放射性廢水具有重金屬元素種類(lèi)多和濃度高、具有放射性、對人和動(dòng)物危害大的特點(diǎn)。從根本上講,放射性元素只能靠自然衰變來(lái)降低以及消除其放射性。故其處理方法從根本上說(shuō),無(wú)非是貯存和擴散兩種。對于高水平放射性廢物,一般妥善的貯藏起來(lái),與環(huán)境隔離;對中低水平的放射性廢物,則用適當的方法處理后,將大部分的放射性廢物轉移到小體積的濃縮(壓縮)物中,并加以貯藏,而使大體積廢物中生育的放射性小于最大允許排放濃度后,將其排于環(huán)境中進(jìn)行稀釋、擴散。
放射性廢水的主要去除對象是具有放射性的重金屬元素,與此相關(guān)的處理技術(shù),簡(jiǎn)單地可分為化學(xué)形態(tài)改變法和化學(xué)形態(tài)不變法兩類(lèi)。
放射性廢水處理方法:其中化學(xué)形態(tài)改變法包括:
1、化學(xué)沉淀法;2、氣浮法;3、生化法。
放射性廢水處理方法:化學(xué)形態(tài)不變法包括:
1、蒸發(fā)法;2、 離子交換法;3、吸附法;4、 膜法。
一、化學(xué)沉淀法是向廢水中投放一定量的化學(xué)絮凝劑,如硫酸鉀鋁、硫酸鈉、硫酸鐵、氯化鐵等,有時(shí)還需要投加助凝劑,如活性二氧化硅、黏土、聚合電解質(zhì)等,使廢水中的膠體物質(zhì)失去穩定而凝聚何曾細小的可沉淀的顆粒,并能于水中原有的懸浮物結合為疏松絨粒。改絨粒對水中的放射性元素具有很強的吸附能力,從而凈化水中的放射性物質(zhì)、膠體和懸浮物。引起放射性元素與某種不溶性沉渣共沉的原因包括了共晶、吸附、膠體化、截留和直接沉淀等多種作用,因此去除效率較高。
放射性廢水處理方法: 化學(xué)沉淀法的優(yōu)點(diǎn)是:方法簡(jiǎn)便、費用低廉、去除元素種類(lèi)較廣、耐水力和水質(zhì)沖擊負荷較強、技術(shù)和設備較成熟。缺點(diǎn)是:產(chǎn)生的污泥需進(jìn)行濃縮、脫水、固化等處理,否則極易造成二次污染;瘜W(xué)沉淀法適用于水質(zhì)比較復雜、水量變化較大的低放射性廢水,也可在與其他方法聯(lián)用時(shí)作為預處理方法。
二、蒸發(fā)濃縮法處理放射性廢水:除氚、碘等極少數元素之外,廢水中的大多數放射性元素都不具有揮發(fā)性,因此用蒸發(fā)濃縮法處理,能夠使這些元素大都留在殘余液中而得到濃縮。蒸發(fā)法的最大優(yōu)點(diǎn)之一是去污倍數高。使用單效蒸發(fā)器處理只含有不揮發(fā)性放射性污染物的廢水時(shí),可達到大于10的4次方的去污倍數,而使用多效蒸發(fā)器和帶有除污膜裝置的蒸發(fā)器更可高達10的6次方到8次方的去污倍數。此外,蒸發(fā)法基本不需要使用其他物質(zhì),不會(huì )像其他方法因為污染物的轉移而產(chǎn)生其他形式的污染物。
盡管蒸發(fā)法效率較高,但動(dòng)力消耗大、費用高,此外,還存在著(zhù)腐蝕、泡沫、結垢和爆炸的危險。因此,本法較適用于處理總固體濃度大、化學(xué)成分變化大、需要高的去污倍數且流量較小的廢水,特別是中高放射性水平的廢水。
新型高效蒸發(fā)器的研發(fā)對于蒸發(fā)法的推廣利用具有重大意義,為此,許多國家進(jìn)行了大量工作,如壓縮蒸汽蒸發(fā)器、薄膜蒸發(fā)器、脈沖空氣蒸發(fā)器等,都具有良好的節能降耗效果。另外,對廢液的預處理、抗泡和結垢等問(wèn)題也進(jìn)行了不少研究。
三、離子交換法處理放射性廢水的原理是,當廢液通過(guò)離子交換劑時(shí),放射性離子交換到離子交換劑上,使廢液得到凈化。目前,離子交換法已廣發(fā)應用于核工藝生產(chǎn)工藝及放射性廢水處理工藝。
許多放射性元素在水中呈離子狀態(tài),其中大多數是陽(yáng)離子,且放射性元素在水中是微量存在的,因此很適合離子交換出來(lái),并且在無(wú)非放射性粒子干擾的情況下,離子交換能夠長(cháng)時(shí)間的工作而不失效。
放射性廢水處理方法: 離子交換法的缺點(diǎn)是,對原水水質(zhì)要求較高;對于處理含高濃度競爭離子的廢水,往往需要采用二級離子交換柱,或者在離子交換柱前附加電滲析設備,以去除常量競爭離子;對釕、單價(jià)和低原子序數元素的去除比較困難;離子交換劑的再生和處置較困難。除離子交換樹(shù)脂外,還有用磺化瀝青做離子交換劑的,其特點(diǎn)是能在飽和后進(jìn)行融化-凝固處理,這樣有利于放射性廢物的最終處置。
四、吸附法是用多孔性的固體吸附劑處理放射性廢水,使其中所含的一種或數種元素吸附在吸附劑的表面上,從而達到去除的目的。在放射性廢液的處理中,常用的吸附劑有活性炭、沸石等。
天然斜發(fā)沸石是一種多孔狀結構的無(wú)機非金屬礦物,主要成分為鋁硅酸鹽。沸石價(jià)格低廉,安全易得,處理同類(lèi)型地放射性廢水的費用可比蒸發(fā)法節省80%以上,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(guò)濾劑的作用。
當前,高選擇性復合吸附劑的研發(fā)是吸附法運用中的熱點(diǎn)。所謂“復合”是指離子交換復合物(氰亞鐵鹽、氫氧化物、磷酸鹽等)在母體(多位多孔物質(zhì))上的某些方面飽和,所以新材料結合天然母體材料的優(yōu)點(diǎn),具有良好的機械性能、高的交換容量以及適宜的選擇性。
五、離子浮選法屬于泡沫分離技術(shù)范疇。該方法基于待分離物質(zhì)通過(guò)化學(xué)的、物理的力與捕集劑結合在一起,在鼓泡塔中被吸附在氣泡表面而富集,借泡沫上升帶出溶液主體,達到凈化溶液主體和濃縮待分離物質(zhì)的目的。例子浮選法的分離作用,主要取決于其組分在氣-液界面上選擇性和吸附程度。所使用捕集劑的主要成分是,表面活性劑和適量的起泡劑、絡(luò )合劑、掩蔽劑等。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
放射性廢水處理方法: 離子浮選法具有操作簡(jiǎn)單、能耗低、效率高和適應性廣等特點(diǎn)。它適用于處理鈾同位素生產(chǎn)和實(shí)驗研究設施退役中產(chǎn)生的含有各種洗滌劑和去污劑的放射性廢水,尤其是含有有機物的化學(xué)清洗劑的廢水,以便充分利用該廢水易于起泡的特點(diǎn)而達到回收金屬離子和處理廢水的目的。
六、膜處理作為一門(mén)新興學(xué)科,正處于不斷推廣應用的階段。它有可能成為處理放射性廢水的一種高效、經(jīng)濟、可靠的方法。目前所采用的膜處理技術(shù)主要有:微濾、超濾、反滲透、電滲析、電化學(xué)離子交換、鐵氧體吸附過(guò)濾膜分離等方法。與傳統處理工藝相比,膜技術(shù)在處理低放射性廢水時(shí),具有出水水質(zhì)好,濃縮倍數高,運行穩定可靠等諸多優(yōu)點(diǎn)。
不同的膜技術(shù)由于去除機理不同,所適用的水質(zhì)與現場(chǎng)條件也不盡相同。此外,由于對原水水質(zhì)要求較高,一般需要預處理,故膜法處理法宜與其他方法聯(lián)用。比如鐵凝沉淀-超濾法,適用于處理含有能與堿生成金屬氫氧化物的放射性離子的廢水,水溶性多聚物-膜過(guò)濾法,適用于處理含有能被水溶性聚合物選擇吸附的放射性離子的廢水;化學(xué)預處理-微濾法,通過(guò)預處理可以大大提高微濾處理放射性廢水的效果,且運行費用低,設備維護簡(jiǎn)單。