芬顿氧化法预处理放射性废离子交换树脂

为了对放射性废树脂进行预处理,使用芬顿试剂对其进行了氧化降解预处理实验研究。通过正交试验获得了实验操作的合理条件：当过氧化氢的初始浓度为4.0 mol/L、亚铁离子的初始浓度为20 mmol/L、反应时间为4 h、反应温度为95 ℃、溶液的初始pH值为2.5时,该法对3种不同的含铀废湿树脂(50 g)均有理想的降解效果。反应进行2 h后废树脂被完全分解,残液中化学需氧量(COD)的去除率达97%以上,由8.0 ～10.0 g/L降至0.2～0.3 g/L,且吸收液中铀含量无明显增加。实验结果表明,芬顿试剂对放射性废离子交换树脂有较好的氧化降解效果。     

应用H_2O_2作铀矿石浸出的氧化剂——H_2O_2同Fe~(2 )反应的新研究

对H_2O_2同Fe~(2 )的反应进行了新研究。通过测量H_2O_2溶液同FeSO_4溶液相互滴定过程中的电位值、pH值和O_2的析出量,推导出了不含羟基游离基的H_2O_2氧化FeSO_4和Fe_2(SO_4),氧化H_2O_2的化学反应式。研究结果表明:H_2O_2分解为O_2和H_2O的过程中,催化剂除铁离子外还有酸。H_2O_2将溶液中的Fe~(2 )全部氧化为Fe~(3 )的电位值为640mV左右。在     

应用H_2O_2作铀矿石浸出的氧化剂——H_2O_2同Fe~(2 )反应的新研究

对H_2O_2同Fe~(2 )的反应进行了新研究。通过测量H_2O_2溶液同FeSO_4溶液相互滴定过程中的电位值、pH值和O_2的析出量,推导出了不含羟基游离基的H_2O_2氧化FeSO_4和Fe_2(SO_4)_3氧化H_2O_2的化学反应式。研究结果表明;H_2O_2分解为O_2和H_2O的过程中,催化剂除铁离子外还有酸。H_2O_2将溶液中的Fe~(2 )全部氧化为Fe~(3 )的电位值为640mV左右。在铀的地浸与堆浸中应用H_2O_2作氧化剂时,可采用电位控制法控制H_2O_2溶液的加料速度,使电位不高于500mV,即可减少H_2O_2的分解损失。     

响应曲面法优化GH3535平板样片中FLiNaK熔盐去污工艺条件

为了获得超声波和化学法联合去污LiF-NaF-KF(FLiNaK)熔盐的最佳工艺条件,利用响应曲面法和Box-Behnken设计(BBD)建立多项式模型,考察了反应温度、超声波功率、硝酸铝浓度和反应时间等因素对熔盐去除率的影响。结果显示:模型的相关系数r²为0.958 0,校正的相关系数r_adj²为0.915 9,表明模型的回归性显著,拟合程度高。影响熔盐去除率的因素由高到低为:反应时间>超声波功率>反应温度>硝酸铝浓度。预测的最佳去污工艺条件为:反应温度60℃、超声波功率300 W、硝酸铝浓度0.1 mol/L和反应时间9 min。在此条件下开展的去污实验验证熔盐的去除率为98.74%±1.12%(n=3),与预测值99.99%的相对误差为1.25%。表明采用响应曲面法优化超声波和化学法联合去污FLiNaK熔盐的工艺条件合理,结果可靠,可为下一步工程应用提供参考。     

Purex流程以N2O4调节钚价态的研究

详细描述了用液体N_2O_4调节Purex流程1BP、2BP、3BP和4W 料液中Pu(Ⅲ)价态的实验结果。研究酸度、钚离子浓度、铁离子浓度和温度等因素对N_2O_4氧化调价的影响。实验结果表明,N_2O_4氧化NH_2OH、N_2H_4和Pu(Ⅲ)-N_2H_4-NH_2OH的速度很快,在实验条件下是瞬间反应;在Pu(Ⅲ)-U(Ⅳ)-N_2H_4-HNO_3体系中,钚离子有明显的催化N_2O_4氧化U(Ⅳ)的作用;模拟Purex 流程1BP、2BP和3BP料液,用2.5倍化学计算量的N_2O_4,10—15℃下20min,可以达到Pu(Ⅲ)完全氧化到Pu(Ⅳ);调价后的料液放置5d,Pu(Ⅳ)的含量没有变化。     

γ辐射降解高浓度氨氮条件下苯酚的研究

采用60 Coγ射线辐射降解苯酚,通过分析辐照前后苯酚去除率与化学需氧量(COD)的变化,研究了苯酚浓度、氨氮质量浓度、吸收剂量、初始pH值和自由基清除剂对苯酚的辐射降解效果的影响。结果表明:γ辐射技术能有效降解高浓度氨氮环境中的苯酚,苯酚及其COD去除率随着吸收剂量的增加而增大,苯酚的辐射降解符合准一级动力学方程;吸收剂量相同时,苯酚初始浓度越高,苯酚去除率越低;氨氮质量浓度对γ辐射去除水溶液中苯酚未见显著影响,辐照前后氨氮质量浓度变化不大;弱酸性条件更利于溶液中苯酚的去除;苯酚的辐射降解机理以·OH氧化为主。     

对氯苯胺水溶液的紫外光降解研究

用185nm/254nm紫外光灯对4-氯苯胺水溶液进行光照降解,研究了该物质的辐照降解特性.通过对4-氯苯胺去除率、总有机碳(TOC)去除率、脱氯等过程的研究,探讨了4-氯苯胺初始浓度、pH值、不同通气条件、投加H2O2等因素对4-氯苯胺溶液降解和矿化效果的影响规律.结果表明,紫外光辐照能有效降解4-氯苯胺,在空气饱和、H2O2浓度为10 mmol/L的条件下,辐照时间为2 h时,4-氯苯胺的降解率可达99%,TOC去除率可达50%.     

芬顿氧化法处理氧化性泡沫去污废液中的有机物

氧化性泡沫去污废液因含有大量有机物而无法被直接处理。针对该问题,将芬顿氧化法用于降解泡沫去污废液中的有机物,为泡沫去污废液的预处理提供了一种新思路。采用芬顿氧化法以及两步联合降解工艺对氧化性泡沫去污废液进行了预处理,探索了过氧化氢用量、亚铁离子用量、反应时间、反应温度、紫外光照等工艺参数对氧化性泡沫去污废液化学需氧量去污率的影响规律,以及每步降解实验的适宜操作条件。结果表明：在初次降解的最佳工艺条件下,芬顿氧化法可将废液的化学需氧量从(37 000±1 850) mg/L降至(2 064±95) mg/L(n=3),化学需氧量去除率高达(94.40±0.54)%(n=3),但化学需氧量为(2 064±95) mg/L的残液仍不符合既有废液处理方法的条件;在二次降解的最佳工艺条件下,芬顿联合紫外法可继续将残液的化学需氧量从(2 064±95) mg/L降至(478±12) mg/L,满足了既有废液处理方法的条件。结果说明,芬顿氧化法以及两步联合降解工艺适宜作为氧化性泡沫去污废液的预处理方法。     

茜素红的辐射降解研究

用60Co γ射线辐照茜素红水溶液,研究该染料的辐射降解特性.通过对辐照前后茜素红的紫外可见光谱、脱色率、总有机碳(Total organic carbon,TOC)去除率的研究.探讨了吸收剂量、初始浓度、溶液pH值、H2O2加入量、在不同气体饱和条件下对茜素红溶液降解和矿化效果的影响.结果表明,辐射技术能有效降解茜素红染料,在空气饱和双氧水浓度为4mmol/L的条件下,吸收剂量为7.5kGy时,茜素红脱色率可达98%,TOC去除率可达70%.     

H2O2活化活性炭对U(Ⅵ)的吸附研究

利用H_2O_2对活性炭进行活化,得到了良好的吸附材料(15%-AC),用傅立叶红外(Fourier Transform Infrared spectroscopy,FT-IR)、热重分析(Themiogravimetric Analysis,TGA)、扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)和Brunauer-Emmett-Teller (BET)孔径分析等方法测定了活化前后样品。结果表明:经过H_2O_2活化后的活性炭,表面氧化基团增加,形成更多吸附位点,比表面积小幅度减少,但介孔量增加,孔隙率上升。采用静态吸附实验研究了接触时间、pH、固液比、初始浓度、温度、共存阴阳离子等因素对吸附的影响。在最佳条件下(接触时间、pH、固液比、初始浓度、温度分别为90 min、5、8 g·L~(-1)、80 mg·L~(-1)、35℃),吸附性能增加了68%;准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型对吸附行为的拟合效果好,表现为表面均匀且为多基元的吸附行为;15%-AC在共存离子和循环吸附的影响下仍具有良好的吸附性能。实验证明:H_2O_2的活化过程可以有效地提高活性炭对U(Ⅵ)的吸附性能。     

整体式除氚催化剂的制备及催化氧化性能

针对大型核设施产生的大流量废气的处理,发展低气阻的整体式催化剂尤为必要。本工作在整体式堇青石载体上生长分子筛涂层,以离子交换法负载活性组分Pt,获得的整体式催化剂具有高的金属分散度,达到了60%。使用该催化剂,在15℃、体积空速为10 000～40 000 h^-1、1.0%(体积分数)H₂的条件下实现大于99.9%的H₂转化率;在25℃、体积空速为50 000 h^-1、1.0%H₂的条件下实现H₂的完全转化。在更低的H₂浓度下(0.1%H₂和0.5%H₂),该催化剂在湿条件下的H₂转化率低于干条件下的H₂转化率,表明水蒸气会抑制室温催化活性。由于分子筛涂层较Al₂O₃涂层具有更低的吸水性,整体式Pt/sil-cord催化剂在湿条件下具有比Pt/Al₂O₃高得多的...     

Fenton-UV照射法对超高浓度聚乙烯醇有机废液的降解效能

采用Fenton-紫外照射(Fenton-UV)联用工艺对核电厂超高浓度聚乙烯醇(PVA)有机废液进行处理,研究了PVA转化率、平均分子量、溶液黏度等随时间的变化规律。结果表明:对于50 g/L的PVA溶液,H₂O₂投加质量浓度为15 g/L,FeSO₄·7H₂O投加质量浓度为0.050 g/L,初始pH值为3,经过2 h Fenton反应和2 h UV照射(3 mW/cm²)之后,PVA转化率达到100%,溶液平均分子量从60 000～80 000 Da降低到1 000 Da以下,黏度降低到1.1 mPa·s,但总有机碳和化学需氧量(COD)变化不大。Fenton-UV法可作为预处理方法,前期Fenton阶段提高PVA的溶解度,增加反应溶液中的PVA含量,并进行初步降解和氧化;后期UV法进一步降解溶液中的PVA,有效降低其分子量和黏度,为后续处理提供有利条件,最终形成经济可行的超高浓度PVA有机废液处理工艺。     

硅基HDEHP吸附剂对硝酸体系中Zr(Ⅳ)的吸附

以多孔二氧化硅聚合物颗粒为载体,采用真空灌注法合成了一种复合型硅基吸附剂HDEHP/SiO_2-P(二(2-乙基己基)磷酸酯,di-2-ethylhexylphosphoric acid,HDEHP),用于吸附硝酸体系中的Zr(Ⅳ)。通过扫描电子显微镜(SEM)、差热-热重分析(TG-DTA)等手段对吸附剂进行了表征。研究了硝酸体系下,吸附剂对Zr(Ⅳ)的吸附选择性以及时间、温度对吸附性能的影响。结果表明:该吸附剂在一定酸度范围内对Zr(Ⅳ)有良好的吸附选择性;吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附平衡时间为15h;吸附等温线符合Langmuir吸附等温线模型;该吸附剂对Zr(Ⅳ)的吸附容量随温度升高而提高,298K时的吸附容量为0.456 mmol/g。HDEHP/SiO_2-P在吸附Zr(Ⅳ)后,用草酸溶液可以有效地将Zr(Ⅳ)解吸下来,解吸率达到98%,解吸的平衡时间在1h以内。     

铀浓缩厂放射性废物管理与最小化实践

介绍了某铀浓缩厂含铀放射性废物管理现状及放射性废物最小化方面的应用实践。放射性废物分类收集,集中处置,减少放射性废物的体积及产生量是基本要求。采用5%的Na₂CO₃和30% H₂O₂混合液以及清水对放射性污染管道、阀门等进行清洗,使α表面污染≤0.4 Bq/cm²,清洗液厂内循环利用。通过除锈清洗液再利用、水压试验水再利用及容器清洗工艺优化改进等措施,单台容器平均废液产生量减少35%左右,从源头上控制了含铀废液的产生量。小容器处理工艺由湿法改为干法,废水产生量减少了90%;大容器清洗过程中,除锈液可重复利用5次,可使得除锈废液的产生量减少80%左右。提高吸附尾液循环利用比,减少了废水的产生量。采用钙盐联合沉淀法处理废水,废渣年产生量平均减少20%,废水处理合格率大大提高。在此基础上,介绍了实现含铀放射性废物最小化的几点思路,并提出相关措施。     

模拟Co胶体在压水堆停堆氧化运行期间的溶解行为研究

Co是压水堆核电站最主要的集体剂量贡献核素,大修时Co胶体活化腐蚀产物可能在一回路和辅助系统表面沉积,对集体剂量产生重要贡献。停堆氧化运行期间的水化学条件决定了Co胶体的净化效果,为获取对Co胶体溶解去除最有利的水化学条件,首先在实验室条件下制备了粒径为40～50 nm的模拟Co胶体,使用TEM、SEM、EDS进行了表征,其主要成分为CoO和Co单质。然后模拟了停堆氧化运行期间的水质与水化学条件,研究了温度、Li浓度（pH值）、H₂O₂浓度以及反应时间对Co胶体溶解行为的影响。结果表明,Co胶体的溶解反应速率很快,0.5～1 h即达到平衡,对Co胶体溶解和去除最有利的水化学条件为：温度70 ℃、Li 浓度接近0 mg/kg、H₂O₂浓度约10 mg/kg。     

DBD coupled with MnOx/γ-Al2O3 catalysts for the degradation of chlorobenzene

This paper investigates the degradation of chlorobenzene by dielectric barrier discharge(DBD)coupled with MnOx/γ-Al2O3 catalysts.MnOx/γ-Al2O3 catalysts were prepared using the impregnation method and were characterized in detail by N2 adsorption/desorption,x-ray diffraction and x-ray photoelectron spectroscopy.Compared with the single DBD reactor,the coupled reactor has a better performance on the removal rate of chlorobenzene,the selectivity of COx,and the inhibition of ozone production,especially at low discharge voltages.The degradation rate of chlorobenzene and selectivity of COx can reach 96.3%and 53.0%,respectively,at the specific energy density of 1350 J l-1.Moreover,the ozone concentration produced by the discharge is significantly reduced because the MnOx/Al2O3 catalysts contribute to the decomposition of ozone to form oxygen atoms for the oxidation of chlorobenzene.In addition,based on analysis of the byproducts,the decomposition mechanism of chlorobenzene in the coupled reactor is also discussed.     

Design of a MT-DBD reactor for H_2S control

This study aimed to discuss the removal of hydrogen sulfide(H_2S)with non-thermal plasma produced by a multilayer tubular dielectric barrier discharge reactor,which is useful in the field of plasma environmental applications.We explored the influence of various factors upon H_2S removal efficiency(η_(H_2S))and energy yield(Ey),such as specific energy density(SED),initial concentration,gas flow velocity and the reactor configuration.The study showed that we can achieveη_(H_2S)of 91%and the best Ey of 3100 mg kWh~(-1)when we set the SED,gas flow velocity,initial H_2S concentration and layers of quartz tubes at 33.2 J 1~(-1),8.0 m s~(-1),30 mg m~(-3)and five layers,correspondingly.The average rate constant for the decomposition of hydrogen sulfide was 0.206 gm~(-3)s~(-1).In addition,we also presented the optimized working conditions,byproduct analysis and decomposition mechanism.     

Plasma-catalytic degradation of tetracycline hydrochloride over Mn/γ-Al2O3 catalysts in a dielectric barrier discharge reactor

A coaxial dielectric barrier discharge (DBD) reactor was used for plasma-catalytic degradation of tetracycline hydrochloride over a series ofMn/γ-Al₂O₃ catalysts prepared by the incipient wetness impregnation method. The combination of plasma and theMn/γ-Al₂O₃ catalysts significantly enhanced the degradation efficiency of tetracycline hydrochloride compared to the plasma process alone, with the 10%Mn/γ-Al₂O₃ catalyst exhibiting the best tetracycline hydrochloride degradation efficiency. A maximum degradation efficiency of 99.3% can be achieved after 5 min oxidation and a discharge power of 1.3 W, with only 69.7% by a single plasma process. The highest energy yield of the plasma-catalytic process is 91.7 gkWh⁻¹. Probable reaction mechanisms of the plasma-catalytic removal of tetracycline hydrochloride were also proposed.     

钯催化H2O2分解的机制探讨

高放废物（HLW）处置库近场地下水的辐解能够产生H₂O₂,其被裂变产物合金颗粒（ε-颗粒）的催化分解属于多相表界面反应。本工作选用钯粉模拟ε-颗粒,采用高压反应釜研究体系总压和H₂分压对反应的影响,并按一级动力学模型拟合实验数据。添加HO·的捕获剂和淬灭剂的实验证明无H₂反应过程中存在HO·的生成步骤。钯的催化活性及形态变化与反应时间的关系表明,产物氧吸附在钯的表面对反应具有毒化作用。通过持续监测滤液中H₂O₂浓度的变化,发现溶液中存在类似于Haber-Weiss的反应持续消耗H₂O₂。推导出钯对H₂O₂分解的机制过程和影响因素,为处置库的安全评估提供基础数据。     

H_2O_2调价UTEVA树脂对钚的分离方法

研究了H2O2调节钚价态至Pu(Ⅳ)的条件,对于钚质量浓度在10-3 g/L量级的溶液,适量H2O2可以将钚价态稳定在Pu(Ⅳ)。采用粒径为50~100μm的UTEVA树脂填充的柱体积为2mL的萃取色层柱,在6mol/L HNO3浓度下,使用w=1.5%H2O2作为氧化还原剂对10-2 g/L的钚进行预处理,能将钚吸附上柱。通过适当条件的洗脱,在铀、镎、钚混合溶液中,得到钚的回收率约为108%。