2021年4月13日上午,日本(běn)政府(fǔ)召開內閣會(huì)議,正式決定將東京(jīng)電力公司福島*核電站內儲存的核廢(fèi)水排放入海。
有分析認為,*先(xiān),日本太平洋沿岸海域將受(shòu)到(dào)影響,特別是福島縣周邊局部水域,之後汙水還會汙染我國的東海。
一家來自德國的海洋科學研究機構的計算結果顯示,從排放之日起,57天內放射性物質就將擴散至太平(píng)洋大半區(qū)域,3年後美國和加拿(ná)大就將遭到核汙染影響。
核廢水處理技術匯總(zǒng)
1、化學沉澱(diàn)法
化學沉澱法是將沉澱劑與廢水中(zhōng)微量的放射性核素發生共沉澱作用的方法(fǎ)。廢水中放射(shè)性核素的氫氧化物(wù)、碳酸鹽、磷酸鹽等化合(hé)物大都是不溶性(xìng)的,因(yīn)而能在處理(lǐ)中被除去(qù)。化學處理的目的是(shì)使廢(fèi)水中的放射性核素轉移並濃集到小體積的汙泥中去,而使沉積後的廢水剩餘很少的放(fàng)射性,從而能夠達到排放標準。
此法優點(diǎn)是費用(yòng)低(dī)廉,對數放射性核素具有良好的去除效果,能夠處(chù)理(lǐ)那些非放射性成分及其濃度以及流化相當(dāng)大的廢水,使用的處理設施和技術都有相當成熟的經驗。
目前,鐵(tiě)鹽、鋁鹽、磷酸鹽、蘇(sū)打等沉澱劑*為常用,為了(le)促進(jìn)凝(níng)結過程,加助凝劑,如粘土、活性二氧化(huà)矽、高分子電解質等。對(duì)銫、釕、碘等集中難以去(qù)除的放(fàng)射性核素要用特殊的化學沉澱劑例(lì)如銫可用亞鐵氰化鐵、亞鐵氰化(huà)銅共沉澱去(qù)除。有人用不溶(róng)性澱粉黃原酸酯處理含金屬放射性廢水,處理效果較好,適用性寬,放射性脫除(chú)率>90%, 是一種(zhǒng)性能優良(liáng)的離子交換絮凝(níng)劑,在處理廢水時因沒有殘餘(yú)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(xìng)核素在水中呈離子狀態,特別是經過(guò)化學(xué)沉澱處理後的放射性廢水,由於(yú)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(sù),其中大多數是陽離子。並且放射性核素在水中是微量存在(zài)的,因而很適合離子(zǐ)交換處理,並且(qiě)在(zài)沒有非放射性離(lí)子幹擾(rǎo)的情況下,離子交換能夠長時(shí)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(dà)孔型陽樹脂不僅能去除放射性陽離子,還(hái)能通過(guò)吸附去(qù)除(chú)以膠體形式存在的鋯、铌(ní)、鈷(gǔ)和以絡合物(wù)形式存在(zài)的釕等。但是,該法存在一個(gè)較致命的弱(ruò)點,當廢液中放射性核素或非放(fàng)射性離子含(hán)量較高時,樹(shù)脂床很快會穿透而失效(xiào),而通常處理放射性廢水的樹脂是不進行再生處理的,所以一旦失效應立即更換。
離子交換(huàn)法采用離子交換樹脂(zhī),適用於含(hán)鹽量較低的廢液。當含鹽量較高時(shí),用離(lí)子交(jiāo)換(huàn)樹(shù)脂來處理所花的費用比(bǐ)選擇性工藝要高。這主要是低選擇性的樹(shù)脂對放射性核素有(yǒu)很大的關聯。在放射性廢水淨(jìng)化中,利用電(diàn)滲析的方法可以增加離子交換工藝的(de)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的一種有效方法。吸附法的關(guān)鍵技術(shù)是吸附(fù)劑的(de)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(zhōng)沸石價(jià)格低廉,安全易得,與其(qí)他無機(jī)吸附劑相比,沸石具有較大的吸(xī)附(fù)能力和較好的淨化(huà)效果(guǒ)。沸石(shí)的淨化能力比其他無機吸附劑高(gāo)達(dá)10倍,因而是一種很有競爭力的(de)水處(chù)理藥劑,它在水處理工藝(yì)中常用作吸附劑,並兼有(yǒu)離子交換劑和過濾劑的作用。
活性炭(tàn)有很強吸附能力,去除(chú)率高,但活性炭再生效率低,處理水質很難達到回用要(yào)求,價格貴,應用受到限製。近(jìn)年來,逐漸開(kāi)發出有吸附能力的多種吸附劑(jì)材料。有相關研究表明,殼聚糖(táng)及其(qí)衍生物是(shì)重金(jīn)屬離子的良好吸附劑,殼聚(jù)糖樹脂交聯後,可重複使用多次,吸附容量沒有明顯降低。利用改性的海泡石治理重金屬廢(fèi)水對 Co、Ag 有很好的吸附能力,處理後廢水中重金屬(shǔ)含量顯著低於汙水綜合(hé)排放標準(zhǔn)。
4、蒸發濃縮
蒸(zhēng)發濃縮法具有較高的濃縮因子和淨化係數,多(duō)用於處理中、高水平放射性廢水。蒸發法的(de)工作原理是:將放射性廢水(shuǐ)送入蒸發裝(zhuāng)置,同時導入加熱蒸汽(qì)將水(shuǐ)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(jìn)一步進行(háng)固化處理。蒸發濃縮法不適合處理含(hán)有揮發性核素和易起泡沫的廢水;熱能消耗(hào)大,運行(háng)成本較高;同時在設計和運行時(shí)還要(yào)考慮腐(fǔ)蝕、結垢、爆炸等潛在威脅。為(wéi)了(le)提高蒸汽利用率,降低(dī)運行成(chéng)本,各國在新(xīn)型蒸(zhēng)發(fā)器的研製方麵一直不遺(yí)餘(yú)力,如(rú)在蒸汽壓縮式蒸發器、薄膜(mó)蒸發器、真空(kōng)蒸發器等新型蒸發器方(fāng)麵都有顯著成效。
5、膜分離技術
膜技術是處理放射性廢水的(de)比較高效、經濟、可靠的(de)方法。由於膜分離技術具(jù)有出水水質好、物料無相變、低能耗等特點,膜技術受到了積極的研究。
國外所采用的膜技術主(zhǔ)要有:微濾、超濾、納濾、水溶性多聚物-膜(mó)過濾、反滲透(RO)、電滲析、膜蒸餾、電化學離子交換(huàn)、液膜、鐵氧體吸附(fù)過濾膜分離及陰(yīn)離(lí)子(zǐ)交換紙膜(mó)等(děng)方法。
6、生物處理(lǐ)法(fǎ)
生物處理法包括(kuò)植(zhí)物(wù)修複法和(hé)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中的汙染物的一種新的原位治理技術。
從現有的(de)研(yán)究成果看(kàn),適用的生物修複技術類型主要有人工濕地(dì)技術、根際過濾技術、植(zhí)物萃取技(jì)術、植物固(gù)化技術、植物(wù)蒸發技術。試驗結果表明,幾乎水體中所(suǒ)有的鈾(yóu)都能富集於植物的根部。
微生物治理低放射(shè)性廢水是20世紀60年代開始(shǐ)研(yán)究(jiū)的新工藝,用這種方法去除放射性廢水中的鈾國內(nèi)外均有一定研究,但(dàn)目前(qián)多處於試驗研究(jiū)階段。
隨(suí)著生(shēng)物技術的(de)發展和微生物與金屬之間相互作用機製的深入研究,人們逐漸認識到利用(yòng)微生物治理放射性(xìng)廢水汙(wū)染是一種極有應用前景的方法。用(yòng)微生(shēng)物菌體作為生物(wù)處理(lǐ)劑,吸附富(fù)集回收存在於水溶液中的鈾等放射性核素,效率高,成本低,耗能少,而(ér)且沒有二次汙染物,可以實現放射性廢(fèi)物的減量化目(mù)標,為核素的再生或地質處置創(chuàng)造有利條件。
7、磁(cí)-分子法
美國(guó)電力(lì)研究所(EPRI)開發出Mag-Mole-cule法,用於減少鍶、銫和鈷等(děng)放射性廢(fèi)物的產生量。該(gāi)法以一種稱為鐵(tiě)蛋白的蛋白質為基礎(chǔ),將其改(gǎi)性後(hòu),利用磁性分子選擇(zé)性地(dì)結合汙染物,再用磁鐵將其(qí)從溶液中去除,然(rán)後被結合的金屬通過反衝洗磁性濾床得到回收(shōu)。鐵蛋白(Fer-ritin)是普遍存在於生物體(tǐ)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(wēn)度(70~ 75℃水溫下不變性)等特殊性(xìng)。隨著鐵蛋白研(yán)究的深入,在體(tǐ)外(wài)利用其蛋白殼納米(mǐ)空間的新功能研究取得了很大進展。體外研(yán)究表明鐵蛋白具有體外儲(chǔ)存重(chóng)金屬離(lí)子能力。此外,以前的研究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(jiū)鐵蛋白儲存(cún)和釋放鐵的機製(zhì),而*新的研究表明,可以利用(yòng)鐵(tiě)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(bèi)重金屬離(lí)子汙染的程度。在(zài)體外(wài)特定的條件下,一些金屬核如FeS核、CdS核、Mn3O4核、Fe3O4磁性鐵(tiě)核及放射性材料的鈾核,已被成功地組裝到鐵蛋(dàn)白蛋(dàn)白殼的納米空間內。
8、惰性固化法
美國賓夕法尼亞州立大學和薩凡納河*實驗室,已開發出一種(zhǒng)將某些低放射(shè)性廢液(yè)處理成固(gù)化體以便安全處置的新方法。這一新工藝利(lì)用(yòng)低溫(wēn)(< 90℃)凝固法來穩(wěn)定(dìng)高堿性、低活度的放射性廢液,即將廢液轉化為惰性固化體。科學家們將(jiāng)*終的固(gù)化體稱作“ hydroceramic”(一種素燒多(duō)孔陶瓷)。他們稱,*終的固化體硬度非常大,性質穩定持久,能夠(gòu)將放射性核素固定在其沸(fèi)石結構中,這種製備過(guò)程類似於自然界中岩石(shí)的形成過程。
9、零價鐵滲濾反應(yīng)牆技術
滲濾反應牆(permeable reactive barrier,PRB)是目前在(zài)歐美等發達(dá)*新興起來的用於原位去(qù)除汙染地下水中汙染組分的方法。PRB一般安裝(zhuāng)在地下蓄水層中,垂(chuí)直於地下水流方向(xiàng),當汙(wū)染的地下水(shuǐ)流在自身水力梯度作用下通過反應牆時,汙染物與牆(qiáng)體中的反應材料發生物理、化學反應而被去除,從而達到汙染修複(fù)的目的。
這是一種被動式修複技術,很少需要人工維護、費用很低(dī)。Fe0-PRB技術作為PRB技術的一個重要分支,在許多*和(hé)地下水汙染處理的眾多方麵得到(dào)了(le)研究和(hé)發展,在反(fǎn)應機製研究、PRB的結構和安裝以及新(xīn)型(xíng)活性材料的研究等方麵都取得了可喜的成(chéng)果。我(wǒ)國學者已開始研究以零價鐵為代表的活性滲濾牆技術,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(guǒ)。