造粒共沉淀-膜分离去除水中放射性锶的中试研究

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1、造粒共沉淀-膜分离去除水中放射性锶的中试研究PilotScaleExperimentonRemovalofRadioactiveStrontiumfromWaterbyPelletCoprecipitation-MembraneSeparationProcess工程领域：环境工程作者姓名：王利桃指导教师：顾平教授企业导师：于俊利高级工程师天津大学环境科学与工程学院二〇一七年十一月摘要放射性锶源自核裂变，进入饮用水后对人体健康的危害极大。鉴于我国在大力发展核能，开发经济有效的除锶工艺是十分必要的。利用造粒共沉淀

2、-膜分离技术能够有效去除水中放射性锶，改善形成颗粒的沉降性能，同时减缓膜污染。本文在造粒-微滤组合工艺除锶小试试验基础上，将试验扩大至中试规模，设计流量为20m3/d。试验前期首先对中试试验装置进行调试，并进行了晶种制备试验。晶种制备时的水温为27℃左右，造粒搅拌强度207s-1，以5mg/L含锶原水、1.0g/L的CaCO3、1.0g/L的Na2CO3进行造粒。结果表明，中试试验造粒至25周期后沉淀出水的浊度从160NTU降至5.00NTU，硬度去除率稳定在58.0%以上，锶的去污因数(decontamin

3、ationfactor,DF)可以达到82。除锶试验中，在Na2CO3投加量为1.0g/L、FeCl3投加量为10mg/L条件下，当初始锶浓度从7.5mg/L变为5mg/L时，平均DF从200降为144。此外，在初始锶浓度为5mg/L、FeCl3投加量为10mg/L条件下，当Na2CO3投加量从0.7g/L变为0.5g/L时，平均DF从153降为43。除锶试验浓缩倍数(concentrationfactor,CF)均在2000以上。膜污染速率均为先快后慢。装置的设计膜通量为21.0L/(h·m2)，在处理了约

4、200m3水后膜比通量降至8.61L/(h·m2·m)，此时工艺处理能力不能满足要求。首先用清水浸泡膜组件并用盐酸调节水的pH至3.00，曝气5h，膜比通量可恢复83.1%。中试试验中DF均比相同条件下小试试验的DF低，在今后的工作中应该进一步研究，提高本工艺的除锶效果。关键词：放射性污染水，除锶，造粒共沉淀，微滤IIIABSTRACTRadioactivestrontiumisformnuclearfission,whichisharmfultohumanhealthifitcomesintopotable

5、water.BecausenuclearenergyisdevelopedrapidlyinChina,itisnecessarytofindaneconomicalandefficientprocesstoremoveradioactivestrontium.Combinedprocessofpelletcoprecipitationandmembraneseparationcaneffectivelyremoveradioactivestrontiumfromwater,improvethesedimen

6、tationabilityoftheparticulatesformed,andrelievethemembranefouling.Onthebasisoflab-scaleexperimentsofthecombinedprocessmentionedabove,thisexperimentwasexpandedtopilotscalewithatreatmentcapacityof20m3/d.Intheearlystageofthepilotexperiment,theequipmentwasdebug

7、ged,andthepreparationofthecrystalseedwasconducted.Theprocedurewastodose1.0g/LCaCO3asseed,1.0g/LNa2CO3asprecipitantandrawwaterwithaninitialstrontiumconcentrationof5mg/L,duringwhichthewatertemperaturewas27℃andstirringintensitywas207s-1.Theresultsshowedthatthe

8、turbidityoftheprecipitatedwaterdeclinedto5.00NTUfrom160NTU,thehardnessremovalratewasmorethan58.0%,anddecontaminationfactor(DF)couldreachat82after25cycles.Inthestrontiumremovalexperiments,wheninitialstr