申请日2013.09.04
公开(公告)日2013.12.25
IPC分类号G21F9/12
摘要
本发明公开了属于核废物处理技术领域的一种高温堆燃料元件生产废水中四氢糠醇的去除方法。该方法以活性炭为吸附材料，吸附处理放射性废水中的有机污染物四氢糠醇。该方法具有工艺简单、成本低、易于控制操作、对有机物去除率高、对进水COD变化适应性强、易于与其他工艺相结合等优点，而且活性炭易于再生回用。对高温气冷堆燃料元件生产废水中四氢糠醇的去除，具有特有的优势和良好的应用前景。经过活性炭吸附处理后，废水中的COD大大降低，可以有效降低后续处理有机负荷，为后续放射性废水中氨和铀的去除提供必要条件。此外，吸附饱和的活性炭可再生和重复利用。
权利要求书
1.一种高温堆燃料元件生产废水中四氢糠醇的去除方法，其特征在于：采 用活性炭吸附高温堆燃料元件生产放射性废水中的四氢糠醇，作为后续工艺的预 处理工艺。
2.根据权利要求1所述的去除方法，其特征在于：吸附饱和后的活性炭采 用加热法进行再生并重复利用，再生温度不超过90℃。
3.根据权利要求1所述的去除方法，其特征在于：所述活性炭为颗粒状活 性炭或活性炭纤维。
4.根据权利要求1所述的去除方法，其特征在于：吸附运行方式是多级活 性炭序批式操作或采用活性炭填充柱进行连续操作。
5.根据权利要求1所述的去除方法，其特征在于：所处理的对象是普通放 射性废水或含不同浓度氨氮的放射性废水。
6.根据权利要求1所述的去除方法，其特征在于：所处理的对象是普通有 机废水。
说明书
一种高温堆燃料元件生产废水中四氢糠醇的去除方法
技术领域
本发明属于核废物处理技术领域，具体涉及一种高温堆燃料元件生产废水中 四氢糠醇的去除方法。
背景技术
国务院2012年通过了重启沿海核电审批，标志我国核电事业重新进入快速 发展阶段。在能源日趋紧张的今天，核电必将在我国能源结构中占有更加重要的 位置，发挥更大的作用。在大力发展核电的同时，核废物的处理也越来越受到人 们的广泛关注。尤其是日本福岛核泄露事故，放射性废水是否能够得到及时有效 处理，将成为核电顺利发展的一个重要制约因素。
由清华大学核研院自主研发的具有固有安全性的高温气冷堆，在核电发展中 显示出良好的应用前景。核燃料元件生产是高温堆的关键技术之一，在燃料元件 生产过程中，会产生大量的含高COD(由有机物造成)和高氨的含铀放射性废 水。高COD主要原因是废水中存在大量的四氢糠醇。此种废水至今还没有成型 的可靠处理工艺，寻找高效、经济、环保的处理工艺对此种废水已是迫在眉睫。 高COD是该废水进行有效、经济处理的难点之一。四氢糠醇属于挥发性有机物， 在放射性废水的蒸馏处理中很难被截留，会通过挥发作用进入到蒸馏液中，造成 二次污染。因此，必须先对废水进行预处理，除掉四氢糠醇等有机物后才能确保 后续蒸发等处理工艺的正常运行和出水水质。废水中四氢糠醇是否能有效处理已 经成为高温堆燃料元件生产废水处理系统中关键环节。
发明内容
本发明的目的是提供了一种高温堆燃料元件生产废水中四氢糠醇的去除方 法，以填补目前高温堆燃料元件生产废水中有机物处理技术的空白。
一种高温堆燃料元件生产废水中四氢糠醇的去除方法，采用活性炭吸附高温 堆燃料元件生产放射性废水中的四氢糠醇，作为后续工艺的预处理工艺。
吸附饱和后的活性炭采用加热法进行再生并重复利用，再生温度不超过 90℃。
所述活性炭为颗粒状活性炭或活性炭纤维。
吸附运行方式是多级活性炭序批式操作或采用活性炭填充柱进行连续操作。
可选的，所处理的对象是普通放射性废水或含不同浓度氨氮的放射性废水。
可选的，所处理的对象是普通有机废水。
本发明的有益效果为：本发明方法采用活性炭吸附处理放射性废水中四氢糠 醇，以达到降低废水COD，减轻后续处理负荷的目的。本发明采用活性炭吸附 处理废水中的四氢糠醇，不仅可以有效降低后续处理负荷，保证后续处理工艺的 顺利进行，同时由于四氢糠醇属于挥发性有机物，沸点低，采用活性炭吸附饱和 后，易于活性炭材料的再生和重复利用，减少最终放射性废物量，具有良好的经 济性。活性炭再生方法包括超声波再生法、催化湿式氧化再生法、微波辐射再生 法等，但是对于放射性废水处理而言，采用这些方法大多会因为放射性核素的解 吸而产生二次放射性废物，造成二次污染。采用加热法对活性炭进行再生，只要 控制适当的温度，可以有效避免二次污染的产生。
具体实施方式
根据文献报道的高温堆燃料球生产工艺，配制模拟放射性废水。模拟废水由 去离子水以及分析纯的氨水、四氢糠醇配制，主要成分包括不同浓度的氨和四氢 糠醇，废水中的COD由四氢糠醇贡献。配制一定浓度的含有氨和四氢糠醇的模 拟废水，加入一定量的活性炭颗粒，将反应器置于摇床上，在一定温度下进行吸 附研究，吸附后废水经过离心后测定COD变化。根据四氢糠醇的挥发性特点， 吸附后的活性炭采用加热的方法进行再生复用，为避免放射性核素产生二次污 染，再生温度不宜超过90℃。
实施例1
废水积均为100mL，初始COD为22354.6mg/L，活性炭投加量分别为1g、 和5g时，吸附60min后，COD的去除率为分别为24.5%和35.9%。即随着活性 炭投加量的增加，废水COD的去除率呈现增加趋势。活性炭的吸附容量可达 547.4mg/L。
实施例2
废水积均为100mL，初始COD为22354.6mg/L，活性炭投加量为5g，吸 附10min、20min和120min后，COD的去除率为31.6%、33.2%、36.9%，即 活性炭吸附处理废水中的四氢糠醇具有速度快、吸附时间短的优点。
实施例3
废水积均为100mL，初始COD分别2083.2、5318.0、11018.7和22354.6mg/L， 活性炭投加量均为5g，吸附120min后，COD的去除率分别为79.9%、75.1%、 65.9%和36.9%，。说明废水中初始COD浓度越低，相同条件下去除率越高，容 易看出废水经过多级活性炭吸附后，COD的总去除率可接近100%。
实施例4
废水积均为100mL，初始COD均为21946.0mg/L，初始氨浓度分别为0、 1589.5、和15024.6mg/L，活性炭投加量为5g，吸附60min后，COD的去除 率为50.1%、51.8%和52.8%，即氨的存在对活性炭吸附去除四氢糠醇的影响可 以忽略。
在四次实施例中，模拟放射性废水经一次活性炭吸附处理后COD的去除率 即可达到80%，多级处理后可接近100%，而且活性炭吸附处理具有时间短，吸 附容量大的优点。同时废水中的高浓度氨氮也不会对COD的去除产生不利影响。
