谷殼處理含鈾廢水的行為及機(jī)理研究.pdf

1、隨著核工業(yè)的發(fā)展,核燃料循環(huán)過程所產(chǎn)生的含鈾放射性廢物越來越多,嚴(yán)重危害自然環(huán)境和人類健康。含鈾廢水可沿食物鏈或食物網(wǎng)被生物吸收、蓄積,最終造成人體積累和慢性中毒,為減小它們對(duì)環(huán)境和人類健康的影響,在對(duì)它們填埋或排放前需進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚怼，F(xiàn)有含鈾廢水的傳統(tǒng)處理方法大多不同程度的存在操作繁瑣、運(yùn)行成本高、易造成二次污染等缺點(diǎn)。生物吸附法是一種很有潛力的新型含鈾廢水處理技術(shù)。近年來,細(xì)菌、藻類、植物在處理和回收廢水中鈾的應(yīng)用潛力,受到人們的日

2、益重視。它們具有在低濃度下金屬離子可以被選擇性去除、處理效率高、pH值和溫度條件范圍寬、投資小、運(yùn)行費(fèi)用低以及能有效地回收一些貴重金屬等優(yōu)點(diǎn)。
　　本研究針對(duì)目前國內(nèi)外含鈾廢水的處理現(xiàn)狀,在前人研究成果的基礎(chǔ)上,以廢物資源化利用為目的,尋求廉價(jià)而更有效的生物吸附材料為出發(fā)點(diǎn),擬采用農(nóng)業(yè)廢棄物谷殼作為吸附劑處理含鈾廢水,旨在探索一條處理效率高、成本低、效果優(yōu)、能力強(qiáng)、選擇性好、投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、吸附劑來源廣泛豐富、環(huán)境友好的生物吸

3、附法處理含鈾廢水的新途徑,為工業(yè)分離富集水環(huán)境中的鈾提供參考依據(jù)和為將生物吸附技術(shù)推廣到實(shí)際應(yīng)用中打下基礎(chǔ)。
　　本文通過靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn),探討了溶液pH值、吸附時(shí)間、鈾的初始質(zhì)量濃度、吸附劑用量、谷殼粒徑、溫度等對(duì)谷殼吸附鈾效果的影響,從熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)方面對(duì)吸附過程進(jìn)行了分析,擬合了幾種常見的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)方程,并通過紅外光譜和掃描電鏡探討了吸附機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:谷殼對(duì)廢水中鈾的吸附最佳pH值為3,吸附在開始時(shí)非常快,60 min

4、之后逐漸平緩達(dá)到吸附平衡;單位質(zhì)量谷殼對(duì)鈾的吸附量隨著鈾的初始質(zhì)量濃度的增大而增大,隨著谷殼用量的增大而減小,隨著溫度的升高而增大;溫度為25℃,在谷殼的粒徑為100-120目、谷殼用量為8 g/L,谷殼對(duì)初始質(zhì)量濃度為100 mg/L、pH值為3的鈾溶液吸附60 min時(shí),谷殼對(duì)鈾的吸附效果最好。谷殼對(duì)鈾的吸附遵循Langmuir等溫線,說明是單層吸附。谷殼對(duì)鈾的吸附過程與準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程擬合較好。谷殼吸附鈾前后的紅外光譜圖表明谷殼主