[發明專利]一種受放射性碘離子污染水體的處理方法

有效

• 申請號: 201711249861.3
• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN107993734B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 顧平;張曉媛;周師帥;張光輝;董麗華;侯立安
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G21F9/12
• 分類號: G21F9/12
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王麗

1.一種受放射性碘離子污染水體的處理方法；其特征是二級逆流吸附反應器底部設有錐形角；攪拌槳通過攪拌器控制轉速，反應器頂部設有進料口，側面為出水口，通過重力排水；側面設置有舊吸附劑排出口，其與蠕動泵連接，通過調整轉速，將沉淀在錐形底部的吸附劑通過硅膠管隨少量液體排出；出水時在反應器中剩余一定的水量；定義每次出水排出后滯留溶液體積與反應器中溶液總體積V之比為稀釋因子F，出水體積應為(1-F)V；步驟如下：

啟動階段，向裝置中加入體積為V、濃度為C₀的試驗原水和投量為m/V的新吸附劑，攪拌至吸附平衡后，靜置沉淀后用蠕動泵抽出舊吸附劑；再投入m/V的新吸附劑，吸附平衡后，靜置沉淀后在重力作用下排出一定體積為(1-F)V的上清液，留在容器內為質量為m和體積為FV的溶液；啟動階段僅運行一次，后進入運行階段；

運行階段，從進水開始到出水結束稱為一個周期，運行階段每個周期原水經歷二級吸附，吸附級數按吸附過程的先后定義；每個周期分為進水過程、一級吸附、排掉舊吸附劑、投加新吸附劑二級吸附和出水五個階段；一級吸附過程中向裝置中加入體積為(1-F)V的試驗原水，與裝置中剩余的溶液混合，混合液與留在容器內的吸附劑吸附平衡后靜置沉淀，并通過蠕動泵排出舊吸附劑；二級吸附過程中投加新吸附劑，將m/V的新吸附劑加入反應器中，吸附平衡后在重力作用下排出體積為(1-F)V的上清液；排出的上清液通過微濾膜固液分離；一個周期出水結束后進入下一個運行周期；

運行階段的一個周期的具體步驟如下：

步驟1)進水階段：在試驗運行階段，向反應器中加入體積為(1-F)V的試驗原水；

步驟2)一級吸附階段：裝置中加入的體積為(1-F)V的試驗原水，與裝置中剩余的溶液混合，吸附劑與混合液反應，機械攪拌作用下，開始二級逆流吸附過程的第一級吸附；吸附劑和放射性碘離子污染的水體接觸時間為60-120min；

步驟3)舊吸附劑排出階段：吸附劑靜置沉淀3-5min后，用泵將其排出反應器；舊吸附劑排出反應器帶走的溶液控制在5-10％V，舊吸附劑全部排出；

步驟4)投加新吸附劑二級吸附：向反應器中加入納米Cu₂O/Cu-C，投加量為1.0g/L，此時開始二級逆流吸附過程的第二級吸附；

步驟5)出水階段：吸附劑靜置沉淀后出水，出水體積為(1-F)V，再通過膜濾作用，實現固液分離。

2.如權利要求1所述的方法，其特征是步驟1)所述的放射性水體中碘離子的質量濃度為2.00-20.0mg/L；稀釋因子F的選擇范圍為0.200-0.400。

3.如權利要求1所述的方法，其特征是步驟2)所述的機械攪拌轉速為200轉/分鐘。

4.如權利要求1所述的方法，其特征是步驟3)所述的泵排出舊吸附劑的流量為80-100mL/min。

5.如權利要求1所述的方法，其特征是步驟3)所述的反應器錐底角度應大于吸附劑的安息角，保證舊吸附劑全部沉到錐底；反應器的錐底角度為90-120°。

6.如權利要求1所述的方法，其特征是步驟5)所述的吸附劑靜沉時間為3-5min。

7.如權利要求1所述的方法，其特征是步驟5)所述的稀釋因子F的選擇范圍為0.200-0.400。