固体废弃物吸附含铀(Ⅵ)废水的应用及性能
生物吸附及含铀废水生物处理技术简介_胡凯光
收稿日期:20020107作者简介:胡凯光(1964)),男,湖南宁乡人,高级工程师,从事细菌堆浸研究工作。
生物吸附及含铀废水生物处理技术简介胡凯光, 廖建军, 黄晓乃(南华大学建筑工程与环境资源学院,湖南衡阳421001)摘要:介绍了微生物及产物固定金属的方法、原理及含铀废水的生物处理方法。
简单探讨了用生物法对地浸地下水的复原。
关键词:生物吸附;含铀废水;生物处理中图分类号:T L 941.19 文献标识码:A 文章编号:10008063(2003)02008807在过去的几十年中,利用生物技术处理低品位矿石、难浸矿石获得很大进展[1~2]。
生物技术除用于铀、铜、金等矿石的浸出处理外,还可用于处理矿山或工厂废水中的重金属离子,即生物吸附金属。
研究生物吸附金属已有20多年的历史。
生物吸附金属又称细菌固定金属,生物浓缩,生物累积和生物吸收。
把具有从溶液中分离金属能力的细菌细胞或细菌合成并分泌的物质以及由细胞制备的衍生物通称为生物吸附剂。
这种生物吸附剂可用于以下方面:从工业废液中去除有放射性和有毒的重金属;净化局部污染的地下水、地表水及湖水;从工业过程水及海水、湖水和河流中回收低浓度的贵金属。
1 生物吸附金属的方式1.1 沉淀作用沉淀作用是指由生物产生某些物质,该物质能和溶液中的金属发生化学反应,形成不溶的金属化合物的过程。
例如生活在湖泊沉积物、沼泽地和缺氧土壤中的硫酸盐还原菌,主要有脱硫弧菌属(Desulfovibvio )和脱硫肠状菌属(Desuifo -tomaculum)。
它们氧化有机物,还原硫酸盐生成硫化氢。
硫化氢和重金属反应生成不溶于水的硫化物沉淀。
这样一方面消除溶液中的硫酸根,同时又使溶液中重金属离子沉淀下来。
有人对用这种方法降低矿区排放水的酸度和金属浓度进行研究,认为其关键是硫酸盐还原菌的数量和活性。
M acaskie 和Dean 用固定化的柠檬酸菌(Citroba -ctersp)产生的HPO 42-沉淀镉、钴和铀[3]。
粘土吸附废水中铀的效能研究322
粘土吸附废水中铀的效能研究铀水冶过程中，产生了许多高中低放废物，这些铀废石量大且分布广，对周边环境构成严重的威胁，如污染周围地表水及地下水。
如何处理这种废物中的放射性核素，关系到人类健康和生态环境。
国内外通过研究某些吸附介质对核素的吸附来阻滞其向周围环境的迁移污染[1-3]。
但文献多集中在对高放废物的处置，对中低放废物的处置研究较少，本文针对我国南方某铀尾矿库退役治理的需要，利用粘土对模拟废水中的铀进行了实验研究。
1 材料与方法1.1实验设备AC211S型电子天平；PHS- 3Ｃ型精密ｐＨ计(上海精空科学有限公司)；DL-102型电热鼓风干燥箱；HZQ-C 空气浴振荡器。
1.2 吸附剂的处理粘土取自我国衡阳某铀尾矿库附近新鲜的红粘土。
将粘土样取回后，风干，再碾碎过筛（45目），置于烘箱中（102－105℃）烘干，储存于磨塞广口瓶中备用。
1.3 铀废水溶液配制用铀基准试剂（U3O8）配制成1mg/mL的铀标准溶液，实验中根据需要稀释到设计的浓度。
1.4 实验方法室温下(20±2℃)，取C0=20mｇ/Ｌ的铀溶液200mL，用稀HCl和NaOH调节pH值后，加入1ｇ处理过的粘土，振荡（振荡速度为180r/min）60min 后，再静置一段时间进行固液分离，取10mL上清液，分析铀含量。
1.5吸附量的计算ｑ=(C0-C e)×V/ｍ（1）式中，C0与C e分别为铀废水溶液初始浓度与平衡浓度(mg·L-1)；q为单位吸附量(mg·g-1)；V 为溶液的体积(mL)；m为粘土的质量(ｇ)2 实验结果与讨论2.1ｐＨ值对吸附量的影响ｐＨ值对铀的吸附量的影响见图1。
12340246810p Hq/（mg•g-1）图1 pH值对吸附量的影响由图1可知，随着pH值增加，粘土对铀的吸附量增加较快，pH在接近中性环境时，吸附效果最好，当pH值大于8时，吸附量又开始下降。
分析认为：在pH较低的情况下，铀是以UO22+的形式存在，UO22+与粘土中金属阳离子进行离子交换吸附，吸附的机理为[4]：R-H+M+=R-M+H+，由于溶液中大量存在的H+和H3O+会与金属阳离子产生竞争吸附，大量的H+占据了UO22+的吸附位，大大降低了UO22+与粘土的结合能力。
吸附法处理含铀废水研究进展综述
吸附法处理含铀废水研究进展综述摘要：本文简要介绍了铀的危害及其在水溶液中的存在形态,综述了吸附法处理低浓度含铀废水的最新研究进展,分析了不同吸附技术的特点,评论了它们的吸附性能和应用前景,并对进一步的研究方向提出了一些看法。
关键词：吸附含铀废水处理（一）前言随着核电的发展,核电在满足人类能源需求的同时,在运行的过程中产生大量的含铀废水,以及铀尾矿废渣,威胁着人类的健康，放射性核素可通过稻米等食物转移至人体内部,极难排出体外,这些铀元素将在人体内形成长期放射性内照射,对人体健康健康造成巨大危害，因此,含铀放射性废水的治理引起了相关学者的广泛关注。
在放射性废水尤其是含铀废水的处理方面，国内外的学者进行了许多试验研究和生产实践，几乎尝试使用了废水处理领域中所有的处理方法和技术，如化学沉淀、离子交换和蒸发浓缩等方法.但是这些传统方法在实际运行过程中存在许多不足之处，其共同缺点就产生的泥浆量较大，工艺流程冗长，后续处理烦琐，还需对二次废物行再处理，并且用于处理低含量放射性废水时，往往操作费用和原材料成本相对较高。
因此，多年来人们一直致力于研究和寻求更高效经济的含铀放射性废水的处理方法。
废水中铀的净化方法主要包括：化学沉淀、蒸发浓缩、离子交换、吸附、膜处理和生物处理等。
吸附法因具有效率高、占地省、易于操作及产生污泥少等优点受到国内外研究者的广泛关注，并取得了显著的研究成果。
（二）铀的来源与危害及其在水溶液中的存在形态（1）含铀废水的来源低浓度的含铀废水的来源很多，主要来源是铀矿采冶过程中产生的废水，还有核电站、实验室、工厂等含铀废液部分的正常排放，各种核武器试验以及核战争，异常事故等。
在铀矿开采过程中废水主要来自两个部分：在矿石开采过程中产生的矿山废水和加工过程中产生的废水。
其中后者又是铀矿加工工业外排废水的主要来源。
铀矿加工废水来源有：1）生产中的工艺废液；2）排放的沉淀母液和吸附尾液；3）工艺过程用水。
黏土对废水中铀的吸附性能
［ 中图分类号 ］Ｘ ５ ７３
［ 文献标识码］Ａ
［ 文章编号 ］１０ １７ （ ０６ ０ ０ ５ ０ ０ ６— ８ ８ ２ ０ ）６— ４ ９— ４
ｈ ｄ ｏ ｉ ｅ ａ ｉ ｒ ａ ｃ ｒ ｓ ｗｉ ｂ ｔ Ｆ ｅ ｎ ｌ Ｔ ｅ ａ ｓ ｒ ｔ ｎ ｂ ｈ ｖ ｏ ｃ ｏ ｄ ｔ ｏ ｒ ｕ ｄ ｉｈ ａ ｄ Ｌ ｎ ｍｕ ｒ ｉ ｔ ｅｍｓ ｗ ｔ ８ ２ ／ ｆ ｐ ｏ ｈ ｈ ｃ ｎ ａ ｇ ｉ ｓ ｈ ｒ ｈ １ ． ５ ｍｇ ｇ ｏ ｏ ｉ
Ａｄ ｏ ｐｔｏ ｆＵｒ ｎ ｕ ｎ Ｗ ａ ｔ ｗａ ｅ ｎ ａ ｓ ｒ ｉｎ ｏ ａ ｉｍ ｉ ｓｅ ｔ ｒ ｏ Ｃｌｙ
Ｓ ｉｏ ， ｉ Ｓ ｕｂ ， ｎ ｎ ｌ ｎ 功 Ｊ ｎ ｅ ，ｉ ｉＨｕ ｎ ｉ ｕ ｈ ｕ Ｘ ｅ ｈ ｉｏ Ｗａ ｇＱｉ ｉ ｇ， ｕ ｗ ｎ ＬｕＱ ， ａ ｇＡ ｗ ｙ ｇａ
ａ ｓｒ ｔ ｎ ｃ ｐ ｃｔ ， ｄ ｔｅＨｏ ｐ ｅ ｄ —ｅ ｏ ｄ ｏ ｄ ｒｋｎ ｔ ｑ ａｉｎ ｉ ｍｏｅ ａ ｐ ｏ ｒａ ｒｉ ｄｏ ｉ ａ ａ ｉ ａ ｓｕ ｏ ｓ ｃ ｎ —ｒ ｅ ｉｅｉ ｅ ｕ ｔ ｓ ｒ ｐ ｒｐ ｉｔ ｆ ｔ ｐ ｏ ｙ ｎ ｈ ｃ ｏ ｅｏ ．
（ ｃ ｏｌｏ ｒｈｔ ｔｒｌ ｎｉｅｒ ｇ Ｒ ｓｕｃｓａｄＥ ｖｒｎ ｎ， ｎ ｕ ｎｖｒｉ Ｈｅｇ ａｇＨｕ ａ ２ ０ １ Ｃ ｉａ Ｓ ｈｏ ｆＡ ｃｉｃｕａ ｇｎ ｅｉ ， ｅｏ ｒｅ ｎ ｎ ｉ ｍｅｔＮａｈ ａＵ ｉｅｓｙ， ｎ ｙｎ ｎｎ４ １０ ， ｈｎ ） ｅ Ｅ ｎ ｏ ｔ
一种含铀废水处理新技术
３ 结 语
采 用 反 渗 透 技 术 处 理 核 燃 料 元 件 生 产 线 产 生 的 废 水， 相对 于原技术 ， 不 仅 可 以节 能 减 排 ， 同时 ， 也 能 够 达
到节约投 资及运行 成本 的 目的， 因此 ， 该技 术在核 燃料 元件生 产线废 水处理上是适用 的 ， 可作 为废 水处理换代
３ ８ ． １ ７ ｔ ／ ａ 。
根 据我 国 “ 十二五” 核 电整 体 规 划 ， 到２ ０ １ ５ 年， 我 国 主 要铀 核 燃料 生 产 线 产 能 将 达 ３ ０ ８ ４ ０ ０ ｔ ／ ａ ， 订 货 能力 为 ４ ６ ２ ０ ｔ ／ ａ ， 如果 全 部采 用 该 废 水处 理 技 术 ， 年 可 节 约 能 源 折 合约 １ ２ ０ ｔ ｅ ｃ ｅ ／ ａ ， 减 少 二 氧 化 碳 排放 量 ４ ４ ０ ｔ ／ ａ 。
约为４ ｋ ｇ ｃ ｅ ， 同时 又 会 产 生 约０ ． ２ Ｉ ｎ ， 废液。 本技 术进行低 放废液 处理 ， 可完全 取代 原技术 ， 将
低放废液配制好后 ， 直 接 经 高压 泵 进 入 反 渗 透 膜 处 理 组
本， 又提供 回收率 ， 同时也满足和环境保 护的要求 。
第 ３ ４ 卷第 ｌ ３ 期
宫本希 ， 等： 一种含铀废水处理新技术
３ ３
②废液取样并进行水质分析 。 ③装置开车运行 ， 运 行期间对设备工况及仪 表示 数 进 行 调校 和维 护 ， 保 证各 系统 正 常 运 行 。 ④对清相和浓相分别 取样 分析 ， 按分析结果 进行相
进水温度 ： ２ ３ ℃～ ３ ０ ℃
脱盐率 ： ≥９ ６ ％
反渗 透 膜 的使 用 寿命 为５ ａ 。
0816.微生物吸附处理低浓度含铀废水的效能
微生物吸附处理低浓度含铀废水的效能摘要：生物吸附是目前处理低浓度含铀废水最有前途的方法之一。
本文探讨了不同种类微生物的来源及其对铀的吸附效能，分析了生物吸附过程的影响因素和吸附机理。
细菌、放线菌、真菌和藻类对铀的吸附能力依次递减，pH值、菌预处理、共存离子和金属初始浓度是生物吸附的主要影响因素；微生物的细胞结构在生物吸附过程中发挥了重要的作用，静电吸附、酶促反应、无机微沉淀和氧化还原等是生物吸附的主要机理。
最后预测了生物吸附处理低浓度含铀废水的研究方向。
关键词：废水处理；生物吸附；铀；微生物；机理；再生0 引言随着核工业的发展与核设施的退役，产生了大量放射性废弃物，对人类健康和环境构成了潜在威胁。
含铀等放射性核素废水的处理已经成为研究热点。
国内外处理含铀废水的传统方法有离子交换、混凝沉淀、萃取、反渗透[l]等。
由于存在运行费用和原材料成本相对较高、泥量较大、有的还需进行二次废物处理的不足，多年来人们一直致力于寻求更高效经济的含铀废水处理方法。
1991年，自然杂志公布了美国学者Lovley等[2]有关微生物还原U(Ⅵ)的实验研究结果，首次揭示出某些细菌能还原U(Ⅵ)为U(Ⅳ)，并从中获得生存能，这开创了研究铀一微生物作用的新时代，低浓度含铀废水的生物处理受到了广泛的重视。
生物吸附主要指经过静电吸附、酶促反应、无机微沉淀等生化作用，使重金属离子和放射性核素被微生物细胞所吸附。
它具有处理效率高、运行费用低、能有效回收金属、吸附剂易再生等优点，可以将质量浓度为0．25 ms／L的铀废水降到0．5 μg/L以下[3]，而离子交换等传统方法对10 ms／L以下的含铀废水处理效果较差。
1 生物吸附剂来源及效能在铀矿冶领域，由于微生物浸出技术具有投资低、环境效益好等特点而引起了广泛重视。
国外的微生物提取铀技术已经实现了工业化。
常用的厌氧型微生物主要有氧化亚铁硫杆菌、氧化硫硫杆菌、嗜酸硫杆菌以及氧化亚铁钩端螺杆菌等。
吸附剂在污水处理中的应用及性能评价
吸附剂在污水处理中的应用及性能评价污水处理是保护环境和人类健康的重要任务之一。
随着工业化和城市化的不断发展，污水排放量不断增加，污水处理的需求也越来越迫切。
吸附剂作为污水处理的重要组成部分，其应用和性能评价对于提高污水处理效果具有重要意义。
本文将介绍吸附剂在污水处理中的应用领域和性能评价方法。
一、吸附剂在污水处理中的应用领域1. 重金属去除：吸附剂可以有效地去除污水中的重金属离子。
重金属离子是一种常见的水污染物，其超标排放会对水生态环境和人体健康造成严重影响。
去除重金属离子可以采用吸附剂与其形成络合物或表面吸附的方式进行，常用的吸附剂包括活性炭、沸石、纳米颗粒等。
2. 有机物去除：吸附剂也可以应用于有机物去除，特别是有机污染物的去除。
有机污染物是污水处理中的另一个主要问题，其存在会引起水体富营养化、水生生物死亡等问题。
吸附剂通过物理吸附和化学吸附等机制，可以将有机污染物固定在吸附剂表面，从而实现其去除。
3. 染料去除：对于纺织、印染等行业来说，染料的去除是一个关键问题。
染料污染水体不仅影响水质，还影响水体的透明度和观赏价值。
吸附剂可以作为染料去除的一种有效方法，通过表面吸附和离子交换等机制，将染料分子从水中吸附到吸附剂表面。
二、吸附剂性能评价方法1. 吸附剂容量：吸附剂容量是评价吸附剂性能的重要指标之一。
通常使用批吸附实验来测定吸附剂的容量，通过测定吸附剂对目标污染物的吸附量与初始浓度的关系，可以得到吸附剂的等温吸附曲线。
吸附剂容量的大小决定了吸附剂对污染物的去除效果，容量越大，去除效果越好。
2. 吸附速度：吸附速度是评价吸附剂性能的另一个重要指标。
吸附速度通常通过瞬态吸附实验来测定，即测定吸附剂在一定时间内对目标污染物的吸附量。
吸附速度的快慢决定了吸附剂的应用效率，速度越快，处理效率越高。
3. 吸附剂再生性能：吸附剂的再生性能是评价吸附剂可持续利用性的重要指标。
吸附剂经过一定周期的使用后，会饱和或降低吸附效果。
含铀废液吸附处理的研究进展
含铀废液吸附处理的研究进展张文龙;马儒超;周志伟;韩琪胜【摘要】随着核工业的发展,含铀废液的污染日益严重.近年来,吸附法广泛应用于含铀废液的处理.本文综述了粘土矿物,天然有机物,合成高分子和炭材料的吸附研究进展.【期刊名称】《江西化工》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】4页(P1-4)【关键词】铀(Ⅵ);吸附;研究进展【作者】张文龙;马儒超;周志伟;韩琪胜【作者单位】东华理工大学,江西南昌330013;东华理工大学,江西南昌330013;东华理工大学,江西南昌330013;东华理工大学,江西南昌330013【正文语种】中文1 铀铀(U)在自然界中主要存在于海水和岩石，是已知的天然最重金属，1789年马丁·海因里希·克拉普罗特(Martin Heinrich Klaproth)在沥青铀矿中分离得到二氧化铀[1]。
铀的放射性于1896年由H.Eecquerel(贝可勒尔)[2]发现，随着铀的核裂变研究日益成熟，涉铀的相关产业得到迅猛发展。
铀的自发核裂变特性使其具有广泛的研究和应用价值，在放射医疗、地质勘探、无损检测、核能发电和核军工等领域都占有重要地位。
铀的需求在逐年递增，铀矿开采力度持续加大，铀污染的治理引起人们的广泛关注。
2 铀的开发利用全世界一直在寻求高效、清洁的能源，期望能在满足社会发展需求的同时降低温室气体排放并减少化石燃料造成的气候影响。
因此核能在政府的未来规划中被频繁提及[3]。
我国“十二五规划”提出要建设资源节约、环境友好型社会，核能发电因此受到人们的广泛关注。
目前我国北方面临着严峻的雾霾污染，其形成的主要原因就是煤炭发电，严重的大气污染已经成为制约区域社会经济发展的瓶颈[4]。
核能发电相比煤炭发电的环保之处在于它并不直接产生雾霾的污染源SO2，NO2等，也不产生温室气体CO2，它产生的放射性废物都会进行处理后封存，不排入环境；它的经济性在于核燃料能量密度比煤炭高上几百万倍[5]。
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固体废弃物吸附含铀（Ⅵ）废水的应用及性能
固体废弃物吸附含铀（Ⅵ）废水的应用及性能
近年来，随着工业化进程的加快和自然资源的不断开采，废水排放问题日益凸显。
其中，含铀（Ⅵ）废水对人类健康和环境安全构成了严重威胁。
因此，有效处理和处理这种含铀（Ⅵ）废水具有重要意义。
固体废弃物吸附技术被广泛应用于处理含铀（Ⅵ）废水，因其高效、低成本和环保等优势而备受关注。
一、固体废弃物吸附技术的应用
固体废弃物吸附技术是利用具有吸附性能的材料将含铀（Ⅵ）废水中的铀离子吸附到材料表面，从而实现废水净化的过程。
市面上常见的吸附材料有活性炭、陶瓷、纳米材料等。
这些材料具有多孔性和大比表面积的特点，能够提供更大的吸附表面，增加吸附效果。
其次，固体废弃物吸附技术在废水处理中还可以与其他处理技术相结合，如电离子交换、生物处理等，进一步提高处理效果。
这种综合应用的方式使得废水处理过程更加高效、可持续。
二、固体废弃物吸附技术的性能
1. 吸附效率高
固体废弃物吸附技术具有高度选择性和高吸附效率的特点。
吸附材料表面的孔隙结构和化学性质可以与铀离子之间形成配位键，从而吸附铀离子。
由于吸附材料具有较大的比表面积，因此可以提供更多的吸附位点，使得吸附效率更高。
2. 处理成本低
相比其他废水处理技术，固体废弃物吸附技术具有成本低
的优势。
常用的吸附材料如活性炭和陶瓷可以通过再生循环利用，降低了处理成本。
此外，这些材料制备简单，不需要昂贵的设备和耗材，降低了投资成本和运营成本。
3. 环境友好
固体废弃物吸附技术不产生二次污染，对环境友好。
吸附材料可以有效去除废水中的重金属离子和有机污染物，减少了对水源和土壤的污染。
另外，许多吸附材料可以经过再生循环利用，减少了废弃物的产生，符合可持续发展的理念。
三、固体废弃物吸附技术的挑战与发展方向
尽管固体废弃物吸附技术有很多优势，但仍然存在一些挑战需要克服。
首先，吸附材料的选择和制备需要更好的技术支持，以提高吸附效率和选择性。
其次，吸附材料的再生和回收技术需要进一步研究完善，以实现可持续发展。
此外，废水处理系统的运行和管理也需要加强，保证处理效果的稳定和持久。
未来，固体废弃物吸附技术仍将继续发展。
一方面，可以通过改进吸附材料的制备工艺和性能来提高吸附效率和选择性。
另一方面，可以与其他废水处理技术相结合，形成多技术联合处理体系，提高废水处理效果。
同时，智能化和自动化技术的应用也将提高废水处理的效率和可操作性，实现工业化生产的规模化应用。
总而言之，固体废弃物吸附技术在处理含铀（Ⅵ）废水中具有重要应用价值。
其高效、低成本和环保等特点使其成为解决废水处理问题的有效手段。
在未来的发展中，固体废弃物吸附技术将持续改进和创新，为实现水资源的可持续利用做出新的贡献
综上所述，固体废弃物吸附技术是一种有效解决废水处理问题的方法。
通过吸附材料对重金属离子和有机污染物的吸附作用，可以减少对水源和土壤的污染，同时许多吸附材料还可以经过再生循环利用，减少废弃物的产生，符合可持续发展的理念。
然而，该技术仍然面临一些挑战，如吸附材料的选择和制备技术、再生和回收技术以及废水处理系统的运行和管理等。
未来，固体废弃物吸附技术仍将继续发展，通过改进吸附材料的制备工艺和性能、与其他废水处理技术相结合以及应用智能化和自动化技术等手段，将提高废水处理效率和可操作性，为实现水资源的可持续利用做出新的贡献。