吸附法处理低浓度含铀废水的研究进展.pdf

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1、吸附法处理低浓度含铀废水的研究进展高军凯，顾平，张光辉，高鑫，侯立安’(1．天津大学环境科学与工程学院，天津300072；2．河北工业大学能源与环境工程学院，天津300401；3．第二炮兵工程设计研究院，北京100011；4．第二炮兵后勤科学技术研究所，北京i000111[摘要]本文简要介绍了铀的危害及其在水溶液中的存在形态，综述了吸附法处理低浓度含铀废水的最新研究进展，分析了不同吸附技术的特点，评论了它们的吸附性能和应用前景，并对进一步的研究方向提出了一些看法。[关键词】放射性废水；铀；吸附；零价铁[中图分类号]TQ028[文献标识码]A[文章编号

2、]1009—1742(2014)07—0073—061前言2铀的危害及其在水溶液中的存在形态近年来，核工业迅速发展，铀作为重要核工业金属铀及铀化合物都具有放射性，当铀为外照原料，需求量日益增加，同时铀导致的水体污染越射源时，其放出的射线在空气中的射程仅有2．7～来越受到重视。水体中铀的来源主要包括铀矿开3．5cm，危险性较小，但铀的衰变子体释放出B射线采、冶炼及加工，核电站异常事故导致的铀泄露，核和弱v射线口，危害较大。铀可通过呼吸道和消化道武器的生产、试验及贫铀武器的使用等。进入体内，易溶性铀化合物还可经无伤的皮肤进入低浓度含铀废水的放射性比活度范

3、围为37～体内，从而产生内照射和化学毒性。因此，铀对人3．7x10Bq／L。美国环境保护局(EPA)规定废水中体具有化学毒性和辐射毒性两方面的危害，可对人铀的排放标准为30~tg／L；加拿大建议排放标准为的肾脏、免疫系统、神经系统及生育能力产生损害，20lag／L；世界卫生组织建议值为2~tg／L，中国排放并可能导致基因突变和癌症的发生H。标准为501ag／L⋯。铀在水溶液中的价态包括：三价、四价、五价和废水中铀的净化方法主要包括：化学沉淀、蒸六价。三价铀离子是强还原剂，易被氧化为四价和发浓缩、离子交换、吸附、膜处理和生物处理等。吸六价。四价铀能够被

4、溶液中的氧缓慢氧化为六附法因具有效率高、占地省、易于操作及产生污泥价。五价铀在酸性溶液中会发生歧化反应，一部分少等优点，受到国内外研究者的广泛关注，并取得被还原为四价，一部分被氧化为六价。通常情况了显著的研究成果。本文简要介绍了铀的危害及下，水溶液中的铀为六价——UfⅥ)，对废水中铀的其在水溶液中的存在形态，对吸附法处理低浓度含净化也就是去除U(VI)。不同pH值下U(VI)的存在铀废水的最新研究进展进行了综述。形式不同，当pH<2．5时，溶液中的U(VI)以U0离[收稿日期】2014—05—12[基金项目]国家自然科学基金资助项目(51238006

5、)[作者简介]高军凯，1979年出生，男，河北石家庄市人，博士研究生，研究方向为废水处理；E—mail：gjk51O@163．corn2014年第l6卷第7期73子的形式存在；当pH>3时，UO22+离子发生水解，水耐高温、吸附效果较好及无二次污染等优点，但目解产物为UOz(OH)、(uoz)z(OH)2和(UO2)(0H)s前仍存在吸附剂投加量较大及净化成本较高等等。随着pH值的升高，UO22+离子的最终水解产物问题。包括铀酸、多铀酸和UO(OH)沉淀。3．2炭材料吸附炭材料吸附剂孔隙结构丰富、比表面积大、吸3吸附法处理低浓度含铀废水的研究进展附容

6、量高，并且其用于净化含铀废水时具有抗辐射吸附法净化废水中铀的主要机理包括：离子交性、耐热性及酸碱适应性等优点。Zhang等--q利用换、表面复合、表面沉淀和表面还原沉淀等】。吸附水热反应将葡萄糖碳化制得球形炭CSs，其表面富剂的性质是影响吸附效果的关键因素，常用的吸附含羟基和羰基等含氧功能基团，对溶液中的U(VI)剂有活性炭、壳聚糖、膨润土、沸石、凹凸棒及生物具有较强的吸附能力。当pH值为6．0，初始U(VI)浓质吸附剂等。传统吸附剂的机械强度较低，热力学度15mg／L，球形炭CSs投加量3．0g／L时，去除效率稳定性较差，并且吸附容量低，吸附效果无

7、法满足高达99．9％。为进一步增加球炭CSs表面的含氧功要求，通过对传统吸附剂改性或合成新型吸附剂提能基团数量，Zhang等⋯在水热反应、过滤、洗涤和高吸附效率是当前的研究热点。干燥等合成球炭CSs的过程中，降低干燥温度，延长3．1介孔硅吸附干燥时间，使球炭表面生产大量羧基，提高了其对介孔硅比表面积大，孔径较大且均一、可调，水溶液中u(vi)的吸附能力，研究结果表明，吸附容量及热稳定性良好，被广泛应用于吸附、催化、生物医约增大为原来的2．5倍。药等领域。介孔硅表面含有大量硅羟基，增强了其新型炭材料石墨烯具有机械强度高、质轻和比亲水性及对铀的吸附能力，

8、并且硅羟基的存在有利表面积大等优点，氧化处理可提高其产物氧化石墨于表面的功能化改性。Wang等利用合成的介孔