放射性废水吸附行为探究.doc

放射性废水吸附行为探究摘 要：本文对放射性废水的处理研究做了介绍，总结出传统处理方法：化学沉淀法、离子交换法、蒸发法、膜分离法和吸附法等。运用吸附法处理放射性废水，一般可以用： 参数模型、吸附等温线模型、离子交换模型、表面络合模型等吸附模型进行解释。 关键词：吸附；放射性废水；模型 中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2012）16-206-02 为了解决当今世界面临的能源短缺问题，大多数国家利用核能，核能的应用带来了新的希望，同时也产生了大量放射性废物，在降雨淋滤或其他因素作用下，这些物质通过地表径流或地下渗透进入水系，改变水系酸碱平衡，使水环境中放射性核素含量增高，严重威胁着人们的健康。因此，有必要探讨放射性废水处理的方法，以修复环境，维护正常的生产、生活活动。 一、放射性废水的特点 与其它污染相比，放射性废水的污染有以下几个特点： （1）放射性污染的永久性，一旦产生，放射性永不停止； （2）放射性污染的不可改变性，自然条件无法改变放射性核同位素的放射性活度； （3）放射性污染的累积性，放射性污染属于电离辐射，对人类危害效果具有累积性； （4）放射性污染的不可预知性，公众对其无任何直接感受，从而无法采取躲避防范行动。 人们通过食物链将污染环境的放射性核素摄入体内，超过允许含量时，就会受害。由于铀加工排放的废水中铀的质量浓度一般在5 左右，是国家规定的允许排放浓度的125倍，因此铀加工产生的废水必须经过处理才能排放[3]。 二、放射性废水的传统处理方法 处理放射性核素，不能改变其衰变辐射的固有特性，只能依靠其自然衰变来降低以消失其放射性。从本质而言，处理放射性废水有贮存和扩散两种方式，以物理、化学方法为主，主要有化学沉淀法、离子交换法、蒸发法、膜分离法和吸附法等处理方法。 1、化学沉淀法 废水中放射性核素的氢氧化物、碳酸盐等化合物大多为不溶性化合物，因此能通过化学方法来去除，在大量絮凝沉淀条件下，其去除率更高。化学处理的目的，是使废水中的放射性核素转移并浓集到小体积的污泥中，使大体积的废水含有很小的放射性，从而达到允许排放标准排放于环境。 主要优点：费用低廉，设备简单，对大多数放射性核素的去除效果良好。 缺点：反应与水溶液的pH值、离子浓度、温度和时间等条件有关，操作条件较苛刻。 2、离子交换法 许多放射性核素在水溶液中呈离子状态，尤其是经化学沉淀处理后的废水，含有大量的阳离子，只有少数阴离子。因而用离子交换法处理此类放射性废水能获得较高的净化效率。 主要优点：处理设备简单，去除放射性废水的净化效率较高。 缺点：选择性不理想，容量有限，竞争离子干扰严重，需进行预处理。 3、蒸发浓缩法 废水中的大多数放射性核素是不可挥发性的，因而可用蒸发浓缩法处理废水，使其得到有效的净化和浓缩。将废水加热沸腾，废水中的水分蒸发形成水蒸汽，随后经冷却凝结成水。废水中的不挥发的放射性核素，大都在残余液中，使得冷凝水中的放射性比原来的废水降低了很多。 主要优点：蒸发浓缩法的去污因数较高，蒸发残液的体积较小。 缺点：费用昂贵，蒸发设备易发生腐蚀、结垢等现象。 4、膜分离法 膜分离技术具有能耗低、设备简单、操作方便、物料无相变和适应性强等特点，是20世纪末到21世纪初最有发展前途的高技术之一。 优点：能处理各种料液，处理质量高；过程可自动化操作；可再利用渗透液。 缺点：膜的相容性受多因素制约；膜的寿命较短。 5、吸附法 吸附法是利用多孔性的固体吸附剂处理放射性废液，使核素吸附在它的表面上，从而达到去除有害元素的目的。吸附剂对分子、离子都可以吸附，对不同的核素有不同的选择性。吸附法工艺简单，去除率高，成本较低，方法有效。 6、其它处理方法 处理放射性废水还可用浮选、电泳、电渗析、反渗透、泡沫分离、氧化还原等方法，但由于存在处理技术及实际操作过程上的诸多问题，这些方法都尚未得到广泛应用。 三、核素吸附模型 1、 参数模型 研究核素迁移时，分配系数是表示吸附平衡的量最常用的定量，定义如下： 式中 、 分别为核素在固、液相中的平衡浓度； 、 分别为液相体积及吸附剂质量。 常数模型的优点在于形式简单，迁移方程易于求解；缺点是它的一些假设在实际条件下往往得不到满足。 2、吸附等温线模型 该模型只考虑核素浓度对分配的影响。固-液界面吸附反应中，当吸附达到平衡后， 、 、 、 等吸附等温式常被用来描述核素在固、液两相间的分配[7]。 模型 当吸附剂表面只有一种吸附质，且只有一种表面吸附位≡SOH时，吸附量 可表示为： 、 、 分别为平衡浓度、吸附量、最大吸