申请日2015.11.26
公开(公告)日2016.03.16
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明涉及一种含锶放射性废水处理装置，包括废水调节池、混凝曝气共沉池、折返式生物反应池和清水池。混凝曝气共沉池包括造粒反应区、曝气搅拌区和沉淀区;造粒反应区的中上部设置有混凝曝气共沉池进水管，上部设置有Na2CO3药液添加计量系统和CaCO3干粉添加计量系统;曝气搅拌区的中上部设置有混凝剂添加计量系统;沉淀区的出口处设有三相分离器，出口上部设有混凝曝气共沉池溢水堰，沉淀区底部设计成锥形结构，在锥形结构底部设置有沉淀物排放阀。折返式生物反应池中上部为圆柱形、下部为圆锥形结构，包括下流区、上流区和污泥区。
权利要求书
1.一种含锶放射性废水处理装置，其特征在于：包括废水调节池、混凝曝气共沉池(1)、折返式生物反应池(2)和清水池;
所述的废水调节池包括调节池进水管和调节池出水管，用于调节废水的水质和水量;
所述的混凝曝气共沉池(1)包括造粒反应区(1-1)、曝气搅拌区(1-2)和沉淀区(1-3);
所述的造粒反应区(1-1)的中上部设置有混凝曝气共沉池进水管(1-4)，造粒反应区的上部设置有Na2CO3药液添加计量系统(1-5)和CaCO3干粉添加计量系统(1-6);造粒反应区的下部设有倾斜的底板(1-7)，造粒反应后的废水沿倾斜的底板流入曝气搅拌区(1-2)的中下部;
所述的造粒反应区(1-1)和曝气搅拌区(1-2)之间设有挡流板(1-8)，挡流板(1-8)的下部设置有45度的转角，转角转向造粒反应区一侧;曝气搅拌区(1-2)的中上部设置有混凝剂添加计量系统(1-9)，所述的混凝剂为FeCl3溶液;曝气搅拌区(1-2)底部设置有混凝曝气共沉池曝气系统(1-10)，混凝曝气共沉池曝气系统(1-10)设有混凝曝气共沉池曝气管，混凝曝气共沉池曝气管连接有混凝曝气共沉池外的风机;
所述曝气搅拌区(1-2)和沉淀区(1-3)之间设有隔板(1-11)，该隔板与混凝曝气共沉池的内壁形成作为废水进入沉淀区(1-3)的废水流道，沉淀区(1-3)的出口处设有三相分离器(1-12)，沉淀区的出口上部设有混凝曝气共沉池溢水堰(1-13)，沉淀区底部设计成锥形结构，在锥形结构底部设置有沉淀物排放阀(1-14);混凝曝气共沉池溢水堰(1-13)连接混凝曝气共沉池出水管，混凝曝气共沉池出水管连接折返式生物反应池进水管;
所述折返式生物反应池(2)中上部为圆柱形、下部为圆锥形结构，包括下流区(2-1)、上流区(2-2)和污泥区(2-3);所述下流区(2-1)位于折返式生物反应池的圆柱形结构的中部，为圆柱形结构，下流区(2-1)上部设有折返式生物反应池进水管(2-4)和布水管(2-5)，下流区中部设有下流区填料(2-6)，下流区下部设有下流区曝气管(2-7)，所述下流区的底部设有折流板(2-8)，所述的折流板(2-8)的纵断面呈喇叭状;所述上流区(2-2)位于下流区(2-1)的外围、折流板的上部，上流区中部设有上流区填料(2-9)，下部设有上流区曝气管(2-10)，上流区上部的出口处设有折返式生物反应池溢水堰(2-11);所述污泥区(2-3)位于折返式生物反应池的底部、下流区和上流区的下部，污泥区的底部设有污泥排放阀(2-12);
所述折返式生物反应池(2)的出水进入清水池。
2.一种采用如权利要求1所述的含锶放射性废水处理装置进行废水处理的方法，其特征在于，具有如下步骤：
①含锶放射性废水通过废水调节池进水管进入废水调节池调节水质和水量;
②然后废水通过混凝曝气共沉池进水管(1-4)进入造粒反应区(1-1)，Na2CO3药液添加计量系统(1-5)和CaCO3干粉添加计量系统(1-6)添加Na2CO3药液和CaCO3干粉，利用CaCO3干粉作为诱导晶种的晶核，新生成的CaCO3在其表面不断堆积,晶种不断生长;
③废水与造粒晶种通过造粒反应区下部设有的倾斜底板(1-7)和挡流板(1-8)之间的空隙进入曝气搅拌区(1-2)，与来自混凝剂添加计量系统的FeCl3溶液混合，利用设置在曝气搅拌区底部的混凝曝气共沉池曝气系统(1-10)进行搅拌;SrCO3在CaCO3晶种表面结晶生长，FeCl3通过混凝、沉淀和吸附作用进一步去除废水的Sr;
④废水进入沉淀区(1-3)的废水流道，沉淀区的三相分离器(1-12)实现废水和固体的分离，反应生成的SrCO3沉淀物在重力的作用下下沉到沉淀区的下部，通过底部的沉淀物排放阀(1-14)排出，沉淀后的废水通过混凝曝气共沉池溢水堰(1-13)和混凝曝气共沉池出水管进入折返式生物反应池进水管;
⑤废水通过折返式生物反应池进水管(2-4)、布水管(2-5)进入折返式生物反应池的下流区(2-1)，下流区曝气管(2-7)产生的空气与废水在下流区填料(2-6)中交汇发生生化反应，同时下流区填料(2-6)对废水进行过滤，废水通过折流板(2-8)后进入上流区(2-2)，在上流区填料(2-9)中发生生化反应，同时上流区填料(2-9)对废水进行过滤，下流区(2-1)和上流区(2-2)产生的污泥下沉到污泥区(2-3)，通过污泥区底部的污泥排放阀(2-12)排放出去，折返式生物反应池处理后的水通过折返式生物反应池溢水堰(2-11)和折返式生物反应池出水管进入清水池;
⑥混凝曝气共沉池(1)产生的沉淀物和折返式生物反应池(2)排出的污泥经浓缩、脱水后外运。
说明书
含锶放射性废水处理装置
技术领域
本发明涉及环保技术领域，具体涉及一种含锶放射性废水处理装置。
背景技术
放射性锶(Sr)是由于铀和钚发生裂变产生的污染物，通常存在于产生的废物中，是放射性废水中主要核素之一，Sr为β射线辐射源，具有持续的放射性，半衰期长达28.9年，β射线为带负电的电子流，可引起皮肤的放射损伤。放射性核素可通过呼吸饮食等途径进入人体，发生内照射，破坏人体正常的生理机能，诱发疾病。锶与钙有相似的生化性质，可参与钙的代谢过程，容易进入人体的骨骼中，难以排出体外，引起骨癌、造血功能障碍等疾病。由于高裂变产率和严重的危害性，Sr一直被美国环境保署认为是环境中最主要的放射性同位素，为了保护人类的健康和生态环境，含锶放射性废水的处理是当前环保领域的课题之一。
含锶放射性废水用任何水处理方法都不能改变其固有的放射性衰变特性，含锶放射性废水处理一般遵循的原则是将放射性废水浓缩，将浓缩产物与人类的生活环境长期隔离，任其自然衰减。目前国内外常用的含锶放射性废水处理方法包括化学沉淀法、离子交换法、吸附法、膜处理法和生物处理法等。
在含锶放射性废水的处理方法中，化学沉淀法具有过程简单、费用低廉、适用性广的优点，然而产生的污泥量大，浓缩困难;离子交换法和吸附法具有较高的去污因数和浓缩倍数，然而锶的去除受竞争离子的影响，选择性差是限制离子交换法和吸附法在含锶废水处理中推广应用的原因之一;膜技术的出水水质好、浓缩倍数高、运行稳定可靠，但是该方法对原水水质要求较高，膜污染是限制其应用的重要因素;生物法虽对环境友好，但污水处理时间长，去污倍数有待提高，在实际应用中需深入研究。
含锶放射性废水的处理应综合考虑处理效率、污泥浓缩、处理费用、安全可靠等多种因素，采用多种方法的组合工艺将是未来含锶放射性废水处理的发展方向。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决上述含锶放射性废水的处理问题，本发明提供一种含锶放射性废水处理装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种含锶放射性废水处理装置，包括废水调节池、混凝曝气共沉池、折返式生物反应池和清水池。
所述的废水调节池包括调节池进水管和调节池出水管，用于调节废水的水质和水量。
所述的混凝曝气共沉池包括造粒反应区、曝气搅拌区和沉淀区。
所述的造粒反应区的中上部设置有混凝曝气共沉池进水管，造粒反应区的上部设置有Na2CO3药液添加计量系统和CaCO3干粉添加计量系统;造粒反应区的下部设有倾斜的底板，造粒反应后的废水沿倾斜的底板流入曝气搅拌区的中下部。
所述的造粒反应区和曝气搅拌区之间设有挡流板，挡流板的下部设置有45度的转角，转角转向造粒反应区一侧。曝气搅拌区的中上部设置有混凝剂添加计量系统，所述的混凝剂为FeCl3溶液。曝气搅拌区底部设置有混凝曝气共沉池曝气系统，混凝曝气共沉池曝气系统设有混凝曝气共沉池曝气管，混凝曝气共沉池曝气管连接有混凝曝气共沉池外的风机。
所述曝气搅拌区和沉淀区之间设有隔板，该隔板与混凝曝气共沉池的内壁形成作为废水进入沉淀区的废水流道，沉淀区的出口处设有三相分离器，沉淀区的出口上部设有混凝曝气共沉池溢水堰，沉淀区底部设计成锥形结构，在锥形结构底部设置有沉淀物排放阀。混凝曝气共沉池溢水堰连接混凝曝气共沉池出水管，混凝曝气共沉池出水管连接折返式生物反应池进水管。
所述折返式生物反应池中上部为圆柱形、下部为圆锥形结构，包括下流区、上流区和污泥区;所述下流区位于折返式生物反应池的圆柱形结构的中部，为圆柱形结构，下流区上部设有折返式生物反应池进水管和布水管，下流区中部设有下流区填料，下流区下部设有下流区曝气管，所述下流区的底部设有折流板，所述的折流板的纵断面呈喇叭状;所述上流区位于下流区的外围、折流板的上部，上流区中部设有上流区填料，下部设有上流区曝气管，上流区上部的出口处设有折返式生物反应池溢水堰;所述污泥区位于折返式生物反应池的底部、下流区和上流区的下部，污泥区的底部设有污泥排放阀。
所述折返式生物反应池的出水进入清水池。
一种采用上述含锶放射性废水处理装置进行废水处理的方法，具有如下步骤：
①含锶放射性废水通过调节池进水管进入废水调节池调节水质和水量;
②然后废水通过混凝曝气共沉池进水管进入造粒反应区，Na2CO3药液添加计量系统和CaCO3干粉添加计量系统添加Na2CO3药液和CaCO3干粉，利用CaCO3干粉作为诱导晶种的晶核，新生成的CaCO3在其表面不断堆积,晶种不断生长。
③废水与造粒晶种通过造粒反应区下部设有的倾斜底板和挡流板之间的空隙进入曝气搅拌区，与来自混凝剂添加计量系统的FeCl3溶液混合，利用设置在曝气搅拌区底部的混凝曝气共沉池曝气系统进行搅拌;SrCO3在CaCO3晶种表面结晶生长，FeCl3通过混凝、沉淀和吸附作用进一步去除废水的Sr。
④然后废水进入沉淀区的废水流道，沉淀区的三相分离器实现废水和固体的分离，反应生成的SrCO3沉淀物在重力的作用下下沉到沉淀区的下部，通过底部的沉淀物排放阀排出，沉淀后的废水通过混凝曝气共沉池溢水堰和混凝曝气共沉池出水管进入折返式生物反应池进水管。
⑤废水通过折返式生物反应池进水管、布水管进入折返式生物反应池的下流区，下流区曝气管产生的空气与废水在下流区填料中交汇发生生化反应，同时下流区填料对废水进行过滤，废水通过折流板后进入上流区，在上流区填料中发生生化反应，同时上流区填料对废水进行过滤，下流区和上流区产生的污泥下沉到污泥区，通过污泥区底部的污泥排放阀排放出去，折返式生物反应池处理后的水通过折返式生物反应池溢水堰和折返式生物反应池出水管进入清水池。
⑥混凝曝气共沉池产生的沉淀物和折返式生物反应池排出的污泥经浓缩、脱水后外运。
本发明的有益效果是：因地制宜，基建投资少，维护方便，能耗较低，对废水具有比较好的处理效果，能够实现污水资源化，对污水进行综合利用。
