[發(fā)明專利]一種亞鐵氰化鈷復(fù)合膜-反滲透膜聯(lián)合去除水中銫的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810072623.8
• 申請(qǐng)日: 2018-01-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108538419A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁士元;侯立安;張光輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): G21F9/12
• 分類號(hào): G21F9/12;G21F9/20
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 程小艷

本發(fā)明公開(kāi)了一種亞鐵氰化鈷復(fù)合膜?反滲透膜聯(lián)合去除水中銫的方法，采用亞鐵氰化鈷復(fù)合膜過(guò)濾結(jié)束后再進(jìn)行反滲透膜過(guò)濾，保證操作穩(wěn)定可靠。進(jìn)水溶液pH范圍為2.0?7.0，以單獨(dú)的亞鐵氰化鈷復(fù)合膜和反滲透膜去除水中銫的實(shí)驗(yàn)作為對(duì)照，可看出聯(lián)合技術(shù)有效提高了銫的去除效果。本發(fā)明旨在為水中放射性核素銫的去除提供一種新型技術(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)境工程膜應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種亞鐵氰化鈷復(fù)合膜-反滲透膜聯(lián)合去除水中銫的方法。

背景技術(shù)

隨著核技術(shù)在全球的迅猛發(fā)展，放射性核素廣泛應(yīng)用于核能設(shè)備、放射性礦產(chǎn)、醫(yī)療應(yīng)用、工業(yè)探傷和科學(xué)研究等方面，不可避免地就會(huì)產(chǎn)生放射線“三廢”。另一方面，核能利用史上已經(jīng)發(fā)生了多起大的核安全事故。例如2011年3月日本福島核電站的核泄漏事故發(fā)生后，放射性核素通過(guò)大氣和水體快速波及周邊國(guó)家和地區(qū)，而且日本將冷卻反應(yīng)堆用的大量含放射性核素的海水直接排入大海中，嚴(yán)重污染周邊地區(qū)水體和土壤環(huán)境。放射性核素危害大，對(duì)當(dāng)代和后代人均能造成嚴(yán)重的致畸致癌作用，且隱蔽性強(qiáng)。放射性核素銫(Cs)作為典型的γ輻射源，能直接穿透人體，對(duì)人體神經(jīng)系統(tǒng)和血液系統(tǒng)造成嚴(yán)重的危害。另外，其半衰期長(zhǎng)達(dá)30年，放射性廢水中含量高，危害性極大。

在目前的研究報(bào)道中，去除水中Cs的主要手段包括化學(xué)沉淀法、膜技術(shù)和離子交換/吸附。化學(xué)沉淀法去污系數(shù)低，污泥分離困難，大規(guī)模應(yīng)用較困難；Ding等在2016年利用反滲透膜可將90％左右的Cs去除，但是微量的Cs依然具有非常大的危害性，處理效果不理想；吸附材料主要有沸石、硅酸鹽、磷鉬酸鹽、亞鐵氰化物等，其中沸石、硅酸鹽等對(duì)Cs選擇性差，易被共存離子影響，而亞鐵氰化物對(duì)Cs吸附量大，且具有非常高的選擇性。其中亞鐵氰化鈷對(duì)Cs選擇性強(qiáng)，吸附量大。亞鐵氰化鈷大多被固定于載體上便于回收，常用的載體有磁性氧化鐵、二氧化硅、高分子聚合物等，但由于去除率低，回收復(fù)雜，條件限制大均沒(méi)有得到好的發(fā)展。亞鐵氰化鈷復(fù)合膜是將亞鐵氰化鈷通過(guò)二氧化硅間接負(fù)載于聚偏氟乙烯平板膜上，具有對(duì)Cs去除率高，無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)。總的來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在對(duì)于單一處理技術(shù)的研究較多，對(duì)于膜技術(shù)與其他技術(shù)在同一體系中的耦合和協(xié)同研究較少，特別是針對(duì)水中痕量放射性核素的選擇性膜處理技術(shù)手段還比較缺乏。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種亞鐵氰化鈷復(fù)合膜-反滲透膜聯(lián)合去除水中銫的方法，采用選擇性吸附-膜技術(shù)聯(lián)用技術(shù)進(jìn)行處理，具有非常高的去除率和較好的可操作性。

本發(fā)明提供一種亞鐵氰化鈷復(fù)合膜-反滲透膜聯(lián)合去除水中銫的方法，包括以下步驟：

1)利用亞鐵氰化鈷復(fù)合膜過(guò)濾，過(guò)濾系統(tǒng)壓力為1bar，亞鐵氰化鈷復(fù)合膜有效膜面積為2.54cm²；

2)反滲透膜過(guò)濾，過(guò)濾系統(tǒng)壓力為6bar，反滲透膜有效膜面積為24cm²。

所述步驟1)中亞鐵氰化鈷復(fù)合膜為亞鐵氰化鈷通過(guò)中間體二氧化硅負(fù)載于聚偏氟乙烯平板膜表面制備出的復(fù)合膜。

開(kāi)始過(guò)濾前，所述亞鐵氰化鈷復(fù)合膜和所述反滲透膜均用超純水預(yù)過(guò)濾1h，以使膜系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。

開(kāi)始過(guò)濾前，進(jìn)水溶液中pH范圍為2.0-7.0。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1)本發(fā)明提供了一種新型處理技術(shù)，為水體放射性核素銫的有效去除提供一個(gè)新的思路；開(kāi)辟了膜技術(shù)與其他技術(shù)在同一體系中的耦合和協(xié)同研究方向，填補(bǔ)針對(duì)水中痕量放射性核素的選擇性膜處理技術(shù)手段的空白。

2)本發(fā)明操作簡(jiǎn)單，同時(shí)亞鐵氰化鈷復(fù)合膜和反滲透膜系統(tǒng)壓力均較小，能耗較低；

3)本發(fā)明應(yīng)用處理各種不同的水體，為進(jìn)一步研究奠定基礎(chǔ)，為實(shí)際應(yīng)用中銫的去除提供一定的理論依據(jù)。

附圖說(shuō)明