本發(fā)明屬于放射性核素污染廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于放射性廢水處理的吸附與再生一體化反應(yīng)器系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

放射性廢水是指核電廠、核燃料前處理和乏燃料后處理以及放射性同位素應(yīng)用過(guò)程中排出的各種廢水，在核工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)及核事故中，均會(huì)產(chǎn)生一定量的放射性廢水。如果這些放射性廢水不能及時(shí)有效處理，通過(guò)環(huán)境進(jìn)入生物體內(nèi)，導(dǎo)致各種嚴(yán)重疾病的發(fā)生，會(huì)對(duì)人類(lèi)產(chǎn)生很大危害。開(kāi)展放射性廢水處理新技術(shù)及其機(jī)理研究，對(duì)放射性廢物減量化、防止放射性污染、保障我國(guó)的核生態(tài)環(huán)境安全、促進(jìn)我國(guó)核事業(yè)的健康發(fā)展，具有重要的社會(huì)意義、經(jīng)濟(jì)意義和環(huán)境意義。常用放射性廢水處理技術(shù)主要包括化學(xué)沉淀法、離子交換法、吸附法、蒸發(fā)濃縮、膜分離技術(shù)、生物處理法等。吸附法因其高效、簡(jiǎn)便、分離成本低等優(yōu)點(diǎn)，在放射性廢水處理領(lǐng)域研究較多。但是，目前還缺少用于放射性廢水處理的吸附與再生一體化反應(yīng)器系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種用于放射性廢水處理的吸附與再生一體化反應(yīng)器系統(tǒng)。其具體內(nèi)容如下：

吸附與再生一體化反應(yīng)器系統(tǒng)由硝酸貯液池(1)、氫氧化鈉貯液池(2)、蠕動(dòng)泵(3)、放射性污染水池(4)、pH計(jì)(5)、水泵(6)、反應(yīng)器A進(jìn)水閥(7)、篩網(wǎng)(8)、吸附劑(9)、反應(yīng)器A(10)、反應(yīng)器A取樣口(11)、反應(yīng)器B(12)、反應(yīng)器B進(jìn)水閥(13)、反應(yīng)器B取樣口(14)、再生液貯液池(15)、反應(yīng)器A再生液進(jìn)水閥(16)、蠕動(dòng)泵(17)、反應(yīng)器B再生液進(jìn)水閥(18)、反應(yīng)器B再生液出水閥(19)、反應(yīng)器A再生液出水閥(20)、反應(yīng)器B出水閥(21)、反應(yīng)器A出水閥(22)、再生液出水池(23)和出水池(24)組成；硝酸貯液池(1)經(jīng)蠕動(dòng)泵(3)和放射性污染水池(4)相連；氫氧化鈉貯液池(2)經(jīng)蠕動(dòng)泵(3)和放射性污染水池(4)相連；pH計(jì)(5)放置于放射性污染水池(4)中；反應(yīng)器A(10)經(jīng)水泵(6)及反應(yīng)器A進(jìn)水閥(7)與放射性污染水池(4)相連；反應(yīng)器B(12)經(jīng)水泵(6)及反應(yīng)器B進(jìn)水閥(13)與放射性污染水池(4)相連；反應(yīng)器A(10)經(jīng)蠕動(dòng)泵(17)及反應(yīng)器A再生液進(jìn)水閥(16)與再生液貯液池(15)相連；反應(yīng)器B(12)經(jīng)蠕動(dòng)泵(17)及反應(yīng)器B再生液進(jìn)水閥(18)與再生液貯液池(15)相連；反應(yīng)器A(10)經(jīng)反應(yīng)器A再生液出水閥(20)與再生液出水池(23)相連；反應(yīng)器B(12)經(jīng)反應(yīng)器B再生液出水閥(19)與再生液出水池(23)相連；反應(yīng)器A(10)經(jīng)反應(yīng)器A出水閥(22)與出水池(24)相連；反應(yīng)器B(12)經(jīng)反應(yīng)器B出水閥(21)與出水池(24)相連；反應(yīng)器A(10)的上部安裝有反應(yīng)器A取樣口(11)，反應(yīng)器A(10)的下部安裝有篩網(wǎng)(8)，在反應(yīng)器A(10)內(nèi)裝填吸附劑(9)，在反應(yīng)器A(10)中吸附劑(9)裝填的量為反應(yīng)器A(10)總?cè)莘e的五分之四；反應(yīng)器B(12)的上部安裝有反應(yīng)器B取樣口(14)，反應(yīng)器B(12)的下部安裝有篩網(wǎng)(8)，在反應(yīng)器B(12)內(nèi)裝填吸附劑(9)，在反應(yīng)器B(12)中吸附劑(9)裝填的量為反應(yīng)B(10)總?cè)莘e的五分之四；所述吸附劑由如下方法制備：

(1)將55g鈣基蒙脫石加入到250mL摩爾濃度為1.4mol/L的NH₄Cl溶液中，在溫度為30℃的搖床中搖動(dòng)8小時(shí)，加入15mL質(zhì)量濃度為18％的氨水和1.55g二甲基乙醇胺，在1000r/min條件下攪拌4h后離心分離去除上層上清液，將下層固體物質(zhì)在60℃條件下干燥24h，得到物質(zhì)A；

(2)將8.62g幾丁膠加入到400mL質(zhì)量百分比濃度為8％的醋酸溶液中，在1000r/min條件下攪拌15分鐘，搖勻后分成等量2份，得到混合液K1、混合液K2；

(3)將7.63克巰基-β-環(huán)糊精和50mL二甲基亞砜加入到150mL乙醇中，在1000r/min條件下攪拌15分鐘，搖勻后分成等量2份，得到混合液L1、混合液L2；

(4)將混合液K1和8毫升1-(2-甲氧苯氧基)-2,3-環(huán)氧丙烷加入到混合液L1中，在1000r/min條件下攪拌15分鐘，得到混合液M1；

(5)將物質(zhì)A加入到混合液M1中，在溫度為35℃的搖床中搖動(dòng)45分鐘，過(guò)濾除去液體得到物質(zhì)B，將物質(zhì)B在105℃的干燥箱中放置45分鐘，然后置于馬弗爐中在520℃條件下焙燒90分鐘，得到物質(zhì)C；

(6)將混合液K2和9毫升3-苯氧基-1,2-環(huán)氧丙烷加入到混合液L2中，在1000r/min條件下攪拌15分鐘，得到混合液M2；

(7)將物質(zhì)C加入到混合液M2中，在溫度為35℃的搖床中搖動(dòng)45分鐘，過(guò)濾除去液體得到物質(zhì)D，物質(zhì)D在105℃的干燥箱中放置45分鐘，然后置于馬弗爐中在520℃條件下焙燒90分鐘，得到物質(zhì)E；

(8)將6.2克PbCl₂和4.1克ZnCl₂加入到100mL去離子水中，在1000r/min條件下攪拌15分鐘，得到混合液N；

(9)將100mL摩爾濃度為0.35mol/L的Cu(NO₃)₂溶液和50mL摩爾濃度為0.78mol/L的Ni(NO₃)₂溶液加入到混合液N中，在1000r/min條件下攪拌15分鐘，得到混合液O；

(10)將物質(zhì)E加入到混合液O中，在溫度為35℃的搖床中搖動(dòng)45分鐘，過(guò)濾除去液體得到物質(zhì)F，物質(zhì)F經(jīng)250mL質(zhì)量百分比濃度為98％的乙醇洗滌后在105℃的干燥箱中放置90分鐘，然后置于馬弗爐中在520℃條件下焙燒90分鐘，得到物質(zhì)G；

(11)將8.4克甲基苯基二氯硅烷和6.8克二甲基乙醇胺加入到200mL無(wú)水乙醇中，在1000r/min條件下攪拌15分鐘，得到混合液P；

(12)將25mL丙烯酸在1000r/min攪拌條件下加入到混合液P中，然后加入4.38克過(guò)硫酸鉀，在1000r/min條件下攪拌15分鐘，得到混合液Q；

(13)將4.69克異丁基三甲氧基硅烷和8.7克三甲基硅咪唑加入到混合液Q中，在1000r/min條件下攪拌15分鐘，得到混合液R；

(14)將物質(zhì)G加入到混合液R中，在溫度為35℃的搖床中搖動(dòng)45分鐘，過(guò)濾除去液體得到物質(zhì)H，物質(zhì)H經(jīng)250mL質(zhì)量百分比濃度為98％的乙醇洗滌后在105℃的干燥箱中放置90分鐘，然后置于馬弗爐中在520℃條件下焙燒90分鐘，得到的物質(zhì)即為處理放射性污染廢水的顆粒吸附劑。

本發(fā)明的有益效果是，該吸附與再生一體化反應(yīng)器系統(tǒng)對(duì)放射性污染廢水處理時(shí)時(shí)成本低、操作簡(jiǎn)單、處理效果好。

附圖說(shuō)明

附圖1是用于放射性廢水處理的吸附與再生一體化反應(yīng)器系統(tǒng)的示意圖。附圖1中1為硝酸貯液池，2為氫氧化鈉貯液池，3為蠕動(dòng)泵，4為放射性污染水池，5為pH計(jì)，6為水泵，7為反應(yīng)器A進(jìn)水閥，8為篩網(wǎng)，9為吸附劑，10為反應(yīng)器A，11為反應(yīng)器A取樣口，12為反應(yīng)器B，13為反應(yīng)器B進(jìn)水閥，14為反應(yīng)器B取樣口，15為再生液貯液池，16為反應(yīng)器A再生液進(jìn)水閥，17為蠕動(dòng)泵，18為反應(yīng)器B再生液進(jìn)水閥，19為反應(yīng)器B再生液出水閥，20為反應(yīng)器A再生液出水閥，21為反應(yīng)器B出水閥，22為反應(yīng)器A出水閥，23為再生液出水池，24為出水池。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供一種用于放射性廢水處理的吸附與再生一體化反應(yīng)器系統(tǒng)，下面通過(guò)一個(gè)實(shí)例來(lái)說(shuō)明其實(shí)施過(guò)程。

實(shí)施例

(1)用于放射性廢水處理的吸附與再生一體化反應(yīng)器系統(tǒng)的制備過(guò)程如下：

吸附與再生一體化反應(yīng)器系統(tǒng)由硝酸貯液池、氫氧化鈉貯液池、蠕動(dòng)泵、放射性污染水池、pH計(jì)、水泵、反應(yīng)器A進(jìn)水閥、篩網(wǎng)、吸附劑、反應(yīng)器A、反應(yīng)器A取樣口、反應(yīng)器B、反應(yīng)器B進(jìn)水閥、反應(yīng)器B取樣口、再生液貯液池、反應(yīng)器A再生液進(jìn)水閥、蠕動(dòng)泵、反應(yīng)器B再生液進(jìn)水閥、反應(yīng)器B再生液出水閥、反應(yīng)器A再生液出水閥、反應(yīng)器B出水閥、反應(yīng)器A出水閥、再生液出水池和出水池組成；硝酸貯液池經(jīng)蠕動(dòng)泵和放射性污染水池相連；氫氧化鈉貯液池經(jīng)蠕動(dòng)泵和放射性污染水池相連；pH計(jì)放置于放射性污染水池中；反應(yīng)器A經(jīng)水泵及反應(yīng)器A進(jìn)水閥與放射性污染水池相連；反應(yīng)器B經(jīng)水泵及反應(yīng)器B進(jìn)水閥與放射性污染水池相連；反應(yīng)器A經(jīng)蠕動(dòng)泵及反應(yīng)器A再生液進(jìn)水閥與再生液貯液池相連；反應(yīng)器B經(jīng)蠕動(dòng)泵及反應(yīng)器B再生液進(jìn)水閥與再生液貯液池相連；反應(yīng)器A經(jīng)反應(yīng)器A再生液出水閥與再生液出水池相連；反應(yīng)器B經(jīng)反應(yīng)器B再生液出水閥與再生液出水池相連；反應(yīng)器A經(jīng)反應(yīng)器A出水閥與出水池相連；反應(yīng)器B經(jīng)反應(yīng)器B出水閥與出水池相連；反應(yīng)器A的上部安裝有反應(yīng)器A取樣口，反應(yīng)器A的下部安裝有篩網(wǎng)，在反應(yīng)器A內(nèi)裝填吸附劑，在反應(yīng)器A內(nèi)吸附劑裝填的量為反應(yīng)器A總?cè)莘e的五分之四；反應(yīng)器B的上部安裝有反應(yīng)器B取樣口，反應(yīng)器B的下部安裝有篩網(wǎng)，在反應(yīng)器B內(nèi)裝填吸附劑，在反應(yīng)器B內(nèi)吸附劑裝填的量為反應(yīng)器B總?cè)莘e的五分之四。

反應(yīng)器A為直徑20cm，高60cm的圓柱體，在反應(yīng)器A的下方為高10cm的錐形體用于均勻布水，在錐形體上部安置孔徑為2mm的篩網(wǎng)。反應(yīng)器B為直徑20cm，高60cm的圓柱體，在反應(yīng)器B的下方為高10cm的錐形體用于均勻布水，在錐形體上部安置孔徑為2mm的篩網(wǎng)。硝酸貯液池的長(zhǎng)寬高均為30cm；氫氧化鈉貯液池的長(zhǎng)寬高均為30cm；再生液貯液池的長(zhǎng)寬高均為45cm；放射性污染水池的長(zhǎng)寬高均為100cm；再生液出水池的長(zhǎng)寬高均為100cm的立方體，出水池的長(zhǎng)寬高均為100cm。

(2)吸附劑由如下過(guò)程制備：

將55g鈣基蒙脫石加入到250mL摩爾濃度為1.4mol/L的NH₄Cl溶液中，在溫度為30℃的搖床中搖動(dòng)8小時(shí)，加入15mL質(zhì)量濃度為18％的氨水和1.55g二甲基乙醇胺，在1000r/min條件下攪拌4h后離心分離去除上層上清液，將下層固體物質(zhì)在60℃條件下干燥24h，得到物質(zhì)A；

將8.62g幾丁膠加入到400mL質(zhì)量百分比濃度為8％的醋酸溶液中，在1000r/min條件下攪拌15分鐘，搖勻后分成等量2份，得到混合液K1、混合液K2；

將7.63克巰基-β-環(huán)糊精和50mL二甲基亞砜加入到150mL乙醇中，在1000r/min條件下攪拌15分鐘，搖勻后分成等量2份，得到混合液L1、混合液L2；

將混合液K1和8毫升1-(2-甲氧苯氧基)-2,3-環(huán)氧丙烷加入到混合液L1中，在1000r/min條件下攪拌15分鐘，得到混合液M1；

將物質(zhì)A加入到混合液M1中，在溫度為35℃的搖床中搖動(dòng)45分鐘，過(guò)濾除去液體得到物質(zhì)B，將物質(zhì)B在105℃的干燥箱中放置45分鐘，然后置于馬弗爐中在520℃條件下焙燒90分鐘，得到物質(zhì)C；

將混合液K2和9毫升3-苯氧基-1,2-環(huán)氧丙烷加入到混合液L2中，在1000r/min條件下攪拌15分鐘，得到混合液M2；

將物質(zhì)C加入到混合液M2中，在溫度為35℃的搖床中搖動(dòng)45分鐘，過(guò)濾除去液體得到物質(zhì)D，物質(zhì)D在105℃的干燥箱中放置45分鐘，然后置于馬弗爐中在520℃條件下焙燒90分鐘，得到物質(zhì)E；

將6.2克PbCl₂和4.1克ZnCl₂加入到100mL去離子水中，在1000r/min條件下攪拌15分鐘，得到混合液N；

將100mL摩爾濃度為0.35mol/L的Cu(NO₃)₂溶液和50mL摩爾濃度為0.78mol/L的Ni(NO₃)₂溶液加入到混合液N中，在1000r/min條件下攪拌15分鐘，得到混合液O；

將物質(zhì)E加入到混合液O中，在溫度為35℃的搖床中搖動(dòng)45分鐘，過(guò)濾除去液體得到物質(zhì)F，物質(zhì)F經(jīng)250mL質(zhì)量百分比濃度為98％的乙醇洗滌后在105℃的干燥箱中放置90分鐘，然后置于馬弗爐中在520℃條件下焙燒90分鐘，得到物質(zhì)G；

將8.4克甲基苯基二氯硅烷和6.8克二甲基乙醇胺加入到200mL無(wú)水乙醇中，在1000r/min條件下攪拌15分鐘，得到混合液P；

將25mL丙烯酸在1000r/min攪拌條件下加入到混合液P中，然后加入4.38克過(guò)硫酸鉀，在1000r/min條件下攪拌15分鐘，得到混合液Q；

將4.69克異丁基三甲氧基硅烷和8.7克三甲基硅咪唑加入到混合液Q中，在1000r/min條件下攪拌15分鐘，得到混合液R；

將物質(zhì)G加入到混合液R中，在溫度為35℃的搖床中搖動(dòng)45分鐘，過(guò)濾除去液體得到物質(zhì)H，物質(zhì)H經(jīng)250mL質(zhì)量百分比濃度為98％的乙醇洗滌后在105℃的干燥箱中放置90分鐘，然后置于馬弗爐中在520℃條件下焙燒90分鐘，得到的物質(zhì)即為處理放射性污染廢水的顆粒吸附劑。

(3)處理實(shí)驗(yàn)

運(yùn)用本發(fā)明得到的吸附與再生一體化反應(yīng)器系統(tǒng)對(duì)放射性污染廢水進(jìn)行了處理試驗(yàn)，結(jié)果表明當(dāng)污染廢水中的銫初始濃度為421mg/L時(shí)，處理后出水中的銫能降低到12mg/L。