一种放射性含锶废水的处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种利用复合动态膜工艺处理放射性含锶废水的装置，涉及放射性含锶废水处理技术领域。本装置主要由PLC控制运行，液位优先控制进出水。膜反应器以复合动态膜中CaCO

【技术实现步骤摘要】
一种放射性含锶废水的处理装置
本专利技术涉及放射性废水处理领域，具体是一种放射性含锶废水的处理装置。
技术介绍
福岛第一核电站事故发生后，放射性废水的处理受到越来越多的关注。锶作为核反应堆的主要裂变产物之一，被认为是一种半衰期约30年的有害放射性核素。放射性核素锶容易通过呼吸作用、日常饮食等被人所摄入体，一旦进入人体，就会发生β衰变，进而导致体内的白细胞、红细胞和血小板数量均会出现明显减少，长期处于这种环境即会出现白血病和骨肉瘤。因此，找到一种可以在低浓度的水溶液中选择性去除放射性锶的研究手段迫在眉睫，近年来受到了广泛关注。处理放射性废水的技术有很多，处理放射性废水一般遵循两个基本原则：一、对于含量极低的放射性废水，通过转移、弱化将其去除；二、针对高、中、低含量的放射性废水，通过合适的方式将其浓缩，再隔离，从而进一步对浓缩产物进行处理。目前化学沉淀法、离子吸附法、膜分离法等是应用较广泛的处理放射性废水的方法。对于体积较大而含盐量较高的放射性废液，往往选择工艺简单且费用低廉的化学沉淀法处理，但是此法去污效果普通且影响絮凝。离子吸附法虽然经济实惠且操作简单，但是吸附能力较低，实际应用不高。膜分离法处理放射性废水可获得较高的去污因数，但是膜污染问题却很严重。目前沉淀法与膜技术相结合的工艺在处理放射性核素研究上有一定成效，因此，与膜技术结合成为共沉淀方法是去除放射性核素的有效途径，但膜污染问题依旧存在。现有技术的放射性废水处理装置通常只具有单一的除放射性核素功能，废水处理装置也是体积较大不便移动，而且成本偏高。因此急需针对该类放射性含锶废水进行研究，设计出简单低成本的工艺进行废水处理，使其满足排放标准，减少对人类和自然的危害。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述问题，提供一种处理效果好、出水可直接排放或回用的低成本放射性废水处理装置。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：首先给膜反应器中的中空纤维膜镀上Fe(OH)3/CaCO3复合动态膜，然后通过进水泵将含锶废水从原水箱中泵入膜反应器中至工作液位，然后投加沉淀剂碳酸钠，在空气泵1曝气的作用下使其与废水中的锶离子充分反应生成碳酸锶沉淀，大颗粒沉降至膜反应器底端，而小颗粒则在曝气过程中又与碳酸钠饱和溶液再次反应，转移更多液相中的锶离子到固相中，然后附着在原本生成的颗粒上，使得颗粒粒径越变越大沉到反应器底部，从而增大了膜反应器内污泥浓缩效果。膜丝与空气泵2相连，在空气泵2的曝气作用下使反应过程中附着在膜上的大颗粒抖落下来附着在底部颗粒上，起到减缓膜污染的作用，而小颗粒继续粘附在膜表面，形成滤饼层，滤饼层可以防止大部分颗粒进入膜孔，提高膜的过滤性能，提高除锶效果。在投加完定量沉淀剂后，开始投加FeCl3溶液，经双水解反应得到Fe(OH)3絮体，在膜过滤出水过程中絮体吸附除锶，同时疏松的絮体滤饼层在一定程度上也能缓解膜污染。本专利技术的有益效果是：1.整套工艺装置安装于推车体上，结构紧凑，便于控制，更利于移动。2.配合推车体尺寸，所述设备均采用长方体结构，装置整体布局紧凑合理。3.采用化学沉淀法与膜技术相结合的工艺对废水进行处理，通过添加沉淀剂将锶离子从液相转移到固相，对废水中放射性核素锶可以达到强化共沉淀放的目的，可显著提高除锶的去污因数与浓缩倍数，在提高锶去除效果的同时且减少了放射性物质的二次污染，复合动态膜上的絮体形成滤饼层可以阻挡小颗粒进入膜孔内部，提高了膜的过滤性能，延缓膜污染，同时膜过滤的过程中絮体还能够吸附除锶，提高除锶效果。4.工艺系统可连续运行，智能运行维护和操作管理简单，减轻劳动强度，运行管理安全可靠，出水满足天津市《污水综合排放标准》一的三级排放标准。与其他放射性废水处理装置相比，处理效果明显增强，占地小，人力投入少，移动方便，成本低，应用性强。附图说明图1：专利技术的实验装置图图中：1-废水箱；2-进水泵；3-碳酸钠储药桶；4-碳酸钠加药泵；5-氯化铁储药桶；6-氯化铁加药泵；7-空气泵1；8-空气泵2；9-空气流量计1；10-空气流量计2；11-PLC；12-中空纤维膜；13-膜反应器；14-出水泵；15-出水恒位槽；16-液体流量计；17-排泥阀；18-微孔曝气头。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施例对本专利技术作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本专利技术的保护范围。本专利技术实例的装置见附图。含锶废水水箱有效体积为386L，膜反应器采用有机玻璃制成，底部为椎体，上部为圆柱体，有效体积为12.5L。膜反应器内装有穿孔曝气管、微孔曝气头和孔径为0.22μm或者0.45μm的中空纤维微滤膜组件，有效面积为0.5m2；另外，在膜反应器内还设有低液位和工作液位两个液位，在膜反应器底部安有排泥阀。进水泵和出水泵为蠕动泵，出水、空气流量计均为转子流量计。装置采用PLC(可编程控制器)控制、全自动运行，PLC采用通用技术编程。装置为每天24h连续运行，其中水力旋流反应器为连续进水，膜分离器为间歇出水，在每10min的循环中，工作9min，停止1min。具体操作过程为：在材质为聚氯乙烯的废水箱(1)中投加氯化锶，配制设定浓度的模拟放射性含锶废水，用潜水泵搅拌30min，使之均匀。向膜反应器(13)中加入12.5L的去离子水、13.97mL的FeCl3溶液、186.95mL的Na2CO3溶液，然后打开空气泵(7、8)曝气搅拌20min，经双水解反应得到Fe(OH)3絮体，然后打开出水泵(14)出水，出水流量为12.5L/h，达低液位时开排泥阀(17)，出水完全后关阀，即将絮体镀在中空纤维膜(12)表面。再通过进水泵向膜反应器(13)中加入12.5L的氯化锶溶液，加入12.5g的尺寸为35.56μm的碳酸钙晶种，然后打开空气泵(7、8)曝气搅拌20min，开出水泵(14)至低液位，过膜出水的过程中，可将碳酸钙(CaCO3)晶种镀在絮体之上，即完成复合动态膜的准备。然后启动PLC(11)，通过提升进水泵(2)将水箱中的氯化锶溶液泵入膜反应器(13)中至工作液位(0.87m)，然后碳酸钠加药泵(4)将碳酸钠储药桶(3)中的碳酸钠加入膜反应器(13)，加药2min，同时开启空气泵1、2(7、8)且运行15min后再静置10min，在运行过程中充分曝气搅拌使碳酸钠溶液和膜反应器中的含锶废水充分反应，使体系悬浊液均匀分布在反应器内部，将锶离子从液相中转移到固相中，即生成碳酸锶沉淀，实现核素强化共沉淀，大颗粒在重力的作用下沉降到膜反应器底部，而小颗粒则在曝气过程中又与饱和溶液再次反应成大颗粒附着在原本生成的颗粒上，使得颗粒粒径越变越大沉到反应器底部，从而增大了膜反应器内污泥浓缩效果，而且再运行过程中空气泵(7)吹动膜丝，使大颗粒抖落下来附着在底部颗粒上，起到减缓膜污染的作用，而小颗粒继续粘附在膜表面，形成滤饼层，滤饼层可以防止大部分颗粒进入膜孔，提高膜的过滤性能，提高除锶效果，采用气体质量流量控制器(9、10)来维持恒定的曝气量，穿孔曝气管曝气量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种放射性含锶废水处理装置，其特征在于所述放射性含锶废水处理装置包括移动式推车以及安装在所述移动式推车上的污水处理系统、可编程序控制器(PLC)、膜反应器、加药泵、气泵、空气流量计。每个阶段的设备通过管路依次并联连接，独立控制。整个处理装置的流程主要为膜反应器进水阶段、加药泵进药阶段、曝气阶段、静置阶段、加药泵进药阶段、出水阶段。/n

【技术特征摘要】
1.一种放射性含锶废水处理装置，其特征在于所述放射性含锶废水处理装置包括移动式推车以及安装在所述移动式推车上的污水处理系统、可编程序控制器(PLC)、膜反应器、加药泵、气泵、空气流量计。每个阶段的设备通过管路依次并联连接，独立控制。整个处理装置的流程主要为膜反应器进水阶段、加药泵进药阶段、曝气阶段、静置阶段、加药泵进药阶段、出水阶段。


2.根据权利要求1所述的一种放射性含锶废水处理装置，其特征在于：试验中选用原水罐配置及储存氯化锶原水，其材质为聚氯乙烯，氯化锶原水罐内溶液通过潜水泵搅拌均匀。


3.根据权利要求1所述的一种放射性含锶废水处理装置，其特征在于：通过提升进水泵把含锶废水从原水箱泵入膜反应器，提升水泵为蠕动泵，所述膜反应器内设有高低液位感应器和自制复合动态膜。


4.根据权利要求1所述的一种放射性含锶废水处理装置，其特征在于：在膜反应器内部设有穿孔曝气系统，底部是微孔曝气头，分别与鼓风机(气泵)相连，其主要作用是起搅拌作用，使体系悬浊液均匀分布在反应器内部，另外是吹动膜丝，使大颗粒物质脱...

【专利技术属性】
技术研发人员：武莉娅，朱雅萍，杨宗政，玄鹤林，曹井国，林田，魏朋朋，张伟豪，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：天津;12