一种氧化锆行业伴生放射性废水处理新方法与流程

1.本发明属于水处理方法，具体涉及一种氧化锆行业伴生放射性废水处理新 方法。


背景技术：

2.2020年4月《伴生放射性矿开发利用环境辐射限值(报批稿初稿)》发布， 对液态和气载流出物中放射性核素提出了排放限值。就此伴生放射性废水的处 理有了明确的排放标准。伴生放射性废水新方法的选择和运行效果，对企业安 全生产、废水排放受纳水体的保护至关重要。
3.目前氧化锆行业伴生放射性废水处理处于起步阶段，针对放射性废水的处 理技术主要为物理化学处理技术，包括离子交换、膜处理、吸附等技术。但氧 化锆行业伴生放射性矿产资源开发利用产生的放射性废水具有水质成分复杂、 放射性核素浓度较高、放射性核素种类较多，同时处理多种放射性核素的技术 难度较高等问题。离子交换、膜处理及吸附技术对水质要求较高，用于氧化锆 行业伴生放射性废水领域，需要多级预处理，存在运行成本高、能耗高、结垢 或阻塞、同时涉及再生、反洗及二次污染等问题。
4.随着伴生放射性矿产资源开发利用产生废水的排放标准的明确，氧化锆行 业伴生放射性废水的处理急迫需要一种稳定高效、工艺简洁、不产生二次污染、 低成本适应性广的新方法。


技术实现要素：

5.本发明针对现有技术的缺陷，提供一种氧化锆行业伴生放射性废水处理新 方法。
6.本发明是这样实现的：一种氧化锆行业伴生放射性废水处理新方法，其中， 伴生放射性废水采用载带吸附、中和沉淀、过滤的方法，使处理后的伴生放射 性废水中u和th总浓度≤0.1mg/l，镭浓度≤1.1bq/l。
7.如上所述的一种氧化锆行业伴生放射性废水处理新方法，其中，包括以下 步骤：
8.(1)向伴生放射性废水投加药剂ⅰ和药剂ⅱ，搅拌形成载带吸附体，得到吸 附后的废水，
9.(2)向步骤(1)处理后的废水中投加碱性药剂ⅲ和絮凝剂ⅳ，进行搅拌 中和、沉淀，实现固液分离，得到上清液和底渣，
10.(3)上清液经过滤后，得到达标处理水。
11.如上所述的一种氧化锆行业伴生放射性废水处理新方法，其中，放射性废 水ph值1.0左右，氯离子浓度28g/l左右。
12.如上所述的一种氧化锆行业伴生放射性废水处理新方法，其中，步骤(1) 中投加药剂ⅰ为氯化钡，药剂ⅱ为硫酸钠、硫酸铝和硫酸铁中的一种或几种。
13.如上所述的一种氧化锆行业伴生放射性废水处理新方法，其中，步骤(2) 中投加的碱性药剂ⅲ为氢氧化物、钙的氧化物的一种或几种，絮凝剂ⅳ为阴离 子聚丙烯酰胺。
14.如上所述的一种氧化锆行业伴生放射性废水处理新方法，其中，步骤(3) 过滤为
压力过滤器，过滤精度为5μm粒径去除率≥95％。
15.如上所述的一种氧化锆行业伴生放射性废水处理新方法，其中，步骤(3) 中所述的达标处理水中u和th总浓度≤0.1mg/l，镭浓度≤1.1bq/l。
16.如上所述的一种氧化锆行业伴生放射性废水处理新方法，其中，步骤(1) 中药剂ⅰ氯化钡投加量为每升废水0.1-0.2g，药剂ⅱ硫酸钠投加量为每升废水 1.0-2.0g，步骤(2)碱性药剂ⅲ生石灰投加量为每升废水3-3.5g，ph值为8-8.5， 絮凝剂ⅳ阴离子聚丙烯酰胺投加量为每升废水2-3mg。
17.如上所述的一种氧化锆行业伴生放射性废水处理新方法，其中，步骤(1) 中的搅拌反应时间为10-15min，步骤(2)中的搅拌反应时间为20-30min，沉淀 时间为0.5-1h。
18.本发明的显著效果是：该工艺向废水中投加氯化钡和硫酸盐，形成载带吸 附体，将废水中的镭转移至载带吸附体上。通过投加石灰乳液和絮凝剂，使废 水中的铀和钍以共沉淀作用从水中去除。通过载带吸附、中和沉淀、过滤，能 将伴生放射性废水中的铀、钍、镭浓度将至排放限值以下，实现达标排放。该 方法对铀和钍的去除率在99.5％以上，对镭的去除率在97.5％以上，使处理后的 伴生放射性废水中u和th总浓度≤0.1mg/l，镭浓度≤1.1bq/l。
19.具体的说：(1)本发明的新方法主要针对伴生放射性废水的处理，能高效 去除废水中的铀、钍、镭，能有效的保护废水排放受纳水体的水体安全，避免 公众受到辐照污染。(2)解决氧化锆行业伴生放射性矿产资源开发利用企业的 安全稳定生产问题。(3)本发明采用先除镭后除铀钍的新方法，利用废水的酸 度实现除镭的目的，避免了向废水中投加碱的问题，减少了处理过程中碱的投 加量。(4)本发明采用载带吸附、中和沉淀、过滤的方法，较好的解决了离子 交换、膜处理和吸附处理技术运行成本高、能耗高、结垢或阻塞、再生及浓水 出路的问题。(5)本发明中的方法运行成本低、适应性强，对于水质成分复杂 的氧化锆行业伴生放射性废水能高效去除水中的铀、钍、镭。
具体实施方式
20.一种氧化锆行业伴生放射性废水处理新方法，包括下述步骤：
21.步骤(1)：向氧化锆行业伴生放射性废水投加药剂ⅰ和药剂ⅱ，搅拌形成 载带吸附体，得到吸附后的废水。
22.步骤(2)：向步骤(1)处理后的废水中投加碱性药剂ⅲ和絮凝剂ⅳ，进行 搅拌中和、沉淀，实现固液分离，得到上清液和底渣。
23.步骤(3)：上清液经过滤后，得到达标处理水。
24.其中，(1)步骤(1)中投加药剂ⅰ为氯化钡，药剂ⅱ为硫酸钠、硫酸铝和 硫酸铁中的一种或几种。药剂ⅰ氯化钡投加量为每升废水0.1-0.2g，药剂ⅱ投加 量为每升废水1.0-2.0g。搅拌反应时间为10-15min。氯化钡和硫酸盐形成载带吸 附体，废水中的镭被转移到载带吸附体上。本发明中，硫酸铝和硫酸铁因具有 絮凝效果，药剂投加量较硫酸钠偏小。
25.(2)步骤(2)中投加的碱性药剂ⅲ为氢氧化物、钙的氧化物的一种或几 种，絮凝剂ⅳ为阴离子聚丙烯酰胺。碱性药剂ⅲ投加量为每升废水3-3.5g，ph 值为8-8.5，随着ph值增大，铀和钍的去除率略有增加。根据排放标准要求， 本发明中ph值控制在8-8.5。絮凝剂ⅳ阴离子聚丙烯酰胺投加量为每升废水 2-3mg。搅拌反应时间为20-30min。
26.(3)步骤(2)中的沉淀时间为0.5-1h。
27.(4)步骤(3)过滤为压力过滤器，过滤精度为5μm粒径去除率≥95％。 过滤器结构：上部进水口、下部出水口、上部反冲洗出水口、下部反冲洗进水 口，正常过滤时废水自上向下顺流，反冲洗时反洗水自下向上逆流。
28.(5)步骤(3)中所述的达标处理水中u和th总浓度≤0.1mg/l，镭浓度 ≤1.1bq/l。
29.实施例1
30.(1)步骤(1)中投加药剂ⅰ为氯化钡，药剂ⅱ为硫酸钠、硫酸铝和硫酸 铁中的一种或几种。药剂ⅰ氯化钡投加量为每升废水0.1-0.2g，药剂ⅱ投加量 为每升废水1.0-2.0g。搅拌反应时间为10-15min。氯化钡和硫酸盐形成载带吸 附体，废水中的镭被转移到载带吸附体上。本发明中，硫酸铝和硫酸铁因具有 絮凝效果，药剂投加量较硫酸钠偏小。
31.(2)步骤(2)中投加的碱性药剂ⅲ为氢氧化物、钙的氧化物的一种或几 种，絮凝剂ⅳ为阴离子聚丙烯酰胺。碱性药剂ⅲ投加量为每升废水3-3.5g，ph 值为8-8.5，随着ph值增大，铀和钍的去除率略有增加。根据排放标准要求， 本发明中ph值控制在8-8.5。絮凝剂ⅳ阴离子聚丙烯酰胺投加量为每升废水 2-3mg。搅拌反应时间为20-30min。
32.(3)步骤(2)中的沉淀时间为0.5-1h。
33.(4)步骤(3)过滤为压力过滤器，过滤精度为5μm粒径去除率≥95％。 过滤器结构：上部进水口、下部出水口、上部反冲洗出水口、下部反冲洗进水 口，正常过滤时废水自上向下顺流，反冲洗时反洗水自下向上逆流。
34.(5)步骤(3)中所述的达标处理水中u和th总浓度≤0.1mg/l，镭浓度 ≤1.1bq/l。
35.实施例2
36.某氧化锆生产企业伴生放射性废水，其中铀浓度为15.2mg/l，钍浓度为 8.5mg/l，镭浓度为43.2bq/l，氯离子浓度为28.6g/l，ph值为1.0左右。
37.取上述废水1000ml，加入200mg氯化钡和1.5g硫酸钠，在室温下，搅拌 10-15min；加入20％石灰乳液16ml，搅拌10-20min，中和至ph值8.5；加入3mg 阴离子聚丙烯酰胺，搅拌10min，静止沉淀1h，取上清液过滤，取过滤后出水 进行水质检测，出水满足《伴生放射性矿开发利用环境辐射限值(报批稿初稿)》 和《稀土工业污染物排放标准》(gb26451-2011)中的排放标准，检测结果见表1。
38.表1
[0039][0040]
实施例3
[0041]
废水采用实施例1中的废水，取废水1000ml，加入100mg氯化钡和1g硫酸 钠，在室温下，搅拌10-15min；加入20％石灰乳液16ml，搅拌10-20min，中和 至ph值8.5；加入3mg阴离子聚丙烯酰胺，搅拌10min，静止沉淀1h，取上清 液过滤，取过滤后出水进行水质检测，出水满足《伴生放射性矿开发利用环境 辐射限值(报批稿初稿)》和《稀土工业污染物排放标
准》(gb26451-2011)中的 排放标准，检测结果见表2。
[0042]
表2
[0043][0044]
实施例4
[0045]
废水采用实施例1中的废水，取废水1000ml，将硫酸钠换为硫酸铝，加入 100mg氯化钡和0.5g硫酸铝，在室温下，搅拌10-15min；加入20％石灰乳液16ml， 搅拌10-20min，中和至ph值8.5；加入3mg阴离子聚丙烯酰胺，搅拌10min， 静止沉淀1h，取上清液过滤，取过滤后出水进行水质检测，出水满足《伴生放 射性矿开发利用环境辐射限值(报批稿初稿)》和《稀土工业污染物排放标准》 (gb26451-2011)中的排放标准，检测结果见表3。
[0046]
表3
[0047][0048]
实施例5
[0049]
废水采用实施例1中的废水，取废水1000ml，将硫酸钠换为硫酸铁，加入 100mg氯化钡和0.5g硫酸铁，在室温下，搅拌10-15min；加入20％石灰乳液16ml， 搅拌10-20min，中和至ph值8.5；加入3mg阴离子聚丙烯酰胺，搅拌10min， 静止沉淀1h，取上清液过滤，取过滤后出水进行水质检测，出水满足《伴生放 射性矿开发利用环境辐射限值(报批稿初稿)》和《稀土工业污染物排放标准》 (gb26451-2011)中的排放标准，检测结果见表4。
[0050]
表4
[0051]

技术特征：
1.一种氧化锆行业伴生放射性废水处理新方法，其特征在于：伴生放射性废水采用载带吸附、中和沉淀、过滤的方法，使处理后的伴生放射性废水中u和th总浓度≤0.1mg/l，镭浓度≤1.1bq/l。2.如权利要求1所述的一种氧化锆行业伴生放射性废水处理新方法，其特征在于，其包括以下步骤：(1)向伴生放射性废水投加药剂ⅰ和药剂ⅱ，搅拌形成载带吸附体，得到吸附后的废水，(2)向步骤(1)处理后的废水中投加碱性药剂ⅲ和絮凝剂ⅳ，进行搅拌中和、沉淀，实现固液分离，得到上清液和底渣，(3)上清液经过滤后，得到达标处理水。3.如权利要求2所述的一种氧化锆行业伴生放射性废水处理新方法，其特征在于：放射性废水ph值1.0左右，氯离子浓度28g/l左右。4.如权利要求3所述的一种氧化锆行业伴生放射性废水处理新方法，其特征在于：步骤(1)中投加药剂ⅰ为氯化钡，药剂ⅱ为硫酸钠、硫酸铝和硫酸铁中的一种或几种。5.如权利要求4所述的一种氧化锆行业伴生放射性废水处理新方法，其特征在于：步骤(2)中投加的碱性药剂ⅲ为氢氧化物、钙的氧化物的一种或几种，絮凝剂ⅳ为阴离子聚丙烯酰胺。6.如权利要求5所述的一种氧化锆行业伴生放射性废水处理新方法，其特征在于：步骤(3)过滤为压力过滤器，过滤精度为5μm粒径去除率≥95％。7.如权利要求6所述的一种氧化锆行业伴生放射性废水处理新方法，其特征在于：步骤(3)中所述的达标处理水中u和th总浓度≤0.1mg/l，镭浓度≤1.1bq/l。8.如权利要求7所述的一种氧化锆行业伴生放射性废水处理新方法，其特征在于：步骤(1)中药剂ⅰ氯化钡投加量为每升废水0.1-0.2g，药剂ⅱ硫酸钠投加量为每升废水1.0-2.0g，步骤(2)碱性药剂ⅲ生石灰投加量为每升废水3-3.5g，ph值为8-8.5，絮凝剂ⅳ阴离子聚丙烯酰胺投加量为每升废水2-3mg。9.如权利要求8所述的一种氧化锆行业伴生放射性废水处理新方法，其特征在于：步骤(1)中的搅拌反应时间为10-15min，步骤(2)中的搅拌反应时间为20-30min，沉淀时间为0.5-1h。

技术总结
本发明属于水处理方法，具体涉及一种氧化锆行业伴生放射性废水处理新方法。一种氧化锆行业伴生放射性废水处理新方法，其中，伴生放射性废水采用载带吸附、中和沉淀、过滤的方法，使处理后的伴生放射性废水中U和Th总浓度≤0.1mg/L，镭浓度≤1.1Bq/L。本发明的显著效果是：该工艺向废水中投加氯化钡和硫酸盐，形成载带吸附体，将废水中的镭转移至载带吸附体上。通过投加石灰乳液和絮凝剂，使废水中的铀和钍以共沉淀作用从水中去除。通过载带吸附、中和沉淀、过滤，能将伴生放射性废水中的铀、钍、镭浓度将至排放限值以下，实现达标排放。该方法对铀和钍的去除率在99.5％以上，对镭的去除率在97.5％以上，使处理后的伴生放射性废水中U和Th总浓度≤0.1mg/L，镭浓度≤1.1Bq/L。镭浓度≤1.1Bq/L。


技术研发人员：何立宁 郭尔华 王聪颖 连国玺 刘晓超 冀东
受保护的技术使用者：核工业北京化工冶金研究院
技术研发日：2022.05.07
技术公布日：2023/7/20