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压力驱动膜去除中低水平放射性废水中的钴

作　者: 单征
导　师: 蒯琳萍
学　校: 上海交通大学
专　业: 核能与核技术工程
关键词: 中低放废水纳滤反渗透 Co2+
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

我国核电业的快速发展产生了大量的放射性废水,给环境保护带来巨大压力,其中以中低水平放射性废水居多。核废物的处理本着高效、节能的原则一般采用暂存后排放;对于中低水平的放射性废物,在采用适当的处理方法后,将大部分的放射性转移到小体积的浓缩物中,加以贮藏,对于大体积废物中剩余的放射性低于允许排放浓度时,将其排于环境中进行稀释、扩散。本文研究用两种压力驱动膜纳滤,反渗透的方式处理模拟中低放废水。通过对核电站废水的特点、来源及危害程度的介绍确定了将⁶⁰Co作为处理对象。考察在压力、pH值、无机离子干扰和投加有机络合剂等情况下对膜通量和钴离子去除率的影响,同时涵盖纳滤、反渗透分离模型、参数的探索性介绍及得到相关计量关系帮助实际操作中实现运行决策。实验原水中Co²⁺浓度为400ug/L,通过研究得到如下结果:（1）纳滤膜对模拟水溶液中Co²⁺的截留率一般可以维持在90%以上,膜通量高于80 L·m^-2·h^-1。反渗透膜的截留效果比纳滤膜要高,一般在95%以上,但膜通量很低,不到30 L·m^-2·h^-1。（2）Co²⁺在酸性水溶液中以金属离子形式存在的浓度是一定的,在弱碱性条件下则出现钴-水化学平衡的氢氧化钴沉淀,实验表明在弱碱性pH≈10,纳滤和反渗透均有最好的截留效果,NF约95.4%,RO约98.02%。（3）干扰离子的存在对纳滤法截留效果的影响很大,且不同价态离子的影响也不同。如Na⁺,Ca²⁺的加入使膜对Co²⁺的截留率分别产生了增大和减小两种不同的变化。此现象启发我们选择性透过膜不仅有应用于特殊放射性核素去除的优越性,还有达到从稀溶液中“挤出”贵重组分的目的。（4）在选择了合适的pH值和Co²⁺/络合剂装载量比后,纳滤膜对Co²⁺的截留效果进一步提升,达到了98.06%。这说明络合剂的加入是可行、有效的,但高聚物对膜表面的浓差极化现象影响巨大,所以在对络合剂的选择方面还需要进一步研究。（5）纳滤、反渗透级联使Co²⁺有效截留率达98.68%,由于受到浓差极化和连续时间运行的影响,理想级联的效果应该更好。根据溶解扩散模型估算,一级纳滤,反渗透最终对Co²⁺截留率可以达到99.7%,化学法无法检测。

压力驱动膜去除中低水平放射性废水中的钴

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