[發明專利]一種高錳酸鹽與活性炭聯用去除放射性碘污染的水處理方法

有效

• 申請號: 201310246693.8
• 申請日: 2013-06-20
• 公開（公告）號: CN103345954A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 江進;高源;馬軍;周揚
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G21F9/06
• 分類號: G21F9/06
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

技術領域

本發明涉及一種去除放射性碘污染的水處理方法。

背景技術

近年來，由于能源危機，各國逐漸使用核能作為替代能源。但不可忽視的是核反應器內的大量放射性物質，一旦發生事故將被釋放到環境中，會對周圍民眾和生態環境造成極大的危害。核事故發生對人體健康危害最大的就是放射性碘131，作為核裂變鏈式反應的第一級產物，加上半衰期短，只有8.3天，在核事故發生初期影響較大，一旦進入人體就會在甲狀腺中累積，并最終導致癌癥的發生。

由于水環境中放射性碘離子濃度較低，同時還存在大量高濃度干擾離子(如：氯離子、溴離子、硫酸根離子、磷酸根離子等)，因此，很難實現碘離子被選擇性的去除。目前，去除水中放射性碘離子比較有效的方法是反滲透，通過高壓反滲透膜的作用，將放射性碘離子及水中共存的陰陽離子一并去除，去除效率高，但存在投資、運行及維護費用高，操作復雜的問題。

因此，尋求一種經濟高效、操作簡單、能夠進行大規模生產應用的去除放射性碘污染的水處理方法勢在必行。

發明內容

本發明是要解決現有去除放射性碘污染的水處理方法運行成本高，操作復雜的技術問題，從而提供了一種高錳酸鹽與活性炭聯用去除放射性碘污染的水處理方法。

本發明的一種高錳酸鹽與活性炭聯用去除放射性碘污染的水處理方法是通過以下步驟進行：

一、向含有放射性碘離子的待處理水中投加高錳酸鹽和粉末活性炭，進行混合，水力停留時間為20～180min，得到混合溶液；其中，高錳酸鹽投加后的濃度為0.1～50mg/L；粉末活性炭投加后的濃度為2～100mg/L；

二、向步驟一得到的混合溶液中投加混凝劑，然后經過常規水處理工藝的混凝、沉淀、過濾，即可去除水中的放射性碘；

步驟一所述的高錳酸鹽和粉末活性炭以固體形式直接投加或以溶液的形式投加。

本發明的一種高錳酸鹽與活性炭聯用去除放射性碘污染的水處理方法原理如下：

高錳酸鹽作為一種溫和氧化劑，可以迅速將水中的放射性碘離子氧化生成單質碘、次碘酸等具有強氧化性的活性碘，見反應式(1)至(3)，但卻不能將活性碘進一步氧化生成碘酸根；相反，水處理過程中常用強氧化劑液氯、二氧化氯、臭氧則可以迅速將碘離子氧化生成碘酸根。

2MnO₄^-+10I^-+16H⁺→5I₂+2Mn²⁺+8H₂O?????????(1)

I₂+H₂O→HOI+I^-+H⁺????????????(2)

I₂+I^-→I₃^-??????????(3)

在去除放射性碘污染的過程中，由于各種價態的碘元素都具有放射性，因此，放射性碘的去除必須將碘元素從水中分離出來，但碘離子與碘酸根很難通過吸附或氧化還原反應的方式從水中分離出來。

本發明基于高錳酸鹽氧化放射性碘離子產生的具有強氧化性活性碘的特點，再向水中加入具有還原性的粉末活性炭，通過活性炭表面豐富的有機官能團與活性碘發生反應，使得水中的活性碘以共價鍵形式與活性炭表面有機官能團相結合，隨著活性炭的沉淀放射性碘可以被有效去除，即完成了水中放射性碘的去除。

本發明包括以下有益效果：

1、本發明在高錳酸鹽的選擇中，以不向水源水中引入其它的飲用水中限制的、有害的雜元素為準。高錳酸鹽作為一種溫和氧化劑能夠迅速將水中的放射性碘離子氧化生成單質碘、次碘酸等具有強氧化性的活性碘，但卻不能將活性碘進一步氧化生成難于從水中分離出來的碘酸根；

2、原位產生的具有強氧化性的活性碘，通過與具有還原性的粉末活性炭表面豐富的有機官能團發生反應，使得水中的活性碘以共價鍵形式與活性炭表面有機官能團相結合，隨著活性炭的沉淀放射性碘可以被有效去除；

3、本發明所用的高錳酸鹽與粉末活性炭作為常用水處理藥劑，價格低廉，易于獲得，便于貯存和運輸；

4、與現有處理方法相比，該處理方法具有去除效率高、工藝簡單、操作靈活方便、不改變水廠原有處理工藝及運行成本低等優點，可用于水污染事件的應急處理；

53、本發明對水中放射性碘離子的去除效率可以達到90％以上。

附圖說明

圖1為試驗一中反應時間與碘離子去除效率曲線圖。

具體實施方式