ZVI—SRB协同处理铀废水的正交实验研究

２０２４年第１期／第４５卷黄　金ＧＯＬＤ安环与分析低浓度含铀废水处理技术研究进展收稿日期：２０２３－０７－１５；修回日期：２０２３－０９－２７基金项目：国家自然科学基金项目（Ｕ１９６７２１０）作者简介：周　函（１９９６—），男，硕士研究生，研究方向为铀矿山污染地下水修复；Ｅ ｍａｉｌ：５９３９７０１３８＠ｑｑ．ｃｏｍ通信作者：丁德馨（１９５８—），男，教授，博士，研究方向为岩体力学、土力学、矿冶生物技术；Ｅ ｍａｉｌ：ｚｈ２０１５ｙｌ＠１６３．ｃｏｍ周　函１，２，张　辉１，２，杨迎春１，２，李　峰１，２，丁德馨１，２（１．南华大学铀矿冶生物技术国防重点学科实验室；２．南华大学极贫铀资源绿色开发技术湖南省重点实验室）摘要：铀矿开采和加工产生了大量不同类型的低浓度含铀废水，严重威胁矿区生态环境和居民身心健康。

简述了低浓度含铀废水特点，总结了国内外各种处理工艺研究现状及优缺点，包括化学沉淀法、吸附法、膜过滤法、离子交换法、蒸发浓缩法、萃取法、可渗透反应墙技术、微生物修复技术、植物修复技术、光催化还原技术及联合处理技术，并认为多学科（化学、生物、物理、材料等）交叉是突破低浓度含铀废水处理关键技术的新途径。

关键词：铀矿；低浓度；含铀废水；处理技术；多学科交叉 中图分类号：Ｘ７０３　ＴＤ９２６．５ 文章编号：１００１－１２７７（２０２４）０１－００９９－０８文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．１１７９２／ｈｊ２０２４０１１９引　言随着核能和核技术的快速发展，世界各国对天然铀的需求量不断增加。

铀矿石的开采和加工产生大量低浓度含铀废水，导致矿山周围生态环境不断恶化。

低浓度含铀废水主要来自铀矿开采、水冶产生的废水及未经处理排放的尾液、洗井废水等［１－２］。

此外，核工业［３］、医院和科研机构［４］、农业生产（磷肥生产及使用）［５］等均会直接或间接产生低浓度含铀废水，铀质量浓度一般为５ｍｇ／Ｌ［６］，远高于国家规定的排放标准。

含铀废水的还原处理吕家炜阴强赖幸(东华理工大学，江西南昌330013)摘要:随着核能的快速发展和应用，产生的含铀放射性废水与日俱增，严重影响人 类的健康和环境的保护，为此，含铀废水的治理受到了广泛关注。

还原处理技术能够将含 铀废水中的U(V I)转化为毒性小、难迁移的U(IV),在含铀废水的处理方面显示了较好的 应用前景。

本文主要对几种含铀废水还原处理技术的最新研究进展进行了分析概述。

关键词:含铀废水还原处理技术研究进展引言核能作为一种高效清洁的能源，在应对化石能源 枯竭、环境污染日益严重等问题中发挥着重要作用。

随着核能的发展，核电在满足人类能源需求的同时，在 运行过程中产生大量含铀废水，对人类健康和自然生 态环境的潜在威胁日趋严重。

因此，含铀废水的治理 亟待研究解决。

水体中的铀具有多种价态，包括u(0)、U(I I I)、u (IV)、U(V)和 U(V I)，主要以 U(IV)和 U(V I)两种价 态及其金属化合物或氧化物共存。

其中，u(IV)常与无 机碳形成稳定的络合物，最终生成沉淀;而u(V I)主要 以u o22+的形式存在，其易溶于水，难以去除[1]。

因此，水体中铀的去除主要针对U(V I)及其化合物。

目前含铀废水的处理方法分为两类，一种是通过 物理吸附、化学沉淀等技术对铀酰离子进行吸附富集; 另一种是采用还原法将u(V I)还原成U(IV)，最终形 成沉淀。

相比而言，还原法不仅有效地解决含铀废水的污染，更能够提供乏燃料后处理所需的还原反萃剂 U(iv)，实现铀在核工业中的循环利用[2]，是一种理想 的去除U(V I)的途径。

目前，含铀废水的还原处理方 法有化学还原法、生物还原法和光催化还原法。

1化学还原法以往的研究中，Fe°、H2S、FeS、水合肼等还原剂在U (V I)的还原处理中得到了一定的应用[3’4]。

其中纳米 零价铁(NZVI)具有高还原势、成本低、处理效率高等优 点，被广泛应用于降解污染物的研究领域[5]。

华东理工大学环境工程研究所
佚名
【期刊名称】《净水技术》
【年(卷),期】2002(0)S1
【摘要】华东理工大学环境工程研究所成立于1981年,是全国高等学校中最早从事环境治理研究与工程开发的单位之一,下设水污染控制理论与工程、大气环境科
学与工程、环境质量评价、工业水处理药剂及应用技术、安全工程、腐蚀与防护等研究室,现有高、中级技术职称专业人员50多人及环境工程博士学位授予点一个、环境工程与环境科学硕士学位授予点二个,1995年被国家环保局和国家教委授予"【总页数】1页(P107-107)
【关键词】大学环境;全国环境保护;学位授予点;工程博士;环境质量评价;环境工程;环境治理;中级技术职称;工程开发;水处理药剂
【正文语种】中文
【中图分类】X1
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3.二氧化碳捕集及资源化利用技术
——华东理工大学资源与环境工程学院特聘研究员田程程 [J], 王亮亮
4.“可靠性与环境工程技术”国家科技重点实验室北京卫星环境工程研究所分实验
室简介 [J],
5.农业部生态农业环境工程重点开放实验室浙江大学农业生物环境工程研究所杭州浙大博奥生物环境工程有限公司 [J],
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05050功滋讨科2021年第5期（52）卷文章编号：1001-9731（2021）05-05050-07偕胺肟基功能材料对铀的吸附研究进展*黄源涛12,刘晓阳3,刘立恒12,张学洪12（1.桂林理工大学环境科学与工程学院，广西桂林541004；2.桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室，广西桂林541004；3.南华大学土木工程学院，湖南衡阳421001）摘要：随着核能发电技术的发展，对铀的需求也越来越多。

核能发电的过程中会产生含铀的污染废水，如何有效去除污染废水中的金属铀是当前比较热门的研究课题。

偕胺肟基团对铀具有较强选择吸附性，可以对吸附剂进行功能化改性而形成对铀具有较强吸附能力的偕胺肟基功能材料。

采用吸附法处理含铀废水时，发现经偕胺肟基团修饰后的吸附剂，表现出对铀高效的选择吸附能力。

综述了偕胺肟基功能材料对铀的吸附性能、吸附影响因素及吸附机理，并对它们在水体中富集铀的应用前景和发展趋势进行展望，以期为后续相关研究及实际应用提供参考依据。

关键词：偕胺肟基功能材料;铀；吸附性能；吸附机理中图分类号：O647.3；X703文献标识码:A DOI：10.3969/.issn.1001-9731.2021.05.0080引言能源危机使得对核能的开发需求逐渐增加［］，在铀矿采冶过程中会产生大量含铀废水23］,这对生态环境和人类健康造成潜在威胁。

所以，不管是从环境保护还是能源安全方面，对水体中的铀进行有效的富集分离具有重要意义。

随着吸附分离技术的不断发展,吸附法已广泛应用于铀的富集分离，并且因其效率高、占地省、易于操作等优点，而受到国内外研究者的广泛关注45］。

在吸附法中，吸附剂是影响吸附效果的主要因素。

目前研究者们致力于探索高效环保的吸附剂［］。

近年来新型吸附剂层出不穷，如：金属有机骨架［］、活性炭［7］、水凝胶［］等，但这些材料在酸碱条件下的不稳定性和对铀选择性吸附的缺乏限制了它们的实际应用。

新型磁性螯合聚合物的合成及其对铀吸附性能的研究李广;夏良树;李瑞瑞;谢珍妮;袁小兰【摘要】合成了一种新型的、具有高吸附量和机械强度且易于分离的双偕胺肟基聚合物/Fe3 O4@SiO2吸附剂,通过静态吸附实验,研究了 pH 值、固液比、吸附时间、溶液初始浓度等因素对吸附剂吸附铀的影响,并探讨了吸附过程的热力学和动力学。

结果表明,吸附剂对铀的吸附量随吸附剂用量、吸附时间及铀酰离子初始浓度的增加而增加,但当这些因素达到一定值时,吸附达到平衡。

最佳吸附条件为：pH=5、固液比为0.6 g/L、吸附时间为90 min、铀溶液初始浓度为100 mg/L,在此条件下其饱和吸附量可达到160 mg/g。

吸附剂对铀的吸附遵循 Langmuir 等温吸附线,符合准二级动力学方程。

%A new type,high adsorption capacity and mechanical strength and easy sepa-ration of dual amidoxime group polymer/**************************************************** experiments,the effect of pH,solid-liquid ratio,adsorption time and initial concentration of uranium on the adsorption of uranium were studied.The thermo-dynamics and kinetics of adsorption process and the relevant equation for matching were also discussed.The results show that the adsorption capacity for uranium increases with adsorbentamount,adsorption time and initial concentration of uranium,but when these factors reach a certain value,the adsorption process reaches equilibrium.The experi-mental results show that the optimal pH is 5,the optimal solid-liquid ratio is 0.6 g/L, the adsorption is basically balanced at 90 min and the initial concentration of uranium is 100mg/L.Under this condition,the saturated adsorption capacity can reach 160 mg/g. The adsorption of uranium on adsorbent follows Langmuir adsorption isotherm,and is in line with quasi-second order kinetic equation.【期刊名称】《原子能科学技术》【年(卷),期】2016(050)008【总页数】7页(P1351-1357)【关键词】双偕胺肟基聚合物/Fe3 O4 SiO2;铀;吸附;热力学;动力学【作者】李广;夏良树;李瑞瑞;谢珍妮;袁小兰【作者单位】南华大学化学化工学院，湖南衡阳 421001;南华大学核科学技术学院，湖南衡阳 421001;南华大学核科学技术学院，湖南衡阳 421001;南华大学核科学技术学院，湖南衡阳 421001;南华大学核科学技术学院，湖南衡阳421001【正文语种】中文【中图分类】TL364.5随着我国能源问题日益凸显，越来越迫切需要开发新能源，所以核电的发展势在必行[1]，但在核燃料循环及核技术应用的过程中会产生大量的放射性废水。

广东化工 2012年第17期· 28 · 第39卷总第241期两种混合菌群浸出铀矿石的正交试验研究蔡向鲲，李江，吕飞龙(东华理工大学，江西抚州 344001)[摘要]本试验使用两种不同来源的混合菌群，经驯化后，设计L9(33)的正交摇瓶试验来考察温度、pH、菌群搭配三种因素对含钛铀矿石的浸出效果。

采用双层平板技术初步分析与鉴定了初始菌与结束菌的种群变化情况；正交分析结果显示适应细菌浸出此类铀矿石的最佳条件是初始pH 2.0，37 ℃恒温，菌群组合为334。

[关键词]双层平板技术；正交试验；细菌浸铀。

[中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2012)17-0028-02Orthogonal Test of Uranium Bioleaching with Two Kinds of Mixed BacteriaCai Xiangkun, Li Jiang, Lv Feilong(East China Institute of Technology, Fuzhou 344001, China)Abstract: Using two kinds of mixed bacteria that by domestication in this test, the effect of bioleaching uranium ore in conditions with temperature, pH value and strains was explored by L9(33)orthogonal design. By using overlay technique to identify the changes of mixed bacteria from the beginning and the end. The result by orthogonal design showed that optimum condition for this uranium bioleaching were pH 2.0 in substrate, in constant temperature of 37 ℃, strain was 334.Keywords: overlay technique；orthogonal design；uranium bioleaching微生物浸矿过程中，对于菌群的选择至关重要，同时环境温度，浸矿介质(培养基)的pH影响着菌的生长[1-2]，因此在室内进行的菌种驯化以及菌群条件的适应性研究，对于扩大试验及工业生产都具有指导意义。

[J].Soil Biology&Biochemistry,2004,36(10):1607216141 [18]　OG RAM A,S AY LER G S,BARKEY T,et al.The extraction and pu2rification of microbial DNA from sediments[J].J Microbial,1987,7(2/3):572661[19]　TS AI YL,PARK M J,O LS ON B H,et al.Rapid method for directextraction of DNA from s oil and sediments[J].Appl EnvironMicrobiol,1991,57(4):1070210741On the influence of DNA extraction from acti2 vated sludge for denaturing gradient gel elec2 trophoresis on microbial diversity analysisLI Peng1,BI Xue2jun1,2,RU Shao2guo1(1Marine Life C ollege,Ocean University of China,Qingdao 266003,Shandong,China;2School of Environmental and Municipal Engineering,Qingdao T echnological University,Qingdao266033, Shandong,China)Abstract:This paper aims to report the authors’research results on the in fluence of different methods of direct DNA extraction and purifi2 cation from the activated sludge on the microbial diversity analysis by polymerasing the chain reaction to denaturing the gradient gel elec2 trophoresis(PCR2DGGE).In doing s o,we have adopted six different procedures to physically disrupt the cells s o as to obtain the total sum of DNA:s onication.Then,tw o other methods were used for DNA extraction by using the microwave2based method and the grinding2 freezing2thawing+the bead beats and lys ozyme+S DS method.A fterwards,the PCR amplification of the extracted microbial16S rRNA gene fragments(V3region)was conducted by using the uni2 versal primers G C2341f and518r.And,next,an analysis of se2 quence diversity in all extracts was made by using the polymerase chain reaction denaturing gradient gel electrophoresis(PCR2DGGE). DGGE on a DGGE analyzer with8%(m/V)acrylamide(3715∶1 acrylamide2bisacrylamide)gel loaded under a30%to60%linear gradient of denaturant.The results show that the community patterns revealed by DGGE were noticeably in fluenced by the different DNA extraction methods.H owever,no much in fluence has been found by the purification(s olution purification and agarose gel purification) and PCR amplification(direct PCR and nested2PCR),thus dem on2 strating the importance of the DNA extraction protocol on the evaluat2 ing activated sludge microbial diversity.The above results gained from our experiments prove that the method of S DS2based DNA ex2 traction(Zhou method)is the m ost efficient one,which may have re2 sulted in the largest number of DNA bands,that is,the highest num2 ber of bacterial species.As to the quantities of DNA gained from S DS2based DNA extraction,there were only(14185±215)μg・g-1 (wet wt)of activated sludge with OD260/OD280purity ratios of118±01231Therefore,it can be suggested that the DNA extractions from the activated sludge should be highly appreciated not only in terms of quantity and purity,but als o in terms of the sequence diversity pre2 sent.Furtherm ore,it can be concluded that the S DS2based DNA ex2 traction protocol from activated sludge(Zhou method)is expected to be adopted as a rapid and reliable means for further microbial m olec2 ular ecological study.K ey w ords:microbial ecology;activated sludge;DNA extraction;polymerase chain reaction2denaturing gradient gel elec2trophoresis;microbial diversityC LC number:X172 Document code:AArticle I D:100926094(2007)022********收稿日期:2006211222作者简介:胡恋,硕士研究生,从事水处理理论与技术研究;谢水波,博士,教授,从事水处理研究。

正交实验法复配絮凝剂去除废水污油复配絮凝剂法是一种常用的处理含油污水的方法。

为了提高处理效果，一般要确定絮凝剂的最佳絮凝条件。

影响絮凝效果的的条件因素有絮凝温度、pH值、配比以及用量。

一般在设计筛选实验时，每个因素选取三个实验水平，若要进行全面实验，则要设计81组实验法案，实验数量庞大，无法实现。

因此，急需寻求一种有效的实验方案设计方法。

正交实验法正是利用正交表来安排与分析多因素实验的一种设计方法。

用正交实验法，挑选部分有代表性的水平组合进行实验，以确定个各因素最优的水平组合。

一、试剂与仪器1.1 实验用含油废水试验用的废水为吉林油田某采油厂污水排放口，目测该水质混浊，透明度低，且含油较高，约为322mg/L。

1.2 絮凝剂本实验中采用的絮凝剂为为分析纯的聚合氯化铝，阳离子型，水解度20%的聚丙烯酰胺。

1.3 实验仪器测量指标：悬浮物含量、透光度、含油量。

所用仪器：电子天平、六联恒温水浴、电动搅拌器、紫外分光光度计、500mL玻璃换膜过滤器等。

二、复配絮凝剂筛选实验方案将已测定含油量等指标的废水密封避光保存。

使用前，用移液管将废水移入试管中均匀搅拌，再向其中加入酸，进行酸化处理。

然后向试管中分别加入配置好的絮凝剂溶液进行实验。

根据正交实验法，不考虑各因素的交互作用，选择按照正交试验表L9(34)表设计实验如表1，各因素水平选值如表2。

三、复配絮凝剂筛选结果及极差分析因为，对于A因素，ｋ２ｋ３ｋ１，因此２水平(５０℃)是Ａ因素的最优水平。

同理，水平２(７)是因素Ｂ的最优水平，水平３(５∶１)是因素Ｃ的最优因素，水平３(６０ｍｇ/Ｌ)是因素Ｄ的最优水平，即最优组合为Ａ２Ｂ２Ｃ３Ｄ３。

我们可得到当温度为５０℃、ｐＨ值为７、无机/有机为５∶１、加药量为６０ｍｇ/Ｌ为絮凝法处理采油厂污水中污油的最佳絮凝条件。

根据极差的大小RARDRBRC，各因素对含油量影响程度的大小顺序为：温度加药量pH 值复配比例。

温度是影响含油量的最大因素，温度过高或者过低都不利于絮凝物的形成，合适的絮凝温度可以促使絮凝聚集体更加紧密牢固。

零价铁（ZVI）工艺处理水中铬、砷污染的研究进展综述孙翠珍;孙玉林;张文辉;张晓蕊;马征;邹彦江;朱大伟【期刊名称】《净水技术》【年(卷),期】2015(000)004【摘要】Industrial and urban activities have made concentration of chromium and arsenic increase in water, which threatens the health of human being.In recent years, zero-valent iron ( ZVI) for treatment of toxic species in groundwater and wastewater attracts widespread attention and has a better effect on water treatment.The research process on ZVI process for water treatment of chromium and arsenic pollution was review in this paper and research direction was raised.%工业和城市活动导致水体中的铬、砷污染物浓度升高，严重威胁人类的健康。

近年来，使用零价铁（ ZVI ）处理地下水和废水中的毒性污染物备受关注，该法被证明有较高的处理效果。

该文综述了ZVI处理水中铬、砷污染的研究进展，并对未来的研究方向提出了展望。

【总页数】5页(P11-14,41)【作者】孙翠珍;孙玉林;张文辉;张晓蕊;马征;邹彦江;朱大伟【作者单位】山东建筑大学市政与环境工程学院，山东济南 250101;山东建筑大学市政与环境工程学院，山东济南 250101;山东省环境保护科学研究设计院，山东济南 250013;山东建筑大学市政与环境工程学院，山东济南 250101;山东建筑大学市政与环境工程学院，山东济南250101;山东建筑大学市政与环境工程学院，山东济南 250101;山东建筑大学市政与环境工程学院，山东济南 250101【正文语种】中文【中图分类】X52【相关文献】1.壳聚糖负载纳米零价铁去除水中六价铬的研究 [J], 彭勇;曹久海;陈珍珍2.零价铁（ZVI）去除水中的As（Ⅲ） [J], 赵雅光;万俊锋;王杰;余飞;王岩3.负载纳米零价铁/钯(ZVI/Pd)双金属活性炭去除水中三氯乙烯(TCE)的研究 [J], 张巍;左军;韩晓琳;邱兆富;吕树光;应维琪4.纳米零价铁去除水中六价铬的研究 [J], 张永祥;马晓敏5.零价铁改性生物碳材料去除废水中六价铬的研究 [J], 刘合印;郭奎;陈凡立;彭成法因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

正交实验研究改性粉煤为吸附处理含氟废水
牟淑杰
【期刊名称】《粉煤灰综合利用》
【年(卷),期】2009(000)002
【摘要】通过正交试验研究改性粉煤灰吸附处理模拟含氟废水.结果表明:改性粉煤灰用量2.5 g;吸附平衡时间45min;废水pH=4,去除率可达98%以上,出水含氟量由100 mg·L-1降至1.7 mg·L-1,达到国家含氟废水一级排放标准.该工艺有处理效果好,操作简单等优点.
【总页数】3页(P38-40)
【作者】牟淑杰
【作者单位】辽宁石氟化工大学职业技术学院,抚顺市,113001
【正文语种】中文
【中图分类】X703.1
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