放射性废水处理装置、吸附滤芯的制备方法及处理方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了放射性废水处理装置、吸附滤芯的制备方法及处理方法，所述的核生化洗消废液处理装置，适用于核生化突发事件人员、装备洗消废液的处理，采用“絮凝+离心+去除余氯+空化+组合式滤芯过滤”的组合工艺对核生化洗消废液进行处理，预处理时代替传统的“混凝沉淀+过滤”处理工艺，有效降低核生化洗消废液中大量的悬浮物和有机污染物，一方面避免悬浮物和有机物对后续吸附、膜处理设备的损害，该预处理工艺为连续操作，同时提升洗消废液处理系统整体工艺性能，实现大通量、高负荷洗消废液的连续处理废液处理系统处理效率高。

【技术实现步骤摘要】
放射性废水处理装置、吸附滤芯的制备方法及处理方法
本专利技术属于废水处理
，具体涉及一种放射性废水处理装置、吸附滤芯的制备方法及处理方法。
技术介绍
洗消废水处理工艺主要包括预处理、吸附和膜处理三个部分。但是，核生化洗消废液源项复杂，除了三合二等有效去污洗消成分，为了增加液体的粘度，洗消剂中还往往添加一定量的表面活性剂、助剂等有机物，形成一种微乳液，导致洗消废液的COD达到2000ppm、电导率达到50～100mS/cm、含盐量达到10g/L，如果没有有效的预处理技术，难以满足后续吸附、膜处理等深度处理技术的输入条件。而目前预处理技术主要以混凝沉淀、过滤技术为主，无法有效降低废液粘度和COD值，易导致后续吸附材料结块失效，膜处理设备堵塞，造成废液处理设备整体工艺性能严重降低。我国核工业生产、运行、维护、退役的各环节都会产生大量放射性废液，废液中含有的半衰期较长的放射性核素主要为235U、127Cs、90Sr。此外，发生核事故的现场以及事故救援过程同样会产生类似的放射性废液。这些废液必须进行严格管理，按照相关标准进行处理后排放，否则将会造成重大环境污染和社会恐慌。离子交换法处理放射性废液的优点是操作简便，去污净化效果比较好，但是它仅适用于含盐量低(<1g/L)和悬浮污染物少(<4mg/L)的体系。离子交换法在实际应用中是将离子交换剂填充到交换柱中，一般填充量为柱高的4/5。然而，由于离子交换剂大多形状不规则，机械强度较差，在填充过程经过振动、加压、封边固定等步骤，或在应用时水流冲击下，很容易造成破裂，形成大量小颗粒，吸附时易形成沟流，破坏了吸附床层，整体性能下降。此外，离子交换剂含有大量粒径较小颗粒，实际应用中经常发生漏跑现象，污染后续处理工艺，对环境造成不利影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种放射性废水处理装置，可以高效去除放射性废液中的铀、锶、铯、钴、碘等多种核素。本专利技术的另一个目的是，提供一种吸附滤芯的制备方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种放射性废水处理装置，包括，核生化洗消废液预处理装置，其包括依次经管路连通的动力泵、絮凝反应器、离心机、蓄水罐、余氯脱除反应器和空化反应器；放射性废液用吸附过滤装置，其包括壳体、端盖以及定位在壳体内且中心为中空腔的圆柱形吸附滤芯，所述的壳体包括侧部形成有外进水口的圆筒形筒体，固定设置在所述的筒体内部下端的托盘以及与所述的托盘垂直固定连接的集水管，其中，所述的集水管侧壁上形成有内进水口且下端穿过所述的托盘并下端部形成有排水口，与所述的集水管上端固定连接的压块将所述的吸附滤芯下表面与所述的托盘密封地压合接触，所述的外进水口与所述的空化反应器的出水口连接。在上述技术方案中，泥渣进口与所述的离心机的排污口连通的过滤器，所述的过滤器的清液出口连接至离心机的分离清液排出口。在上述技术方案中，所述的余氯脱除反应器包括依次连接的管道式紫外线除氯装置、活性炭除氯装置、铜锌合金除氯装置和改性树脂除氯装置，在所述活性炭除氯装置的进口处设置有第一在线检测仪；在所述改性树脂除氯装置的出口处设置有第二在线监测仪。在上述技术方案中，还包括沿轴向设置在所述的筒体下端的锥形罩，所述的排水口位于所述的锥形罩内。在上述技术方案中，所述的集水管下端外侧面形成有外螺纹以与所述的托盘螺纹连接，所述的外进水口形成在筒体侧上方，所述的内进水口设置在集水管侧上部部或侧中部。在上述技术方案中，所述的吸附滤芯与托盘间以及吸附滤芯压块间设置有密封垫，吸附滤芯外圆柱面包裹有至少一层无纺布，最外层包裹聚丙烯多孔网。在上述技术方案中，所述的压块为圆柱块，其底部中心有未贯通螺纹孔，集水管上端封堵并与上端外侧面形成有外螺纹。所述的吸附滤芯的制备方法，包括多孔材料混合物研磨后零价铁改性步骤、与粘接剂混合步骤以及高密度挤压成型步骤，其中，研磨后多孔材料混合物的颗粒粒径目数不低于200目，所述的高密度挤压成型步骤包括多步不同压力条件挤压的子步骤。在上述技术方案中，所述多孔材料为沸石粉、膨润土、高岭土、石墨烯、氧化铝的混合物，所述的的粘接剂为聚丙烯腈或超高分子量聚乙烯，所述沸石粉、膨润土、高岭土、氧化铝、石墨烯和粘接剂的质量份数比为(60～80)：(10～25)：(4～10)：(4～10)：(0.1～10)：(5～15)，所述的多孔材料混合物的微孔孔径大小为0.01μm～10μm。在上述技术方案中，所述沸石粉为采用10％～15％盐酸处理的改性沸石粉，所述膨润土为钠基膨润土或钙基膨润土或两种混合型，所述高岭土采用煅烧高岭土，所述氧化铝采用活性氧化铝，所述石墨烯为氧化石墨烯、阴离子改性石墨烯、氧化还原石墨烯中的一种或者多种。在上述技术方案中，沸石粉、膨润土、高岭土、石墨烯、氧化铝和粘接剂混合物的重量比为(65～75)：(12～23)：(5～8)：(0.5～6)：(5～9)：(7～12)。在上述技术方案中，该高密度挤压成型步骤包括：第一阶段：在温度为50℃～150℃，压力为0.5MPa～1.5MPa的条件下，挤压1h～3h；第二阶段：在温度为100℃～300℃，压力为3MPa～5MPa的条件下，挤压2h～4h；第三阶段：在温度为200℃～350℃，压力为4MPa～7MPa的条件下，挤压3h～6h；第四阶段：在温度为100℃～300℃，压力为5MPa～8MPa的条件下，挤压2h～4h；第五阶段：在模具内自然降温到室温，由此制备得到吸附滤芯。在上述技术方案中，第一阶段为：在温度为100℃～150℃，压力为0.8MPa～1.5MPa的条件下，挤压1.5h～2.5h；第二阶段为：在温度为200℃～300℃，压力为3.5MPa～4.5MPa的条件下，挤压2.5h～4h；第三阶段为：：在温度为280℃～330℃，压力为5MPa～6.7MPa的条件下，挤压4h～5.5h；第四阶段为：在温度为130℃～270℃，压力为5.5MPa～7.6MPa的条件下，挤压2.5h～3.5h。所述的放射性废水处理装置的处理方法，包括以下步骤，1)核生化洗消废液首先通过动力泵进入絮凝反应器进行絮凝沉淀，向反应器内加入絮凝剂，在搅拌作用下可以实现快速絮凝，使废液中的悬浮物形成团簇沉淀；2)絮凝悬浊液进入离心机进行固液分离，离心分离清液进入蓄水罐进行后续处理，离心分离泥渣进入过滤器进一步固液分离，固液分离所得溶液排入蓄水罐，与离心分离清液一起处理，过滤固体杂质回收待后处理；3)蓄水罐内澄清废液通过泵进入余氯脱除反应器，降低洗消废液强氧化性，保护后续膜处理单元材料；向反应器内加入还原剂，同时进行紫外线照射，在还原剂和紫外光解协同作用下去除核生化洗消废液中的余氯；4)去除余氯的洗消废液继续进入空化反应器，通过空化气泡溃灭能量降解废液中大分子有机物和有毒有害物质，降低废液粘度和COD值5)经过预处理的放射性废液通过壳体侧上方的进水口进入壳体，当废液注满壳体内侧与组合式吸附滤芯外部形成的空间后，在压力驱动下废液将穿过组合式吸附滤芯的微孔结构，进入滤芯内腔，废液在穿过滤芯8时，其所含的放射性核素离子被孔隙结构捕捉，并被零价铁涂层进一步还原，牢牢固定于微孔中，经过净化的废液进入滤芯内腔，通过集水管上的4个开孔进入内腔，进一步通过集本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种放射性废水处理装置，其特征在于，包括，核生化洗消废液预处理装置，其包括依次经管路连通的动力泵、絮凝反应器、离心机、蓄水罐、余氯脱除反应器和空化反应器；放射性废液用吸附过滤装置，其包括壳体、端盖以及定位在壳体内且中心为中空腔的圆柱形吸附滤芯，所述的壳体包括侧部形成有外进水口的圆筒形筒体，固定设置在所述的筒体内部下端的托盘以及与所述的托盘垂直固定连接的集水管，其中，所述的集水管侧壁上形成有内进水口且下端穿过所述的托盘并下端部形成有排水口，与所述的集水管上端固定连接的压块将所述的吸附滤芯下表面与所述的托盘密封地压合接触，所述的外进水口与所述的空化反应器的出水口连接。

【技术特征摘要】
1.一种放射性废水处理装置，其特征在于，包括，核生化洗消废液预处理装置，其包括依次经管路连通的动力泵、絮凝反应器、离心机、蓄水罐、余氯脱除反应器和空化反应器；放射性废液用吸附过滤装置，其包括壳体、端盖以及定位在壳体内且中心为中空腔的圆柱形吸附滤芯，所述的壳体包括侧部形成有外进水口的圆筒形筒体，固定设置在所述的筒体内部下端的托盘以及与所述的托盘垂直固定连接的集水管，其中，所述的集水管侧壁上形成有内进水口且下端穿过所述的托盘并下端部形成有排水口，与所述的集水管上端固定连接的压块将所述的吸附滤芯下表面与所述的托盘密封地压合接触，所述的外进水口与所述的空化反应器的出水口连接。2.根据权利要求1所述的一种放射性废水处理装置，其特征在于：泥渣进口与所述的离心机的排污口连通的过滤器，所述的过滤器的清液出口连接至离心机的分离清液排出口。3.根据权利要求1所述的一种放射性废水处理装置，其特征在于：所述的余氯脱除反应器包括依次连接的管道式紫外线除氯装置、活性炭除氯装置、铜锌合金除氯装置和改性树脂除氯装置，在所述活性炭除氯装置的进口处设置有第一在线检测仪；在所述改性树脂除氯装置的出口处设置有第二在线监测仪。4.根据权利要求1所述的一种放射性废水处理装置，其特征在于：还包括沿轴向设置在所述的筒体下端的锥形罩，所述的排水口位于所述的锥形罩内。5.根据权利要求1所述的一种放射性废水处理装置，其特征在于：所述的集水管下端外侧面形成有外螺纹以与所述的托盘螺纹连接，所述的外进水口形成在筒体侧上方，所述的内进水口设置在集水管侧上部部或侧中部。6.根据权利要求1所述的一种放射性废水处理装置，其特征在于：所述的吸附滤芯与托盘间以及吸附滤芯压块间设置有密封垫，吸附滤芯外圆柱面包裹有至少一层无纺布，最外层包裹聚丙烯多孔网。7.根据权利要求1所述的一种放射性废水处理装置，其特征在于：所述的压块为圆柱块，其底部中心有未贯通螺纹孔，集水管上端封堵并与上端外侧面形成有外螺纹。8.一种如权利要求1-7任一项所述的吸附滤芯的制备方法，其特征在于，包括多孔材料混合物研磨后零价铁改性步骤、与粘接剂混合步骤以及高密度挤压成型步骤，其中，研磨后多孔材料混合物的颗粒粒径目数不低于200目，所述的高密度挤压成型步骤包括多步不同压力条件挤压的子步骤。9.如权利要求6所述的吸附滤芯的制备方法，其特征在于，所述多孔材料为沸石粉、膨润土、高岭土、石墨烯、氧化铝的混合物，所述的的粘接剂为聚丙烯腈或超高分子量聚乙烯，所述沸石粉、膨润土、高岭土、氧化铝、石墨烯和粘接剂的质量份数比为(60～80)：(10～25)：(4～10)：(4～10)：(0.1～10)：(5～15)，所述的多孔材料混合物的微孔孔径大小为0.01μm～10μm。10.如权利要求9所述的吸附滤芯的制备方法，其特征在于，所述沸石粉为采用10％～15％盐酸处理的改性沸石粉，所述膨润土为钠基膨润土或钙基膨润土或两种混合型，所述高岭土采用煅烧高岭土，所述氧化铝采...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凯，魏世超，刘明亚，毕远伟，杜鹃，
申请(专利权)人：核工业理化工程研究院，
类型：发明
国别省市：天津,12