放射性廢水處理方法
時(shí)間: 2014-07-29 11:43:30 來(lái)源: 東莞市海韻水處理科技有限公司
放射性廢水中的放射性物質(zhì)應(yīng)盡可能作出安全的處理并轉(zhuǎn)移到安全的地方，使它對(duì)人和其他生物的危害減輕到最低限度。
放射性廢水按所含的放射性濃度可分為兩類，一類為高水平放射性廢液，一類為低水平放射性廢水。前者主要是核燃料后處理第一循環(huán)產(chǎn)生的廢液，而后者則產(chǎn)生于核燃料前處理（包括鈾礦開采、水冶、精煉、核燃料制造等過(guò)程中產(chǎn)生的含鈾、鐳等的廢水）、核燃料后處理的其他工序，以及原子能發(fā)電站，應(yīng)用放射性同位素的研究機(jī)構(gòu)、醫(yī)院、工廠等排出的廢水。
國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)建議按放射性濃度水平將放射性廢水分為五類，其處理方法以及處理裝置屏蔽要求見(jiàn)表。
放射性核素用任何水處理方法都不能改變其固有的放射性衰變特性，其處理一般按兩個(gè)基本原則：①將放射性廢水排入水域(如海洋、湖泊、河流、地下水)，通過(guò)稀釋和擴(kuò)散達(dá)到無(wú)害水平。這一原則主要適用于極低水平的放射性廢水的處理。②將放射性廢水及其濃縮產(chǎn)物與人類的生活環(huán)境長(zhǎng)期隔離，任其自然衰變。這一原則對(duì)高、中、低水平放射性廢水都適用。
濃縮處理 有化學(xué)沉淀、離子交換、蒸發(fā)、生物化學(xué)、膜分離、電化學(xué)等方法，常用的方法是前三種。放射性廢水的處理效果，通常用去污系數(shù)(DF)和濃縮系數(shù)(CF)表示。前者的定義是廢水原有的放射性濃度C0與其處理后剩余放射性濃度C之比，即DF=C0/C；后者的定義是廢水的原有體積與其處理后濃縮產(chǎn)物的體積之比，即CF=V原水/V濃縮。蒸發(fā)法、 離子交換法和化學(xué)沉淀法的代表性去污系數(shù)的數(shù)量級(jí)分別為104～106、10～103和10。
化學(xué)沉淀法 使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。最通用的沉淀劑有HY-08助凝劑、HY-08特效絮凝劑、HY-892放射性廢水處理劑、 HY-926沉淀劑等。其中HY-892放射性廢水處理劑是東莞市海韻水處理科技有限公司專門針對(duì)放射性廢水而研發(fā)生產(chǎn)的水處理藥劑。經(jīng)過(guò)多年的研究試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)HY-892放射性廢水處理劑對(duì)放射性廢水的處理效果明顯，能夠有效沉淀廢水中的放射性元素。沉淀污泥需進(jìn)行脫水和固化處理。最有效的脫水方法是凍結(jié)-融化-真空或壓力過(guò)濾。
離子交換法 放射性核素在水中主要以離子形態(tài)存在，其中大多數(shù)為陽(yáng)離子，只有少數(shù)核素如碘、磷、碲、鉬、锝、氟等通常呈陰離子形式。因此用離子交換法處理放射性廢水往往能獲得高的去除效率。采用的離子交換劑主要有離子交換樹脂和無(wú)機(jī)離子交換劑。大多數(shù)陽(yáng)離子交換樹脂對(duì)放射性鍶有高的去除能力和大的交換容量；酚醛型陽(yáng)樹脂能有效地除去放射性銫，大孔型陽(yáng)樹脂不僅能去除放射性陽(yáng)離子，還能通過(guò)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。
無(wú)機(jī)離子交換劑具有耐高溫、耐輻射的優(yōu)點(diǎn)，并且對(duì)銫、鍶等長(zhǎng)壽命裂變產(chǎn)物有高度的選擇性。常用的無(wú)機(jī)離子交換劑有蛭石、沸石（特別是斜發(fā)沸石）、凝灰?guī)r、錳礦石、某些經(jīng)加熱處理的鐵礦石、鋁礦石以及合成沸石、鋁硅酸鹽凝膠、磷酸鋯等。
離子交換劑以單床（一般為陽(yáng)離子交換劑床），雙床（陽(yáng)樹脂床→陰樹脂床串聯(lián)）和混合床（陽(yáng)、陰樹脂混裝的床）的形式工作。
蒸發(fā)法 用蒸發(fā)法處理含有難揮發(fā)性放射性核素的廢水可以獲得很高而穩(wěn)定的去污系數(shù)和濃縮系數(shù)。此法需要耗用大量蒸發(fā)熱能。所以主要用于處理一些高、中水平放射性廢液。用的蒸發(fā)器有標(biāo)準(zhǔn)型、水平管型、強(qiáng)制循環(huán)型、升膜型、降膜型、盤管型等。蒸發(fā)過(guò)程中產(chǎn)生的霧末隨同蒸汽進(jìn)入冷凝液,使其中的放射性增強(qiáng),因此需設(shè)置霧末分離裝置，如旋風(fēng)分離器、玻璃纖維填充塔、線網(wǎng)分離器、篩板塔、泡罩塔等。此外還要考慮起沫、腐蝕、結(jié)垢、爆炸等潛在危險(xiǎn)和輻射防護(hù)問(wèn)題。
用上述方法處理后的放射性廢水，排入水體的可通過(guò)稀釋，排入地下的可通過(guò)土壤對(duì)放射性核素的吸附和地下水的稀釋等作用，達(dá)到安全水平。
濃縮產(chǎn)物固化處理 化學(xué)沉淀污泥、離子交換樹脂再生廢液、失效的廢離子交換劑、吸附劑和蒸發(fā)濃縮殘液等放射性濃縮產(chǎn)物，要作固化處理。對(duì)固化體要求是：放射性核素的浸出率小，耐久和耐撞擊，在輻射以及溫度、濕度等變化的情況下不變質(zhì)。主要有水泥和瀝青兩種固化法。水泥固化法的優(yōu)點(diǎn)是工藝和設(shè)備簡(jiǎn)單，費(fèi)用低,其固化體耐壓、耐熱，比重為 1.2～2.2，可以投入海洋。缺點(diǎn)是固化體的體積比原物大，放射性浸出率較高。瀝青固化法的優(yōu)點(diǎn)是其固化體放射性浸出率比水泥固化體小2～3個(gè)數(shù)量級(jí)，而且固化后的體積比原來(lái)的小；缺點(diǎn)是工藝和設(shè)備復(fù)雜，固化體容易起火和爆炸，在大劑量輻射下會(huì)變質(zhì)等。此外還在研究塑料固化法。
高水平放射性廢液處理 高水平放射性廢液大都貯存于地下池中。最初是用碳鋼池外加鋼筋混凝土池貯存堿性廢液，后來(lái)用不銹鋼池外加鋼筋混凝土池貯存酸性廢液。貯存池中設(shè)有冷卻盤管或冷凝裝置以導(dǎo)出廢液釋出的衰變熱，另外還裝有液溫、液位、滲漏等監(jiān)測(cè)裝置以及廢液循環(huán)、通氣凈化裝置等。對(duì)高水平放射性廢液的固化處理是采用流化床煅燒法、噴霧煅燒法、罐內(nèi)煅燒法和轉(zhuǎn)窯煅燒法，將廢液轉(zhuǎn)變成氧化物固體；或者采用玻璃固化法，將廢液燒制成磷酸鹽坡璃、硼硅酸鹽玻璃、硅酸鹽玻璃、霞石正長(zhǎng)巖玻璃、玄武巖玻璃等。玻璃固化法的優(yōu)點(diǎn)是固化體密實(shí),在水、酸性和堿性水溶液中的浸出率小，為10-7克／(厘米2·日)數(shù)量級(jí);固化體傳熱率大,固化體的灰塵發(fā)生量小。但是設(shè)備復(fù)雜,并且需要使用耐高溫(900～1200℃)和耐腐蝕的材料；此外，一些放射性核素的揮發(fā)問(wèn)題尚未解決。
放射性廢物的最后處置 長(zhǎng)壽命的放射性核素的半衰期長(zhǎng)達(dá)幾十年甚至上萬(wàn)年，因此必須使它們與人類生活環(huán)境隔離。這種貯藏或處置為長(zhǎng)期的、永久性的。放射性廢物的最終處置分為陸地處置和海洋處置兩類。陸地處置方法有：在人造貯藏庫(kù)內(nèi)貯藏；在廢礦坑如巖鹽礦坑內(nèi)貯藏；在土中埋藏和壓注入深的地層中等。海洋處置的一種方法是將低水平放射性廢液排入海中，依靠擴(kuò)散和稀釋達(dá)到無(wú)害化；另一種方法是將放射性固體廢物封入容器投入深2000～10000米的海域。
但是上述處置方法都不能完全防止對(duì)環(huán)境的污染。為此，還研究用火箭將極高水平的放射性廢物發(fā)射到宇宙空間,或者使用大輸出功率的高密度中子源反應(yīng)堆、高能質(zhì)子加速器或核聚變反應(yīng)堆，對(duì)裂變產(chǎn)物中的長(zhǎng)壽命核素（如90鍶、137銫、85氪、99锝、129碘等）進(jìn)行中子照射，使之發(fā)生核轉(zhuǎn)變，但這兩種處置法都還未實(shí)際應(yīng)用。
東莞市海韻水處理科技有限公司是與香港國(guó)際水處理技術(shù)研究中心合作的公司，屬于高科技環(huán)保型企業(yè)。業(yè)務(wù)涉及：中央空調(diào)冷卻水處理、空壓機(jī)冷卻水處理、注塑機(jī)冷卻水處理、模具冷卻水處理、工業(yè)廢水處理、工業(yè)污水處理等水處理項(xiàng)目。公司以環(huán)境保護(hù)、節(jié)能環(huán)保為己任，運(yùn)用行業(yè)最新一代技術(shù)理念和科學(xué)方針，針對(duì)不同客戶要求、本地水質(zhì)、生產(chǎn)等實(shí)際情況，設(shè)計(jì)不同解決方案，確保用戶的循環(huán)水系統(tǒng)長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行，延長(zhǎng)系統(tǒng)設(shè)備的使用說(shuō)明。節(jié)約水資源、減少?gòu)U水排放、降低運(yùn)行成本，各種設(shè)備的防垢、清洗、保濕工程，提高綜合經(jīng)濟(jì)效益，幫用戶達(dá)到環(huán)保節(jié)能的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，為企業(yè)的技術(shù)優(yōu)化發(fā)展提供了決策依據(jù)和市場(chǎng)指導(dǎo)。