膜分离技术去除水中放射性污染物锶的研究

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1、北京化工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：』醴丝虹日期：—型业聋尘蛆关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以

2、公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。口论文暂不公开(或保密)注释：本学位论文属于暂不公开(或保密)范围，在』L年解密后适用本授权书。62j非暂不公开(或保密)论文注释：本学位论文不属于暂不公开(或保密)范围，适用本授权书。作者签名：]也厶丞盘导师签名：二呶一日期：兰垒丝鱼篁旦；翌回日期：丝烂墼呈旦主芝亟学位论文数据集中图分类号X523学科分类号61030论文编号1001020140271密级公开学位授予单位代码10010学位授予单位名称北京化工大学作者姓名沈俊杰学号2011200271获学位专业名称环境科学与工程获学位专业代

3、码0803课题来源国际合作项目研究方向膜分离工艺论文题目膜分离技术去除水中放射性污染物锶的研究关键词放射性污染物、锶、纳滤、反渗透论文答辩日期2014．05．27·论文类型基础研究学位论文评阅及答辩委员会情况姓名职称工作单位学科专长指导教师杨晓进教授北京化工大学环境安全评阕人i余江教授北京化工大学环境催化评阅人2林爱军副教授北京化工大学环境毒理学评阅人3椭员蝴杨晓进教授北京化工大学环境安全答辩委员l海热提教授北京化工大学环境工程答辩委员2胡翔教授北京化工大学污水处理答辩委员3贾立敏教授北京化工大学污水处理答辩委员4刘广青副研究员北京化工大学固废处理答辩委员5刘志明副教授北京

4、化工大学环境催化答辩委员6王曙光副教授北京化工大学环境微生物答辩委员7卫建军副教授北京化工大学环境修复答辩委员8注：一．论文类型：1．基础研究2．应用研究3．开发研究4．其它二．中图分类号在((中国图书资料分类法》查询。三．学科分类号在中华人民共和国国家标准(GB／T13745-9)Ⅸ学科分类与代码》中查询。四．论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。摘要膜分离技术去除水中放射性污染物锶的研究2011年3月，日本发生9．O级强烈地震和海啸，导致福岛第一核电站发生严重的核泄漏事故。福岛核事故的发生唤起人们对放射性污染物的关注。锶90(90Sr)是放射性核素的代表，产生于核

5、燃料循环和放射性同位素的生产应用中。锶90对生物体、自然资源和环境都有害。人体受到锶90辐射后，会导致骨癌、软组织癌和白血病等疾病。非放射性锶的危害相对较低，但过量的摄入会对儿童的骨骼生长产生不利的影响。以纳滤(NF)和反渗透(Ro)为代表的膜分离技术在在放射性废水处理中的应用展示了广阔的前景。但是膜分离的效率受水质、操作因素和膜污染的影响很大。本课题首先考察了膜种类、回收率和溶液pH值对除锶效率的影响。试验采用一个搅拌式过滤装置，测试了6种纳滤和反渗透膜(BW30，BWLE，NF90，NF270，TFC—SR2，TFC—SR3)。结果显示：锶的截留原理主要是筛分效应。反渗

6、透膜的除锶效率明显高于纳滤膜。回收率对除锶效率的影响通过浓差极化实现。溶液pH值对除锶效率的影响主要通过改变锶的存在形态实现。本课题还研究了天然有机物(NoM)与锶的相互作用及其对膜除锶效率的影响。锶在自然水体中的迁移和转化受到NOM的影响。NOM富含羧基、T北京化工大学硕士研究生论文酚基等含氧官能团，能够与金属离子发生螯合反应。影响锶与NOM反应的因素包括浓度、溶液pH值和竞争离子等。在实验室试验阶段，采用人工配置溶液和NF270纳滤膜。腐植酸作为NOM的代表被加入到人工溶液中。锶与NOM的反应由化学平衡软件VisualMINTEQ模拟计算。结果显示溶液pH值影响锶和NO

7、M的溶解度。锶与NOki的反应的最佳pH范围为pH7—9，此时NOM结构中的羧基充分解离，增强了NOM对锶的吸附。与NOM结合的锶能够更有效的被纳滤膜截留。在现场试验阶段，选取一处富含锶和NOM的地下水，利用小型纳滤／反渗透系统进行改变溶液pH值的过滤试验，测试了三种膜(DesalAG，TFC—ULP，TFC—SR2)的除锶效率。结果显示：NOM对锶的吸附被原水中高浓度的硫酸根所屏蔽。当pH值大于10时，锶开始形成碳酸锶和硫酸锶沉淀，造成严重的膜结垢现象。本实验发现用膜分离处理自然水体中的锶的最佳pH范围是pH7-