微生物电化学自发性海水铀浓缩去除体系研究

针对传统核废水处理方法存在的能耗局限问题,我们利用生物电化学技术,围绕电化学活性功能菌海水铀自发性浓缩去除机制开展研究。建立了电子内循环的低能耗自发性微生物金属浓缩去除电化学体系(Microbial electrochemical system for spontaneous metal recovery)MES-SMR,改变以往反应器内阴阳极连接方式将两个反应器串联于一个闭合回路,利用阳极电化学活性微生物的产电功能推动反应器电子内循环,使硝酸铀酰在反应室2进行自发还原反应实现海水中铀浓缩去除。在成功构建反应器的基础上,对反应体系内影响铀还原的关键因素——电化学活性细菌的胞外电子传递过程进行调控优化,选择最适宜的阳极电势、电极表面修饰方法、功能菌群优化方式,提高体系的产电性能与阴极室还原率。实现对于海水铀的浓缩,为电化学海水除铀提供新的思路。

磷灰石对溶液中铀的去除行为研究

通过静态实验,分别研究了不同的时间、pH值、铀初始质量浓度、磷灰石用量等条件下磷灰石去除溶液中铀的行为.结合红外光谱、扫描电镜、X衍射和磷析出量等分析结果,初步探讨了天然磷灰石去除铀的机理.结果表明,一定质量的磷灰石对溶液中铀的去除量随铀初始浓度的增大而增大,随着温度的升高先上升后下降.在pH值为3~4,天然磷灰石用量为1.0 g时去除效果最好,铀的去除率高达80%以上,反应在120 min基本达到平衡,反应符合二级动力学方程.XRD分析可知磷灰石主要成份是Ca5H2（PO4）3F、Ca8H2（PO4）6·H2O,扫描电镜分析与含铀溶液反应前后磷灰石矿物形貌变化不大,磷灰石对溶液中铀的去除主要以吸附和离子交换作用为主.

普通脱硫弧菌去除含铀废水中的铀

酸性地浸矿山退役后,采区范围内地下水中依旧存在着少量铀的残留需要清除,以恢复地下水环境。使用一株新的普通脱硫弧菌Desulfovibrio vulgaris GnLF21,开展了影响其除铀能力的因素及对废水稀释液的处理研究。结果表明,初始U^(6+)浓度为4 mg/L、pH=7.0、初始SO_(4)^(2-)浓度为1.0 mg/L时,菌株去除铀能力最强,铀去除率分别为97.9%、96.8%、92.7%。在废水pH为4.5、SO_(4)^(2-)浓度≤2 g/L、初始U^(6+)浓度为1.87 mg/L、菌株GnLF21接种量20%时,在96 h和120 h时铀去除率分别为77.74%和80.73%。可应用异源性硫酸盐还原菌开展酸性含铀废水的生物修复。

含铀废水的危害及其重要处理技术研究进展

核能的快速发展产生了大量的低浓度含铀废水,水体中U(VI)对人体和生态环境均会造成危害。随着我国对环境保护的重视,研究与开发绿色、高效、成本低的水处理技术用于去除水中的U(VI)成为重点方向。本文综述了水中U(VI)的常用处理技术,包括化学沉淀法、蒸发浓缩法、离子交换法、膜处理法、萃取处理法、电化学法、光催化法、植物修复法和吸附法等,并分析了其存在的问题,以期为水中U(VI)的处理提供技术与理论指导。

氮掺杂中空碳负载的高熵合金在电化学去除铀方面的性能及机理探究

本文通过离子交换法制备了氮掺杂中空碳负载的高熵合金(HEA@HNPC),并用作电催化剂应用于水溶液中铀的去除.制备的HEA@HNPC具有灵活多变的元素组成、易于调控的表面电子结构和丰富的催化活性位点.分别探究了HEA@HNPC在纯水和模拟地下水中对铀的去除性能.结果表明,HEA@HNPC电催化剂对铀的去除表现出快速的动力学、较大的萃取容量、优异的选择性及增强的循环使用性能,放大实验发现HEA@HNPC对模拟地下水中铀的去除效率高达381.6 mg g^(-1)d^(-1).采用SEM、XRD和XPS对电化学产物分析发现,还原的U(Ⅳ)会与产生的CaCO_(3)沉淀形成混合物以固体的形式析出,实现铀的高效连续去除.电化学循环伏安曲线(CV)发现HEA@HNPC表面产生的具有强还原性的H_(ad)^(*)物种是实现U(Ⅵ)→U(Ⅳ)电还原的关键.这一发现为应用电化学技术去除水溶液中铀的机理研究提供了有意义的参考.