¿Cuáles son los métodos comunes de tratamiento de aguas residuales radiactivas?

Los principales objetos de eliminación de las aguas residuales radiactivas son los elementos de metales pesados ​​radiactivos. Las tecnologías de tratamiento relacionadas con esto se pueden dividir simplemente en dos categorías: método de cambio de forma química y método de invariancia de forma química.

Métodos de tratamiento de aguas residuales radiactivas:

El método de cambio de forma química incluye:

1. Método de precipitación química;

2. Método;

3. Método bioquímico.

Los métodos de invariancia de forma química incluyen:

1. Método de evaporación;

2. Método de intercambio iónico;

4. Método de membrana.

El método de precipitación química consiste en poner una cierta cantidad de floculantes químicos en las aguas residuales, como sulfato de potasio y aluminio, sulfato de sodio, sulfato férrico, cloruro férrico, etc. A veces también es necesario agregar coadyuvantes coagulantes, como el óxido de dihidrógeno activo, la arcilla, los polielectrolitos, etc., desestabilizan las sustancias coloidales en las aguas residuales y se condensan en partículas diminutas precipitables, y pueden combinarse con los sólidos suspendidos originales en el agua para formar pelusas sueltas. Las partículas de terciopelo modificado tienen una fuerte capacidad de adsorción de elementos radiactivos en el agua, purificando así sustancias radiactivas, coloides y materias suspendidas en el agua. Las causas de la precipitación de elementos radiactivos y ciertos sedimentos insolubles incluyen cristalización, adsorción, coloidización, interceptación y precipitación directa, etc., por lo que la eficiencia de eliminación es alta.

Las ventajas del método de precipitación química son: método simple, bajo costo, amplia variedad de elementos eliminados, fuerte resistencia a cargas de impacto hidráulicas y de calidad del agua, y tecnología y equipos maduros. La desventaja es que el lodo producido debe concentrarse, deshidratarse, solidificarse, etc., de lo contrario provocará fácilmente una contaminación secundaria. El método de precipitación química es adecuado para aguas residuales de baja radiactividad con calidad de agua compleja y grandes cambios en el volumen de agua. También se puede utilizar como método de pretratamiento cuando se combina con otros métodos.

Método de concentración evaporativa para tratar aguas residuales radiactivas: a excepción de algunos elementos como el tritio y el yodo, la mayoría de los elementos radiactivos en las aguas residuales no son volátiles, por lo que el uso del método de concentración evaporativa puede hacer que estos elementos permanezcan más grandes en el agua. líquido residual y se concentran. Una de las mayores ventajas del método de evaporación es su alta tasa de descontaminación. Cuando se utiliza un evaporador de efecto simple para tratar aguas residuales que contienen únicamente contaminantes radiactivos no volátiles, se puede lograr un factor de descontaminación superior a 10 elevado a la cuarta potencia, mientras que el uso de un evaporador de efecto múltiple y un evaporador con un dispositivo de película de descontaminación puede alcanzar un factor de descontaminación de hasta múltiplos de descontaminación de 10 a la 6ª potencia a la 8ª potencia. Además, el método de evaporación básicamente no requiere el uso de otras sustancias y no produce otras formas de contaminantes debido a la transferencia de contaminantes como otros métodos.

Aunque el método de evaporación es muy eficiente, consume mucha energía y es caro. Además, existen riesgos de corrosión, formación de espuma, incrustaciones y explosión. Por lo tanto, este método es más adecuado para tratar aguas residuales con una gran concentración total de sólidos, grandes cambios en la composición química, un alto índice de descontaminación y un caudal pequeño, especialmente aguas residuales con niveles de radiactividad medios y altos.

La investigación y el desarrollo de nuevos evaporadores de alta eficiencia son de gran importancia para la promoción y utilización de métodos de evaporación. Con este fin, muchos países han llevado a cabo muchos trabajos, como evaporadores de vapor comprimido. Evaporadores de película fina, evaporadores de aire pulsado, etc. Tiene un buen efecto de ahorro de energía y reducción del consumo. Además, se han realizado muchas investigaciones sobre temas como el pretratamiento de líquidos residuales, antiespumantes e incrustaciones.

El principio del método de intercambio iónico para tratar aguas residuales radiactivas es que cuando el líquido residual pasa a través del intercambiador de iones, los iones radiactivos se intercambian al intercambiador de iones, de modo que el líquido residual se purifica. En la actualidad, el método de intercambio iónico se ha utilizado ampliamente en procesos de producción de procesos nucleares y procesos de tratamiento de aguas residuales radiactivas.

Muchos elementos radiactivos se encuentran en estado iónico en el agua, la mayoría de los cuales son cationes, y los elementos radiactivos existen en cantidades traza en el agua, por lo que son muy adecuados para el intercambio iónico, y en ausencia de interferencias de Partículas no radiactivas, el intercambio de iones puede funcionar durante mucho tiempo sin fallas. La desventaja del método de intercambio iónico es que tiene altos requisitos de calidad del agua cruda; para tratar aguas residuales que contienen altas concentraciones de iones competidores, a menudo es necesario utilizar una columna secundaria de intercambio iónico o agregar un equipo de electrodiálisis delante del ion. columna de intercambio para eliminar iones competitivos constantes; es difícil eliminar el rutenio, los elementos monovalentes y de bajo número atómico; es difícil regenerar y eliminar los intercambiadores de iones;

Además de la resina de intercambio iónico, el asfalto sulfonado también se utiliza como intercambiador de iones. Su característica es que puede fundirse y solidificarse después de la saturación, lo que resulta beneficioso para la eliminación final de residuos radiactivos.

El método de adsorción utiliza un adsorbente sólido poroso para tratar aguas residuales radiactivas de modo que uno o varios elementos contenidos en ella sean adsorbidos en la superficie del adsorbente para lograr el propósito de eliminación. En el tratamiento de líquidos residuales radiactivos, los adsorbentes comúnmente utilizados incluyen carbón activado, zeolita, etc.

La clinoptilolita natural es un mineral inorgánico no metálico de estructura porosa, y su componente principal es el aluminosilicato. La zeolita es barata, segura y fácil de obtener. El coste de tratar el mismo tipo de aguas residuales radiactivas se puede ahorrar en más del 80% en comparación con el método de evaporación, por lo que es un agente de tratamiento de agua muy competitivo. A menudo se utiliza como adsorbente en procesos de tratamiento de agua y tiene las funciones de intercambiador de iones y agente filtrante.

Actualmente, el desarrollo de adsorbentes compuestos altamente selectivos es un tema candente en la aplicación de métodos de adsorción. El llamado "composite" significa que el complejo de intercambio iónico (cianuro ferroso, hidróxido, fosfato, etc.) está saturado en algunos aspectos del original (material poroso multisitio), por lo que el nuevo material combina las ventajas del natural. material original y tiene buenas propiedades mecánicas, alta capacidad de intercambio y selectividad adecuada.

El método de flotación iónica pertenece a la categoría de tecnología de separación de espuma. Este método se basa en el hecho de que las sustancias a separar se combinan con el colector mediante fuerzas químicas y físicas, se adsorben en la superficie de las burbujas y se enriquecen en la torre de burbujas. Las burbujas ascienden para extraer el cuerpo principal de la solución. , purificando así el cuerpo principal de la solución y concentrando las sustancias restantes. El propósito de separar sustancias. Ejemplo: El efecto de separación de la flotación depende principalmente de la selectividad y el grado de adsorción de sus componentes en la interfaz gas-líquido. Los principales componentes del colector utilizado son tensioactivos y cantidades adecuadas de agentes espumantes, agentes complejantes, agentes enmascarantes, etc.

El método de flotación iónica tiene las características de operación simple, bajo consumo de energía, alta eficiencia y amplia adaptabilidad. Es adecuado para el tratamiento de aguas residuales radiactivas que contienen diversos detergentes y agentes descontaminantes generados en el desmantelamiento de instalaciones de investigación experimental y de producción de isótopos de uranio, especialmente aguas residuales que contienen agentes de limpieza químicos que contienen materia orgánica, con el fin de aprovechar al máximo las características de fácil formación de espuma de las aguas residuales. Para lograr el propósito de recuperar iones metálicos y tratar aguas residuales.

Como disciplina emergente, el tratamiento con membranas se encuentra en etapa de continua promoción y aplicación. Tiene el potencial de convertirse en un método eficiente, económico y fiable para tratar aguas residuales radiactivas. Las tecnologías de tratamiento de membranas utilizadas actualmente incluyen principalmente: microfiltración, ultrafiltración, ósmosis inversa, electrodiálisis, intercambio iónico electroquímico, separación de membranas de filtración por adsorción de ferrita y otros métodos. En comparación con los procesos de tratamiento tradicionales, la tecnología de membranas tiene muchas ventajas, como buena calidad del efluente, alta proporción de concentración y funcionamiento estable y confiable al tratar aguas residuales con baja radiactividad. Debido a los diferentes mecanismos de eliminación, se pueden aplicar diferentes tecnologías de membranas a diferentes calidades del agua y condiciones del sitio. Además, debido a los altos requisitos de calidad del agua cruda, generalmente se requiere un pretratamiento, por lo que el método de tratamiento con membrana debe usarse junto con otros métodos.

Por ejemplo, el método de ultrafiltración, precipitación y coagulación del hierro es adecuado para tratar aguas residuales que contienen iones radiactivos que pueden formar hidróxidos metálicos con álcalis.

El método de filtración con membrana de polímero soluble en agua es adecuado para tratar aguas residuales que contienen iones radiactivos que pueden ser adsorbidos selectivamente por polímeros solubles en agua.

El método de pretratamiento químico-microfiltración puede mejorar en gran medida el efecto de la microfiltración en el tratamiento de aguas residuales radiactivas mediante pretratamiento, con bajos costos operativos y un mantenimiento simple del equipo.