[发明专利]用于含铀废水处理的可渗透反应系统及处理方法

说明书

本发明提供了一种用于处理含铀废水的可渗透反应系统，其包括除氧墙体、深度除铀墙体和活化单元。通过对除氧墙体、深度除铀墙体和活化单元的结构及反应料、填料的设计，有效避免反应料板结、堵塞、频繁失活和墙体内沟流的现象。采用活性好、稳定性好的反应料延长可反应渗透系统的使用寿命和维护周期，能够自监控及自运行，实现无人值守处理含铀废水。

技术领域

本发明属于放射性废水处理领域，具体涉及一种用于含铀废水处理的可渗透反应系统及利用该系统处理含铀废水的方法。

背景技术

近年来，核工业及相关铀矿冶工业得到快速的发展，放射性铀也在开采及冶炼过程中向环境扩散。铀属于放射性重金属元素，释放出α射线，对人类及动植物产生放射性辐射损伤。铀的污染源很多，包括铀矿开采、冶炼、加工，核电站放射性废物排放，异常事故泄露，核武器生产和试验等。尤其是尾矿库是核燃料生产系统中储存放射性废物的场所，会产生多种重金属的复合污染源，极易造成土壤和水体的污染，通过食物链进入人体，危害人类健康。

在处理污染地下水等大量、长期进行处理的水体的方法中，可渗透反应墙逐渐被人们应用于处理放射性地下水。欧美一些发达国家已经对PRB技术进行了大量的试验及工程技术研究，并投入商业应用，国外已把该技术应用在铀矿冶退役等方面，如采用PRB技术去除水中铀和砷，利用零价铁与褐煤做反应料处理酸性坑水与含放射性核素及重金属的废水。

根据IAEA推荐，低浓度含铀废水是指其放射性活度浓度范围在37-3.7×10⁵Bq/L，所含的主要放射性元素为铀，一般还有重金属等其它污染物质的废水。

水体中铀的形态主要是四价铀U(Ⅳ)和六价铀U(Ⅵ)两种价态，与其它金属化合物或氧化物共存。其中，U(Ⅳ)容易与无机碳形成稳定的络合物，最终形成沉淀，而U(Ⅵ)则通常以铀酰离子UO₂²⁺的形式存在，可溶性较好，不容易去除。水体中铀的去除主要是指去除铀六价及其化合物。

相比传统地下水处理技术，PRB是一种相对成本低的被动技术，可以使用廉价有效的反应料，具有更低的能源消耗，移除处理后污染物的费用很低，维护和监控成本也相对不高。PRB技术除一次性投资较大和需要长期监测外，具有能持续原位处理污染物5到10年、处理多种污染物，如重金属、有机物等、处理效果好、安装施工方便、性价比相对较高而且对生态环境扰动较小等优点，当污染的地下水在自身水力梯度作用下通过反应墙时，污染物与反应墙中的反应料发生物理、化学反应而被去除，从而达到污染修复的目的。

但是，PRB还存在诸多技术问题，其中，PRB的反应料研究是整个PRB技术的核心内容，目前，在处理放射性废水中，主要利用零价铁、羟磷灰石、石灰石、煤块、氧化钛等，存在反应料反应寿命短、吸附性差、失效快、反应料易堵塞、成本高等长期处理废水能力不足等问题。另外，PRB内外结构在实际应用中，不够合理优化，还会影响反应料的长期利用率等诸多问题。需要一种可渗透反应系统能够长期、稳定的处理含铀废水，降低维护频率及维护成本，满足工业生产的需要。

发明内容

为解决上述问题，本发明中提供了一种用于处理批量含铀废水的可渗透反应系统，采用铁屑和海绵铁等多种反应料，采用多墙体系统，合理优化墙体结构，延长反应料的使用寿命，使反应料长期保持稳定活性，并设计活化工序，避免反应料堵塞、失活，提高可渗透反应系统的处理效果及效率，增长维护周期，降低维护成本，从而完成本发明。

本发明目的在于提供一种用于处理含铀废水的可渗透反应系统，所述系统包括除氧墙体、深度除铀墙体和活化单元。

在本发明中，所述除氧墙体和深度除铀墙体采用垂直折流的内部结构，墙体内部设置竖直折流板101，相邻折流板101的出水位置设置在上下相反的位置，与入水口相邻的折流板101的出水位置与入水口的上下方向相反，从而使含铀废水在墙体内的流出路径形成折流，加长废水与反应料的接触路径。