基本信息
- 项目名称：
- 含铀废水处理方案的研究与探索
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本研究综合采用较新型树脂、新吸附剂组合（壳聚糖和硫酸亚铁协同吸附）和新的处理方法（液膜法）处理含铀废水；确定了这些方法的最佳工艺条件，并设计了新型自动化设备。 本研究例举了大量实验数据，可作为科研与生产实践的参考依据。经过大量模拟实验与理论论证设计的新型设备，如果调试得当可直接用于工业生产，且此设备不仅能用于含铀废水的处理还能广泛用于制药、提炼等领域，具有较强的实用价值。
- 详细介绍：
- 核电已成为当今世界能源的一个重要组成部分，同时对核废料的处理也已成为全球性的热门课题。含铀放射性废水必须经过严格处理才能排放。本研究综合采用较新型树脂（717#离子交换树脂）、新吸附剂组合（壳聚糖和硫酸亚铁协同吸附）和新的处理方法（液膜法）处理含铀废水；确定了这些方法的最佳工艺条件，并在此基础上设计了新型自动化处理设备。 本研究例举了大量关于含铀废水处理的实验数据，可作为科研与生产实践中的参考依据。同时，在经过大量模拟实验与理论论证所设计出来的新型处理设备，如果调试得当可直接应用于工业生产，且此设备不仅能用于含铀废水的处理还能广泛应用于制药、提炼等领域，具有较强的实用推广价值。
作品图片
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 核电已成为能源的一个重要组成部分，也留下了一个含铀废水处理的难题。因此，对含铀废水处理的主要方案做了创新性研究。考察了吸附法和离子交换法等传统工艺在新材料、新设备、新组合形式下的新效果，考察了前沿工艺液膜法的先进性能，还对多种处理方法进行综合比较并对新型处理方案进行了探索。为了应用于工业生产，对液膜工艺设计了配套的新型生产设备，并选择了关键部件，确定了调试与操作方案，规定了制造的材料选择要求。
科学性、先进性及独特之处
- 考察了吸附法和离子交换法等传统工艺在新组合形式（壳聚糖与FeSO4协同吸附）、新条件（树脂的循环利用与中毒）等新情况下的新效果，考察了前沿工艺液膜法的先进性能，还对多种处理方法进行综合比较和探索，实现了理论上的创新。 对液膜工艺设计了配套的新型设备，实现了从理论到生产实践的跨越。 涉及到化学分离与纯化、核化学、机械自动化流程设计等学科，是一次对众多学科创新性组合的尝试。
应用价值和现实意义
- 本作品中例举了大量关于含铀废水处理的实验数据，可作为科研与生产实践工艺条件的参考与依据。同时，这些经过了大量模拟实验与理论论证所设计出来的新型处理设备，如果调试得当可直接应用于工业生产，且设备不仅能用于含铀废水的处理工艺还能在制药、食品加工等领域中得到广泛应用，因此具有较强的实用价值与推广价值。而且研究中工艺条件探讨的方法与设备设计的思路对其他方案的研究与其他设备的设计也有一定的参考意义。
学术论文摘要
- 当核电成为当今世界能源的一个重要组成部分为人类造福时，也留给我们一个核废料处理的严重问题，治理这些危险性污染已成为一项全球性课题。含铀放射性废水必须经过严格的处理，达到国家排放标准后才能排放。本研究采用新组合和新的处理方法（液膜法等）处理含铀放射性废水；考察了吸附法、离子交换法、液膜法的处理含铀放射性废水的方案，确定了上述这些方法的最佳实验条件，并在此基础上设计了新型能进行自动化处理的设备，并对当今主要处理方案做了综合性的比较，并提出了新型的处理方案。
获奖情况
- [1] 2010. 11 张晓峰 以壳聚糖和硫酸亚铁协同吸附处理含铀废水的研究 湖南省大学生第二届表面科学与材料保护课外活动竞赛 一等奖 [2] 2010. 11 张晓峰 717#离子交换树脂吸附废水的铀 湖南省大学生第二届表面科学与材料保护课外活动竞赛 三等奖 (内容于2009年完成) [3] 2010. 12 张晓峰 以P204为载体的液膜迁移富集铀 湖南省大学生课外化学化工创新作品竞赛 三等奖(内容于2009年完成) [4] 2010. 12 张晓峰 以P204为载体的液膜迁移富集铀的工业自动化设计 湖南省大学生课外化学化工创新作品竞赛 三等奖 [5] 2011.03 张晓峰 含铀废水处理方案的研究与探索 第五届南华大学“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛 一等奖
鉴定结果
- 该作品内容曾获省级一等奖1项,省级二等奖2项,省级三等奖2项,校级一等奖1项(见获奖证书复印件)
参考文献
- [1]徐伟昌. 2002.生物技术在核工业中的应用[M]. 长沙: 国防科技大学出版社. [2]吴士良, 黄建平. 2006. 盱眙地区凹凸棒石粘土资源潜力调查取得重要突破[J].江苏地质, 4: 320. [3]杨洪.1999. 壳聚糖对重金属离子的吸附行为[J]. 烟台大学学报. [4](Ⅵ)U标准溶液的配制方法与铀浓度测定方法的国家标准. [5] 牛玉清，韩青涛，王肇国，用阴离子交换树脂从含离子较高的硫酸浸出液中回收铀。 [6] Batulin J, Cardebas G , Maturana H ,等. 几种对铀特效的磷酸化树脂的合成和吸附性能[J]. 尚殿英译. 湿法冶金，1983, 2 (3) :66-71. [7] Zhang Xiujuan, New surfacetant LSM-2 for industrial application in liquid membrane separation[J], Water Treat, 1997,3(2):233. [8] Cussler E L, Evans D F, Matesich M A[J].Science,1971,172(3):377. [9] 李玉萍,王献科.液膜法分离富集银[J].中国钼业,2001,25（1）:47-549.
同类课题研究水平概述
- (1)以壳聚糖和硫酸亚铁协同吸附处理含铀的同类课题研究水平 传统的单一吸附剂处理方法吸附效果较差，吸附条件苛刻，且过程较复杂。 (2)717#离子交换树脂法处理含铀废水的同类课题研究水平 目前，对717#离子交换树脂处理含铀废水性能的研究，不曾对吸附曲线进行趋势化数学建模去处理，也不曾对其使用时间、铁中毒、pH值影响曲线、吸附动力学曲线和其吸附曲线与淋洗曲线同时考察，导致所考察的数据较难适应实践生产的需求。 (3)液膜法处理含铀废水与液膜工业自动化设备设计的同类课题研究水平 传统的萃取法过程复杂，对设备要求苛刻，操作费用高，能耗大且 不能像液膜处理法一样，将萃取与反萃取给予一步完成。液膜法处理含 铀废水的报道还未见到。且液膜法分离富集其他其他离子工艺方法还尚 无一定工业设备实现自动化工业生产。 (4)对多种处理方法的比较 目前，对多种处理方法的对比还有不全之处，且尚未明确提出各种 处理方法相互补充，协同处理的思路。
