低浓度含铀废水处理技术研究进展

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：Ａ
ｄｏｉ：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５ｍ
ｇ／Ｌ［６］
，远高于国家规定的排放标准。

铀具有一定的化学毒性和辐射危害，未经处理的含铀废水排放到自然环境中，污染物会随水流、土壤等不断扩散，对人体健康、地表环境和地下环
境造成严重危害［７］。

铀通过消化道进入人体后，经血液循环迅速分布
到各组织器官（如肾、肝和脾等）［８］
，会从辐射毒性和化学毒性两个方面危害人体健康［９］，对人体的神经
系统、组织器官等造成损害；特别是铀辐射还有可能诱发ＤＮＡ突变和致癌，对人体健康造成不可逆的损害。

因此，如何有效处理低浓度含铀废水成为一个值得研究与探讨的问题。

近年来，国内外众多学者对这类含铀废水的处理技术开展了大量研究，并取得了一系列重要成果。

１　低浓度含铀废水特点
铀矿开采和加工会产生大量低浓度含铀废
水［１０］
，该类废水成分较为复杂，含有大量的镭、钍、铀等重金属离子污染物［
１１］。

铀属于天然放射性元素，从生产之初就会产生放射性，并不断向周围环境辐
射，对周边的环境和人体健康从化学毒性和辐射毒性两个方面造成危害。

铀废水中的铀通常以六价
（ＵＯ２＋
２）形式存在，在低ｐＨ条件下易迁移和扩散，所以含铀废水除铀通常是指六价铀的去除［１２－１５］。

２　低浓度含铀废水处理工艺
２．１　化学沉淀法
化学沉淀法通过向废水中加入絮凝剂（如钙盐、
铁盐、铝盐等［１６－１８］
），使废水中放射性元素与化学物质发生反应，生成颗粒物或悬浮物，采用过滤等工艺实现除铀的目的。

路艳等［１９］
优化了树脂吸附—钙盐沉淀法，通过
３台“７１７”树脂吸附塔串联，将废水中铀质量浓度从１００ｍｇ／Ｌ降至５０μｇ／Ｌ以下，达到了国家排放标准。

高旭等［２０］
采用ＰＡＣ絮凝法除铀，研究了ｐＨ和ＰＡＣ
投加量对除铀效果的影响。

结果表明，在ｐＨ值为７、ＰＡＣ投加量为３００ｍｇ／Ｌ、搅拌速度为４５ｒ／ｍｉｎ条件下，铀去除率可达９７．９４％。

化学沉淀法具有除铀效果稳定、设备简单、操作简便、成本低廉等优点，但投入过量化学物质，容易产生大量垢状物，严重时会堵塞排水管道，造成二次污染。

２．２　吸附法
吸附法是通过多孔性固体材料将铀元素吸附在表面，从而达到除铀的一种方法。

碳材料、天然高分
子化合物、复合吸附材料等是较为常见的吸附剂［２１］。

此外，近些年对于吸附材料的研究涉及到纳米材料领域，其中，纳米零价铁（Ｎａｎｏｚｅｒｏ ｖａｌｅｎｔｉｒｏｎ，ｎＺＶＩ）性质活泼，具有很强的还原性，相较于铁粉具有更大的比表面积、更强的吸附性和反应活性，利用ｎＺＶＩ处理
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低浓度含铀废水也是一种简单高效的方法。

原理是通过ｎＺＶＩ将废液中更具迁移性的Ｕ（Ⅵ）还原为Ｕ（Ⅳ），并通过吸附作用沉淀富集在其表面［２２］。

ＳＨＡＯ等［２３］制备了聚苯胺改性氧化石墨烯（ＰＡ ＮＩ／ＧＯ）复合材料处理低浓度含铀废水中铀，ｐＨ是重要影响因素之一，在ｐＨ值为５．０时，吸附量达到最大，为１９６０ｍｇ／ｇ，比传统吸附材料和纳米材料的最大吸附量提高了两个数量级。

ＰＡＮＩ／ＧＯ对Ｕ（Ⅵ）有良好的选择吸附性能，且具有理想的高盐耐受性、良好的再生再利用性能，实际应用中可作为Ｕ（Ⅵ）的吸附剂。

王子鸣等［２４］合成了一种聚乙烯亚胺（ＰＥＩ）功能化的复合气凝胶（ＭＧＯ／ＰＥＩ），在２９８Ｋ、ｐＨ值为６时，最大吸附量为１０２７．０１ｍｇ／ｇ，其主要吸附机理是氨基官能团（—ＮＨ
２
）及含氧官能团对Ｕ（Ⅵ）的共同络合作用。

ＺＨＡＮＧ等［２５］制备了活性炭负载的纳米零价铁（Ａ－ＢＣ－ｎＺＶＩ），用于含铀废液中Ｕ（Ⅵ）的去除，试验研究了溶液ｐＨ、Ａ－ＢＣ－ｎＺＶＩ投加量、温度、时间和Ｕ（Ⅵ）浓度对Ａ－ＢＣ－ｎＺＶＩ去除Ｕ（Ⅵ）的影响。

结果表明：Ａ－ＢＣ－ｎＺＶＩ对Ｕ（Ⅵ）有较强的吸附能力，经过５次吸附、解吸试验后，该材料铀吸附率达９０％以上，在第５次循环时铀吸附率下降了５百分点，即Ａ－ＢＣ－ｎＺＶＩ处理低浓度含铀废水有广阔的应用前景。

ＺＨＵ等［２６］制备了多孔氮－碳结构的纳米零价铁，研究了ｐＨ和碳酸盐浓度对铀去除效果的影响，经试验对比发现Ｆｅ／Ｎ－Ｃ－７０的除铀效果最好，最大去除能力可达２３２．５４ｍｇ／ｇ。

ＴＡＮＧ等［２７］通过３－氨基丙基三乙氧基硅烷（ＡＰＴＥＳ）对氧化石墨烯（ＧＯ）进行改性，并在ＡＰＴＥＳ－ＧＯ表面生成Ｆｅ０，形成Ｆｅ０／ＡＰＴＥＳ－ＧＯ复合材料，以提高Ｆｅ０对Ｕ（Ⅵ）的去除性能。

试验结果表明，在ｐＨ＝４．１、温度为５０℃时，Ｆｅ０／ＡＰＴＥＳ－ＧＯ复合材料的铀吸附量可达１３５７．９９ｍｇ／ｇ，主要作用机理是铁的还原作用和材料上丰富的官能团（—ＣＯＯＨ、—ＣＯＨ和—ＯＨ）作用。

吸附法处理低浓度含铀废水具有吸附材料丰富、效率高及二次污染小等特点，但存在工作量大、吸附材料消耗大等有待改进的地方。

如何提高效率、减少吸附剂耗量、高效处理饱和吸附材料等将是未来重要的研究方向。

２．３　膜过滤法
膜过滤法是利用过滤薄膜的选择透过性，将重金属离子阻隔在膜的一侧，从而达到除去废水中重金属离子的目的［２８］。

膜过滤工艺如图１所示。

ＴＯＲＫＡＢＡＤ等［２９］研究了聚醚砜（ＰＥＳ－２）和聚酰胺（ＮＦ－１和ＮＦ－２）膜处理高浓度铀溶液性能，试验结果表明，纳滤工艺因其能耗低、
易操作等优点，
图１　膜过滤工艺示意图
Ｆｉｇ．１　Ｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅｍｅｍｂｒａｎｅｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ
可以作为除铀的方法，但不适用于高浓度含铀废水。

ＷＡＮＧ等［３０］设计了一种新型多孔性ｃＣＳ／ＰＶＡ／ＵｉＯ－６６－ＮＨ
２
膜吸附剂，在最佳条件下，该吸附剂的吸附能力最高可以达到３１６．５０ｍｇ／ｇ。

膜过滤技术优点较多，如操作方便、能耗低、效率高、设备简单等，但也存在成本高、膜污染等问题，限制了该技术更进一步的应用。

２．４　离子交换法
离子交换法是将含铀废水中重金属离子与离子交换剂中离子进行交换，从而达到处理废水的一种方法。

离子交换法的作用机理主要是物理吸附和化学反应，其反应装置如图２所示。

离子交换剂主要有无机和有机两种类型［３１］。

图２　离子交换反应装置示意图
Ｆｉｇ．２　Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆａｎｉｏｎｅｘｃｈａｎｇｅｒｅａｃｔｉｏｎｄｅｖｉｃｅ李建华等［３２］研究了强碱性阴离子交换纤维（下称“纤－Ⅱ”）对低浓度含铀废水的处理效果，对接触时间和床层高度进行了试验。

结果表明，纤－Ⅱ吸附和淋洗体积小、速度快，且具有峰值铀质量浓度高的特点，处理后的矿井水符合排放标准。

赵春等［３３］采用离子交换树脂吸附法对低浓度含铀废水进行处理，研究了树脂种类、吸附量和淋洗效率等条件。

结果表明，４０８（Ⅱ）强碱性树脂的饱和吸附量可达到１８ｇ／Ｌ，淋洗效率为９７．２％，淋洗效果较好，即树脂有较好的可循环利用价值。

离子交换法具有操作简单、除铀效率高、离子吸附材料可循环利用的优点，但在酸性或高盐溶液中存在离子交换剂消耗量大、易板结等缺点。

未来，需要
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对所用材料的稳定性进行深入研究，并降低离子交换剂的消耗量，节约成本。

２．５　蒸发浓缩法
蒸发浓缩法是将低浓度含铀废水通过升温蒸发水分，剩余铀等重金属离子富集在残余溶液中。

蒸发浓缩法包括自然蒸发法和人工蒸发法。

二者相较而言，人工蒸发法虽然效率高、废水产量少，但也存在成本高、能耗及风险大的缺点［３４］。

张永康等［３５］研发了一套放射性废水远红外蒸发处理装置，投入４组辐射元件时，蒸发器压力约为０．０１７ＭＰａ，辐射元件温度为７３０℃，处理废水能力为２４Ｌ／ｈ，实现了低放射性废水的小型化、可移动化处理，在少量放射性废水的应急处理领域有较为广阔的应用前景。

在法国的ＵＰ３后处理厂，设计了一套蒸发浓缩工艺处理放射性废液，可以将６０ｇ／Ｌ硝酸铀酰蒸发浓缩至１２００ｇ／Ｌ，保证了后处理厂水、硝酸的循环利用，有效降低了放射性废液量［３６］。

曾志伟等［３７］在处理低放射性废水时采用了蒸发帘强化自然蒸发技术，以碳纤维编织布为原料的蒸发帘不但吸水性好，而且有利于水分的蒸发。

结果表明，碳纤维蒸发帘的蒸发水量为５．４ｍｍ／ｄ，比自然蒸发水量的３．４ｍｍ／ｄ提高了１５７．１４％，有效提高了企业处理低放射性废水的效率。

自然蒸发技术具有节能、易于操作等特点，但效率较低，且易对环境产生污染，逐渐被更为高效、能力更强的人工蒸发技术取代，如何控制人工蒸发的成本、安全等问题，仍需要进一步研究。

２．６　萃取法
萃取法是将萃取剂与低浓度含铀废水混合，废水中铀等重金属离子溶于溶剂，从而将铀提取出来，达到除铀的目的。

随着技术的发展，产生了液膜法、固相萃取法、磁萃取法等新萃取技术［３８］。

ＥＬ ＳＨＡＨＡＴ等［３９］利用三异辛胺（Ｔｒｉｉｓｏｏｃｔｙ ｌａｍｉｎｅ，ＴＯＡ）纯化高浓度铀溶液后，研究了脉冲萃取柱的性能，结果表明，在室温条件下，ｐＨ值为１，有机相与水相比为１．８∶１，二（２－乙基己基）磷酸与ＴＯＡ浓度比为２∶３时，铀萃取率可达９７％，并克服了Ｃｌ－的抑制效应，提高了萃取效率。

龙亮等［４０］采用Ｄ２ＥＮＰＡ－ＴＲＰＯ萃取和化学除磷工艺回收３０％高磷酸废液中的铀，铀萃取率达到９９．３％以上，萃余液铀质量浓度为６．３ｍｇ／Ｌ；一个闭环铀回收工艺，铀总回收率达到９９．９％。

ＯＲＡＢＩ等［４１］采用二丙胺从预处理硫酸溶液中萃取铀，在二丙胺为０．２５ｍｏｌ／Ｌ、室温条件下Ａ∶Ｏ为１∶１、接触时间为５ｍｉｎ条件下，铀萃取率可达９６％。

萃取法具有除铀效率高、选择性好、处理量大等优点，但也存在残渣产量大、处理费用较高等不足。

寻找一种绿色友好、经济高效的萃取剂将是该技术的重要发展方向。

２．７　可渗透反应墙技术
可渗透反应墙（ＰｅｒｍｅａｂｌｅＲｅａｃｔｉｖｅＢａｒｒｉｅｒ，ＰＲＢ）技术在低浓度含铀废水处理中得到广泛应用，是一种原位处理技术，原理是利用污染物通过ＰＲＢ时，可以被反应介质处理或阻挡，防止污染物进一步扩散和迁移，其结构如图３所示。

反应墙中的填充物常选用零价铁、活性炭、氢氧化铁等［４２］
，利用铁的还原性、活性炭的吸附性和氢氧化物的可沉淀性三者共同作用，实现低浓度含铀废水除铀的目的。

图３　ＰＲＢ结构示意图
Ｆｉｇ．３　ＤｉａｇｒａｍｏｆＰＲＢｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
ＺＨＡＮＧ等［４３］以羟基磷灰石为反应材料，采用ＰＲＢ去除水溶液中铀。

试验研究了吸附剂粒径（Ｄ
０
）、初始铀浓度（ｃ
０
）和水力负荷（Ｑ
ｈ
）对石英砂包
裹的羟基磷灰石除铀的影响，结果表明，ｃ
０
对铀的去
除效率影响最大，依次是Ｄ
０
和Ｑ
ｈ
，在ｃ
０
为５ｍｇ／Ｌ，
Ｄ
０
为０．６～１．１８ｍｍ，Ｑ
ｈ
为５．５ｍ３／（ｍ２·ｄ）时，去除率最高可达７５．２３％，其主要的作用机理为溶解沉淀、离子交换及化学吸附。

李艳梅等［４４］探讨了ＰＲＢ技术在铀矿区低浓度铀污染地下水修复中的应用进展，介绍了ＰＲＢ技术原理、类型和特点，并总结了该技术所用到的活性材料（树脂、活性炭、沸石等）、吸附效果和机理（吸附、络合、离子交换等），发现ＰＲＢ技术能够有效处理铀矿山地下水污染，且运行成本低、占地面积小、环境扰动小。

ＰＲＢ技术能够有效处理放射性核素、重金属等多种污染物，是铀矿区低浓度铀污染地下水治理的有效方法之一。

在实际应用中，所用材料的稳定性及长期有效性是该技术的关键。

因此，研究污染物同步处理的复合材料及根据实际污染情况不断优化ＰＲＢ墙体及工艺，是该技术未来的发展方向［４５］。

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２．８　微生物修复技术
微生物修复技术是指利用人工培养或自然存在的微生物，在特定条件下，通过微生物的还原、矿化、
吸附等作用进行低浓度铀污染地下水修复［４６］。

目
前，微生物修复低浓度铀污染地下水的作用机制包括生物还原、生物矿化、生物吸附及生物累积。

生物还原是在厌氧条件下，通过微生物将易溶Ｕ（Ⅵ）还原为不溶性Ｕ（Ⅳ）
，从而在细胞外将沉淀后的铀去除，常见的还原性菌类有铁还原菌［４７］
、硫酸盐还原菌［４８］、嗜酸菌［４９］等；生物矿化也可称作生物沉淀，指
细胞表面的磷酸盐分子与Ｕ（Ⅵ）
反应生成性质稳定的磷酸铀酰盐沉淀，或Ｕ（Ⅵ）
在微生物细胞表面的碱化作用下生成碳酸盐或氢氧化物沉淀［５０］；生物吸
附是指通过向低浓度铀污染地下水中添加特定微生物，使铀被动吸附在细胞表面，目前已有的生物吸附剂有芽孢杆菌、地杆菌、梭状芽孢杆菌、链霉菌和节杆
菌等［
５１－５３］
；生物累积是指某些微生物可以摄取铀酰离子［５４］
，在体内与磷酸盐反应生成稳定的磷酸铀酰
沉淀，从而达到除铀的效果。

ＬＩ等
［５５］
合成了真菌功能化Ｆｅ３Ｏ４纳米颗粒，
用于处理放射性废水中铀，结果表明，该吸附剂具有较高的
生物活性，对ＵＯ２２＋的饱和吸附容量可达１７１ｍｇ／ｇ，且可用于处理其他类似于ＵＯ２２＋的放射性离子。

陈天宇等［５６］筛选出对重金属具有高度耐受能力的嗜麦芽糖
寡养单胞菌（Ｓｔｅｎｏｔｒｏｐｈｏｍｏｎａｓｍａｌｔｏｐｈｉｌｉａ），并研究了该菌株对铀的吸附及影响因素。

结果表明，该菌株在培养基中培养１２ｈ时，对铀的吸附能力最强，细胞表面的羧基是吸附铀的主要官能团，且还发现十二烷基硫酸钠（
ＳｏｄｉｕｍＤｏｄｅｃｙｌＳｕｌｆａｔｅ）对于铀的吸附有促进作用。

王国华等［５７］利用β－甘油磷酸钠同时激活生物还原和生物矿化菌群，其对铀的去除
率达９８％，且微生物表面均匀沉积了ＣａＵ（ＰＯ４）２和Ｍｇ（ＵＯ２）２（ＰＯ４）２·１０Ｈ２Ｏ等鳞片状矿物，最终沉淀中的Ｕ（Ⅳ）
占比达到４７．５１％。

虽然生物修复法因绿色、环保、低能耗的优点被广泛研究，但目前微生物修复技术大多仍停留在试验阶段，未能在实际中广泛应用。

今后，如何快速筛选高效的微生物，以及微生物如何适应低浓度含铀废水低ｐＨ条件，将是推动该技术推广应用的关键。

２．９　植物修复技术
植物修复技术多用于被低浓度含铀废水污染的大面积地下水治理。

植物修复技术利用植物对铀的富集、积累和转化作用将环境中铀去除，达到环境修
复的目的［５８］。

植物修复类型主要分为４种：植物提取［５９－６１］、植物固定［６２］、植物过滤［６３］、植物挥发［６４］。

胡南等［６５］
研究了满江红、野生水葫芦等５种不
同植物对铀的去除效果，结果表明，在铀质量浓度为０．１５ｍｇ／Ｌ、１．５ｍｇ／Ｌ和１５ｍｇ／Ｌ的含铀废水中培养２１ｄ后，满江红对铀的去除率可以达到９４％、９７％和９２％，即满江红对铀的去除率高、耐受性好、富集能力强且生长速度快，是修复铀污染水体的潜在植
物。

丁德馨等［
６６］
对３种植物（芦苇、香蒲、菖蒲）－人工湿地（ＣＷ）对铀尾矿库浸渍水修复效果进行了比较，结果表明，水力停留时间为３６ｈ、循环５次后，各植物－Ｃ
Ｗ出水铀质量浓度均低于５０μｇ／Ｌ，达到国家排放标准。

其中，香蒲修复能力最好，最终出水铀质量浓度降低至１８．１０μｇ／Ｌ，其次是菖蒲和芦苇。

植物修复技术因环境友好、成本低廉等优点被人们广泛接受和研究。

但是，仍存在周期长、成效低、超积累植物种类少、受环境条件限制等不足。

随着学科交叉的兴起与发展，环境科学、植物科学、生物科学等多学科交叉技术的研究，将推动植物修复技术在低浓度含铀废水处理中更好的应用。

２．１０　光催化还原技术
光催化还原Ｕ（Ⅵ）时，首先Ｕ（Ⅵ）被吸附在催化剂表面，催化剂在光的照射下，价带（ＶａｌｅｎｃｅＢａｎｄ，ＶＢ）上的电子发生跃迁，转移到导带（Ｃｏｎｄｕｃ ｔｉｏｎＢａｎｄ，ＣＢ）上形成光电子，然后光电子会将吸附剂表面的Ｕ（Ⅵ）还原为Ｕ（Ⅳ）
，从而达到除铀的目的［６７－６８］。

目前，已研发的还原重金属光催化剂有
ＴｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、Ａｇ２Ｓ和ｇ－Ｃ３Ｎ４等；其中，ｇ－Ｃ３Ｎ４催化剂因具有成本低廉、能带结构合适、稳定性和光电性
能出色等特点，被认为是理想的光催化除铀材料［６９］。

ＣＨＥＮ等［７０］
合成了一种新型Ｏ、Ｋ共掺杂ｇ－
Ｃ３Ｎ４（ＯＫＤＣＮ）的光催化剂（ＯＫＤＣＮ－２），在空气气氛下无牺牲剂高效光还原去除Ｕ（Ⅵ）。

结果表明，在ｐＨ值为５．０的条件下，ＯＫＤＣＮ－２在１２０ｍｉｎ内
除铀效果几乎可以达到１００％。

洪佳辉等［７１］
采用简
单热共聚法合成了含有Ｃｏ－Ｎｘ构型的ＣｏＮｘ／ｇ－Ｃ３Ｎ４催化剂，并进行了除铀试验。

结果表明，在固液比为１．０ｇ／Ｌ、ｐＨ值为５、可见光照射４５ｍｉｎ时，制备的催化剂（ｍ（Ｃｏ－ＭＯＦｓ）∶ｍ（ｇ－Ｃ３Ｎ４）＝１∶１）可以将５０ｍｇ／Ｌ的Ｕ（Ⅵ）
溶液完全还原，还原率达到１００％。

光催化还原技术因高效、环保、低成本及可重复利用等优点而被广泛研究，但该技术距离实际应用仍有很大距离。

目前，光催化还原除铀研究主要集中在合成水，研究单一离子的影响；但实际含铀废水的成分极其复杂，如何将光催化还原技术应用到实际中是今后该领域的研究重点。

此外，作为水处理技术的一项重要指标，控制成本是一项技术推广应用的关键，但目前很少有学者对光催化的成本进行探讨，建议今后的研究中应结合材料合成、维护等方面的成本对该
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技术进行综合评价。

２．１１　联合处理技术
随着学科交叉的不断发展，对于低浓度铀污染地下水处理的方法也不局限于一种，越来越多的学者尝试通过两种或多种处理技术联合处理的方法进行修复，如超声波强化还原法、植物－微生物协同处理法及ＣａＯ中和法－微生物法技术，并取得了不错的进展。

余丽胜等［７２］研究表明，超声技术可应用于废水处理中，使目标有机污染物降解率大幅提高；与传统方法相比，超声波技术具有操作简便、易实现和适用性广等特点。

郭晓东等［７３］研究了在超声作用下，零价铁对低浓度含铀废水中铀的除去效果，试验装置如图４所示。

结果表明，在ｐＨ值为３～４，加入适量零价铁和超声波作用下，反应３０～４０ｍｉｎ，将ｐＨ值调节至８～１２，过滤，经１～３次处理后，可将低浓度含铀废水中铀质量浓度降低到５０μｇ／Ｌ以下。

王贤磊等［７４］对西北某退役铀矿山低浓度铀污染地下水修复进行了研究，采用ＣａＯ中和法和厌氧脱硫脱硫弧菌微生物膜反应器对Ｕ（Ⅵ）和ＳＯ２－
４
进行去除。

结果表明，向低浓度铀污染地下水加入０．１６７ｇ／ＬＣａＯ中
和处理后，铀质量浓度降低了９０％，ＳＯ２－
４
质量浓度从１３４９．２ｍｇ／Ｌ降低至２５６ｍ
ｇ／Ｌ，均达到国家排放标准。

图４　超声－零价铁协同除铀试验装置示意图Ｆｉｇ．４　Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｅｔｕｐｆｏｒ
ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ－ｚｅｒｏ ｖａｌｅｎｔｉｒｏｎｓｙｎｅｒｇｉｓｔｉｃｕｒａｎｉｕｍｒｅｍｏｖａｌ
虽然目前已经有多种高效处理低浓度含铀废水的技术与方法，但各项技术或多或少存在不足，并且单一技术很难对成分复杂、种类繁多的低浓度铀污染地下水进行全面、高效、环保的综合处理。

因此，通过学科交叉，低浓度含铀废水处理技术必将受多学科、多领域、多种技术的共同影响，从而得到处理效果更好、处理能力更全面、处理成本更低的综合性技术。

综上所述，各种低浓度含铀废水处理工艺均有优缺点，适用范围也有所差异。

低浓度含铀废水处理技术及优缺点如表１所示。

表１　低浓度含铀废水处理技术及优缺点
Ｔａｂｌｅ１　Ｌｏｗ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｕｒａｎｉｕｍ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｉｔｓａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ工艺名称优缺点分析参考文献
化学沉淀法优点：铀去除率高、成本低廉、操作简便
缺点：产生大量垢状物，造成二次污染
［１６－１８］
吸附法优点：吸附材料种类多、制备简单、定性好、可再生、处理效果好
缺点：工作量大、材料消耗量大
［２１－２２］
膜过滤法优点：操作方便、能耗低、效率高、设备简单
缺点：成本高、膜污染、处理量有限
［２８］
离子交换法优点：操作简便、除铀效率高、离子吸附材料可循环利用
缺点：在酸性或高盐溶液中反应，材料消耗量大、易板结
［３１］
蒸发浓缩法优点：自然蒸发环保节能、易操作；人工蒸发效率高、废水产量少
缺点：自然蒸发效率低、易污染；人工蒸发成本高、能耗及风险大
［３４］
萃取法优点：除铀效率高、选择性好、处理量大
缺点：产生大量残渣、处理费用较高
［３８］
可渗透反应墙技术优点：成本低、占地面积小、环境扰动小
缺点：反应活性材料单一，处理效果不理想
［４２］
微生物修复技术优点：绿色、环保、低能耗
缺点：微生物筛选困难，停留在实验室阶段
［４６－５３］
植物修复技术优点：环境友好、成本低廉
缺点：周期长、成效低、超积累植物种类少、受环境条件限制
［５７－６３］
光催化还原技术优点：高效、环保、低成本、可重复利用
缺点：研究因素单一
［６６－６８］
安环与分析 黄　金
３　结　语
随着科技的发展与学科的交叉，低浓度含铀废水的处理技术必将朝着多学科、多领域、多种技术共同协作的方向发展，从而达到更加高效、绿色、经济的处理效果。

目前，化学沉淀法、离子交换法、膜分离法等技术已经应用在实际工程中，微生物及植物修复法等技术受环境条件的限制，仍停留在试验阶段或未能广泛推广应用。

近年来，低浓度含铀废水处理技术的研究成果主要是通过对传统方法进行改进取得的。

从未来发展的角度来看，应秉持安全、绿色、高效的理念，采用多学科交叉（化学、生物、物理、材料等）的研究思路，将研究的重点聚焦在联合处理技术的研发及后续铀的回收利用上。

［参考文献］
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