2021年4月13日上午,日本政府召(zhào)開(kāi)內閣會議,正式決定將東(dōng)京電力公(gōng)司福島*核電站內儲存的核廢(fèi)水排(pái)放入(rù)海。
有分析認為,*先,日本太平洋沿岸海域將受到影響,特別是福島縣周邊局部水域,之後(hòu)汙水還會汙染我國的東海。
一家來自德國的(de)海洋科學研究機構的(de)計算結果顯示,從(cóng)排放(fàng)之日起,57天內放射性物質就將擴(kuò)散至太平洋大半區域,3年後美國和加拿大就將遭到核汙(wū)染影響。
核(hé)廢水處理技術匯總
1、化學沉澱法
化學沉澱法是將沉澱劑與廢水中微量的放射性核素(sù)發(fā)生(shēng)共沉澱(diàn)作用的方法。廢水中放(fàng)射性(xìng)核素的氫氧化物、碳酸鹽(yán)、磷酸鹽等化合物大都是不溶(róng)性的,因而能在處理中被除去。化學處理的目的是(shì)使廢水中的(de)放射性核素轉移並濃(nóng)集到小體積的汙泥中去,而使沉(chén)積後(hòu)的廢水剩餘很少的(de)放射性(xìng),從而能夠達到排(pái)放標準。
此法優點是費用低廉,對數放射性核素具有良好的去除(chú)效果(guǒ),能(néng)夠處理那些非放(fàng)射性成分及其濃度以及流化相當大的廢(fèi)水,使用的處理設施和技(jì)術都有相當成熟的(de)經驗。
目前,鐵(tiě)鹽、鋁鹽(yán)、磷酸鹽、蘇打等沉澱劑(jì)*為(wéi)常用,為了促進凝結過程,加助凝劑,如粘土、活性二氧化矽(guī)、高分子電解(jiě)質等。對(duì)銫、釕、碘等集中難以去除的放射性核素(sù)要用(yòng)特殊的化(huà)學沉澱(diàn)劑(jì)例如銫可用亞鐵氰化鐵、亞鐵氰化銅共(gòng)沉澱去除(chú)。有人用不溶性澱粉(fěn)黃原酸(suān)酯處理含金屬放射性廢(fèi)水,處理效果較好,適用性(xìng)寬,放射性脫除率>90%, 是一種性能優良的離(lí)子交換絮凝劑,在處理廢水時因沒(méi)有殘餘硫化物存在,因而更適用於對廢水(shuǐ)處理(lǐ)。
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(jīng)過化(huà)學沉澱處理後的放射性廢水,由於除去(qù)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。並且放射性核素(sù)在水中是微量存在的,因而很適合離子交換處理,並且在沒有非放射(shè)性(xìng)離子幹擾的(de)情況下,離子交換能夠(gòu)長時間有效工作。大多(duō)數陽離子(zǐ)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(shè)性銫,大孔型陽樹脂不僅能去除放(fàng)射性陽離子,還能通過吸附去除以膠體形式存在的鋯、铌、鈷和以絡合物形式(shì)存在的釕等。但是,該法存在一個較致(zhì)命的弱點,當廢液中放射性核(hé)素或非放射性離子含量較高(gāo)時(shí),樹脂床很快會(huì)穿透而失效,而通常處理(lǐ)放射性廢水的樹脂是不進行再生處理的,所以一旦(dàn)失效應立即更換。
離子交換法(fǎ)采用離子交換樹脂,適用於含鹽量較(jiào)低的廢液。當(dāng)含鹽量較高(gāo)時,用離子交換樹脂來處理所花的費用比選擇性工藝要高。這主要是低(dī)選擇性的樹脂對(duì)放射性核素有(yǒu)很大的關聯。在放射性廢水淨化中,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(fǎ)是利用多孔性固態物(wù)質吸附去除水中重金屬離子的一種有效方法。吸附法的關鍵技術是吸附劑(jì)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(ān)全易得,與其他無機吸附劑(jì)相比,沸石具有較(jiào)大的吸附能力和較好(hǎo)的淨化效果。沸石的淨化能力比其他無機吸附劑高達10倍,因而是一種(zhǒng)很(hěn)有競爭力的水處理(lǐ)藥劑,它在水處理工藝中常用作吸附(fù)劑,並兼有離子交換劑和過濾劑的作用。
活性炭有很強吸附能力,去除率高,但活性炭再生(shēng)效率低,處理水質很難達到回(huí)用要求,價格貴(guì),應用受到限製。近(jìn)年來,逐漸開發(fā)出有(yǒu)吸附能(néng)力的多種吸附劑材料。有相關研究表明,殼聚糖及其衍生物是重金屬離(lí)子(zǐ)的良好吸附劑(jì),殼聚糖(táng)樹脂(zhī)交聯後,可重複使用多次,吸附容量沒有(yǒu)明顯降低(dī)。利用改性的海泡石治理重金屬廢水對(duì) Co、Ag 有很好的吸附能力,處理後廢水中重(chóng)金屬含量顯著(zhe)低於汙水綜合排放標準。
4、蒸發濃縮
蒸(zhēng)發濃(nóng)縮法具有較高的濃縮因子和淨化係數(shù),多用於處理中、高水平放射性廢水。蒸發法的工作原理是:將放射性廢水送(sòng)入蒸發裝置,同時導入加熱蒸汽將水蒸發成水蒸氣,而放射性核素則留在水中。蒸發過程(chéng)中形成的凝結水排放或回(huí)用,濃縮液則進一步進行固化處理(lǐ)。蒸發濃縮法不適合處理含(hán)有揮發性核素和(hé)易起泡沫的廢水;熱能消耗大,運行成本較高;同時在設計(jì)和運行時還要考慮腐蝕、結垢(gòu)、爆炸等潛在威脅。為了提高蒸汽利用率,降低運行(háng)成本,各國在新型蒸(zhēng)發器的研製方麵一直不遺(yí)餘力,如在蒸汽壓縮式蒸發器、薄膜蒸(zhēng)發器、真空蒸發器(qì)等新型蒸發(fā)器方麵都有顯著成效。
5、膜分離技術
膜(mó)技術是處理放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(liào)無相變、低能耗等特點,膜(mó)技術受到了積極的研究。
國外所采用的膜技術主要有:微濾、超濾、納(nà)濾(lǜ)、水溶性多聚物-膜過濾、反滲透(tòu)(RO)、電滲析(xī)、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(chù)理法(fǎ)
生(shēng)物處理法包括植物修(xiū)複法和微生物法。植物修(xiū)複是指利用綠色植(zhí)物及其根際土著微(wēi)生物共同作用以清除環境中的汙染物的一種新(xīn)的原位治理技術。
從現有的研究成果看,適用(yòng)的生物修複技(jì)術類型(xíng)主要(yào)有人工濕地技術、根際過(guò)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(tǐ)中所有的鈾都能富集於植物的根(gēn)部。
微生物治(zhì)理低放射性廢水是20世(shì)紀60年代開(kāi)始(shǐ)研究的新工藝,用這種方法去除放射性廢水中(zhōng)的鈾國內(nèi)外均有一定研究,但目前多處(chù)於試驗研究階段。
隨(suí)著生物技(jì)術的發(fā)展和微生物與金屬(shǔ)之間相互作用機(jī)製的(de)深入研(yán)究,人們逐漸認識到利(lì)用微生物治理放射(shè)性廢水汙染是一種極有(yǒu)應用前景的方(fāng)法。用微生物菌體作為生物處理(lǐ)劑,吸(xī)附富集回收存(cún)在於水溶液(yè)中的鈾等放射性核素(sù),效率高,成本低,耗能少,而且沒有二次汙染物(wù),可以實現放射性廢物的減量化目標,為核素的(de)再生或(huò)地質處置創造有利條(tiáo)件。
7、磁-分子法
美國(guó)電力研究所(EPRI)開發出Mag-Mole-cule法(fǎ),用於減少鍶、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(zhì)為基礎,將其改性後,利用磁性分子選擇(zé)性地結合汙染物,再用磁鐵將其從溶液中(zhōng)去除,然後被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(shēng)物體(tǐ)內的一種保守性較高的多功能(néng)多亞基蛋白,該蛋白具(jù)有耐稀酸(pH<2.0)、耐稀堿(pH= 12.0)、耐較高溫度(70~ 75℃水溫(wēn)下不變性)等特殊性。隨著鐵蛋白研(yán)究的深(shēn)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(biǎo)明鐵蛋白具(jù)有體外儲(chǔ)存重金(jīn)屬離子能(néng)力。此(cǐ)外(wài),以前的研究(jiū)都著重於利用其他重金屬離子作為與鐵(tiě)離子競爭的探針來研究鐵蛋白儲存和釋放鐵的機製,而*新的研(yán)究表明,可(kě)以利用鐵蛋白這種捕獲金屬離子及抗逆的特性,構建鐵蛋白反應器並用於野外連續監測流動水體被重金屬離子汙染的程度。在體外特定的條件下,一(yī)些金屬核如FeS核、CdS核(hé)、Mn3O4核、Fe3O4磁性鐵核及放射(shè)性材料的鈾核,已被成功地組裝到鐵蛋白蛋白殼的納米(mǐ)空間內。
8、惰性固化法
美國賓夕法尼亞州(zhōu)立大學和薩凡納河*實驗室,已(yǐ)開(kāi)發出一種將某些低(dī)放射性廢液處理(lǐ)成固化(huà)體以便安全處(chù)置的新方法。這一新工藝利用低溫(< 90℃)凝固法來(lái)穩定高堿性、低活度的放射性廢液,即將(jiāng)廢液轉化(huà)為惰性固化體(tǐ)。科學家(jiā)們將*終的固化體(tǐ)稱作“ hydroceramic”(一種素燒多孔陶瓷(cí))。他們稱(chēng),*終的固化體(tǐ)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,這種製備過程類似於自(zì)然界中岩石的形成過程。
9、零價鐵滲濾反應牆技術
滲濾反應牆(permeable reactive barrier,PRB)是(shì)目前在歐美等發達*新(xīn)興(xìng)起來的用於原位去除汙染地下水中汙(wū)染組分的方法。PRB一般安(ān)裝在地下蓄水層中,垂直於地下水流方向,當汙(wū)染的地下水流在自身水力梯度作用下通過反應牆時,汙染物與牆體中的反應材(cái)料發生物理、化學反應而被去除,從而達到汙染修複的目的。
這是一種被動式(shì)修複技術,很少需(xū)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*和地下(xià)水汙染處理的眾多方麵得(dé)到了研究和發展,在反應機製研究、PRB的結(jié)構和安(ān)裝以及新型活性材料的研究等方麵都取得了可喜的成果。我國學者已開始研究以(yǐ)零價鐵為代(dài)表的活性滲濾(lǜ)牆技術(shù),以用(yòng)於鈾尾(wěi)礦放射性廢水的修複(治理),目前研(yán)究已取得一定效果。