氯化亞銅沉淀法去除水中放射性碘的研究.pdf

1、歷史上幾次重大的核事故中均檢測(cè)到放射性碘核素的存在，尤其是在日本福島核事故后，地表水、海水、地下水以及飲用水已受到放射性碘污染。碘作為水體主要放射性污染物之一，已經(jīng)引起了學(xué)者們關(guān)注和研究，一旦不加以控制將會(huì)對(duì)人體健康造成嚴(yán)重危害。
　　本文首次提出一種新工藝去除水體中的放射性碘核素，即氯化亞銅沉淀法去除水中放射性碘。在除氧的條件下，選用CuCl為沉淀劑，離解產(chǎn)生的Cu+與水體中的I-反應(yīng)生成CuI沉淀，通過(guò)0.45μm膜過(guò)濾后，使

2、得碘離子得以去除。本研究通過(guò)燒杯試驗(yàn)來(lái)考察工藝的可行性，并以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)小試試驗(yàn)裝置。根據(jù)實(shí)際情況調(diào)試并重現(xiàn)燒杯試驗(yàn)的結(jié)果，并且優(yōu)化小試的操作參數(shù)、評(píng)價(jià)工藝運(yùn)行的性能及除碘效果。
　　在燒杯試驗(yàn)中，研究了不同CuCl投加量、反應(yīng)時(shí)間、初始I-濃度、共存的Cl-及HCO3-濃度對(duì)I-去除率的影響，并分析了其產(chǎn)生的固相物質(zhì)的組分來(lái)進(jìn)一步解析反應(yīng)過(guò)程。結(jié)果表明，初始I-濃度的變化（5～40mg/L）和Cl-濃度的變化（0～400mg/L

3、）對(duì)I-去除率并無(wú)顯著影響。在CuCl投加量為150mg/L，反應(yīng)時(shí)間為15min時(shí)I-去除率為95.8％，為最佳操作條件，但出水Cu2+濃度超標(biāo)，并且出水pH略低。投加HCO3-可以有效提高出水pH，并且隨著HCO3-投加量的增大，出水Cu2+濃度逐漸降低。當(dāng)HCO3-濃度為87.14mg/L時(shí)，出水Cu2+濃度能夠達(dá)到飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（<1mg/L），但I(xiàn)-去除率也降低至81.2%。通過(guò)XPS表征和水質(zhì)分析可以反映出未投加HCO3-時(shí)

4、沉淀物中存在CuI、Cu、Cu2O、CuO、Cu(OH)2等；加HCO3-后沉淀物除包含以上物質(zhì)，同時(shí)有硫銅化物的生成，并且從出水中未能檢測(cè)出SO42-。
　　小試試驗(yàn)中，為了實(shí)現(xiàn)加藥的準(zhǔn)確性，將CuCl粉末投入0.02mol/L的鹽酸中配成懸濁液投加。小試工藝裝置連續(xù)7天穩(wěn)定運(yùn)行，共處理水量為1540L，因處理廢水的水質(zhì)與燒杯試驗(yàn)不同，氯化亞銅的最佳投加量為260mg/L，I-平均去除率為97%，出水Cl-、SO42-濃度穩(wěn)定，

5、平均值（扣除自來(lái)水背景值后）分別為85mg/L和31mg/L，出水Cu2+濃度平均值為20mg/L，SF初始值為63.36L/(m2·h·m)，運(yùn)行結(jié)束后SF值為9L/(m2·h·m)，沉淀物的XPS分析與燒杯試驗(yàn)結(jié)果一致。在出水過(guò)膜前向膜分離器中加入不同濃度的CO32-，當(dāng)其投加量為80mg/L時(shí)出水Cu2+濃度為0.72mg/L，出水pH為8.21，I-去除率此時(shí)已降低至57%。所以，在今后的研究中還應(yīng)進(jìn)一步改進(jìn)工藝，使其既可以使出