根据国家核电中长期发展计划,到2020年我国核电装机容量将达到4000万千瓦时,核电在中国发展迅速。核电运行过程中产生的各种中低水平放射性废水急需处理。Co2+是核电废水中常见的离子,中低水平放射性废水中的Co2+裂变发出丫射线和p射线会对自然界生物体的遗传物质产生影响,诱发变异,进而威胁人类健康生活。去除废水放射性的最根本手段是储存使废水中的放射性元素彻底衰变至稳态,但由于核电站中低水平放射性废水的水量大,而放射性元素的半衰期较长,储存处理方式有一定的难度。传统方法的研究多针对高放射性小水量废水,难以应用于大水量低浓度废水处理。以污水减量为目的的水溶性大分子聚合物辅助超滤技术可以有效地减少中低水平放射性废水中的重金属离子,对减轻环境的辐射负担具有积极意义。本文研究聚合物辅助超滤技术去除溶液中的重金属离子,比较壳聚糖、聚丙烯酸钠(PAANa)、聚乙烯亚胺(PEI)作为络合剂对重金属离子的去除。从去除效果和实验过程中膜污染程度的角度筛选出一种最适合中低水平放射性废水中重金属Co2+去除的聚合物络合剂。针对筛选出的络合剂进行条件优化实验,分析超滤过程中的通量变化和膜阻力构成,考察无机盐离子对络合超滤过程的影响,分析不同膜清洗方式对膜通量的恢复效果。同时本研究从朗缪尔络合等温模型对络合反应的化学计量数和反应的络合平衡常数进行了拟合。采用聚醚砜超滤膜,分别以壳聚糖、PAANa、PEI为络合剂对Co2+进行络合,通过络合超滤去除CO2+。考察了溶液pH,聚合物金属浓度比(P/M)条件下三种络合剂之间去除率的差异,并考察三种络合剂在实验中膜污染的程度。比较不同络合剂络合过程中膜污染的程度并综合考虑不同络合剂对Co2+的络合效果,选择PEI作为最适合Co2+离子去除的络合剂,进行进一步的研究。在不同pH条件下PEI对Co2+的去除表现出了去除效率上的差异,在pH=4和pH=7的溶液环境,在没有添加任何外加离子强度的情况下PEI对Co2+的去除出现两个极大值。这种双极值的现象显示在PEI的每一个重复单元结构中,可能存在两种络合基团,实验结果显示其中一种络合基团最佳络合pH为4,另一种络合基团最佳络合pH为7。随后进行的P/M比影响实验中表明,当P/M比值大于4时增加溶液中的络合剂浓度无法提高PEUF的去除效率,分析结果表明P/M为4时络合反应中PEI和Co2+达到化学计量平衡,计算表明当P/M=4时PEI的每个单元中对应Co2+的个数为2.03个。考察放射性废水中存在的常量无机离子对聚合物辅助超滤过程的影响,本研究考察了Na+和Ca2+对聚合物辅助超滤过程的影响,研究结果表明无机离子对放射性废水的络合超滤过程存在一定的影响。其中Na+对去除率的影响要小于Ca2+。验证性试验对无机盐离子造成这种影响的可能原因进行了初步探究,排除了Ca2+与PEI发生络合反应进而导致去除率变化的可能性,并对超滤实验过程中去除率和通量随时间的变化进行了研究。随着超滤实验的进行,死端过滤装置的去除率逐渐增高,膜通量却由于膜污染逐渐降低。本实验采用单络合基团的朗缪尔络合等温模型结合Hanes图对整个过程进行参数拟合,拟合出络合平衡常数和反应的化学计量数,得到的结果表明每个PEI单元中存在2.09个Co2+。这个结果与提出的假设和计算结果一致。