一种放射性总活度-质量浓度梯度组合递降处理高中放废液的方法_3

文档序号:8224583阅读:来源:国知局
2等及它们二者或以上的混 合物;或者是天然矿物材料如蒙脱石、沸石及蛭石等及它们二者或以上的混合物;所述植 物基有机材料可以是纤维素类农林废弃物干粉,如作物秸杆干粉一一小麦桔杆粉、玉米桔 杆粉、水稻桔杆粉、油菜桔杆粉等,树叶杂草干粉--柑橘树叶干粉、梧桐树叶干粉、禾本科 杂草干粉、莎草科杂草干粉等,入侵物种水生植物干粉一一凤眼莲干粉、空心莲子草干粉、 紫茎泽兰干粉、薇甘菊干粉等,藻类干粉一一蓝藻粉、绿藻粉、硅藻粉等;或者是淀粉类如天 然淀粉一一玉米淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉等,改性淀粉一一交联淀粉、预糊化淀粉等;或 者是小分子糖类如蔗糖渣、聚糖类如壳聚糖、葡聚糖等,也可以是上述两种及以上材料的组 合;
[0037] ②中放废液处理采用死体、活体耐辐射和非耐辐射一般微生物组合体系处理上述 达到中放水平的废液,降低其放射性总活度;
[0038] 处理方式C :在吸附塔中采用单一活体耐辐射微生物、死体微生物、非耐辐射活 体微生物等处理上述中放废液,该单一微生物与废液的固液比为1 :2?20,用单一微生 物首次降低中放废液的放射性总活度;或者采用上述三类微生物材料两两组合或三者组 合微生物层组来处理上述中放废液,组合微生物与废液的的固液比为1 :2?20,死体微 生物与活体耐辐射微生物、死体微生物与非耐辐射微生物或者活体耐辐射微生物与非耐 辐射微生物质量比为1?99 :99?1 ;所述的三者组合微生物层组其质量百分比分别介 于0. 5%?99. 5 %之间,三者质量总和为100%,直到吸附后废液的放射性总活度降至 < 3. 7X106Bq/L,折算为单一放射性核素137Cs质量浓度< 1. 16Xl(T3mg/L或9°Sr质量浓度 < 0. 71 X l(r3mg/L,达到低放标准;
[0039] 处理方式D :首先在吸附塔中采用单一活体耐辐射微生物、死体微生物、非耐辐射 活体微生物等处理上述中放废液,该单一微生物与废液的固液比为1 :2?20 ;或者采用混 合微生物来处理上述废液,混合微生物与废液固液比为1 :2?20,所述混合微生物为活体 耐辐射微生物、活体非耐辐射微生物与死体微生物的质量百分比分别介于〇. 5%?99. 5% 之间,三者质量总和为100 %,均匀混合。
[0040] 采用上述材料组合层位或串连塔的处理方式可实现选择性吸附,直到吸附后废液 的放射性总活度达到低放标准;死体-活体微生物组合的先后次序、层位厚度与层数组合、 选择性等依据放射性总活度高低与放射性核素种类确定。所述的死体微生物为体积大的微 生物,可以是青霉菌,或者是根霉菌,或者是毛霉菌,或者是酵母菌等真菌,也可以是耐辐射 菌等,或者是是上述两种及以上微生物的组合。所述的活体耐辐射微生物为吸附性强且耐 辐射的微生物,可以是耐辐射奇球菌,或者是枯草芽孢杆菌,或者是基因工程菌pET8-recA DH5 a大肠杆菌,或者是蜡状芽孢杆菌,或者是耐辐射奇球菌-蜡状芽孢杆菌融合菌等,也 可以是上述两种及以上微生物的组合;所述的非耐辐射一般微生物可以是酵母菌,或者是 大肠杆菌,或者是葡萄球菌,或者是担子菌,或者是氢细菌,或者是硫细菌,或者是铁细菌, 或者是氧化硫硫杆菌,或者是氧化铁硫杆菌等,也可以是上述两种及以上微生物的组合。
[0041] ③微生物深度净化处理采用植物基材料、单一活体或死体微生物、活体_死体微 生物层位组合方式或活体-死体混合微生物对上述达到低放标准的废液进行净化处理;
[0042] 处理方式E :采用植物基材料、单一耐辐射微生物、非耐辐射一般微生物和死体微 生物等吸附材料处理上述低放废液,上述吸附材料与废液固液比为1 :2?20,或配合离子 交换纤维处理、化学配合沉降反应,进行选择性吸附,降低废液的放射性总活度直至< lBq/ L,末端尾水达到国家环境排放标准,如可溶性铀离子浓度小于0. 05mg/L ;
[0043] 处理方式F :采用活体(耐辐射和非耐辐射)-死体微生物组合层位或均匀混合 方式对低放废液进行净化处理,组合层位微生物与废液的固液比为1 :2?20,活体微生物 与死体微生物质量比为1?99 :99?1 ;所述混合微生物与废液的固液比为1 :2?20,混 合微生物为活体微生物与死体微生物按质量比为1?99 :99?1均匀混合;所述的三者组 合微生物层组和混合微生物其质量百分比分别介于0. 5%?99. 5%之间,三者质量总和为 100%。采用上述材料组合层位或串连塔的处理方式可实现选择性吸附,直到放射性总活度 降至< lBq/L。收集上述微生物吸附材料用于后续灰化回收;
[0044] ④微生物灰化回收将吸附后的微生物和植物基有机吸附材料收集起来于微波炉 中,进行灰化至恒重;将灰化处理后含有放射性核素的残余物质进行回收;微波灰化温度 为600?1600°C,微波加热时长为100?60min ;
[0045] ⑤减容回收与固化处理将吸附处理后的碳黑、活性炭、石墨烯、煤、煤焦油渣和焦 油渣等无机材料在微波炉中600?1400°C下进行燃烧灰化,最后使放射性核素实现减容富 集回收;将吸附处理后的无机纳米和天然矿物材料等在微波活性坩埚中于400?1600°C 下进行煅烧处理,使其失去吸附水、结晶水或有机成分碳化、气化挥发,所含的组分转化成 氧化物,直至吸附的放射性核素进一步富集。对不能回收或放射性核素浓度很低的上述吸 附后、减容后或处理后的材料加入锂盐或硼酸盐等组分进行玻璃或陶瓷固化处理;所述固 化处理可以是硼酸盐、硅酸盐、磷酸盐玻璃固化,即将减容后组分与玻璃基料二氧化硅或其 他硅酸盐和三氧化二硼或其他硼酸盐或磷酸盐在600?1800°C高温下熔融,浇铸成玻璃固 化体,实现固化处理;或者是纳米烧结固化,即把减容后包含各种纳米氧化物如Si02,Al20 3, Fe203,Cu0和Ti02成分的物质在400?1800°C下微波烧结1?12h,使其成为单相和多相陶 瓷体实现纳米烧结固化;或者是原位固化处理,即把天然矿物如蒙脱石、沸石和蛭石减容后 的组分与特种助晶剂或反应剂如Li、Na、Ca、Mg、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn等一种或多种金属的 氧化物或盐在600?1800°C下微波烧结1?12h,实现原位陶瓷固化。
[0046] 下面通过具体的实施例进一步说明本发明是如何实现的:
[0047] 实施例1采用AB⑶EF组合层位递降方式来处理高放废液:处理方式A用于处理进 水端的原始高放废液,选用无机材料为碳黑(也可以为其它类似矿物或二者的混合物),固 液比为1 :1(也可以为其它比例);植物基有机吸附材料为梧桐树叶干粉(也可以为其它类 似植物干粉或二者的混合物),固液比为1 :2(也可以为其它比例);死体微生物为青霉菌 (也可为其它类似微生物或二者的混合物),固液比为2 :1 (也可以为其它比例)。经方式 A处理的废液再采用方式B后续处理,其中无机材料混合物为纳米Zn与纳米Fe (0H) 2 (也可 以为其它类似纳米金属和纳米氢氧化物的混合物),其质量比为1 :1 (也可以为其它比例), 上述混合无机材料与废液固液比为1 :3 (也可以为其它比例),植物基有机混合吸附材料与 死体微生物混合物分别为小麦桔杆干粉、壳聚糖、枯草芽孢杆菌(也可以为其它类似干粉、 聚糖、微生物或三者的混合物),其中小麦桔杆干粉和壳聚糖的质量比为3 :1 (也可以为其 它比例),上述植物基混合材料与枯草芽孢杆菌按质量比7:3均匀混合(也可以为其它比 例),固液比为1 :1 (也可以为其它比例)。经方式B处理的废液再采用方式C后续处理,其 中活体耐辐射微生物为基因工程菌pET8-recA DH5a大肠杆菌,死体微生物为毛霉菌,上述 两种微生物由吸附塔进水端到出水端依次垛叠成组合微生物层组,其质量比为3 :2(也可 以为其它比例),上述组合微生物层组与废液固液比为2 :1 (也可以为其它比例)。经方式 C处理的废液再采用方式D后续处理,其中混合微生物为活体耐辐射奇球菌、死体微生物根 霉菌、活体非耐辐射微生物大肠杆菌的混合剂,其质量比为7 :7 :6 (也可以为其它比例),上 述微生物混合剂与废液固液比为2 :1 (也可以为其它比例)。经方式D处理的废液再采用 方式E后续处理,其中所用活体微生物为氧化铁硫杆菌,其与废液固液比为3 :1 (也可以为 其它比例)。经方式E处理的废液再采用方式F后续处理,采用的混合微生物为活体非耐辐 射微生物葡萄球菌和死体微生物担子菌的混合剂,按质量比4:9均匀混合(也可以为其它 比例),上述微生物混合剂与废液固液比为2 :1 (也可以为其它比例)。经上述组合方式处 理后,废液放射性总活度< lBq/L,末端尾水达到国家环境排放标准,如可溶性铀离子浓度 小于 0. 05mg/L。
[0048] 实施例2采用ABCF组合层位递降方式来处理高放废液:处理方式A用于处理进水 端的原始高放废液,选用无机材料为天然沸石(也可以为其它类似矿物或二者的混合物), 固液比为1 :2(也可以为其它比例);植物基有机吸附材料为玉米秸杆干粉(也可以为其它 类似干粉或二者的混合物),固液比为1 :2 (也可以为其它比例);死体微生物为根霉菌(也 可为其它类似微生物或二者的混合物),固液比为2 :1 (也可以为其它比例)。经方式A处 理的废液再采用方式B后续处理,其中无机材料混合物为蒙脱石与纳米Cu(也可以为其他 类似矿物与纳米金属的混合物),其质量比为4 :1 (也可以为其它比例),上述混合无机材 料与废液固液比为1 :3(也可以为其它比例);植物基有机吸附材料与死体微生物混合物分 别为水稻秸杆干粉、担子菌(也可以为其它类似干粉、微生物或二者的混合物),二者按质 量比为6 :5均匀混合,上述混合剂与废液固液比为1 :3 (也可以为其它比例)。经方式B处 理的废液再采用方式C后续处理,其中活体耐辐射微生物为耐辐射奇球菌-蜡状芽孢杆菌 融合菌,死体微生物为根霉菌,活体非耐辐射微生物为金黄色葡萄球菌,上述三种微生物由 吸附塔进水端到出水端依次垛叠成组合微生物层组,其质量比为8 :7 :5(也可以为其它比 例),上述组合微生物层组与废液固液比为2 :1 (也可以为其它比例)。经方式C处理的废 液再采用方式F后续处理,选用的混合微生物为活体微生物蜡状芽孢杆菌和死体微生物青 霉菌的混合剂,按质量比3:5 (也可以为其它比例)均匀混合,上述微生物混合剂与废液固 液比为2 :1 (也可以为其它比例)。经上述组合方式处理后,废液放射性总活度< lBq/L,末 端尾水达到国家环境排放标准,如可溶性铀离子浓度小于0. 05mg/L。
[0049] 实施例3采用ACE组合层位递降方式来处理高放废液:处理方式A用于处理进水 端的原始高放废液,选用无机材料为天然蛭石(也可以为其它类似矿物或二者的混合物),
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