3.2.1. Thử nghiệm trên nƣớc thải của quá trình chế biến quặng urani
Từ các kết quả thu được ở trên, nước thải từ quá trình chế biến quặng urani tại phòng thí nghiệm của Trung tâm chế biến quặng phóng xạ - Viện Công nghệ xạ hiếm đã được nghiên cứu. Nước thải sau khi kết tủa sơ bộ ở pH = 6 được ly tâm tách pha rắn – lỏng và tiếp tục hấp phụ sử dụng 2g bentonit biến tính/ 100 ml nước thải (để chọn lựa lượng bentonit thích hợp, đề tài đã tiến hành các khảo sát sơ bộ).
Kết quả thu được như sau:
Bảng 3.5. Thành phần nước thải sau các bước xử lý
TT Chỉ tiêu Đơn vị ban đầu sau kết tủa sơ bộ sau xử lý bằng bentonit 1. pH 2,2 6 7 2. Fe ppm 2163,478 30,251 0,551 3. Cu ppm 6,203 1,432 0,432 4. Zn ppm 421,123 6,523 0,513 5. Pb ppm 0,545 0,273 0,112 6. Mn ppm 276,335 13,825 0,572 7. Ni ppm 5,931 3,381 0,258 8. Th ppm 7,651 0,018 0,006 9. U ppm 112,635 2,75 0,014 10. Tổng hoạt độ phóng xạ Bq/l 2288,01 57,86 0,08 11. Tổng hoạt độ phóng xạ Bq/l 24696,84 575,07 0,87
Từ bảng số liệu trên, có thể nhận thấy, nước thải sau khi kết tủa sơ bộ tại pH = 6 và hấp phụ trên bentonit biến tính với lượng 2g/100ml đã đạt tiêu chuẩn xả thải theo QCVN 40:2011/BTNMT và có thể thải ra các nguồn tiếp nhận.
53
3.2.2. Đề xuất sơ đồ công nghệ ứng dụng vật liệu bentonit để xử lý nƣớc thải của quá trình chế biến quặng urani trong qui mô phòng thí nghiệm
Hình 3.8. Sơ đồ công nghệ ứng dụng vật liệu Ben-BT để xử lý nước thải của quá trình chế biến quặng urani Việt Nam
Dung dịch thải pH = 2,2 Kết tủa sơ bộ pH = 6 Sữa vôi Ca(OH)2 Tách rắn – lỏng và lọc rửa Hấp phụ bằng bentonit biến tính Tách rắn – lỏng
Phân tích kiểm tra Xi măng hóa bùn thải Đóng thùng lƣu giữ tạm thời Chôn cất nông gần bề mặt Bentonit biến tính Thải ra môi trƣờng Bùn thải Bùn thải Nƣớc thải Nƣớc chƣa đạt tiêu chuẩn
54
Kết luận về xử lý nƣớc thải thực tế chứa các nguyên tố phóng xạ trên bentonit
Các thử nghiệm xử lý nước thải chế biến quặng phóng xạ có chứa các kim loại nặng và nguyên tố phóng xạ như urani, thori, radi, … trên bentonit biến tính chứng tổ khả năng xử lý hiệu quả và tính khả thi của vật liệu tinh chế và biến tính từ bentonit Tuy Phong – Bình Thuận – Việt Nam để xử lý (loại bỏ) các ion kim loại nặng cũng như các nguyên tố phóng xạ trong nước. Nước thải sau khi xử lý đáp ứng QCVN 40: 2011/BTNMT và có thể thải ra ngoài hệ thống thải chung.
55
KẾT LUẬN
Từ các kết quả nhận được từ luận văn, có thể rút ra các kết luận chính sau đây: 1. Đã khảo sát được ảnh hưởng của pH, thời gian hấp phụ đến quá trình hấp
phụ U(VI) trên vật liệu bentonit biến tính trong hệ đơn ion.
2. Xây dựng được các đẳng nhiệt hấp phụ U(VI) và Th(IV) trong nước, từ đó xác định được dung lượng hấp phụ cực đại với U(VI) và Th(IV) trên bentonit biến tính lần lượt là: 10,1 (mg/g) và 16,4 (mg/g).
3. Thực nghiệm xử lý nước thải của quá trình chế biến quặng phóng xạ chứng tỏ rằng, vật liệu bentonit biến tính là chất hấp phụ hiệu quả để xử lý nước thải sinh ra từ quá trình chế biến quặng urani đảm bảo QCVN 40:2011/BTNMT.
4. Đã đề xuất được một sơ đồ công nghệ xử lý nước thải từ chế biến quặng urani trong quy mô phòng thí nghiệm sử dụng vật liệu bentonit biến tính.
* *
*
MỘT SỐ KIẾN NGHỊ
- Nghiên cứu sâu hơn (hệ thống và nhiều mặt) về hiện tượng hấp phụ cạnh tranh của các ion trong dung dịch trong các điều kiện khác nhau trên bentonit biến tính
- Nghiên cứu chuyển quy mô từ phòng thí nghiệm sang pilot để xử lý nước thải thực tế của quá trình khai thác và chế biến quặng phóng xạ.
- Nghiên cứu ứng dụng vật liệu bentonit biến tính để xử lý nước thải của nhà máy điện hạt nhân.
56
TÀI LIỆU THAM KHẢO
I. Tiếng Việt
1. Vương Hữu Anh (2014), Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp cơ sở: Nghiên cứu ứng dụng vật liệu nano oxit sắt từ để xử lý nước thải của quá trình chế biến quặng urani, Viện Công nghệ xạ hiếm, Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam.
2. Bùi Đăng Hạnh (2004), “Nghiên cứu khả năng hấp phụ ion uranyl bằng zeolit A”, Tạp chí hóa học, Hà Nội.
3. Hà Thị Hồng Hoa (2012), Nghiên cứu sử dụng bentonit Tuy Phong – Bình Thuận làm chất hấp phụ xử lý kim loại nặng trong môi trường nước, Luận án Tiến sĩ công nghệ môi trường, Đại học bách khoa Hà Nội.
4. Thân Văn Liên (2006), Báo cáo tổng kết đề tài hợp tác KHCN theo nghị định thư Việt Nam – Hàn Quốc: Nghiên cứu quy trình xử lý, hoạt hóa bentonit Việt Nam để sản xuất bentonit xốp dùng cho xử lý nước thải có chứa kim loại nặng, Viện Công nghệ xạ hiếm, Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam. 5. Thân Văn Liên (2013), Báo cáo tổng kết nhiệm vụ: Xử lý mẫu công nghệ thu
nhận urani, Viện Công nghệ xạ hiếm, Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam.
6. Thân Văn Liên (2004), Thủy luyện urani, NXB Đại học Quốc gia.
7. Lê Khánh Phồn (1997), “Nghiên cứu ô nhiễm môi trường trong khai thác và chế biến các mỏ quặng có chứa chất phóng xạ”, Tạp chí địa chất, A/240: 28- 32, Hà Nội.
8. Nguyễn Hữu Phú (1998), Hấp phụ và xác tác trên bề mặt vật liệu vô cơ mao quản, NXB Khoa học kỹ thuật.
9. Nguyễn Trung Sơn và nnk (2007), “Nghiên cứu xử lý thải lỏng của quá trình thủy luyện urani”, Hội nghị Khoa học kỹ thuật Mỏ toàn quốc lần thứ XVIII. 10.Cao Hùng Thái (2005), Báo cáo tổng kết đề tài cấp bộ: Nghiên cứu công
nghệ để chuẩn bị cho bước xử lý quặng urani ở quy mô pilot, Viện Công nghệ xạ hiếm, Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam.
57
II. Tiếng Anh
11.Adrián Krajňák, Eva Viglašová, Michal Galamboš, Oľga Rosskopfová, “Sorption of uranium anionic species from aqueous solutions on HDTMA- bentonite Jelšový potok”, Comenius University in Bratislava.
12.Bogdanovich, N.G; Grushicheva, E.A; Mishevets, T.O; Skomorokhova, S.N; Trifanova, E.M; Emel’Yanov, V.P; Petrukhina, G.N; Starkov, O.V. Recovery of 137Cs and 90Sr from wastewater by sorption on finely dispersed minerals under static conditions. Radiochemistry 2008, 50, 395-401.
13.Dulama, M; Deneanu, N.; Dulama, C.; Pavelescu, M. “Experimental studies concerning the semipermeable membrane separation efficiency for 134Cs, 137Cs, 57Co, 58Co, 60Co, 54Mn in liquid radioactive waste”. Treatment of secondary waste from POD decontamination procedure. Rev. Chim. 2008, 59, 544-549.
14.El-Kamash, A.M. “Evaluation of zeolite a for the sorptive removal of Cs+ and Sr2+ ions from aqueous solutions using batch and fixed bed column operation”, J. Hazard. Mater. 2008, 151, 432-445.
15.El-Naggar, M.R.; El-Kamash, A.M.; El-Dessouky, M.I.; Ghonaim, A.K. “Two-step method for preparation of Na A-X zeolite blend from fly ash for removal of cesium ions”, J. Hazard. Mater. 2008, 154, 963-972.
16.Fawwaz I. Khalili, Najla’a H. Salameh, and Mona M. Shaybe (2012), Research Article: “Sorption of Uranium(VI) and Thorium(IV) by Jordanian Bentonite”.
17.Humelnicu, D.; Popovici, E.; Dvininov, E.; Mita, C. “Study on the retention of uranyl ions on modified clays with titanium oxide”. J. Radioanal. Nucl. Chem. 2009, 279, 131-136.
18.International Atomic Energy Agency. “Combined methods for liquid radioactive waste treatment - Final report of a co-ordinated research project 1997–2001”. IAEA, VIENNA, 2003; IAEA-TECDOC-1336; ISBN 92–0– 100903–8.
19.Maurizio Galimberti (2011), Rubber clay nanocomposites: science, technology, and applications.
58
20.Ren, J.S.; Mu, T.; Yang, S.Y.; Zhao, Y.J.; Luo, S.Q. “Treatment of high salinity low level radioactive wastewater containing uranium and plutonium by flocculation”. J. Nucl. Radiochem. 2008, 30, 201-205.
21.S. B. Savvin (1961), Analytical Use of Asenazo III Determination of Thorium, Uranium and Rare Elements, V. I. Vernaskii Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry Academy of Sciences, Moscow, U. S. S. R.
22.Syed Hakimi Sakuma, Nik Marzukee, Mohd Khairuddin. “Comnined treatment of aqueous radioactive waste containing uranium, thorium and radium radionuclides by chemical precipitation and laterite soil sorbent”.
IAEA, VIENNA, 2003; IAEA-TECDOC-1336; ISBN92–0–100903–8.
23.Nguyen Ba Tien; Tran Van Quy (2011), “Study of the Treatment of the Liquid Radioactive Waste Nong Son Uranium Ore Processing”. VNU Journal of Science, Earth Sciences 27, 39-46.
24.Von der Fakultät für Geowissenschaften, Geotechnik und Bergbau der Technischen Universität Bergakademie Freiberg (2010), Uranium Sorption on Clay Minerals: Laboratory Experiments and Surface Complexation Modeling.
25.www.newworldencyclopedia.org/entry/bentonit ( ngày 24 tháng 5 năm 2015)
26.https://en.wikipedia.org/wiki/Uranium ( ngày 20 tháng 9 năm 2015)
59
PHỤ LỤC
Giá trị pH kết tủa của một số hydroxit kim loại [ 6 ]
Hydroxit pH Fe(OH)3 2,5 - 3,5 Th(OH)4 3,2 - 3,5 Al(OH)3 4,0 - 6,0 Cu(OH)2 5,2 - 5,8 Cr(OH)3 5,3 UO2(OH)2 3,8 - 6,0 Ra(OH)2 7,0 - 8,0 Fe(OH)2 8,0 - 9,0 Co(OH)2 8,0 - 9,0 Mn(OH)2 8,6 - 10,0 Ca(OH)2 10,0 Mg(OH)2 10,0
60
Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp QCVN 40:2011/BTNMT
TT Thông số Đơn vị Giá trị C
A B 1 Nhiệt độ 0C 40 40 2 pH - 6-9 5,5-9 3 Mùi - Không khó chịu Không khó chịu 4 Độ mầu (Co-Pt ở pH = 7) - 20 70 5 BOD5 (200C) mg/l 30 50 6 COD mg/l 50 100 7 Chất rắn lơ lửng mg/l 50 100 8 Asen mg/l 0,05 0,1 9 Thuỷ ngân mg/l 0,005 0,01 10 Chì mg/l 0,1 0,5 11 Cadimi mg/l 0,005 0,01 12 Crom (VI) mg/l 0,05 0,1 13 Crom (III) mg/l 0,2 1 14 Đồng mg/l 2 2 15 Kẽm mg/l 3 3 16 Niken mg/l 0,2 0,5 17 Mangan mg/l 0,5 1 18 Sắt mg/l 1 5 19 Thiếc mg/l 0,2 1 20 Xianua mg/l 0,07 0,1 21 Phenol mg/l 0,1 0,5 22 Dầu mỡ khoáng mg/l 5 5 23 Dầu động thực vật mg/l 10 20 24 Clo dư mg/l 1 2 25 PCB mg/l 0,003 0,01
61 26 Hoá chất bảo vệ thực vật lân hữu
cơ
mg/l 0,3 1
27 Hoá chất bảo vệ thực vật Clo hữu cơ
mg/l 0,1 0,1
28 Sunfua mg/l 0,2 0,5
29 Florua mg/l 5 10
30 Clorua mg/l 500 600
31 Amoni (tính theo Nitơ) mg/l 5 10
32 Tổng Nitơ mg/l 15 30
33 Tổng Phôtpho mg/l 4 6
34 Coliform MPN/100ml 3000 5000
35 Tổng hoạt độ phóng xạ α Bq/l 0,1 0,1