本發(fā)明屬于錳-54處理領(lǐng)域，具體涉及一種誘導(dǎo)結(jié)晶處理錳-54放射性廢水的裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、核能為一種經(jīng)濟(jì)、高效的清潔能源，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，核能設(shè)備逐年增加，伴隨而來的是不斷增長(zhǎng)的放射性廢水量。錳-54是反應(yīng)堆產(chǎn)生的主要活化腐蝕產(chǎn)物之一，其半衰期為312.12d，影響著人類健康和水環(huán)境。國(guó)家污染物環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)名錄規(guī)定飲用水中錳-54的指導(dǎo)水平為100bq/l。除放射性危害外。錳-54同樣具有重金屬的毒性，攝入含有高含量錳的水會(huì)對(duì)人體造成神經(jīng)損傷，常見癥狀包括共濟(jì)失調(diào)、癡呆、焦慮、“面具狀”臉等。

2、錳-54廢水的處理方法包括化學(xué)沉淀、離子交換、蒸發(fā)濃縮、膜分離等，傳統(tǒng)化學(xué)沉淀法具有操作方便、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但污泥含水率高，可能導(dǎo)致二次污染；離子交換法是一項(xiàng)成熟的水處理技術(shù)，但制備選擇性高、吸附容量大，易解吸的離子交換樹脂有一定難度；蒸發(fā)濃縮法去污因素較高，但能耗高，運(yùn)行成本高，存在腐蝕、爆炸等潛在危險(xiǎn)，且處理含有揮發(fā)性放射性核素的廢水時(shí)去污因數(shù)較低；膜分離法具有分離效率高、廢水濃縮系數(shù)高且體積小的優(yōu)點(diǎn)，但濾膜易堵塞，往往與其他方法聯(lián)用作為二級(jí)處理單元。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種誘導(dǎo)結(jié)晶處理錳-54放射性廢水的裝置及方法。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

3、一種誘導(dǎo)結(jié)晶處理錳-54放射性廢水的裝置，包括誘導(dǎo)結(jié)晶反應(yīng)器、以及與所述的誘導(dǎo)結(jié)晶反應(yīng)器連通的原水罐以及加藥罐；所述的原水罐內(nèi)具有錳-54放射性廢水；所述的加藥罐內(nèi)設(shè)置有na2co3的水溶液；所述的具有錳-54放射性廢水內(nèi)投加有誘導(dǎo)晶種。

4、所述的誘導(dǎo)晶種為mnco3、或caco3與mnco3的混合物；優(yōu)選的，caco3與mnco3的混合物的摩爾比為1:(0.5-2)；優(yōu)選為1:1。

5、所述的誘導(dǎo)晶種的投加量為0.005-0.02mol/l。

6、所述的原水罐通過進(jìn)料泵與所述的誘導(dǎo)結(jié)晶反應(yīng)器連通；所述的加藥罐通過加料泵與所述的誘導(dǎo)結(jié)晶反應(yīng)器連通；所述的誘導(dǎo)結(jié)晶反應(yīng)器通過出水泵排出。

7、所述的進(jìn)料泵、加料泵、以及出水泵均有plc控制器連接。

8、所述的誘導(dǎo)結(jié)晶反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置有不同高度的液位計(jì)；優(yōu)選為上中下設(shè)置的三個(gè)液位計(jì)。

9、所述的錳-54放射性廢水內(nèi)含有氯化錳-55或硫酸錳-55；以錳計(jì)，投加量為20-100mg/l；優(yōu)選為50mg/l。

10、所述的na2co3的水溶液的中na2co3的投加量為200-500mg/l；優(yōu)選為400mg/l。

11、本發(fā)明還包括一種使用所述的處理裝置誘導(dǎo)結(jié)晶處理錳-54放射性廢水的方法，包括下述步驟：向預(yù)先投入誘導(dǎo)晶種的放射性廢水中投加碳酸鈉和穩(wěn)定錳同位素；充分混合并誘導(dǎo)結(jié)晶生成mnco3·mno(oh)；靜置沉淀；排出上清液。

12、誘導(dǎo)結(jié)晶強(qiáng)度和時(shí)間分別為150-210r/min和20-40min，靜置時(shí)間為10-100min。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

14、本發(fā)明提出了一種操作簡(jiǎn)單、既能強(qiáng)化固液分離又能提高去除率的處理錳-54廢水的方法，與傳統(tǒng)的化學(xué)沉淀法相比，誘導(dǎo)結(jié)晶法去除錳-54產(chǎn)生的污泥粒徑較大，有利于固液分離，放射性去除率高且污泥量少。本發(fā)明提供的誘導(dǎo)結(jié)晶處理錳-54放射性廢水的方法，預(yù)先向誘導(dǎo)結(jié)晶反應(yīng)器一次性投加誘導(dǎo)晶種后，每次進(jìn)水時(shí)投加沉淀劑na2co3，攪拌生成的錳難溶鹽在誘導(dǎo)晶種的表面結(jié)晶析出，形成粒徑較大的晶體，由于生成物中含有mno(oh)，對(duì)錳有一定的吸附作用，提高了廢水去除率和污泥的固液分離性能。錳的去污因數(shù)高于1000(去除率高于99.9％)，固液分離效果好，污泥產(chǎn)量少，處理成本低，該方法工藝簡(jiǎn)單，操作方便，在放射性廢水的處理領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用前景。

技術(shù)特征：

1.一種誘導(dǎo)結(jié)晶處理錳-54放射性廢水的裝置，其特征在于，包括誘導(dǎo)結(jié)晶反應(yīng)器、以及與所述的誘導(dǎo)結(jié)晶反應(yīng)器連通的原水罐以及加藥罐；所述的原水罐內(nèi)具有錳-54放射性廢水；所述的加藥罐內(nèi)設(shè)置有na2co3的水溶液；所述的具有錳-54放射性廢水內(nèi)投加有誘導(dǎo)晶種。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的誘導(dǎo)結(jié)晶處理錳-54放射性廢水的裝置，其特征在于，所述的誘導(dǎo)晶種為mnco3、或caco3與mnco3的混合物；優(yōu)選的，caco3與mnco3的混合物的摩爾比為1:(0.5-2)；優(yōu)選為1:1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的誘導(dǎo)結(jié)晶處理錳-54放射性廢水的裝置，其特征在于，所述的誘導(dǎo)晶種的投加量為0.005-0.02mol/l。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的誘導(dǎo)結(jié)晶處理錳-54放射性廢水的裝置，其特征在于，所述的原水罐通過進(jìn)料泵與所述的誘導(dǎo)結(jié)晶反應(yīng)器連通；所述的加藥罐通過加料泵與所述的誘導(dǎo)結(jié)晶反應(yīng)器連通；所述的誘導(dǎo)結(jié)晶反應(yīng)器通過出水泵排出。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的誘導(dǎo)結(jié)晶處理錳-54放射性廢水的裝置，其特征在于，所述的進(jìn)料泵、加料泵、以及出水泵均有plc控制器連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的誘導(dǎo)結(jié)晶處理錳-54放射性廢水的裝置，其特征在于，所述的誘導(dǎo)結(jié)晶反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置有不同高度的液位計(jì)；優(yōu)選為上中下設(shè)置的三個(gè)液位計(jì)。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的誘導(dǎo)結(jié)晶處理錳-54放射性廢水的裝置，其特征在于，所述的錳-54放射性廢水內(nèi)含有氯化錳-55或硫酸錳-55；以錳計(jì)，投加量為20-100mg/l；優(yōu)選為50mg/l。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的誘導(dǎo)結(jié)晶處理錳-54放射性廢水的裝置，其特征在于，所述的na2co3的水溶液的中na2co3的投加量為200-500mg/l；優(yōu)選為400mg/l。

9.一種使用權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的處理裝置誘導(dǎo)結(jié)晶處理錳-54放射性廢水的方法，特征在于，包括下述步驟：向預(yù)先投入誘導(dǎo)晶種的放射性廢水中投加碳酸鈉和穩(wěn)定錳同位素；充分混合并誘導(dǎo)結(jié)晶生成mnco3·mno(oh)；靜置沉淀；排出上清液。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的誘導(dǎo)結(jié)晶處理錳-54放射性廢水的方法，其特征在于，誘導(dǎo)結(jié)晶強(qiáng)度和時(shí)間分別為150-210r/min和20-40min，靜置時(shí)間為10-100min。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于錳?54處理領(lǐng)域，具體涉及一種誘導(dǎo)結(jié)晶處理錳?54放射性廢水的裝置及方法。裝置包括誘導(dǎo)結(jié)晶反應(yīng)器、以及與所述的誘導(dǎo)結(jié)晶反應(yīng)器連通的原水罐以及加藥罐；所述的原水罐內(nèi)具有錳?54放射性廢水；所述的加藥罐內(nèi)設(shè)置有Na<subgt;2</subgt;CO<subgt;3</subgt;的水溶液；所述的具有錳?54放射性廢水內(nèi)投加有誘導(dǎo)晶種。采用本申請(qǐng)的裝置錳的去污因數(shù)高于1000(去除率高于99.9％)，固液分離效果好，污泥產(chǎn)量少，處理成本低，該方法工藝簡(jiǎn)單，操作方便，在放射性廢水的處理領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用前景。

技術(shù)研發(fā)人員：張光輝,徐小藝,雷雨菡
受保護(hù)的技術(shù)使用者：天津大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9