一种利用电化学降解法处理放射性有机废液的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用电化学降解法处理放射性有机废液的方法，包括以下步骤：(1)制备改性海藻酸钠纤维膜；(2)将改性海藻酸钠纤维膜碳化得到复合碳纤维材料；(3)将复合碳纤维材料加入固定床流动反应器中用氢气还原1～3小时，然后将复合碳纤维材料和二甲基亚砜混合后，经超声处理10～30min，再烘至糊状，然后涂覆于电极基体上，真空干燥后用压片机压片，得到复合电极；(4)将放射性有机废液加入具有离子交换膜的H型电解槽内，以复合电极为阳极，Pt为阴极，对放射性有机废液进行电解处理。本发明专利技术制备的电极用于放射性有机废液的处理，可有效去除放射性废液中的各种有机物，有机物的去除率达到99％以上，综合处理效果好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种放射性有机废液的处理方法，具体涉及一种利用电化学降解法处理放射性有机废液的方法。
技术介绍
放射性有机废液含有多种有机物，如烷基多苷(APG)、乙二胺四乙酸根(EDTA)、黄原胶、草酸、柠檬酸等。放射性有机废液中有机物的存在增加了废液处理的难度，必须对其进行预处理，才能进一步采用常规的放射性废液处理装置进行处理，并且处理这些放射性废液不仅要考虑其放射性，还要考虑其化学毒性。由于有机物的存在，不仅不利于放射性废液的存储，而且增加了废液的处理难度。目前放射性废水中有机物的处理主要采取的方法是焚烧法、氧化法、碱性水解法、蒸馏法等。由于技术和经济的原因，利用传统的处理方法，例如吸附法、萃取法、生化法，治理难度很大，已经满足不了越来越高的环保要求，至今仍然缺乏经济而有效的处理方法。高级氧化工艺处理技术因其具有可有效分解难以降解有机污染物、易于控制等优点，日益引起人们的关注，并开始使用在放射性废液中有机物的处理上。本专利技术针对放射性废液中的有机物，采用处理效率高、仅仅消耗电力的电化学氧化法。利用阳极产生的具有强氧化能力的自由基(·OH、O2·、HO2·等)直接在常温、常压下使有机物在电极表面发生氧化作用而分解为H2O和CO2，实现废液中有机物的去除，具有高效、安全、低成本等优点。通过对大量有机物的电化学氧化的研究表明，大的阳极比表面积可以显著加快反应速度。目前电化学氧化研究中所使用的电极仍然以传统的金属电极为主，这些金属电极的比表面积很小。通过压缩金属颗粒制得的金属电极具有大的比表面积，但是这种电极的机械强度很弱，限制了它的应用。为了r/>改善电极的这些缺点，需要发展一种新的电极，不但具有大的比表面积，而且具有较高的机械强度可以供重复使用。炭材料是一类常见的催化剂载体，其中活性炭作为一种必需的载体材料在工业上广泛应用。最近，出现了一种新类型的活性炭材料-活性炭纤维，这种材料可以作为电极材料使用在污水处理中。这种新型的活性炭材料相比较于普通活性炭具有很多显而易见的优点：(1)比表面积非常大，可以达到600-3000m2g-1。活性炭纤维的多孔网状结构主要是由一些尺寸很小的深孔组成的，特别是微孔。(2)活性炭纤维可以很容易的被加工成各种形状，甚至可以折叠弯曲。(3)活性炭纤维的多孔网状结构提供了数量巨大的凹穴，都可以作为金属颗粒的载体。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种利用电化学降解法处理放射性有机废液的方法，包括以下步骤：步骤一、将两份改性海藻酸钠分别加入N,N-二甲基甲酰胺中，充分搅拌，配制成浓度为0.5～1wt％和1～3wt％的改性海藻酸钠溶液，其中浓度为1～3wt％的改性海藻酸钠为壳层溶液；向浓度为0.5～1wt％的改性海藻酸钠溶液中加入H2PtCl6溶液，充分搅拌混合均匀，得到核层溶液；将壳层溶液和核层溶液分别注入到一个不锈钢同轴针头的外层和内层，并利用高压静电纺丝设备将壳层溶液和核层溶液在高压静电喷射条件下喷射到铺设有锡箔纸的接收装置上，得到改性海藻酸钠纤维膜；步骤二、将改性海藻酸钠纤维膜加入碳化釜中，抽真空后充惰性气体保护，然后升温至600～800℃，保温1～3小时，得到复合碳纤维材料；步骤三、将复合碳纤维材料加入固定床流动反应器中用氢气还原1～3小时，然后将复合碳纤维材料和二甲基亚砜混合后，经超声处理10～30min，再烘至糊状，然后涂覆于电极基体上，真空干燥后用压片机压片，得到复合电
极；步骤四、将放射性有机废液加入具有离子交换膜的H型电解槽内，以复合电极为阳极，Pt为阴极，阴极室和阳极室分别加入导电盐硫酸钠，并使硫酸钠的浓度达到15g/L，然后向电解槽通直流电，对放射性有机废液电解处理60-80min，电解的同时对有机废液进行搅拌。优选的是，所述步骤一中，不锈钢同轴针头的大小为内针头4～6号，外针头8～12号；高压静电喷射条件为：环境温度为30～50℃，高压电源的输出电压为12～20kv，接收装置与不锈钢同轴针头喷丝口之间的距离为10～15cm，流量均为5～20mL/h，壳层溶液与核层溶液的流速比为2～3:1。优选的是，所述步骤一中，H2PtCl6溶液的配制为每10ml去离子水中溶解0.04～0.066g H2PtCl6·6H2O；核层溶液中改性海藻酸钠溶液和H2PtCl6溶液的体积比2～3:1。优选的是，所述步骤二中，将改性海藻酸钠纤维膜加入碳化釜中，在80℃下抽真空后充氮气保护，以1～3℃/min的速度升温至200～300℃，保温10～30min，然后以2～5℃/min的速度升温至400～600℃，保温30～60min，然后以0.5～1℃/min的速度升温至700～800℃，保温1～3h，得到复合碳纤维材料。优选的是，所述步骤三中，氢气还原的反应温度为300～500℃，氢气流速为20～40mL/min。优选的是，所述步骤三中，所述复合碳纤维材料与二甲基亚砜的重量比为3～5:1。优选的是，所述步骤三中，超声功率的调节范围在500～1500W，超声频率在20～40KHz。优选的是，所述改性海藻酸钠的制备方法为：配制成12～15wt％的海藻酸钠溶液，按重量份，取海藻酸钠溶液500～800份，用醋酸调节pH值至4～5，用500W微波处理10～30min，得到预处理海藻酸钠溶液；取20～30份4-氨基苯酐，与80～100份N,N-二甲基甲酰胺混合，再加入50～80份的预处理海藻酸钠溶液和6～8份吡啶混合，将混合物料升温至85℃并在此温度下搅拌反应20～24小时，得到反应后混合物；将反应后混合物冷却至室温后，过滤，滤液经硫酸镁干燥、再经蒸馏除去有机溶剂后得到海藻酸钠酯化产物；取海
藻酸钠酯化产物20～25份，溶解在80～100份N,N-二甲基甲酰胺中，然后加入5～10份三聚氰胺，所得混合溶液在150～160℃条件下回流反应8～12小时后自然冷却至室温，过滤得到固体产物，使用乙醇将所得固体产物洗涤3～5次后，烘干至恒重，得到改性海藻酸钠。优选的是，所述步骤四中，电解处理时阳极与阴极之间的间距为2～5cm；电解处理时的电流密度为0.8-1.2mA/cm2；电解处理时的温度为30-45℃；电解处理时的搅拌强度为300-500r/min。优选的是，所述步骤二中，碳化釜为旋转碳化釜，所述旋转碳化釜的旋转速度为3～10r/min。本专利技术至少包括以下有益效果：制备的复合碳纤维材料具有大的比表面积，制备成电极后用于放射性有机废水的处理，对放射性废水的处理效果好，其可有效去除放射性废水中的各种有机物，去除率达到99％以上，综合处理效果好，并且采用的电极能够显著加快反应速度，同时，对于不易物化处理的高COD放射性废水有良好的处理效果，解决了传统处理方法COD难以达标的问题。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。具体实施方式：下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用电化学降解法处理放射性有机废液的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将两份改性海藻酸钠分别加入N,N‑二甲基甲酰胺中，充分搅拌，配制成浓度为0.5～1wt％和1～3wt％的改性海藻酸钠溶液，其中浓度为1～3wt％的改性海藻酸钠为壳层溶液；向浓度为0.5～1wt％的改性海藻酸钠溶液中加入H2PtCl6溶液，充分搅拌混合均匀，得到核层溶液；将壳层溶液和核层溶液分别注入到一个不锈钢同轴针头的外层和内层，并利用高压静电纺丝设备将壳层溶液和核层溶液在高压静电喷射条件下喷射到铺设有锡箔纸的接收装置上，得到改性海藻酸钠纤维膜；步骤二、将改性海藻酸钠纤维膜加入碳化釜中，抽真空后充惰性气体保护，然后升温至600～800℃，保温1～3小时，得到复合碳纤维材料；步骤三、将复合碳纤维材料加入固定床流动反应器中用氢气还原1～3小时，然后将复合碳纤维材料和二甲基亚砜混合后，经超声处理10～30min，再烘至糊状，然后涂覆于电极基体上，真空干燥后用压片机压片，得到复合电极；步骤四、将放射性有机废液加入具有离子交换膜的H型电解槽内，以复合电极为阳极，Pt为阴极，阴极室和阳极室分别加入导电盐硫酸钠，并使硫酸钠的浓度达到15g/L，然后向电解槽通直流电，对放射性有机废液电解处理60‑80min，电解的同时对有机废液进行搅拌。...

【技术特征摘要】
1.一种利用电化学降解法处理放射性有机废液的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将两份改性海藻酸钠分别加入N,N-二甲基甲酰胺中，充分搅拌，配制成浓度为0.5～1wt％和1～3wt％的改性海藻酸钠溶液，其中浓度为1～3wt％的改性海藻酸钠为壳层溶液；向浓度为0.5～1wt％的改性海藻酸钠溶液中加入H2PtCl6溶液，充分搅拌混合均匀，得到核层溶液；将壳层溶液和核层溶液分别注入到一个不锈钢同轴针头的外层和内层，并利用高压静电纺丝设备将壳层溶液和核层溶液在高压静电喷射条件下喷射到铺设有锡箔纸的接收装置上，得到改性海藻酸钠纤维膜；步骤二、将改性海藻酸钠纤维膜加入碳化釜中，抽真空后充惰性气体保护，然后升温至600～800℃，保温1～3小时，得到复合碳纤维材料；步骤三、将复合碳纤维材料加入固定床流动反应器中用氢气还原1～3小时，然后将复合碳纤维材料和二甲基亚砜混合后，经超声处理10～30min，再烘至糊状，然后涂覆于电极基体上，真空干燥后用压片机压片，得到复合电极；步骤四、将放射性有机废液加入具有离子交换膜的H型电解槽内，以复合电极为阳极，Pt为阴极，阴极室和阳极室分别加入导电盐硫酸钠，并使硫酸钠的浓度达到15g/L，然后向电解槽通直流电，对放射性有机废液电解处理60-80min，电解的同时对有机废液进行搅拌。2.如权利要求1所述的利用电化学降解法处理放射性有机废液的方法，其特征在于，所述步骤一中，不锈钢同轴针头的大小为内针头4～6号，外针头8～12号；高压静电喷射条件为：环境温度为30～50℃，高压电源的输出电压为12～20kv，接收装置与不锈钢同轴针头喷丝口之间的距离为10～15cm，流量均为5～20mL/h，壳层溶液与核层溶液的流速比为2～3:1。3.如权利要求1所述的利用电化学降解法处理放射性有机废液的方法，其特征在于，所述步骤一中，H2PtCl6溶液的配制为每10ml去离子水中溶解0.04～0.066g H2PtCl6·6H2O；核层溶液中改性海藻酸钠溶液和H2PtCl6溶液的
\t体积比2～3:1。4.如权利要求1所述的利用电化学降解法处理放射性有机废液的方法，其特征在于，所述步骤二中，将改性海藻酸钠纤维膜加入碳化釜中，在80℃下抽真空后充氮气保护，以1～3℃/min的速度升温至200～300℃，保温10～30min...

【专利技术属性】
技术研发人员：竹文坤，段涛，牟涛，王茜，姚卫棠，赵博，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51