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膜处理放射性废水—纳滤

 纳滤是孔径介于超滤和反渗透之间的一种压力驱动的分离技术,膜孔径一般为1~10nm,介于反渗透与超滤之间,因此,也被称为温和的反渗透技术(Zakrzewska-Trznadel,2006).纳滤工艺运行压力较高,一般为0.3~1.4MPa,可以截留分子量几百以上的大分子物质,对于单价离子截留效果较差.在普通重金属废水处理的研究中,有关纳滤的报道较多.在核工业领域中,纳滤工艺主要应用于含硼废水的回用处理,处理过程中放射性核素被纳滤膜截留,而硼酸可以通过膜孔进入渗透液,从而实现硼酸的回用.此外,纳滤技术还可以用于燃料铀生产废水的处理,主要是去除生产过程中产生的清洗水中的铀。

  随着近年来膜分离技术的快速发展,纳滤技术处理放射性废水的研究报道也逐渐增多.从处理研究的目标核素看,主要是废水中钴.匈牙利学者采用纳滤法处理压水堆的模拟放射性废水,以EDTA为络合剂去除含硼废水中的钴.结果表明,在碱性条件下,pH由8升高至11.5时,钴络合物的截留率由73%升高至96%,硼酸盐的去除率由7%提高至59%.在采用纳滤工艺处理放射性废水钴的过程中,不仅废水的pH具有较大的影响,当废水中硼酸盐浓度较高时,也会对钴的去除产生较大影响.这主要是因为较高浓度的硼酸盐会影响钴络合物的生成,进而影响其膜分离效果.单征等(2012)采用平板式聚酰***纳滤复合膜,处理模拟核电厂废水,考察了运行压力变化和投加有机络合剂等情况下对膜通量和Co2+去除率的影响.结果表明,投加一定量的聚丙烯酰***后,纳滤膜对Co2+去除率可以由95%提高到98%以上。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。

  此外,有关纳滤处理饮用水中的天然铀的研究也有报道.从工艺设计上看,由于纳滤膜对离子态核素截留效果并不十分理想.与超滤类似,目前大多数相关研究采用吸附络合与纳滤相结合的复合处理工艺.法国的Chitry等采用二乙烯三***五乙酸(DTPA)为络合剂,结合纳滤处理放射性废水中的钆和镧等核素,研究了废水pH、温度和络合剂用量的影响.结果表明,该工艺对钆的去除率达到92%,而对于镧的去除率只有12%.除了有机纳滤膜,无机纳滤膜的相关研究也有报道.清华大学白庆中等选择相对分子质量为2000~5000的水溶性聚丙烯酸钠作为辅助药剂,采用无机纳滤膜处理放射性废水.针对模拟废水(由******钠和***化锶等盐类配制而成)和实际放射性废水(来自于放射性水泥块的浸出液)进行了实验研究,重点考察了模拟废水的pH值及聚丙烯酸钠的投加量对废水中锶、铯、钴等核素的截留效果,以及对膜通量的影响,并初步探讨了可能的影响机理.通过研究得到了优化的试验条件:pH值7~8,聚丙烯酸钠体积浓度不低于0.1%;在此条件下进行了实际放射性废水的处理试验,结果表明,聚丙烯酸钠辅助无机纳滤膜处理低水平放射性废水,对总β和总γ的去除率均达到95%左右,膜通量稳定在31~43L·m-2·h-1之间.通过加入络合剂可以有效提高核素的分离效率.但是,络合剂的加入也伴随新的问题产生,Hwang等以聚丙烯酸为络合剂,结合纳滤膜工艺处理模拟含锶废水,发现聚丙烯酸在膜表面的吸附会导致膜通量的明显降低。

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