[发明专利]一种膜吸收法处理高氨放射性废水的工艺

说明书

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种膜吸收法处理高氨放射性废水的新工艺。

背景技术

由于能源紧缺，我核电事业重新进入快速发展阶段，核电必将在我国能源结构中占有更重要的位置。在大力发展核电的同时，核废物的处理也越来越受到人们的广泛关注。放射性废水处理成为核电发展的一个重要制约因素。

高温气冷堆作为先进的堆型，在核电发展中显示出良好的应用前景。在燃料元件生产过程会产生大量的高氨放射性废水，目前还没有成熟、可靠的处理工艺。常规废水处理中氨的处理方法主要包括吹脱法、化学沉淀法、蒸发法等。吹脱法包括蒸汽吹脱法和空气吹脱法，对氨氮去除效率较高，其主要缺点是能耗高和运行维护成本高，而且存在由于微小液滴夹带产生二次污染问题。化学沉淀法工艺操作简单，但对于高浓度氨氮废水，产生污泥量较大，不适合放射性废水处理。

在放射性废水处理中应用的膜技术主要包括压力驱动的微滤、超滤、纳滤和反渗透等，主要以反渗透法为主，国外已有部分核电厂采用反渗透工艺处理部分放射性废水。对于疏水性膜分离技术，如膜吸收、膜蒸馏和渗透蒸发等，应用于放射性废水处理还缺乏研究。

由于常规氨氮处理工艺本适用于放射性废水处理，研究开发高效、节能、安全的新技术去除放射性废水中高浓度氨十分必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种高氨放射性废水中氨的分离工艺，以解决传统吹脱法存在的能耗和运行成本高、氨去除效率低、工艺设备复杂等缺点。

本发明的实现方案是：

一种膜吸收法处理高氨放射性废水的工艺，采用膜吸收法，利用疏水性的膜组件在常温常压操作下处理放射性废水中的氨；设备包括疏水性的膜组件、蠕动泵、温度计及配套管道。 

所述膜组件为中空纤维膜组件；废水进入膜组件的管程，经过除氨过程后回流至废水储液槽；吸收液进入膜组件的壳程，通过膜组件吸收氨后回流至吸收液储槽。

可选的，工艺的运行方式为废水循环走壳程，吸收液循环走管程。

膜组件的膜两侧进出水处均安装有温度计，以随时监测膜两侧溶液进出水温度的变化。

可选的，为了提高氨的去除速率，提高废水温度为20℃～80℃，尤其适用于有余热或废热利用的情况。

废水中氨浓度为2000 mg/L～25000 mg/L，废水流速为0.0048 m/s～0.248 m/s，调节废水初始pH大于11.5。

同样的，该工艺适用于各种浓度氨的放射性废水，同时适用于普通含氨废水处理。

所述吸收液为非挥发性酸类。

优选的，所述吸收液为硫酸或硝酸。

可选的，所述膜组件为平板膜或卷式膜组件。

本发明采用膜吸收法处理氨的放射性废水，该工艺具有流程简单、易于规模化设计、去除效率高、能耗低、对进水水质适应性强、易于与其他工艺组合等优点。对高氨放射性废水处理显示出良好的应用前景。废水经过膜吸收处理后，氨氮的去除可有效降低后续处理负荷。该工艺不仅可有效克服传统蒸发工艺能耗高、去除效率低、设备管道易腐蚀等缺点，还可以有效防止核素随小液滴的夹带进入蒸馏液。

附图说明

图1为 膜吸收法去除氨原理图。

图2为膜吸收处理放射性废水中氨装置流程图。

具体实施方式

本发明采用膜吸收工艺处理高氨放射性废水中的氨，工艺原理参见附图1，利用疏水性高分子膜，通过调节废水pH，氨从废水中挥发到膜的另一侧并被硫酸吸收液吸收，使氨从废水中分离并回收。设备包括中空纤维膜组件、蠕动泵、温度计及配套管道，如图2所示。

根据文献报道的高温堆燃料球生产工艺，配制模拟放射性废水。模拟废水由去离子水以及分析纯的氨水、四氢糠醇、尿素和硝酸铵配制，主要成分包括25000 mg/L的氨、7750 mg/L的硝酸根、6000 mg/L的尿素和10000 mg/L的四氢糠醇。吸收液采用体积分数为15%的硫酸溶液，废水和吸收液储槽体积均为1 L。工艺采用双循环运行方式，废水通过蠕动泵进入膜组件的管程，最后流回到废水储槽中，吸收液通过蠕动泵进入膜组件的壳程，水流方向与废水相反，最后流回到吸收液储槽中，如图2所示。废水中的氨在蒸汽压的推动下穿过膜孔进入吸收液，并迅速与吸收液中的硫酸反应生成硫酸铵，从而达到去除和回收废水中氨的目的。定时取样分析废水中氨的变化，通过改变不同的运行参数对比膜吸收法处理放射性废水中氨的效果。

实施例1