一种高盐含铀废水或废液快速除铀降盐方法
【技术领域】
[0001]本发明及一种对高盐放射性废水或废液的处理方法，特别是一种高盐含铀废水快速除铀降盐的方法，属于放射性废水处理领域。
【背景技术】
[0002]近年来，在军事、医学、建筑、能源、环境等科学研究中，放射性元素已被广泛应用。然而，伴随着放射性元素带来的科技等方面的进步，一系列环境问题也日益凸显，各种生产、研究过程中产生的放射性废水、废气及固体废物给自然界造成巨大的压力的同时，也向资源循环利用科学领域发出挑战。放射性废水在放射性废物中所占比例巨大，作为原态放射性废物的代表，对其有效治理尤为重要。部分研究表明:铀进入人体主要集聚在肾脏、肝脏和骨骼中。其对人体构成两种形式的损伤，即化学毒性和内照射，引发的中毒状况和诱发的各类疾病程度由人体摄入剂量而定。铀的摄入可以导致基因突变、畸变甚至癌变。因此，有效去除和回收放射性废水中的铀已备受关注。
[0003]含铀废水中的铀放射铀性衰变特性不会由于水处理的方法而改变，因此对铀废水的处理一般采取两种方式:一是将含铀废水排入水体，以此将废水稀释，将铀含量降低至无害水平，此方法适用于极低浓度的含铀废水处理;二是将含铀废水浓缩，将浓缩后的水体与人类生活圈长久隔离，避免在其自然衰变期间造成危害，此方法适用于各种浓度的含铀废水处理。
[0004]目前，已有的处理放射性废水中的几种主要方法如下:化学法、离子交换法、离子浮选法、固化法、蒸发浓缩法、吸附法、膜法和生物法等。
[0005]化学法是通过化学反应使废液中铀酰离子沉淀或凝聚。常用的反应剂有石灰、苏打、氯化钡、三氯化铝、三氯化铁、硫酸铝、磷酸铝、高锰酸盐、二氧化锰等作沉淀剂等。
[0006]离子交换法，即使废液通过离子交换剂，铀酰离子会交换到离子交换剂上，从而净化废液。眼下，此法已经在放射性废水处理工艺与核工业生产工艺中得到了广泛的利用。
[0007]因大多数放射性元素都不具有挥发性，可以通过电热器或者蒸汽将进入蒸发器的废水加热到沸腾，使废水中的水分逐渐蒸发成水蒸气，而大部分放射性物质都集中在剩余的废液中而得到浓缩。利用此种方法处理废水的最大优点之一就是去污系数极高，但是此种方法的缺点就是成本代价高，而且还不能处理容易产生泡沫的废水和含挥发性放射性物质，同时在操作时还要考虑腐蚀、爆炸等诸多危险。
[0008]离子浮选法属于泡沫分离技术范畴，也称为浮渣浮选法。因气泡上升可以将附着与气泡上的物质带出溶液主体，向废液中加入表面活性剂，使废液中的杂离子生成不溶性沉淀或可溶性络合物附着在气泡上被带出溶液从而达到净化废水的目的。
[0009]膜处理法就是利用薄膜具有选择透过性的性质，把放射性液体混合物分离开来的方法。其中提供动力的可以是压力差、电位差和温度差等。膜处理法作为一种新兴的处理方法，因其操作简单、设备简单、能耗低以及物料无相变等诸多优点而成为21世纪最有发展前途的高技术之一。膜处理法在放射性废水处理中有着非常广泛的应用前景，是一种经济、高效、可靠的方法。目前采用的膜技术主要有:微滤、超滤、纳滤、反渗滤、电渗析、电化学离子交换、铁氧体吸附过滤膜分离等方法。与传统处理工艺相比，膜技术在处理低浓度含铀的放射性废水时，具有出水水质好，浓缩倍数高，运行稳定可靠等优势。
[0010]吸附法是利用多孔性的固体吸附剂处理放射性废水，使其中所含的一种或数种元素吸附在吸附剂的表面上，从而达到去除废水中放射性物质的目的。针对放射性废水的处理，通常都采用沸石来作为吸附剂，其成本低，安全，且吸附性能良好。当利用天然沸石去除放射性废水中半衰期长的物质时，可以把沸石溶化来达到把核素长久固定在沸石晶格内，还不会造成扩散污染，而且还可以回收一些结晶盐。常用的吸附剂还有活性炭、生物质材料、尚岭土等。
[0011]固化法是由美国宾夕法尼亚州立大学和萨凡纳河国家实验室共同合作研究得出的。原理是将一些低放射性废水经过处理后变成固化状态以方便后续安全处理。此种方法是通过低温来保持低活度、高碱性的放射性废水的稳定性，也就是说把废水转化成惰性固化体。最后形成的固体性质非常稳定，硬度也相当大，并且还能把放射性核素固定在沸石结构之中，这种固体的形成过程与环境中岩石的自然形成过程比较相似。
[0012]生物处理法分为两种，一种是通过自然环境中绿色植物以及其根际微生物相互协同来达到净化环境中污染物的目的，称为植物修复法。另一种是直接利用微生物来去除放射性废水中的铀以达到净化的目的，此方法称为微生物法。
[0013]微生物法主要是指微生物吸附，包括活体和死体的两种。这类的生物主要是各类微生物，也有部分低等植物。对于死体生物而言，主要是靠胞壁吸附;对于活体生物而言，除了胞壁吸附以外，有害物质，譬如铀，还可能进入了它们的正常生理代谢过程。生物吸附的主要作用包括离子交换、表面络合、鳌合、氧化还原、静电吸附等。
[0014]早些年有文献报道用处理剂磷酸钠结合氧化钙、二价铁盐，调节废液pH在11.3?
11.5之间、最佳投加量条件下，能将含铀浓度为10mg/L的废水的处理至0.05mg/L以下，达到国家环境排放标准。该方法因pH的控制条件苛刻而难以得到推广。在CN 200910043805中，发明者通过化学沉降和絮凝处理达到对含铀废水的处理目的；而CN 200910043805.3将除铀剂(磷酸(二)氢盐)按质量浓度比:铀:除铀剂=2?20:1直接投加于含铀废水的除铀池中，经搅拌处理、沉降及固液分离后对铀的去除率达99%。但经试验发现，此法对于高盐含铀废水不适合，需要添加絮凝剂帮助沉降，去除时间长，在不加絮凝剂的情况下甚至达2周以上，而且去除率也不甚理想。
[0015]专利CN 201110393774.1，向碱性含铀废水内加入Ca(0H)2，使碱性含铀废水中C032—和HC03—浓度降至0.lmg/L以下，加入FeS04调整滤液pH值在7.0?9.0，利用BaCl2对碱性含铀浆体内进行共沉淀除铀;专利CN 201110393745.5，提供了一种用于碱性含铀废水处理的中和方法，其向碱性含铀废水中加入FeS04中和废水中的OH—，Fe2+则在空气作用下氧化水解生成Fe(0H)3沉淀，Fe(0H)3沉淀带正电可吸附铀离子。
[0016]此外也有很多使用离子交换吸附和蒸发浓缩结晶方法处理放射性废液的方法，例如专利CN 200410042589.8中提供了一种放射性废水处理方法及其所使用的处理系统，其处理方法包括依次进行的预处理、膜分离和后处理三个步骤，后处理的阴阳离子交换树脂处理用于去除水中残留的部分放射性物质；专利CN 201110309239公开了一种涉及多效减压蒸发浓缩分离处理核废水的方法等。
[0017]上述这些方法存在的主要问题在于:蒸发浓缩处理成本较高，浓缩泥需固化屏蔽处理;离子交换吸附处理同样也存在成本较高的问题，而且再生时产生废水，只能处理核素成离子态、非碱性的废水;而化学处理法出水浓度往往不达标，须作进一步处理，沉淀产物也需二次处理，存在返溶问题，操作强度较大等。而现在采用的化学沉淀法常用的化学沉淀剂、絮凝剂和助凝剂(如铝盐、铁盐、石灰、苏打、活性二氧化硅、黏土、聚合电解质等)单用或联用处理后的出水浓度往往仍不达标，须作进一步处理。
【发明内容】
[0018]本发明的目的是克服现