[發明專利]多步聯合處理放射性碘污染水的裝置及其方法

在審

• 申請號: 201811479780.7
• 申請日: 2018-12-05
• 公開（公告）號: CN109448881A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 顧平;周師帥;何利斌;張光輝;董麗華;侯立安
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G21F9/06
• 分類號: G21F9/06;G21F9/10
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程小艷

本發明涉及一種多步聯合處理放射性碘污染水裝置及其方法，該方法主要步驟包括：預脫氧、沉淀和柱式中空纖維膜分離。裝置流程為:向原水儲罐/預脫氧池投加脫氧劑亞硫酸鈉和脫氧催化劑硫酸銅，與原水中的溶解氧充分反應；脫氧原水進入沉淀反應池，向沉淀反應池中投加沉淀劑氯化亞銅，與脫氧原水中的碘離子充分反應，使液相中的碘離子轉移到生成的碘化亞銅沉淀中；沉淀反應池的上清液進入中間水箱，再經柱式中空纖維膜組件分離后出水。本發明中過量的沉淀劑可以在沉淀反應池中積累，提高沉淀劑的使用率，從而提高碘離子去除率或濃縮倍數，減少剩余放射性污泥的產量，環境和社會效益顯著。

技術領域

本發明屬于放射性污染水處理領域，具體涉及多步聯合處理放射性碘污染水的裝置及其方法。

背景技術

隨著核工業的發展以及放射性核素碘在醫療、軍事、分析監測等科學領域的廣泛應用，水體受到放射性碘污染的風險逐漸升高。放射性碘進入人體后，與穩定性碘一樣會被甲狀腺吸收，造成甲狀腺以及其附近組織器官損傷最終引發癌變，對人類生命健康造成嚴重的危害，因此需要將其從放射性污染水中去除，以保護環境和人體健康。

常用的去除水體中放射性碘離子的方法有吸附法、離子交換法、化學沉淀法和膜分離法。吸附法、離子交換法具有清潔高效等優點，但是處理實際污染水時共存離子可能會顯著影響處理效果。化學沉淀法受水中共存離子的影響較小，成本較低，操作簡便且適宜處理較大水量，作為預處理單元與膜分離法聯用可以取得較好的去除效果。Hg²⁺、Bi³⁺、Ag⁺、Cu⁺和Pb²⁺等陽離子均可與碘離子發生化學反應生成沉淀物，Cu⁺的毒性相對較小，是除碘沉淀劑較為合適的選擇。

前期研究中，楊云等采用氯化亞銅沉淀-微濾法處理含碘放射性廢水(沉淀-微濾組合工藝處理模擬含碘放射性廢水，化工學報，2017，68(3)：1211-1217)。該工藝的脫氧和除碘過程在同一反應器中進行，導致未脫氧的原水會消耗反應器中剩余的氯化亞銅，使得氯化亞銅投加量較高，產生污泥體積較大。因而在原有研究的基礎上對氯化亞銅沉淀-微濾法除碘進行改造，增加預脫氧單元，將脫氧過程前置，以提高氯化亞銅的利用率，從而提高碘離子去除率或濃縮倍數。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提出了多步聯合處理放射性碘污染水的裝置及其方法，通過預脫氧-沉淀-柱式中空纖維膜分離聯用的方法來去除放射性污染水中的碘離子，能提高氯化亞銅的利用率，從而提高碘離子去除率或濃縮倍數。

本發明針對現有技術中存在的問題，采用的技術方案如下：多步聯合處理放射性碘污染水的裝置，經原水儲罐/預脫氧池脫氧處理后的原水經進水泵輸送至沉淀反應池上部，所述沉淀反應池的上清液管道經中間提升泵連接至中間水箱上部的進水口，所述中間水箱的出水管經出水泵連接至柱式中空纖維膜組件的進水口，所述柱式中空纖維膜組件的回流管經回流流量計連接至所述中間水箱上部的回流口，所述柱式中空纖維膜組件的出水管與出水流量計連接。

該裝置設置為固定式或移動式兩種類型。

所述沉淀反應池和中間水箱兩者均為圓柱體。

所述柱式中空纖維膜組件由微濾膜或超濾膜構成。

本發明的第二個技術方案是采用上述裝置處理放射性碘污染水的方法，該方法的步驟如下：

1)預脫氧：向原水儲罐/預脫氧池內一次性投加脫氧劑亞硫酸鈉與脫氧催化劑硫酸銅，潛水泵混合5～8min，使亞硫酸鈉與原水中的溶解氧充分反應；

2)沉淀：脫氧后的原水進入沉淀反應池，向沉淀反應池中投加沉淀劑氯化亞銅，攪拌使之與脫氧原水充分反應15min，靜置沉淀后上清液進入中間水箱；