[发明专利]一种去除水中放射性核素的方法和装置

说明书

本发明提供一种去除水中放射性核素的方法和装置，包括：（1）将含放射性核素的水进行化学预处理，并向水中添加二氧化锰和/或在所述水中原位生成二氧化锰；输出预处理水；（2）采用平板陶瓷膜过滤器将预处理水进行过滤，放射性核素和二氧化锰被平板陶瓷膜过滤器分离，输出净化水；平板陶瓷膜过滤器的外表面上嫁接有磺酸型两性离子。本申请采用添加二氧化锰和表面嫁接了两性离子的无机超滤平板陶瓷膜过滤器相结合，可以获得很好的效果，对放射性废水中镭的吸附达到一定的厚度后，通过简单反洗吸附层脱落后可继续吸附，从而有效增加陶瓷膜的使用寿命，省去了使用砂滤器时所需的反渗透下游净化。

技术领域

本发明属于膜分离技术在废水处理领域的应用，具体涉及一种去除水中放射性核素的方法和装置。

背景技术

在许多国家，例如在许多非洲和阿拉伯国家，水是一种宝贵的商品，必须采取复杂的措施来满足对饮用水和工业用水的需求。例如，在沙特阿拉伯，相当数量的水是从深井中提取的，或是通过海水淡化厂提供的。然而，一个问题是，来自深井的水经常含有很高比例的放射性核素和重金属盐，如铁和锰盐。在深井水中，尤其是226Ra和228Ra的同位素被发现，还有228Th与同一衰变链相连。这些都是由天然铀的衰变形成的。在深层地下水中，放射性核素通常以溶解离子的形式存在，或与细悬浮矿物结合。与饮用水相比，工业用水不适合饮用，但也必须符合规定的质量标准，其中放射性不应超过放射性核素造成的10 pCi/I污染限值，在某些情况下，极限值仅为5 pCi/I。

深层地下水通常用反渗透法净化，通过反渗透法可以分离出水中的大部分离子负荷。为了使使用中的反渗透膜不会受到太严重的污染，通常在反渗透的上游连接多个预纯化步骤。尤其是过滤步骤，其中存在于水中的上述悬浮颗粒和沉淀的重金属化合物以及与其结合的放射性核素拟被分离。在沙特阿拉伯，迄今为止已使用了重达吨的砂滤器。这种砂滤器有各种各样的缺点。它们并不能在启动后立即达到满负荷，而是必须首先进行大力试运行。几个月后（通常最多20个月），大量放射性核素定期固定在砂滤器中，必须更换过滤器。过滤器的再生是不可行的，其处理是有问题的，仅仅是因为有大量的污染砂。

深层地下水中的镭离子或钍离子仅用砂滤器分离不充分。因此，在深层地下水进入砂滤层之前，人们试图用化学方法沉淀出这些离子。由此产生的放射性沉淀物可保留在砂滤器中。沉淀最有用的变体是添加水溶性钡盐，例如：氯化钡。通常，要净化的深层地下水也含有硫酸根离子。例如，在添加氯化钡后，水中存在的镭可以（Ba（Ra）SO₄）的形式沉淀出来。

相应的方法可以在专利出版物US 4636367、US 4423007和US 4265861中找到。然而，例如氯化钡有毒且非常昂贵是不利的。此外，钡离子，在不完全沉淀的情况下，可以携带到下游反渗透装置。高浓度的钡离子会损坏设备中的反渗透膜。

专利文献CN105321589A一种采用全膜法处理放射性废水的方法，包括依次进行的预处理、膜分离和深度处理；预处理为活性炭过滤；膜分离包括依次进行的中孔无机陶瓷膜过滤、微孔无机陶瓷膜过滤与陶瓷纳滤膜过滤，去除废水中大部分的无机盐、氨基酸、细菌、有机溶质粒子；深度处理为二级反渗透处理，满足放射性物质的排放要求。专利文献CN207567001U公开了一种水中放射性镭元素去除系统，系统通过自动投加装置将纳米级水合氧化锰加入水中，配合平板陶瓷膜，可以在陶瓷膜表面形成一层滤饼层，对镭的吸附拦截率在97%以上。但是，该陶瓷膜使用一段时间后，其表面及孔道内容易被水中污染物污染，使用寿命短。

发明内容

本发明的目的在于提供一种去除水中放射性核素获得工业用水或饮用水的方法，以克服现有技术中存在的陶瓷膜使用一段时间后，其表面及孔道内容易被水中污染物污染，使用寿命短等问题。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明的一种去除水中放射性核素的方法，其特征在于，包括：