放射性废水处理技术研究进展
摘要:强调了放射性废水处理技术研究的重要性,系统综述了国内外各种放射性废水处理技术的工艺、原理,并对其适用条件、优缺点等进行了分析探讨,介绍了国外的最新研究成果。指出多种处理技术的联合使用将取得较好效果,而采用闭路循环、提高利用效率才是最终出路。
关键词:放射性,废水,处理
自 1895年伦琴发现 X射线和 1898年居里发现镭元素以来, 核科学技术一直在不断地发展成熟, 并深刻地改变着世界。但是, 它又像一把双刃剑, 在给人类带来巨大利益的同时, 也带来了严重的安全隐患。比如, 核能发电, 尽管满足了人类对能源的需求, 却又引起人们对切尔诺贝利核事故悲剧是否会重演的忧虑。现在, 放射性元素在军事、能源、工业、农业、医学及其他科学研究中的应用已极其广泛。与此同时, 在整个开发利用过程中所产生的放射性废气、废液和固态废弃物的数量越来越多, 危害也越来越大, 这不能不引起人们更加深切的关注。在放射性三废中, 放射性废水所含的放射性总量占原态放射性废物总量的比例相当大,因此对其处理尤其应当重视。文中主要介绍放射性废水处理中的常用技术及国外的最新研究进展。
1 概 述
从根本上讲, 放射性元素只能靠自然衰变来降低以至消除其放射性。故其处理方法从根本上说,无非是贮存与扩散两种。对于高水平放射性废物,一般妥善地贮藏起来, 与环境隔绝; 对于中低水平的放射性废物, 则用适当的方法处理后, 将大部分的放射性转移到小体积的浓缩 (压缩 )物中, 并加以贮藏, 而使大体积废物中剩余的放射性小于最大允许排放浓度后, 将其排于环境中进行稀释、扩散。因此, 放射性处理效果的评价指标主要有两个: 一是浓缩倍数; 二是 去污倍数或净化倍数[ 1]。前者指放射性废物的原有体积与处理后的放射性浓集物体积之比, 浓缩倍数越大, 则浓缩后的体积越小, 贮存也就越经济、安全; 后者指放射性废物的原有放射性浓度与处理后的剩余放射性浓度之比, 去污倍数越大, 则处理后的废物中剩余放射性浓度越低, 排放、贮存就越安全。放射性废水的主要去除对象是具有放射性的重金属元素, 与此相关的处理技术, 简单地可分为化学形态改变法化学形态不变法两类[ 2 ]。其中化学形态改变法包括化学沉淀法、气浮法、生化法等, 化学形态不变法包括蒸发法、离子交换法、吸附法、膜法等。
2 主要处理技术与方法
2. 1 化学沉淀法
化学沉淀法是向废水中投放一定量的化学絮凝剂, 如硫酸钾铝、铝酸钠、硫酸铁、氯化铁等, 有时还需投加助凝剂, 如活性二氧化硅、黏土、聚合电解质等, 使废水中的胶体物质失去稳定而凝聚成细小的可沉淀的颗粒, 并能与水中原有的悬浮物结合为疏松绒粒。该绒粒对水中的放射性元素具有很强的吸附能力, 从而净化水中的放射性物质、胶体和悬浮物[ 3]。引起放射性元素与某种不溶性沉渣共沉的原因包括了共晶、吸附、胶体化、截留和直接沉淀等多种作用, 因此去除效率较高。罗明标等[ 4 ]的试验研究表明, 氢氧化镁处理剂具有良好的除铀效果, 特别适合于酸溶浸铀后的地下低放射性含铀废水的处理, 在一定条件下, 能将废水中的含铀量降至 0. 05 mg/L以下, 达到国家排放标准。
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