【摘要】随着我国清洁能源的大力发展，核能的利用已成为必然趋势。 然而，在发展核能的同时，产生的放射性废水量也逐年增加，其中低放射性废水占很大一部分。 这些废水不仅含有放射性核素，还含有多种无机和有机污染物，对环境和人类造成日益严重的负面影响。 从以往核事故的教训可以看出，核设施运行和退役过程中产生的放射性废水必须及时处理。 目前，我国低放射性废水的处理主要依靠“絮凝-蒸发-离子交换”三级工艺。 但该工艺存在二次污染、净化效果不理想的缺点。 膜蒸馏技术是利用疏水性微孔膜两侧的温差作为驱动力，使热侧的挥发性物质通过膜孔凝结并积聚在冷侧的物理分离技术。 膜蒸馏技术具有处理效果好、处理效率高、能耗低等优点。 用于处理低放射性废水，具有较高的可行性。 本研究以含铀模拟和真实废水为研究对象，采用聚四氟乙烯（PTFE）中空纤维膜组件对真实低浓度含铀废水进行真空膜蒸馏（VMD）处理模拟研究。 首先，优化膜组件的运行参数，考察料液温度、流量和真空度对膜通量和截留效果的影响，并讨论VMD过程中的温差极化效应； 然后研究了VMD处理核燃料元件生产中低浓度含铀废水的可行性。 采用PTFE中空纤维膜组件处理含铀废水。
结果表明，料液温度、料液流量和真空度不影响膜蒸馏的净化效果。 真空度对膜通量影响较大。 随着料液真空度的增加，膜通量显着增加； 膜通量随着进料流量和进料温度的增加而增加。 在实验室操作条件下，膜蒸馏装置对铀离子的截留率达到99.99%以上，去污系数可达10~4以上，膜组件初始膜通量为2.2 L m~(-2 )h~(-1)。 在设备最佳运行条件下（料液温度75℃、流量0.7 ms~(-1)、真空度-0.09 MPa），最大膜通量为11.3 L m~(-2) h~(- 1),表明膜蒸馏装置对低放射性废水具有良好的处理效果。 随着料液流量的增加，温度极化系数TPC将增大，而浓差极化系数CPC将略有减小。 随着料液温度和真空度的升高，TPC降低，CPC相应升高。 在实验室最佳工作条件下，采用膜蒸馏技术处理核燃料元件制造过程中产生的低含量含铀废水。 实际废水连续运行结果表明，随着料液浓度比的增大，膜通量基本保持稳定，馏出液质量不受影响。 当实验进行到1400分钟时，料液电导率浓缩至μs cm~(-1)（浓缩倍数为9倍），馏出液电导率保持在17 μs cm~(-1)左右。 去除率超过99.9%（废水初始电导率为36100μs cm~(-1)）； 除盐率达到96.87%； 铀保留率大于99.99%，最终馏分液中铀浓度小于1μg/L，符合国家标准排放标准（-2009年）； 馏出液中氨氮含量最终降至3.3 mg·L~(-1)； COD含量由初始值1038 mg·L~(-1)逐渐降低至22 mg·L~(-1)，实验结果表明膜蒸馏法处理真实低放射性废水具有良好的稳定性。 实验膜的FT-IR和SEM表征分析结果表明，膜表面污染物没有明显团聚，实验过程的质量和效率没有受到明显影响。 结合上述研究，VMD对核燃料元件生产过程中产生的低放射性废水复杂系统具有高效净化效果，可为低放射性废水的深度净化提供新的思路和数据参考。核工业废水。