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核廢水處理技術(shù)匯總！
來源：科柏盛環(huán)保 發(fā)布時間：2021-04-15
2021年4月13日上午，日本政府召開內(nèi)閣會議，正式?jīng)Q定將東京電力公司福島*核電站內(nèi)儲存的核廢水排放入海。
有分析認(rèn)為，*先，日本太平洋沿岸海域?qū)⑹艿接绊�，特別是福島縣周邊局部水域，之后污水還會污染我國的東海。
一家來自德國的海洋科學(xué)研究機構(gòu)的計算結(jié)果顯示，從排放之日起，57天內(nèi)放射性物質(zhì)就將擴散至太平洋大半?yún)^(qū)域，3年后美國和加拿大就將遭到核污染影響。
核廢水處理技術(shù)匯總
1、化學(xué)沉淀法
化學(xué)沉淀法是將沉淀劑與廢水中微量的放射性核素發(fā)生共沉淀作用的方法。廢水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�；瘜W(xué)處理的目的是使廢水中的放射性核素轉(zhuǎn)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(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
此法優(yōu)點是費用低廉，對數(shù)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(dāng)大的廢水，使用的處理設(shè)施和技術(shù)都有相當(dāng)成熟的經(jīng)驗。
目前，鐵鹽、鋁鹽、磷酸鹽、蘇打等沉淀劑*為常用，為了促進(jìn)凝結(jié)過程，加助凝劑，如粘土、活性二氧化硅、高分子電解質(zhì)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(xué)沉淀劑例如銫可用亞鐵氰化鐵、亞鐵氰化銅共沉淀去除。有人用不溶性淀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，放射性脫除率>90%， 是一種性能優(yōu)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(tài)，特別是經(jīng)過化學(xué)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(tài)的核素，其中大多數(shù)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，并且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(shù)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(luò)合物形式存在的釕等。但是，該法存在一個較致命的弱點，當(dāng)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(jìn)行再生處理的，所以一旦失效應(yīng)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(dāng)含鹽量較高時，用離子交換樹脂來處理所花的費用比選擇性工藝要高。這主要是低選擇性的樹脂對放射性核素有很大的關(guān)聯(lián)。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(tài)物質(zhì)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,沸石具有較大的吸附能力和較好的凈化效果。沸石的凈化能力比其他無機吸附劑高達(dá)10倍，因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，并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，但活性炭再生效率低，處理水質(zhì)很難達(dá)到回用要求，價格貴，應(yīng)用受到限制。近年來，逐漸開發(fā)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金屬離子的良好吸附劑，殼聚糖樹脂交聯(lián)后，可重復(fù)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(biāo)準(zhǔn)。
4、蒸發(fā)濃縮
蒸發(fā)濃縮法具有較高的濃縮因子和凈化系數(shù)，多用于處理中、高水平放射性廢水。蒸發(fā)法的工作原理是：將放射性廢水送入蒸發(fā)裝置，同時導(dǎo)入加熱蒸汽將水蒸發(fā)成水蒸氣，而放射性核素則留在水中。蒸發(fā)過程中形成的凝結(jié)水排放或回用，濃縮液則進(jìn)一步進(jìn)行固化處理。蒸發(fā)濃縮法不適合處理含有揮發(fā)性核素和易起泡沫的廢水；熱能消耗大，運行成本較高；同時在設(shè)計和運行時還要考慮腐蝕、結(jié)垢、爆炸等潛在威脅。為了提高蒸汽利用率，降低運行成本，各國在新型蒸發(fā)器的研制方面一直不遺余力，如在蒸汽壓縮式蒸發(fā)器、薄膜蒸發(fā)器、真空蒸發(fā)器等新型蒸發(fā)器方面都有顯著成效。
5、膜分離技術(shù)
膜技術(shù)是處理放射性廢水的比較高效、經(jīng)濟、可靠的方法。由于膜分離技術(shù)具有出水水質(zhì)好、物料無相變、低能耗等特點，膜技術(shù)受到了積極的研究。
國外所采用的膜技術(shù)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(xué)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(fù)法和微生物法。植物修復(fù)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(huán)境中的污染物的一種新的原位治理技術(shù)。
從現(xiàn)有的研究成果看,適用的生物修復(fù)技術(shù)類型主要有人工濕地技術(shù)、根際過濾技術(shù)、植物萃取技術(shù)、植物固化技術(shù)、植物蒸發(fā)技術(shù)。試驗結(jié)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(jì)60年代開始研究的新工藝，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，但目前多處于試驗研究階段。
隨著生物技術(shù)的發(fā)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(rèn)識到利用微生物治理放射性廢水污染是一種極有應(yīng)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(xiàn)放射性廢物的減量化目標(biāo)，為核素的再生或地質(zhì)處置創(chuàng)造有利條件。
7、磁-分子法
美國電力研究所(EPRI)開發(fā)出Mag-Mole-cule法，用于減少鍶、銫和鈷等放射性廢物的產(chǎn)生量。該法以一種稱為鐵蛋白的蛋白質(zhì)為基礎(chǔ),將其改性后，利用磁性分子選擇性地結(jié)合污染物,再用磁鐵將其從溶液中去除,然后被結(jié)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(nèi)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(70～ 75℃水溫下不變性)等特殊性。隨著鐵蛋白研究的深入，在體外利用其蛋白殼納米空間的新功能研究取得了很大進(jìn)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*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(gòu)建鐵蛋白反應(yīng)器并用于野外連續(xù)監(jiān)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(nèi)。
8、惰性固化法
美國賓夕法尼亞州立大學(xué)和薩凡納河*實驗室，已開發(fā)出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?yán)玫蜏?< 90℃)凝固法來穩(wěn)定高堿性、低活度的放射性廢液，即將廢液轉(zhuǎn)化為惰性固化體�？茖W(xué)家們將*終的固化體稱作“ hydroceramic”(一種素?zé)嗫滋沾?。他們稱，*終的固化體硬度非常大，性質(zhì)穩(wěn)定持久，能夠?qū)⒎派湫院怂毓潭ㄔ谄浞惺Y(jié)構(gòu)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(yīng)墻技術(shù)
滲濾反應(yīng)墻(permeable reactive barrier,PRB)是目前在歐美等發(fā)達(dá)*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(dāng)污染的地下水流在自身水力梯度作用下通過反應(yīng)墻時，污染物與墻體中的反應(yīng)材料發(fā)生物理、化學(xué)反應(yīng)而被去除，從而達(dá)到污染修復(fù)的目的。
這是一種被動式修復(fù)技術(shù)，很少需要人工維護、費用很低。Fe0-PRB技術(shù)作為PRB技術(shù)的一個重要分支，在許多*和地下水污染處理的眾多方面得到了研究和發(fā)展，在反應(yīng)機制研究、PRB的結(jié)構(gòu)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(xué)者已開始研究以零價鐵為代表的活性滲濾墻技術(shù)，以用于鈾尾礦放射性廢水的修復(fù)(治理)，目前研究已取得一定效果。
有分析認(rèn)為，*先，日本太平洋沿岸海域?qū)⑹艿接绊�，特別是福島縣周邊局部水域，之后污水還會污染我國的東海。
一家來自德國的海洋科學(xué)研究機構(gòu)的計算結(jié)果顯示，從排放之日起，57天內(nèi)放射性物質(zhì)就將擴散至太平洋大半?yún)^(qū)域，3年后美國和加拿大就將遭到核污染影響。
核廢水處理技術(shù)匯總
1、化學(xué)沉淀法
化學(xué)沉淀法是將沉淀劑與廢水中微量的放射性核素發(fā)生共沉淀作用的方法。廢水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�；瘜W(xué)處理的目的是使廢水中的放射性核素轉(zhuǎn)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(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
此法優(yōu)點是費用低廉，對數(shù)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(dāng)大的廢水，使用的處理設(shè)施和技術(shù)都有相當(dāng)成熟的經(jīng)驗。
目前，鐵鹽、鋁鹽、磷酸鹽、蘇打等沉淀劑*為常用，為了促進(jìn)凝結(jié)過程，加助凝劑，如粘土、活性二氧化硅、高分子電解質(zhì)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(xué)沉淀劑例如銫可用亞鐵氰化鐵、亞鐵氰化銅共沉淀去除。有人用不溶性淀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，放射性脫除率>90%， 是一種性能優(yōu)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(tài)，特別是經(jīng)過化學(xué)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(tài)的核素，其中大多數(shù)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，并且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(shù)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(luò)合物形式存在的釕等。但是，該法存在一個較致命的弱點，當(dāng)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(jìn)行再生處理的，所以一旦失效應(yīng)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(dāng)含鹽量較高時，用離子交換樹脂來處理所花的費用比選擇性工藝要高。這主要是低選擇性的樹脂對放射性核素有很大的關(guān)聯(lián)。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(tài)物質(zhì)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,沸石具有較大的吸附能力和較好的凈化效果。沸石的凈化能力比其他無機吸附劑高達(dá)10倍，因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，并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，但活性炭再生效率低，處理水質(zhì)很難達(dá)到回用要求，價格貴，應(yīng)用受到限制。近年來，逐漸開發(fā)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金屬離子的良好吸附劑，殼聚糖樹脂交聯(lián)后，可重復(fù)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(biāo)準(zhǔn)。
4、蒸發(fā)濃縮
蒸發(fā)濃縮法具有較高的濃縮因子和凈化系數(shù)，多用于處理中、高水平放射性廢水。蒸發(fā)法的工作原理是：將放射性廢水送入蒸發(fā)裝置，同時導(dǎo)入加熱蒸汽將水蒸發(fā)成水蒸氣，而放射性核素則留在水中。蒸發(fā)過程中形成的凝結(jié)水排放或回用，濃縮液則進(jìn)一步進(jìn)行固化處理。蒸發(fā)濃縮法不適合處理含有揮發(fā)性核素和易起泡沫的廢水；熱能消耗大，運行成本較高；同時在設(shè)計和運行時還要考慮腐蝕、結(jié)垢、爆炸等潛在威脅。為了提高蒸汽利用率，降低運行成本，各國在新型蒸發(fā)器的研制方面一直不遺余力，如在蒸汽壓縮式蒸發(fā)器、薄膜蒸發(fā)器、真空蒸發(fā)器等新型蒸發(fā)器方面都有顯著成效。
5、膜分離技術(shù)
膜技術(shù)是處理放射性廢水的比較高效、經(jīng)濟、可靠的方法。由于膜分離技術(shù)具有出水水質(zhì)好、物料無相變、低能耗等特點，膜技術(shù)受到了積極的研究。
國外所采用的膜技術(shù)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(xué)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(fù)法和微生物法。植物修復(fù)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(huán)境中的污染物的一種新的原位治理技術(shù)。
從現(xiàn)有的研究成果看,適用的生物修復(fù)技術(shù)類型主要有人工濕地技術(shù)、根際過濾技術(shù)、植物萃取技術(shù)、植物固化技術(shù)、植物蒸發(fā)技術(shù)。試驗結(jié)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(jì)60年代開始研究的新工藝，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，但目前多處于試驗研究階段。
隨著生物技術(shù)的發(fā)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(rèn)識到利用微生物治理放射性廢水污染是一種極有應(yīng)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(xiàn)放射性廢物的減量化目標(biāo)，為核素的再生或地質(zhì)處置創(chuàng)造有利條件。
7、磁-分子法
美國電力研究所(EPRI)開發(fā)出Mag-Mole-cule法，用于減少鍶、銫和鈷等放射性廢物的產(chǎn)生量。該法以一種稱為鐵蛋白的蛋白質(zhì)為基礎(chǔ),將其改性后，利用磁性分子選擇性地結(jié)合污染物,再用磁鐵將其從溶液中去除,然后被結(jié)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(nèi)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(70～ 75℃水溫下不變性)等特殊性。隨著鐵蛋白研究的深入，在體外利用其蛋白殼納米空間的新功能研究取得了很大進(jìn)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*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(gòu)建鐵蛋白反應(yīng)器并用于野外連續(xù)監(jiān)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(nèi)。
8、惰性固化法
美國賓夕法尼亞州立大學(xué)和薩凡納河*實驗室，已開發(fā)出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?yán)玫蜏?< 90℃)凝固法來穩(wěn)定高堿性、低活度的放射性廢液，即將廢液轉(zhuǎn)化為惰性固化體�？茖W(xué)家們將*終的固化體稱作“ hydroceramic”(一種素?zé)嗫滋沾?。他們稱，*終的固化體硬度非常大，性質(zhì)穩(wěn)定持久，能夠?qū)⒎派湫院怂毓潭ㄔ谄浞惺Y(jié)構(gòu)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(yīng)墻技術(shù)
滲濾反應(yīng)墻(permeable reactive barrier,PRB)是目前在歐美等發(fā)達(dá)*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(dāng)污染的地下水流在自身水力梯度作用下通過反應(yīng)墻時，污染物與墻體中的反應(yīng)材料發(fā)生物理、化學(xué)反應(yīng)而被去除，從而達(dá)到污染修復(fù)的目的。
這是一種被動式修復(fù)技術(shù)，很少需要人工維護、費用很低。Fe0-PRB技術(shù)作為PRB技術(shù)的一個重要分支，在許多*和地下水污染處理的眾多方面得到了研究和發(fā)展，在反應(yīng)機制研究、PRB的結(jié)構(gòu)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(xué)者已開始研究以零價鐵為代表的活性滲濾墻技術(shù)，以用于鈾尾礦放射性廢水的修復(fù)(治理)，目前研究已取得一定效果。
