[发明专利]一种以C3N4为吸附剂的含铀废水处理系统及方法

说明书

本发明公开了一种含铀废水的处理系统及方法，特别是一种以C₃N₄为吸附剂的含铀废水处理系统，包括废水收集箱、吸附池、光催化池、固液分离池、焚烧炉和膜分离装置；其中，所述废水收集箱的第一废水出液管与吸附池的第二废水进液管相对接，所述吸附池的第二废水出液管与光催化池的第三废水进液管相对接，所述光催化池的第三废水出液管与固液分离池的第四废水进液管相对接，所述固液分离池的第四废水出液管对接至膜分离装置。同时，本发明中还提供了一种以C₃N₄为吸附剂的含铀废水处理方法。与现有技术相比较，本发明利用了更廉价的吸附剂C₃N₄，吸附效率更高，光催化后得到的产物更稳定，而且产物可回收，增加了经济效益。

技术领域

本发明涉及一种含铀废水的处理系统及方法，特别是一种以C₃N₄为吸附剂的含铀废水处理系统及方法。

背景技术

随着世界各国核电的快速发展，铀矿的需求量越来越大，而铀矿的开采和铀水冶过程中会产生大量的含铀废水。含铀废水不仅会污染地表水，还会渗透进入地下污染地下水，同时会进入生物体内，从而造成很大的危害，因此，铀污染水体的修复问题亟待研究解决。目前，含铀废水的处理方法主要有化学沉淀法、离子交换法、吸附法等。

吸附工艺主要以吸附剂为基础，它对放射性核素有很高的选择性，不但可以吸附分子，也可以吸附离子，具有工艺简单，去除率高等优点；其缺点在于成本过高，所以开发一种高效廉价的吸附剂对于处理含铀废水行业的发展具有极大的意义。

C₃N₄被认为是最古老的人工合成化合物之一，其历史可以追溯到1834年，由Berzelius和Liebig首次报道。1922年Franklin通过热解Hg(CN)₂和Hg(SCN)₂等前驱体得到一种无定型氮化碳，他还提出了其可能结构。1937年由Pauling和Sturdivant首次提出C₃N₄是以共面三均三嗪为基本结构单元的多聚类化合物，并通过X射线晶体学研究证明了这一观点。20世纪90年代，C₃N₄在长时间的冷落后再次引起研发人员的关注，但这一时期主要是在超硬材料β-C₃N₄方向有突破性进展。1996年Teter和Hemley采用第一性原理对C₃N₄重新计算，提出C₃N₄具有5种结构，即α相、β相、c相、p相和g相，其中前四种为超硬材料，而g-C₃N₄是软质相，在常温常压下稳定。2006年g-C₃N₄开始应用于多相催化领域，由福州大学王心晨教授课题组于2009年证实g-C₃N₄非金属半导体可以在光照下催化水产生氢气。近年来，由于特殊的结构和优异的性能，g-C₃N₄成为研究热点，也有企业成功实现量产并推动g-C₃N₄在光催化领域的商业化应用。g-C₃N₄能通过多种富氮前驱体(如双氰胺、尿素、三聚氰胺、硫脲等)、多种制备手段制得，具有工艺流程短、使用设备少、对设备要求低、制备时间短等特点。

我们发现，C₃N₄对铀有着明显的吸附作用，而C₃N₄同时也是一种性能良好的光催化材料，我们可以借助光照，使得原本易溶于水的铀(VI)变为不溶于水的铀(IV)，使得我们处理污水变得更加简单方便。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种以C3N4为吸附剂的含铀废水处理系统及方法