2021年4月(yuè)13日上午,日(rì)本政府召開內閣會議,正式(shì)決定(dìng)將東京電力公司福島*核電站內儲存(cún)的核廢水(shuǐ)排(pái)放入海。
有分析認為,*先,日本太平洋(yáng)沿岸海域將受到影響,特別是福島縣(xiàn)周邊局(jú)部水域,之後汙水還會汙染我國的東海。
一家(jiā)來自德國的海洋科學研究機構的計算結果(guǒ)顯示,從排放之日起,57天內放射性物質就將擴散至太平洋大半區域(yù),3年(nián)後(hòu)美國和加拿大就將遭到核汙染(rǎn)影響。
核廢水(shuǐ)處理技(jì)術(shù)匯總
1、化(huà)學沉(chén)澱法
化學沉澱法是將沉澱劑與廢水中微量的放射性核素(sù)發生共沉澱作用的(de)方法。廢水(shuǐ)中放射性核素的氫氧化物、碳酸鹽、磷酸鹽等化合物大都是不溶性的,因而能在處理中被除去。化學處理的目的是使廢水中的放射性核素轉移並濃集到小體積的汙泥中去(qù),而(ér)使沉積後的廢水剩餘很少的放射性,從而(ér)能夠達到排放標準。
此法優(yōu)點是費用低廉,對數放射性核素具有良好的去除效果(guǒ),能夠處理那些非放射性成分及其(qí)濃度以及流化相當(dāng)大的廢水,使用的處理設施和技術都有相當成(chéng)熟的經驗。
目前,鐵鹽、鋁鹽、磷酸鹽、蘇(sū)打等沉澱劑(jì)*為(wéi)常用,為了促進凝結過程(chéng),加(jiā)助(zhù)凝劑,如粘土、活性二氧化矽、高分子電解質等。對(duì)銫(sè)、釕、碘等(děng)集中難以去除的放射性核素要用(yòng)特殊的化學沉澱劑例如銫可用亞鐵氰化鐵、亞鐵氰化銅共沉澱去除。有(yǒu)人用不溶性澱粉黃原(yuán)酸(suān)酯處(chù)理含金屬放射性(xìng)廢水(shuǐ),處理(lǐ)效果較好,適用性寬,放射性脫(tuō)除率>90%, 是一種(zhǒng)性能優良的離子交(jiāo)換絮凝劑,在處理廢水時因沒有殘餘硫化物存在,因而更適用於對廢水處理。
2、離子交換法
許多放射性核素在水中呈離子(zǐ)狀態,特別是經(jīng)過化學沉澱處理後的放射性廢水,由(yóu)於除去了懸浮的和膠體的放射性核素,剩(shèng)下的幾乎是呈離子狀態(tài)的核素,其中大多數(shù)是陽離子。並且放射性核素在水中是微量存在(zài)的,因而很適合離子交換處理,並且(qiě)在沒有非放射性離子幹擾的情況下,離子(zǐ)交換能夠長時間有效工作。大多數陽(yáng)離子交換樹脂對放(fàng)射性鍶有高的去除能力(lì)和大的交換容量;酚醛型陽樹(shù)脂能有效去除放射性銫,大孔(kǒng)型陽樹脂(zhī)不僅能去除(chú)放射性陽(yáng)離子,還能(néng)通過(guò)吸附去除以膠體(tǐ)形式存在的鋯(gào)、铌、鈷和以絡合物形(xíng)式存在(zài)的釕(liǎo)等。但是,該法存在一個較致命的弱點,當廢液中放射性核素或非(fēi)放射(shè)性離(lí)子(zǐ)含量較高(gāo)時,樹脂床很快會穿透而失效,而通常處理放射性廢水的樹脂是不(bú)進行再生處(chù)理(lǐ)的,所以一旦失效(xiào)應立即更換。
離子交換法采用離子交換樹脂,適用於含鹽量較低的廢液(yè)。當含鹽量較高時,用(yòng)離子交換樹(shù)脂來處理所花的費(fèi)用(yòng)比選擇性工藝要高。這主要是低選擇性的樹脂對(duì)放射性核素有很大的關聯。在放射性廢水淨化中,利用(yòng)電滲析的方法可以增(zēng)加離子交換工藝的利用效率。
3、吸附法(fǎ)
吸附法(fǎ)是(shì)利用多孔性固態物質吸附去除水中重金屬離子的一種有效方法。吸(xī)附法的關(guān)鍵技(jì)術是吸附劑的選擇。常用的吸附劑有活性炭、沸石、高嶺土、膨潤土、黏土等。其中沸石價格低(dī)廉,安(ān)全易得,與其他無機吸附劑相比(bǐ),沸石具有較大的吸附能力和較好的淨化效(xiào)果。沸石的淨化能力比其他無機吸附劑(jì)高達10倍,因(yīn)而是一種很有競爭力的水處理藥劑,它在水處理工藝中常用作吸附劑,並兼有離子交換劑和過(guò)濾劑的作用。
活性炭有很強吸附能力,去除率高,但活性炭(tàn)再生(shēng)效率低,處理水質很難達到(dào)回(huí)用要求,價格貴,應用受到限製。近年來,逐漸(jiàn)開發出有吸附能力的多種吸附劑材料。有相關(guān)研究表明,殼聚糖及其衍生物是重(chóng)金屬離子的良好(hǎo)吸附劑,殼聚糖(táng)樹脂交聯後,可重複使(shǐ)用多次,吸附容量沒有明顯降低。利用改性的海泡石治理重金屬廢水對 Co、Ag 有很(hěn)好(hǎo)的吸附能力,處理後廢水中重金屬含量顯(xiǎn)著低於汙水綜合排放標準。
4、蒸發濃縮
蒸發濃縮法具有較高的濃縮因子和淨化係數,多用於處理中(zhōng)、高水平(píng)放射性廢水(shuǐ)。蒸發法(fǎ)的工作原理是:將(jiāng)放射性廢水(shuǐ)送入蒸發裝置,同時(shí)導入加熱蒸汽將(jiāng)水(shuǐ)蒸發成水蒸氣,而放射性核素則留在(zài)水中。蒸發過程中形成的(de)凝結水排放或回用,濃(nóng)縮液則進一步進(jìn)行固化處理。蒸發濃縮法不適合處理含有(yǒu)揮發性(xìng)核素和易(yì)起泡沫的廢水;熱能消耗大(dà),運行成本較高;同時在設計和(hé)運行時還(hái)要考慮腐(fǔ)蝕、結垢、爆炸等潛在威脅。為了提高蒸(zhēng)汽利用(yòng)率,降(jiàng)低運行成本,各國在新型蒸發器的研製方麵(miàn)一直(zhí)不遺餘力,如在蒸汽壓縮式蒸發器、薄膜蒸發器、真空蒸發器等新型蒸發器(qì)方麵都有(yǒu)顯著成效。
5、膜分離技術
膜技術是處(chù)理放(fàng)射性廢水的比較高效、經濟、可靠的方法。由於膜分離技術具有出水水質好、物料無相變(biàn)、低能耗等特點,膜技術受到了積極的研究。
國外所采用的(de)膜技術主要有:微濾、超濾(lǜ)、納濾、水溶性多聚物-膜過濾、反滲透(RO)、電滲析、膜蒸餾、電化學離子交換、液膜、鐵氧體吸附過濾膜分離及陰離子交換紙膜等方法。
6、生物處理法
生物處(chù)理法(fǎ)包括植物修複法和微生物法。植物修複是指利用綠色植物及其根際土著微生物共同作用以清除環境(jìng)中的汙染物的一種新的(de)原位治理技術。
從(cóng)現有(yǒu)的研究成果看,適用的生物修複技術(shù)類型(xíng)主要有人(rén)工濕地技術、根際過濾技術、植物萃取技術、植物固(gù)化技術、植物蒸發技術。試驗結果表明,幾乎水體中所有的鈾都能富集於植物的根部。
微生(shēng)物治理低放射性廢(fèi)水是20世紀60年代開始研究的新工藝,用這種方(fāng)法去(qù)除放射性廢水中的(de)鈾國內外均(jun1)有一定研究,但目前(qián)多處於試驗研究階段。
隨著(zhe)生(shēng)物技術的發展和微生物與金屬之間相(xiàng)互作用機製的深入(rù)研究,人們逐漸認識到利用微生物治理(lǐ)放射性廢水汙(wū)染是一種極有(yǒu)應用前景的方(fāng)法(fǎ)。用微生物菌體作為生物處理劑,吸附富集回收存在於水溶液中的(de)鈾等放射性核素,效(xiào)率高,成(chéng)本(běn)低,耗能少,而且(qiě)沒有二次汙染物,可以實現放射性(xìng)廢物的減量化目標,為核素的(de)再生或地質處置創造有利(lì)條件(jiàn)。
7、磁-分子法
美國電力研究所(EPRI)開發出Mag-Mole-cule法,用於減少鍶、銫和鈷等放(fàng)射性廢物的產生量。該法以一種稱為鐵蛋白的蛋白(bái)質為基礎(chǔ),將其改性後,利用磁性(xìng)分子選擇性地結合汙染物,再用磁鐵將其從溶液中去除,然後被(bèi)結合的金屬通過反衝洗磁性濾床得到回收。鐵蛋白(Fer-ritin)是普遍存在於生物體內(nèi)的一(yī)種保守性較高的多功能多亞基蛋(dàn)白(bái),該蛋(dàn)白(bái)具有耐稀酸(pH<2.0)、耐稀堿(pH= 12.0)、耐較高溫度(70~ 75℃水溫下不變性)等特殊性。隨著鐵蛋白研究的深入,在體外利用其蛋(dàn)白殼納米空間的新功能(néng)研究取得(dé)了很大進展。體(tǐ)外研究(jiū)表明鐵蛋(dàn)白具有體外儲存重金屬離子能力。此外,以前的研究都著重於利(lì)用其他重金屬離子(zǐ)作為與鐵離子競爭的探(tàn)針來研究鐵蛋白儲存和釋放鐵的機製,而*新(xīn)的研究表明,可以利用鐵蛋白這種(zhǒng)捕獲金屬離子及抗逆的特性,構建鐵蛋白反應器並用於(yú)野外連續監測流動水體被重金屬離(lí)子汙染的程度。在體外特定(dìng)的條件下,一(yī)些金屬核如FeS核、CdS核、Mn3O4核、Fe3O4磁性鐵核及放射性材料的鈾核,已被成功地組裝到(dào)鐵蛋白蛋白殼的納米空間內。
8、惰性固化法
美國賓夕(xī)法尼(ní)亞(yà)州立大學和薩凡納河*實(shí)驗室,已開發出一種(zhǒng)將某些低放(fàng)射性(xìng)廢液處理成(chéng)固化體以便安全處置的新方法。這一新(xīn)工藝利用低溫(< 90℃)凝(níng)固法(fǎ)來穩定高堿性、低活度的放射性廢液,即將廢液轉化為(wéi)惰性固化體。科學家們將*終的固化(huà)體稱作“ hydroceramic”(一種素燒多孔(kǒng)陶瓷)。他們稱,*終的(de)固化體(tǐ)硬度非常(cháng)大,性質穩(wěn)定持久,能夠將放射性核素(sù)固定在其沸石結構中,這種製備過程類似於自然界中(zhōng)岩石的形成過程(chéng)。
9、零價鐵滲濾反(fǎn)應牆技術
滲濾(lǜ)反(fǎn)應牆(permeable reactive barrier,PRB)是目前在(zài)歐美等發達*新興起來的用於原(yuán)位(wèi)去除汙染地下水中汙染組分的方法。PRB一般安裝在地下蓄水層中,垂直於地下水流方向,當汙染的地下水流在自身水(shuǐ)力(lì)梯度作用下通過反應牆時,汙染物與牆體中的反應材料發生物理、化學反應而被去除,從而達到汙(wū)染修複的目的。
這是一種被動(dòng)式(shì)修複技術,很少需要人(rén)工維護、費(fèi)用很低。Fe0-PRB技術作為PRB技(jì)術的一(yī)個重要(yào)分支,在許多*和地下水汙染處理的(de)眾多方麵得到了研究和(hé)發展(zhǎn),在反應機製研究、PRB的結構和安裝以及新型活性材料的研究等方麵都取得了可喜的成果。我國學者已(yǐ)開始研究以零價鐵為(wéi)代(dài)表的活性滲(shèn)濾牆技術,以用於鈾尾礦放射性廢水的修複(治理),目前研究已取得一定效果。