中低放廢液反滲透處理數(shù)學(xué)模型研究及驗(yàn)證.pdf

1、近年來(lái)在核電放射性廢液處理領(lǐng)域，膜技術(shù)的研究越來(lái)越受到重視。研究工作中受安全和成本的限制，通常采用冷實(shí)驗(yàn)。現(xiàn)使用的放射性廢水排放標(biāo)準(zhǔn)下(沿海為3700Bq/L，內(nèi)陸為37Bq/L)，處理后達(dá)標(biāo)的放射性廢水濃度極低，在冷實(shí)驗(yàn)研究中檢測(cè)困難。為便于檢測(cè)，研究中通常采用高濃度，但不具代表性，研究?jī)r(jià)值不高。因此研究超低濃度的膜傳質(zhì)模型，對(duì)放射性廢水的無(wú)公害排放和膜技術(shù)的應(yīng)用具有至關(guān)重要的意義。
　　本文在研究反滲透技術(shù)處理中低放廢液（以放

2、射性核素中的鈷作為研究處理對(duì)象）的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，結(jié)合溶解擴(kuò)散模型和物料平衡，建立了可用于低濃度廢水的滲透分離的模型。試驗(yàn)中分別考察了不同進(jìn)料濃度、操作壓力對(duì)反滲透性能的影響，并考察了連續(xù)工況下處理量對(duì)反滲透處理效果的影響。利用溶解擴(kuò)散模型和物料平衡對(duì)反滲透去除鈷離子的滲透行為進(jìn)行模擬。
　　結(jié)果顯示:(1)通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究，考察了操作壓力、進(jìn)料濃度和處理量對(duì)膜通量和截留率的影響。在進(jìn)料濃度較低的情況下，膜通量主要受操作壓力的影響，膜通量

3、與操作壓力近視成線性關(guān)系。隨著操作壓力的增加，膜通量幾乎呈線性增長(zhǎng)，截留率也有小幅增加。濃度對(duì)膜通量和截留率的影響很小，隨著濃度的增加，膜通量和截留率呈下降趨勢(shì)。隨著處理量的增加，對(duì)膜通量的影響不大，滲透濃度和滲透液平均濃度呈上升趨勢(shì)，滲透濃度較滲透液平均濃度快。（2）應(yīng)用溶解擴(kuò)散模型預(yù)測(cè)反滲透去除放射性廢水溶液中鈷的滲透行為。研究低濃度鈷離子的滲透行為，結(jié)合溶解擴(kuò)散模型，推導(dǎo)出滲透分離的方程。通過(guò)擬合較高濃度鈷離子滲透的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求得模

4、型相關(guān)參數(shù)，然后針對(duì)較低濃度鈷離子的滲透實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，與模型預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果顯示，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù)相對(duì)誤差不超過(guò)15％，該溶解擴(kuò)散模型可以很好的預(yù)測(cè)較低鈷離子濃度下的滲透行為。(3)結(jié)合物料平衡和膜傳質(zhì)模型建立反滲透系統(tǒng)模型。針對(duì)較低濃度鈷離子的二次滲透實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，與模型預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。
　　結(jié)果顯示,一次液進(jìn)料濃度模擬值和實(shí)驗(yàn)值相對(duì)誤差不超過(guò)5%，膜通量的模擬值和實(shí)驗(yàn)值相對(duì)誤差不超過(guò)8%。滲透濃度和滲透液平均濃度的模擬值和實(shí)