[发明专利]一种含铀废水电化学处理方法

说明书

技术领域

本发明属于水治理应用技术领域，涉及一种用于高效治理含铀废水的电化学治理方法。

背景技术

核能作为一种清洁、环保和安全的能源，在世界各国倡导节能减排的大背景下其使用优势格外凸显。为了满足核电事业的发展，必须加大对铀矿资源的开采和选冶力度；但是在铀矿资源开采和选冶过程中会产生大量的含铀废水，对铀矿山及冶炼地区居民身体健康和生态环境造成极大地威胁与破坏。铀可通过饮水（约占总摄入量的64%）和食物链等途径进入人体，且会富集在肝脏、肾脏和骨骼中，对人体器官造成放射性辐射伤害。其化学毒性会引起慢性甚至急性中毒，对人体的造血器官、消化系统、生殖系统和神经系统等造成不同程度的损伤。当铀剂量在人体内富集至一定量时，会导致人体内原有的电磁场发生异常，即影响并破坏人体原有的生物电流、生物磁场，诱发皮肤起色斑、瘫痪、白血病等的慢性放射性疾病，对人类身体健康造成极大危害。因此，含铀废水的治理已成为当前环保工作者亟待解决的重要环境问题之一。

目前传统的含铀废水治理方法主要有：混凝沉淀法、蒸发浓缩法、吸附法、离子交换等治理方法。其中混凝沉淀法常用沉淀剂有石灰乳、石灰、三氯化铝、三氯化铁等，该方法工艺简单，成本低，但出水浓度不能达到排放标准，且沉淀产物会产生二次污染。蒸发浓缩法简单可靠，去污效果好，对污染物浓度的要求不大，但消耗热能大，治理成本较高。离子交换法的设备简单，去除效果较好，但价格昂贵，树脂治理能力有限，且废水中竞争离子的干扰对治理效果影响较大。吸附法治理操作方便，治理速度快，但治理效果受条件影响较大（如：吸附剂性质、温度、接触时间、共存离子、溶液pH等），且难以实现铀的分离回收。因此，开发新型绿色环保、节能高效的铀废水治理技术迫在眉睫。

现有技术中：CN201510636626.6《一种用于含铀废水处理的电还原沉淀铀的方法》首先根据废水性质采用硫酸或氢氧化钠调节含铀废水的pH值至2-4，然后以金属铁为阳极，石墨为阴极，采用直流电源进行电还原，通过控制工艺参数，铁离子转变成四氧化三铁，六价铀被还原成四价铀，并使铀与四氧化三铁发生共沉淀，从而达到去除废水中铀的目的。然而，水溶液电解质与铀酰离子较差的电荷传递效率，使得六价铀还原为四价铀的效率很低，且较低的pH条件下，废水铀酰离子活度较大，生成的四价铀会氧化生成六价铀，使得含铀废水处理效率较低。

CN201110393745.5《一种用于碱性含铀废水处理的中和方法》其向碱性含铀废水中加入FeSO₄中和废水中的OH^-，FeSO₄调节废水pH值在7～9， Fe²⁺在空气作用下氧化水解生成Fe(OH) ₃沉淀，Fe(OH) ₃沉淀带正电可吸附铀离子；然后加入BaCl₂除镭，共沉淀生成Ba(Ra)SO₄，BaCl₂加入量控制在0.02～0.06g·L^-1。该发明方法是碱性含铀废水处理工艺一个重要工序，同时实现中和、吸附载带深度除铀、补充除镭所用SO₄^2-、抑制沉淀物返溶、共沉淀除镭等功能。然而，铀矿开采及冶炼过程中，因酸的大量使用，使得排放的含铀废水pH<3，采用调节pH碱性沉淀的方法无疑增加了含铀废水的处理成本。

电絮凝工艺是电化学技术的一种，是在外加电场作用下通过牺牲阳极（Fe/Al）的正极溶出反应产生高价位金属离子，与水电解反应产生的氢氧根（OH^-）反应生成具有絮凝特性的Fe(OH)₃/Al(OH)₃前驱体（无需调节碱性介质），进而与废水中悬浮或溶解态污染物反应，形成絮体沉降而实现废水中污染物的去除，被广泛应用于各类有机废水（染料、有机酸、腐殖质等）与含重金属离子废水的去除，其主要优点如下：（1）设备占地面积小；（2）操作简便，便于管理维护；（3）无需添加化学试剂作为絮凝剂，不产生多余副产物，产泥量少，且污泥密实易脱水。

发明内容

为克服现有技术的上述不足而提供一种新的含铀废水达标治理方法，本发明采用铀酰离子有机配位体（偶氮砷Ⅲ）与铀废水中的铀酰离子配位螯合，使高活度游离放射性核素固定化，进而采用牺牲阳极（铁）电絮凝铀酰-有机配体螯合物，实现此类螯合物的网捕与共沉淀去除，从而达到含铀废水的高效治理；沉淀下来的絮体，便于后续铀资源的回收。

本发明采用的技术方案：