景技術(shù)：

隨著放射性核素在軍事、能源、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，其開采、冶煉、加工和應(yīng)用，均會產(chǎn)生一定的放射性廢水并排放到水環(huán)境，這些廢水對生態(tài)環(huán)境和人類健康造成嚴(yán)重的危害，而且影響深遠(yuǎn)。

國內(nèi)外通常將極低水平的放射性廢水排入水域，通過稀釋擴(kuò)散使其無害化，對于低、中、高水平的放射性廢水的處理一般是將廢水濃縮產(chǎn)物固化后與人類的生活環(huán)境長期隔離，任其自然衰變。放射性廢水處理希望獲得盡可能高的去污因數(shù)。放射性廢水中的污染物包括Cr、Co、Ni、Fe、Mn等活化腐蝕產(chǎn)物，且以完全溶解的陽離子形態(tài)存在。對于放射性廢水的處理方法有化學(xué)沉淀、吸附、生物法等。

化學(xué)沉淀法對高放廢水的處理比較有效，對中、低水平放射性廢水的處理效果較差，去污因數(shù)一般為10-100。吸附法處理放射性廢水無需投加化學(xué)藥劑，可降低后續(xù)處理的難度，但對于低水平放射性廢水的處理，去污因數(shù)仍較低。吸附劑對于放射性核素一般具有選擇性，難以同時去除多種核素。生物處理法是利用植物或者微生物來吸收中低水平放射性核素，但所需時間長，且易受廢水含鹽量的影響，吸附量低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種利用吸附法凈化模擬放射性廢水的實(shí)驗(yàn)方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中對于低水平放射性廢水處理中去污因數(shù)低的問題，并且可以實(shí)現(xiàn)同時去除放射性廢水中多種核素的目的。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種利用吸附法凈化模擬放射性廢水的實(shí)驗(yàn)方法，向含有放射性核素穩(wěn)定同位素的模擬放射性廢水中投入活性氮化硼進(jìn)行吸附，同時使模擬放射性廢水的溫度恒溫保持在15℃～30℃，達(dá)到吸附平衡后利用膜過濾法去除模擬放射性廢水中的雜質(zhì)即完成模擬放射性廢水的凈化；

其中，所述模擬放射性廢水中含有放射性核素穩(wěn)定同位素⁵⁹Co、放射性核素穩(wěn)定同位素⁵⁸Ni、放射性核素穩(wěn)定同位素⁵⁵Mn中一種或兩種以上。

進(jìn)一步的，所述模擬放射性廢水中放射性核素穩(wěn)定同位素的總質(zhì)量濃度為0.1mg/L～50mg/L。

進(jìn)一步的，所述每升含有放射性核素穩(wěn)定同位素的模擬放射性廢水中投入活性氮化硼的質(zhì)量為0.05g～5.0g。

優(yōu)選地，所述每升含有放射性核素穩(wěn)定同位素的模擬放射性廢水中投入活性氮化硼的質(zhì)量為0.1g～2.0g。

進(jìn)一步的，所述活性氮化硼投入至模擬放射性廢水中后，對模擬放射性廢水進(jìn)行恒溫振蕩20min～100min或恒溫?cái)嚢?0min～100min使其達(dá)到吸附平衡。

進(jìn)一步的，所述膜過濾法中所使用的膜為微濾膜。

進(jìn)一步的，所述微濾膜的孔徑為0.22μm。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的利用吸附法凈化模擬放射性廢水的實(shí)驗(yàn)方法具有以下優(yōu)勢：

本發(fā)明以活性氮化硼為吸附劑，利用其對放射性核素具有的廣譜吸附作用，并結(jié)合同位素協(xié)同吸附機(jī)制，實(shí)現(xiàn)同時去除模擬低水平放射性廢水中的Co、Ni、Mn?；钚缘鹩懈呋瘜W(xué)穩(wěn)定性和比表面積、豐富孔徑分布、類似石墨的穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)。此外，活化后的氮化硼可形成帶有負(fù)電荷的硼原子，從而吸引陽離子。這一特性使得活性多孔氮化硼對陽離子展現(xiàn)了獨(dú)特的吸附性能。

故采用本實(shí)驗(yàn)方法時，首先向反應(yīng)器中加入一定體積的模擬放射性廢水，該模擬放射性廢水中含有放射性核素的穩(wěn)定同位素，在活性氮化硼吸附廢水中高濃度穩(wěn)定同位素的同時，協(xié)同吸附去除廢水中低濃度的放射性核素。然后，利用微濾膜進(jìn)行固液分離，將吸附核素后的活性多孔氮化硼截留在濾膜上，廢水中的多種放射性核素得到去除。

本發(fā)明所述的利用吸附法凈化模擬放射性廢水的實(shí)驗(yàn)方法，由于放射性核素的穩(wěn)定同位素與放射性核素化學(xué)性質(zhì)相似，因此放射性核素的去污因數(shù)與同位素的去污因數(shù)一致。應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)方法，與現(xiàn)有工藝相比，去除廢水中的放射性核素時可以獲得更高的去污因數(shù)。同時，活性氮化硼可以同時去除多種放射性核素，擴(kuò)大了采用吸附法處理放射性廢水的應(yīng)用范圍。

具體實(shí)施方式

除有定義外，以下實(shí)施例中所用的技術(shù)術(shù)語具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域技術(shù)人員普遍理解的相同含義。以下實(shí)施例中所用的試驗(yàn)試劑，如無特殊說明，均為常規(guī)生化試劑；所述實(shí)驗(yàn)方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法。

下面結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。

實(shí)施例1

取0.1g活性氮化硼，加入到體積為100mL的含⁵⁸Ni的質(zhì)量濃度為20mg/L的模擬放射性廢水中，在20℃下攪拌吸附60min后利用孔徑為0.22μm的微濾膜過濾得到凈化后的出水。凈化后的出水中⁵⁸Ni質(zhì)量濃度為0.06mg/L，去污因數(shù)為833。

實(shí)施例2

取0.1g活性氮化硼，加入到體積為100mL的含⁵⁸Ni的質(zhì)量濃度為10mg/L的模擬放射性廢水中，在20℃下攪拌吸附60min后利用孔徑為0.22μm的微濾膜過濾得到凈化后的出水。凈化后的出水中⁵⁸Ni質(zhì)量濃度為0.03mg/L，去污因數(shù)為667。

實(shí)施例3

取0.05g活性氮化硼，加入到體積為50mL的含⁵⁹Co的質(zhì)量濃度為5mg/L的模擬放射性廢水中，在20℃下攪拌吸附90min后利用孔徑為0.22μm的微濾膜過濾得到凈化后的出水。凈化后的出水中⁵⁹Co質(zhì)量濃度為0.02mg/L，去污因數(shù)為250。

實(shí)施例4

取0.05g活性氮化硼，加入到體積為50mL的含⁵⁵Mn的質(zhì)量濃度為10mg/L的模擬放射性廢水中，在25℃下震蕩吸附90min后利用孔徑為0.22μm的微濾膜過濾得到凈化后的出水。凈化后的出水中⁵⁵Mn質(zhì)量濃度為0.06mg/L，去污因數(shù)為167。

實(shí)施例5

取0.2g活性氮化硼，加入到體積為200mL的模擬放射性廢水中，其中含⁵⁸Ni的質(zhì)量濃度為20mg/L、⁵⁹Co的質(zhì)量濃度為5mg/L、⁵⁵Mn的質(zhì)量濃度為10mg/L，在25℃下攪拌吸附90min后利用孔徑為0.22μm的微濾膜過濾得到凈化后的出水。凈化后的出水中⁵⁸Ni的質(zhì)量濃度為0.04mg/L，去污因數(shù)為500；⁵⁹Co的質(zhì)量濃度為0.03mg/L，去污因數(shù)為167；⁵⁵Mn的質(zhì)量濃度為0.07mg/L，去污因數(shù)為142。

實(shí)施例6

取0.05g活性氮化硼，加入到體積為50mL的含⁵⁹Co的質(zhì)量濃度為5mg/L，同時含⁶⁰Co的活度為1000Bq/L的放射性廢水中，在20℃下攪拌吸附90min后利用孔徑為0.22μm的微濾膜過濾得到凈化后的出水。凈化后的出水中經(jīng)檢測⁵⁹Co的質(zhì)量濃度為0.02mg/L，⁶⁰Co活度為4Bq/L，去污因數(shù)均為250。

從上述實(shí)施例1-5中可以看出，采用本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)方法，能夠有效地去除模擬放射性廢水中的放射性核素的穩(wěn)定同位素，初始濃度越高，得到的去污因數(shù)越大。另外，還可以同時去除多種放射性核素的穩(wěn)定同位素，并且每種同位素的去污因數(shù)有所差異。從上述實(shí)施例6中可以看出，活性氮化硼在吸附放射性核素的穩(wěn)定同位素的同時能夠協(xié)同吸附去除廢水中低濃度的放射性核素，且能夠得到相同的去污因數(shù)。故，實(shí)施例中的去污因數(shù)也能夠表征該實(shí)驗(yàn)方法去除工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的放射性廢水中放射性核素的效果和能力，即將上述實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行一定范圍的放大，能夠應(yīng)用于大規(guī)模的放射性廢水的凈化工藝。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。