离子交换材料去除模拟低水平放射性废水中核素的研究

论文摘要

核能作为新能源正在迅速发展,随之产生核废物处理等环境问题。选用合适的方法对放射性废水的处理是需解决问题之一。本文采用静态和动态两种实验方法,通过模拟低浓度放射性废水,即以Co2+、Ag+金属离子模拟废水中离子态的放射性核素60Co、110mAg,对几种离子交换树脂,无机离子交换材料去除低浓度放射性废水中放射性核素的效果进行了实验研究。实验中进行了树脂的吸附能力比较,饱和交换量的测定,并通过改变通过离子交换柱流速,加入干扰离子（Ca2+、Mg2+、Na+、K+）的方法,比较了新型无机离子交换材料Carbonite与核级树脂IRN160对低浓度放射性废水中核素的去除效果。结果表明:（1）732阳离子树脂,IRN160核级树脂,Carbonite对Ag+的饱和交换容量分别为54.92mg/g,48.52 mg/g,61.48 mg/g;对Co2+的饱和交换容量分别为55.04mg/g,63.02 mg/g,64.68mg/g。（2）在低放废水中存在着相对较高浓度的Na+,K+,Ca2+,Mg2+离子时,复合型离子交换碳Carbonite和IRN160核级树脂对Ag+和Co2+仍表现出较高的去除率,而732阳离子交换树脂则受到很大影响。（3）流速对柱处理的穿透时间影响很大,10倍床层体积每小时的流速是动态去除水中核素比较好的选择。（4）作为无机离子交换材料,复合型离子交换碳Carbonite在交换容量和选择性方面相比IRN160和732有机树脂,具有一定的优势;对于处理含低浓度Ag+、Co2+的放射性废液,具有一定的实际应用前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 核能发展现状及环境问题
• 1.1.1 我国核电发展现状
• 1.1.2 核电发展的环境问题
• 1.2 核电站废水处理情况
• 1.2.1 核电站放射性废水的分类
• 1.2.2 核电站放射性废水的来源
• 1.2.3 核电站放射性废液的主要组成
• 1.2.4 本文选择的研究对象
• 1.3 放射性废水处理技术
• 1.3.1 蒸发浓缩处理
• 1.3.2 化学沉淀处理
• 1.3.3 吸附
• 1.3.4 膜分离技术
• 1.3.5 离子交换处理
• 1.4 我国实际核电站放射性废水处理系统
• 1.4.1 大亚湾核电站
• 1.4.2 田湾核电站
• 1.5 本章小结
• 第二章 离子交换处理技术
• 2.1 离子交换法概述
• 2.2 离子交换法原理
• 2.2.1 典型的离子交换反应
• 2.2.2 离子交换化学
• 2.3 有机离子交换树脂
• 2.3.1 离子交换树脂的发展
• 2.3.2 离子交换树脂的基础理论及其分类
• 2.3.3 离子交换树脂工作过程
• 2.3.4 离子交换树脂处理金属离子的研究
• 2.3.5 废水中放射性对树脂性能的影响
• 2.3.6 树脂的再生
• 2.4 无机离子交换材料
• 2.5 本章小结
• 第三章 实验内容
• 3.1 实验仪器
• 3.2 金属离子浓度测定方法
• 3.2.1 银离子测定
• 3.2.2 钴离子测定
• 3.3 实验材料及试剂
• 3.3.1 离子交换材料
• 3.3.2 实验试剂
• 110mAg 废液制备'>3.3.3 模拟^110mAg 废液制备
• 60Co 废液制备'>3.3.4 模拟⁶⁰Co 废液制备
• 3.4 实验方法
• 3.4.1 静态交换实验
• 3.4.2 饱和交换实验
• 3.4.3 等温吸附线测定实验
• +/Co²⁺去除效果的影响'>3.4.4 竞争离子对Ag⁺/Co²⁺去除效果的影响
• 3.4.5 动态穿透实验
• 3.5 本章小结
• 第四章 离子交换材料对废水中银/钴离子去除的实验研究
• 4.1 离子交换材料预处理
• 4.2 离子交换材料对废水中银离子的去除
• 4.2.1 静态交换实验
• 4.2.2 饱和交换实验
• 4.2.3 等温吸附线测定
• +去除效果的影响'>4.2.4 竞争离子对Ag⁺去除效果的影响
• 4.2.5 动态穿透实验
• 4.3 离子交换材料对废水中钴离子的去除
• 4.3.1 静态交换实验
• 4.3.2 饱和交换实验
• 2+，Mg²⁺，Ag⁺对Co²⁺去除效果的影响'>4.3.3 竞争离子Ca²⁺，Mg²⁺，Ag⁺对Co²⁺去除效果的影响
• 4.3.4 动态穿透实验
• 4.4 本章小结
• 第五章 全文总结
• 5.1 主要结论
• 5.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文