光助芬顿法预处理放射性废离子交换树脂

离子交换树脂在同位素制备、放射化学研究和放射性废水处理中被广泛应用。废树脂具有以下特点：树脂是有机物，久置会辐解和降解产生H2，CH4，C2H4，NH3等燃爆气体；树脂含有硫、氮和氯，焚烧处理会产生腐蚀性和污染性气体；干树脂吸水有溶胀作用，产生极大的静压力，致使固化体破裂。目前多数废树脂主要贮存在不锈钢桶中或进行简单的固化处理。
  芬顿试剂是Fe2+和H2O2共同组成的氧化体系，H2O2在Fe2+和紫外光的催化作用下通过链式反应产生氧化性极强的羟基自由基，是一种很强的氧化体系。与目前研究的主要湿氧化技术H2SO4-H2O2，H2SO4-HNO3体系相比，具有较大的优势，目前该技术的应用和研究主要集中在环保领域中难降解有机废物的处理与处置。将放射性废离子交换树脂进行氧化降解预处理后再进行固化处理，与直接固化处理相比有诸多的好处：极大的减容；克服因干树脂吸水而造成固化体的龟裂；消除产生H2，CH4等燃爆气体的潜在危害，提高固化体的包容量。
  试验中为提高过氧化氢和亚铁离子的利用效率，使体系保持高的氧化性，过氧化氢和亚铁离子采取连续滴加的方式进行，在反应的初始阶段，废树脂分解剧烈，并产生大量的CO2气体，树脂降解较快，反应进行约90 min后，全部的废树脂已经转化为液体，随着过氧化氢和亚铁离子的滴加，废离子交换树脂被继续氧化降解，反应残液中的COD含量不断降低，对于几种阴离子型树脂，当残液中COD浓度降为200~300 mg/L之间时，随着过氧化氢和亚铁离子的继续增加，残液中COD浓度下降缓慢。
  试验以反应残液中的COD浓度和废树脂的分解率作为评价指标，通过过氧化氢的投加量、亚铁离子的投加量、反应时间、反应温度四因素四水平的正交试验，获得合理的操作条件，对于50 g湿废树脂(几种阴离子型)，当过氧化氢的投加量为4.0 mol，亚铁离子的投加量为20 mmol，反应时间为4 h，反应温度为95 ℃，溶液的初始pH值为2.5时，残液中COD的含量在200~300 mg/L之间波动，废树脂的分解率可达100 %。
  光助芬顿氧化法对放射性废离子交换树脂具有良好的氧化降解效果。采用光助芬顿法可有效地实现对树脂的分解、矿化，避免在固化处理工艺中因树脂分解等不利因素对固化体带来的不良影响。

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