一种酸性铀污染地下水异位处理系统和工艺的制作方法

本发明涉及地下水修复，尤其涉及一种酸性铀污染地下水异位处理系统和工艺。

背景技术：

1、目前，针对酸性矿山废水主要采用石灰中和沉淀法，处理过程会产生大量固体废物。地浸铀矿山地下水由于含铀、镭等放射性核素，沉淀污泥含有铀和其他重金属元素，同时地浸矿山不建设尾矿坝等污泥处置设施。因此直接采用现有技术在地浸现场难以工程应用。同时，酸性地下水中含有高浓度的铁离子，若直接采用中和沉淀法，二价铁离子酸化会释放h+离子，造成生石灰用量增加，三价铁离子与石灰乳反应过程，生成氢氧化物沉淀，沉淀产物会包裹碱性药剂，进一步造成生石灰用量加大，从而产生大量含放射性核素的污泥。若直接采用反渗透处理工艺，铁离子会造成反渗透膜的永久性污堵，降低膜的使用寿命，造成运行成本的增加。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种酸性铀污染地下水异位处理系统和工艺；所述异位处理修复工艺通过微生物接种形成施氏矿物，在低ph条件下降低铁离子浓度。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种酸性铀污染地下水异位处理系统，包括依次设置的生物矿化池1、石英砂过滤器2、离子交换吸附塔3、反渗透处理系统4、除镭沉淀池5、ph调节池6和过滤器7；

4、或所述异位处理系统包括依次设置的生物矿化池1、石英砂过滤器2、离子交换吸附塔3、中和沉淀系统8、除镭沉淀池5、ph调节池6和过滤器7；

5、所述离子交换吸附塔3中添加阴离子交换树脂。

6、优选的，所述生物矿化池1中接种的微生物菌种为嗜酸性铁氧化菌。

7、优选的，所述除镭沉淀池5中添加的药剂为氯化钡，所述氯化钡的添加量为1～30ppm。

8、优选的，所述ph调节池6中添加的药剂为生石灰。

9、优选的，所述过滤器7为锰砂过滤器；

10、所述锰砂过滤器的填料为锰砂，填料高度为800～1200mm。

11、本发明提供了一种酸性铀污染地下水异位处理工艺，包括以下步骤：

12、将含铀污染地下水依次进行生物矿化、石英砂过滤器过滤、离子交换、反渗透处理、除镭处理、ph调节和过滤；

13、或将含铀污染地下水依次进行生物矿化、石英砂过滤器过滤、离子交换、中和沉淀、除镭处理、ph调节和过滤；

14、所述酸性铀污染地下水异位处理修复工艺在上述技术方案所述酸性铀污染地下水异位处理系统中进行。

15、优选的，所述生物矿化的条件为：ph＝2～5，溶解氧为2～8mg/l，迭代矿化时间为12～72h；

16、所述离子交换的接触时间为10～20min，塔的高径比≥5：1。

17、优选的，所述反渗透处理的方式为一级一段或一级两段；

18、所述反渗透处理采用的膜芯为反渗透膜、苦咸水膜或纳滤膜；

19、所述反渗透处理的产水回收率为60％～85％；

20、所述中和沉淀的沉淀时间≥1h，ph≥5。

21、优选的，所述除镭处理中与氯化钡的接触时间≥10min；

22、所述ph调节后的ph＝6.5～8.5；

23、所述过滤的过滤精度为5～20μm，过滤速度为7～15m/h。

24、本发明提供了一种酸性铀污染地下水异位处理系统，包括依次设置的生物矿化池1、石英砂过滤器2、离子交换吸附塔3、反渗透处理系统4、除镭沉淀池5、ph调节池6和过滤器7；或所述异位处理系统包括依次设置的生物矿化池1、石英砂过滤器2、离子交换吸附塔3、中和沉淀系统8、除镭沉淀池5、ph调节池6和过滤器7；所述离子交换吸附塔3中添加阴离子交换树脂。

25、与现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：

26、1)本发明可以将铀浓度5～100mg/l的酸性铀污染地下水中的铀降低到0.05mg/l以下；

27、2)本发明可以对铁的去除率达到90％～100％；

28、3)本发明可以显著降低酸性废水中和处理污泥量，降低膜的污堵；

29、4)本发明还可以与原位抽注系统结合、原位还原系统结合，联动实现酸性地浸铀矿山地下水修复。

技术特征：

1.一种酸性铀污染地下水异位处理系统，其特征在于，包括依次设置的生物矿化池(1)、石英砂过滤器(2)、离子交换吸附塔(3)、反渗透处理系统(4)、除镭沉淀池(5)、ph调节池(6)和过滤器(7)；

2.如权利要求1所述的酸性铀污染地下水异位处理系统，其特征在于，所述生物矿化池(1)中接种的微生物菌种为嗜酸性铁氧化菌。

3.如权利要求1所述的酸性铀污染地下水异位处理系统，其特征在于，所述除镭沉淀池(5)中添加的药剂为氯化钡，所述氯化钡的添加量为1～30ppm。

4.如权利要求1所述的酸性铀污染地下水异位处理系统，其特征在于，所述ph调节池(6)中添加的药剂为生石灰。

5.如权利要求1所述的酸性铀污染地下水异位处理系统，其特征在于，所述过滤器(7)为锰砂过滤器；

6.一种酸性铀污染地下水异位处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：

7.如权利要求6所述的酸性铀污染地下水异位处理工艺，其特征在于，所述生物矿化的条件为：ph＝2～5，溶解氧为2～8mg/l，迭代矿化时间为12～72h；

8.如权利要求6所述的酸性铀污染地下水异位处理工艺，其特征在于，所述反渗透处理的方式为一级一段或一级两段；

9.如权利要求6所述的酸性铀污染地下水异位处理修复工艺，其特征在于，所述除镭处理中与氯化钡的接触时间≥10min；

技术总结
本发明涉及地下水修复技术领域，尤其涉及一种酸性铀污染地下水异位处理系统和工艺。本发明提供了一种酸性铀污染地下水异位处理系统，包括依次设置的生物矿化池1、石英砂过滤器2、离子交换吸附塔3、反渗透处理系统4、除镭沉淀池5、pH调节池6和过滤器7；或所述异位修复系统包括依次设置的生物矿化池1、石英砂过滤器2、离子交换吸附塔3、中和沉淀系统8、除镭沉淀池5、pH调节池6和过滤器7。所述异位处理修复工艺通过微生物接种形成施氏矿物，在低pH条件下降低铁离子浓度，之后通过与反渗透工艺或者中和沉淀工艺结合，实现酸性铀污染地下水污染物的去除。

技术研发人员：陈乡,苏学斌,陈希,周越,霍红年,赵乔付
受保护的技术使用者：核工业北京化工冶金研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13