中低放廢液反滲透處理數(shù)學模型研究及驗證.pdf

1、近年來在核電放射性廢液處理領域，膜技術的研究越來越受到重視。研究工作中受安全和成本的限制，通常采用冷實驗。現(xiàn)使用的放射性廢水排放標準下(沿海為3700Bq/L，內陸為37Bq/L)，處理后達標的放射性廢水濃度極低，在冷實驗研究中檢測困難。為便于檢測，研究中通常采用高濃度，但不具代表性，研究價值不高。因此研究超低濃度的膜傳質模型，對放射性廢水的無公害排放和膜技術的應用具有至關重要的意義。
　　本文在研究反滲透技術處理中低放廢液（以放

2、射性核素中的鈷作為研究處理對象）的實驗基礎上，結合溶解擴散模型和物料平衡，建立了可用于低濃度廢水的滲透分離的模型。試驗中分別考察了不同進料濃度、操作壓力對反滲透性能的影響，并考察了連續(xù)工況下處理量對反滲透處理效果的影響。利用溶解擴散模型和物料平衡對反滲透去除鈷離子的滲透行為進行模擬。
　　結果顯示:(1)通過實驗研究，考察了操作壓力、進料濃度和處理量對膜通量和截留率的影響。在進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系。隨著操作壓力的增加，膜通量幾乎呈線性增長，截留率也有小幅增加。濃度對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。隨著處理量的增加，對膜通量的影響不大，滲透濃度和滲透液平均濃度呈上升趨勢，滲透濃度較滲透液平均濃度快。（2）應用溶解擴散模型預測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，結合溶解擴散模型，推導出滲透分離的方程。通過擬合較高濃度鈷離子滲透的實驗數(shù)據(jù)求得模

4、型相關參數(shù)，然后針對較低濃度鈷離子的滲透實驗數(shù)據(jù)，與模型預測數(shù)據(jù)進行對比。結果顯示，實驗數(shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù)相對誤差不超過15％，該溶解擴散模型可以很好的預測較低鈷離子濃度下的滲透行為。(3)結合物料平衡和膜傳質模型建立反滲透系統(tǒng)模型。針對較低濃度鈷離子的二次滲透實驗數(shù)據(jù)，與模型預測數(shù)據(jù)進行對比。
　　結果顯示,一次液進料濃度模擬值和實驗值相對誤差不超過5%，膜通量的模擬值和實驗值相對誤差不超過8%。滲透濃度和滲透液平均濃度的模擬值和實