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        核廢水怎么處理?


        前兩天日本宣布要將福島核電站的廢水排放到大海中的新聞上了熱搜,得到不少人的關注,大家討論的點主要包括該核廢水排放會不會造成很大的污染、日本這一舉措是否欠妥等以外,還有不少人對核廢水的處理方法感興趣。那么核廢水要怎么處理呢?專業的廢水處理企業國源環保下面跟大家一起了解一下幾種核廢水處理的工藝方法。

        核廢水怎么處理

        1、化學沉淀法

        化學沉淀法是將沉淀劑與廢水中微量的放射性核素發生共沉淀作用的方法。此方法是利用放射性核素的氫氧化物、碳酸鹽、磷酸鹽等化合物的不溶性特點?;瘜W處理的目的是使廢水中的放射性核素轉移并濃集到小體積的污泥中去,而使沉積后的廢水剩余很少的放射性,從而能夠達到排放標準。

        化學沉淀法的優點是費用低,對數放射性核素具有良好的去除效果,能夠處理那些非放射性成分及其濃度以及流化相當大的廢水,該工藝目前相應的處理設施和技術已經相當成熟。

        化學沉淀法常用的沉淀劑有鐵鹽、鋁鹽、磷酸鹽、蘇打等,為了促進凝結過程,加助凝劑,如粘土、活性二氧化硅、高分子電解質等。對銫、釕、碘等集中難以去除的放射性核素要用特殊的化學沉淀劑例如銫可用亞鐵氰化鐵、亞鐵氰化銅共沉淀去除,不溶性淀粉黃原酸酯處理含金屬放射性廢水也有不錯的效果,適用性也比較寬,放射性脫除率>90%,是一種性能優良的離子交換絮凝劑,在處理廢水時因沒有殘余硫化物存在,因而更適用于對廢水處理。

         

        2、離子交換法

        許多放射性核素在水中呈離子狀態,特別是經過化學沉淀處理后的放射性廢水,由于除去了懸浮的和膠體的放射性核素,剩下的幾乎是呈離子狀態的核素,其中大多數是陽離子。并且放射性核素在水中是微量存在的,因而很適合離子交換處理,在沒有非放射性離子干擾的情況下,離子交換能夠長時間有效工作。大多數陽離子交換樹脂對放射性鍶有高的去除能力和大的交換容量;酚醛型陽樹脂能有效去除放射性銫,大孔型陽樹脂不僅能去除放射性陽離子,還能通過吸附去除以膠體形式存在的鋯、鈮、鈷和以絡合物形式存在的釕等。

        離子交換法的缺點是當廢液中放射性核素或非放射性離子含量較高時,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進行再生處理的,所以一旦失效就需要立即更換。

        離子交換法采用離子交換樹脂,適用于含鹽量較低的廢液。當含鹽量較高時,用離子交換樹脂來處理所花的費用會比較高,這主要是因為低選擇性的樹脂對放射性核素有很大的關聯。在放射性廢水凈化中,利用電滲析的方法可以增加離子交換工藝的利用效率。

         

        3、吸附法

        吸附法是利用多孔性固態物質吸附去除水中重金屬離子。吸附法的工藝的使用關鍵在于吸附劑的選擇。常用的吸附劑有活性炭、沸石、高嶺土、膨潤土、黏土等。其中沸石價格低廉,安全易得,與其他無機吸附劑相比,沸石的吸附能力和凈化效果更高,甚至可高達10倍,并且沸石還兼有離子交換劑和過濾劑的作用。因此沸石可以說是水處理工藝中較為常用的吸附劑。

        同樣作為吸附法水處理中常用的吸附劑,活性炭雖然擁有很強吸附能力,也能達到很高的去除率,但活性炭的再生效率低,并且處理后的水質很難達到回用要求,并且價格相對高,所以應用上要比沸石少。

        除了以上幾種常用的吸附劑外,研發人言也在不停地努力開發更多具有吸附能力材料。有相關研究表明,殼聚糖及其衍生物是重金屬離子的良好吸附劑,殼聚糖樹脂交聯后,可重復使用多次,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 有很好的吸附能力,處理后廢水中重金屬含量顯著低于污水綜合排放標準。

         

        4、蒸發濃縮

        蒸發濃縮法具有較高的濃縮因子和凈化系數,多用于處理中、高水平放射性廢水。蒸發法的工作原理是:將放射性廢水送入蒸發裝置,同時導入加熱蒸汽將廢水蒸發成水蒸氣,而放射性核素則留在水中。蒸發過程中形成的凝結水排放或回用,濃縮液則進一步進行固化處理。

        蒸發濃縮法不適合處理含有揮發性核素和易起泡沫的廢水;

        蒸發濃縮法工藝的缺點是熱能消耗大,運行成本較高;同時在設計和運行時還要考慮腐蝕、結垢、爆炸等潛在威脅。為了提高蒸汽利用率,降低運行成本,各國的研發人員都在不停努力研究改進技術,目前在一些蒸汽壓縮式蒸發器、薄膜蒸發器、真空蒸發器等新型蒸發器的研發商都取得了不錯的成效。

         

        5、膜分離技術

        膜技術是一種高效、經濟、可靠的放射性廢水處理工藝。膜分離技術具有出水水質好、物料無相變、低能耗等優點,因此相關的研發人員都在積極研究改良膜分離技術。

        國外所采用的膜技術主要有:微濾、超濾、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

        生物處理法包括植物修復法和微生物法。植物修復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中的污染物的一種新的原位治理技術。

        從現有的研究成果看,適用的生物修復技術類型主要有人工濕地技術、根際過濾技術、植物萃取技術、植物固化技術、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于植物的根部。

        微生物治理低放射性廢水是20世紀60年代開始研究的新工藝,用這種方法可以去除放射性廢水中的鈾,不過目前仍處于試驗研究階段。

        隨著生物技術的發展和微生物與金屬之間相互作用機制的深入研究,人們逐漸認識到利用微生物治理放射性廢水污染是一種極有應用前景的方法。用微生物菌體作為生物處理劑,吸附富集回收存在于水溶液中的鈾等放射性核素,效率高,成本低,耗能少,而且沒有二次污染物,可以實現放射性廢物的減量化目標,為核素的再生或地質處置創造有利條件。

         

        7、磁-分子法

        美國電力研究所(EPRI)開發出Mag-Mole-cule法,用于減少鍶、銫和鈷等放射性廢物的產生量。該法以一種稱為鐵蛋白的蛋白質為基礎,將其改性后,利用磁性分子選擇性地結合污染物,再用磁鐵將其從溶液中去除,然后被結合的金屬通過反沖洗磁性濾床得到回收。鐵蛋白(Fer-ritin)是普遍存在于生物體內的一種保守性較高的多功能多亞基蛋白,該蛋白具有耐稀酸(pH<2.0)、耐稀堿(pH= 12.0)、耐較高溫度(7075℃水溫下不變性)等特殊性。隨著鐵蛋白研究的深入,在體外利用其蛋白殼納米空間的新功能研究取得了很大進展。體外研究表明鐵蛋白具有體外儲存重金屬離子能力。此外,以前的研究都著重于利用其他重金屬離子作為與鐵離子競爭的探針來研究鐵蛋白儲存和釋放鐵的機制,而最新的研究表明,可以利用鐵蛋白這種捕獲金屬離子及抗逆的特性,構建鐵蛋白反應器并用于野外連續監測流動水體被重金屬離子污染的程度。在體外特定的條件下,一些金屬核如FeS核、CdS核、Mn3O4核、Fe3O4磁性鐵核及放射性材料的鈾核,已被成功地組裝到鐵蛋白蛋白殼的納米空間內。

         

        8、惰性固化法

        惰性固化法是美國賓夕法尼亞州立大學和薩凡納河國家實驗室,開發出的一種將某些低放射性廢液處理成固化體以便安全處置的新方法。這一新工藝利用低溫(< 90)凝固法來穩定高堿性、低活度的放射性廢液,即將廢液轉化為惰性固化體。這種最終的固化體,科學家們稱之為“ hydroceramic(一種素燒多孔陶瓷)。這種最終的固化體硬度非常大,性質穩定持久,能夠將放射性核素固定在其沸石結構中,這種制備過程類似于自然界中巖石的形成過程。

         

        9、零價鐵滲濾反應墻技術

        滲濾反應墻(permeable reactive barrier,PRB)是目前在歐美等發達國家新興起來的用于原位去除污染地下水中污染組分的方法。PRB一般安裝在地下蓄水層中,垂直于地下水流方向,當污染的地下水流在自身水力梯度作用下通過反應墻時,污染物與墻體中的反應材料發生物理、化學反應而被去除,從而達到污染修復的目的。

        這是一種被動式修復技術,很少需要人工維護、費用很低。Fe0-PRB技術作為PRB技術的一個重要分支,在許多國家和地下水污染處理的眾多方面得到了研究和發展,在反應機制研究、PRB的結構和安裝以及新型活性材料的研究等方面都取得了可喜的成果。我國學者已開始研究以零價鐵為代表的活性滲濾墻技術,以用于鈾尾礦放射性廢水的修復(治理),目前研究已取得一定效果。

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