膜蒸馏技术处理放射性废水研究

发布时间：2020-06-19 10:39

【摘要】：随着我国经济的迅速发展,能源短缺问题日益严重,开发核能也成为一种必然趋势。然而核能在为我们解决能源问题的同时,也会产生一部分放射性废水,福岛核事故的经验教训告诉我们,核设施在运行以及退役期间产生的放射性废水需要及时减容净化处理。目前我国核工业处理放射性废水的工艺主要是“絮凝沉淀—蒸发—离子交换”工艺,该工艺技术成熟,但存在二次污染严重,净化效果不理想等缺点,越来越不能满足放射性废水的处理要求,尤其是内陆核电对放射性废水的净化要求。需要开发新的放射性废水处理技术。针对核电厂以及后处理厂等核设施运行、退役产生的放射性废水处理问题,本文研究了膜蒸馏处理放射性废水技术。采用气隙式膜蒸馏方式,膜蒸馏腔室设计采用并接式,引入分液板设计理念,设计一种可通过并接多个膜组件实现不改变单个膜面积扩大膜蒸馏产量的实验装置。对采用膜蒸馏装置净化处理浓度为1 g/L Sr2+和离子浓度均为10 g/L的Co2+、Sr2+、Na+、Ca2+四种离子混合模拟放射性废水进行了研究。研究结果表明,膜蒸馏技术对1 g/L Sr2+料液中Sr2+截留率可以达到99.999%以上,DF值在105以上;处理离子浓度均为10 g/L的Co2+、Sr2+、Na+、Ca2+四种离子混合料液时,膜蒸馏对Sr2+、Co2+去除率均接近100%,Sr2+的去污系数(DF)达到1×106,Co2+的去污系数(DF)达到1×107。研究结果发现,料液温度和料液流量对膜通量有一定影响。无论是提高料液温度,还是增加料液流量,均可以有效提高膜通量。在保证净化效果的情况下,在料液温度75℃,料液流速7 L/min时,处理1 g/L Sr2+膜通量可以达到4.15 kg/(m2·h)。对离子浓度均为10 g/L的Co2+、Sr2+、Na+、Ca2+四种离子混合料液处理时,膜通量也达到3.88 kg/(m2·h)。本文进行了膜蒸馏处理中核某乏燃料后处理厂低水平放射性废水的热试验。实验装置连续运行94小时,对含多种放射性离子,杂质较多的放射性废水进行了处理,原液总α活度浓度868Bq/L,总β活度浓度5610Bq/L,处理后的所有馏出液总α均低于0.2Bq/L,总β均低于22Bq/L.在料液温度80℃时,膜通量达到7.12Kg/(m2·h).膜蒸馏处理放射性废水技术在核工业具有较好发展前景。
【学位授予单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TL941.1

【参考文献】