生物吸附法对含铀废水处理的研究进展

[摘要] 随着新能源与核技术的大力发展，放射性废物不断增多，并且严重威胁到生态环境及其人类健康。放射性废水必须经过处理才能排放。在处理放射性废水中，含铀废水的处理是一项重要任务。本文阐述了处理含铀废水的技术及方法。

[关键字] 放射性废物 含铀废水 处理 方法

[中图分类号]X171 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-2-164-1

0引言

随着新能源与核技术的大力发展，放射性废物不断增多，放射性废物严重威胁到生态环境及其人类健康。为了减少放射性废水污染生态环境，国家规定必须经过处理，达到国家排放标准值，才能排放到生态环境中。在处理放射性废水中，含铀废水的处理是一项重要任务。由于含铀废水来源较广，排放量大，污染较严重。所以研究者们在不断寻求处理含铀废水的技术及方法。

1传统处理含铀废水的方法

传统的处理含铀废水的方法有：混凝沉淀法，蒸发浓缩法，膜分离法，离子交换法。萃取法等。以上这些方法自身有着优点也存在着不足。下表中则归类了这些传统方法的优点和缺点。

从表1.1中可以看出处理含铀废水的传统方法存在许多不足，概括为以下几点：成本较高，使用寿命短，处理单一化，二次废物进行处理，需要对容易产生二次污染。所以，人们在不断的寻求一种高效，且成本较低，不容易形成二次污染的新方法。

2生物吸附法及其优点

生物吸附就是通过生物体及其衍生物对水中重金属离子的吸附作用，达到去除重金属的目的。能够吸附重金属及其它污染物的生物材料称为生物吸附剂，主要包括细菌、真菌、藻类、有机物、无机物矿物和农林废弃物等。在吸附中起着关键作用的是吸附剂[1]。生物吸附过程中存在着两种吸附方式：一是物理吸附，在非活体生物体表面暴露在铀废水中，生活体生物体表面存在空隙，则铀酰离子被物理吸附在非生物体空隙中。二是化学吸附，化学吸附方式主要存在两种：一种是活体生物细胞的主动吸附，包括传输和沉积两个过程，这种方式吸收金属需要代谢活动提供能量。活体细胞通过新陈代谢的过程，对铀离子应是代替化学性质或离子结构相同的元素被活体细胞吸收。另一种是生物体的细胞通过细胞壁或者细胞内的化学基因与铀离子螯合而进行吸附，生物的细胞表层主要由多聚糖、蛋白质和脂类等组成，这些物质中可与铀酰离子相结合的主要官能团有羧基、磷酰基、羟基、硫酸脂基、氨基和酰胺基等，其中氮、氧、磷、硫作为配位原子与铀酰离子配位络合。

与传统的除铀方法比较，生物吸附法有着以下几个优点：

（1）生物吸附材料来源广泛且价格便宜，品种丰富多样。

（2）吸附量较大、吸附速度较快且选择性好。

（3）投资成本较底、能有效回收重金属，且避免了放射性废水对环境造成不可估量的污染。

（4）回收的重金属可以重复利用，一般的化学方法就能把重金属从材料中解吸出来，且材料循环利用。

3 生物吸附法处理含铀废水的影响因素

3.1 吸附时间对吸附过程的影响

吸附时间对于生物吸附过程的影响较为明显。随着时间的延长，铀去除率不断地升高，当达到一定的时间，吸附铀才会达到平衡。很多研究者的实验表明：吸附过程分为两个阶段：快速吸附和慢速吸附。在快速阶段，去除率迅速提升；在慢速阶段，去除率将缓慢增加，最后就趋于稳定。这是由于吸附初期吸附材料的吸附位点相对较多且在溶液中金属离子浓度较大，所以吸附进行得较快。然后随着吸附材料吸附位点的逐渐减少及金属离子浓度的减小，吸附缓慢进行，最后达到平衡。

3.2 pH值对吸附过程的影响

对大多数吸附过程而言，溶液pH值是影响吸附量的决定因素。pH值与铀离子的吸附量二者间并不是简单的线性关系。研究发现对不同的吸附材料都有一个自身最适宜的pH值。一般在其它条件相同的情况下，最适pH值下的吸附量最大。当溶液pH值超过金属离子微沉淀的上限时，在溶液中的大量铀离子会以氢氧化物微粒的形式存在，包裹着吸附材料，从而使吸附过程无法进行。溶液的pH值同时影响吸附剂表面金属的吸附位点和铀离子的化学状态。控制好溶液pH值不仅能使吸附量达到最大，而且在含有多种金属离子的溶液中可以进行选择性地吸附。

3.3吸附剂投加量对吸附过程的影响

从去除率来看，在吸附过程中随着吸附剂投加量加大，去除率不断升高。到了一个最高点，去除率趋于平缓。从吸附量求解公式 来看，超过最佳吸附投加量后，在铀初始浓度一定的条件下，吸附剂投加量越大。单位质量上吸附的铀的量就越小，所以吸附率会随着投加量的增加而逐渐下降。

3.4 吸附技术对吸附过程的影响

许多研究发现直接将生物体用于吸附铀废水效果并没有那么显著。为了提高铀废水处理率，所以将生物体进行不同的处理。在活体生物（细菌）中添加营养物，或者将非活性生物进行改性，如：化学交联，嫁接共聚，磁化等手段。经过处理后的生物体用于铀废水吸附率效果明显提高。

4 结语

生物吸附法处理铀废水是一个值得广大学者深究的问题。用于不同的生物吸附剂，不同的改性技术得到更佳的处理效果。利用生物吸附法处理含铀废水吸不仅有着运行费低，对环境较友好，材料来源充足，且效果甚佳。不仅能使铀废水排放标准，也能有利的回收铀资源。生物吸附法对处理含铀废水有着重要的意义。

参考文献

[1]梁莎，冯宁川等.生物吸附法处理重金属废水研究进展[J].水处理技术.2009.35（3）：13-17.

[2]舒生辉，杨永峰等.生物吸附处理重金属废水的影响因素分析[J].广西轻工业.2009.01：87-89.