放射性廢水具有重金屬元素種類多和濃度高、具有放射性、對人和動物危害大的特點(diǎn)。從根本上講,放射性元素只能靠自然衰變來降低以及消除其放射性。故其處理方法從根本上說,無非是貯存和擴(kuò)散兩種。對于高水平放射性廢物,一般妥善的貯藏起來,與環(huán)境隔離;對中低水平的放射性廢物,則用適當(dāng)?shù)姆椒ㄌ幚砗,將大部分的放射性廢物轉(zhuǎn)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(kuò)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。
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(wěn)定而凝聚何曾細(xì)小的可沉淀的顆粒,并能于水中原有的懸浮物結(jié)合為疏松絨粒。改絨粒對水中的放射性元素具有很強(qiáng)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:方法簡便、費(fèi)用低廉、去除元素種類較廣、耐水力和水質(zhì)沖擊負(fù)荷較強(qiáng)、技術(shù)和設(shè)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(fù)雜、水量變化較大的低放射性廢水,也可在與其他方法聯(lián)用時作為預(yù)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(shù)元素之外,廢水中的大多數(shù)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(shù)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,可達(dá)到大于10的4次方的去污倍數(shù),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(dá)10的6次方到8次方的去污倍數(shù)。此外,蒸發(fā)法基本不需要使用其他物質(zhì),不會像其他方法因?yàn)槲廴疚锏霓D(zhuǎn)移而產(chǎn)生其他形式的污染物。
盡管蒸發(fā)法效率較高,但動力消耗大、費(fèi)用高,此外,還存在著腐蝕、泡沫、結(jié)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(shù)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(jié)能降耗效果。另外,對廢液的預(yù)處理、抗泡和結(jié)垢等問題也進(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(dāng)廢液通過離子交換劑時,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(yīng)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(shù)是陽離子,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,并且在無非放射性粒子干擾的情況下,離子交換能夠長時間的工作而不失效。
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(shè)備,以去除常量競爭離子;對釕、單價和低原子序數(shù)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(shù)種元素吸附在吸附劑的表面上,從而達(dá)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(jié)構(gòu)的無機(jī)非金屬礦物,主要成分為鋁硅酸鹽。沸石價格低廉,安全易得,處理同類型地放射性廢水的費(fèi)用可比蒸發(fā)法節(jié)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濾劑的作用。
當(dāng)前,高選擇性復(fù)合吸附劑的研發(fā)是吸附法運(yùn)用中的熱點(diǎn)。所謂“復(fù)合”是指離子交換復(fù)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(jié)合天然母體材料的優(yōu)點(diǎn),具有良好的機(jī)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)通過化學(xué)的、物理的力與捕集劑結(jié)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(dá)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http://www.yiban123.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單、能耗低、效率高和適應(yīng)性廣等特點(diǎn)。它適用于處理鈾同位素生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)研究設(shè)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(jī)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(dá)到回收金屬離子和處理廢水的目的。
六、膜處理作為一門新興學(xué)科,正處于不斷推廣應(yīng)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(jì)、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、鐵氧體吸附過濾膜分離等方法。與傳統(tǒng)處理工藝相比,膜技術(shù)在處理低放射性廢水時,具有出水水質(zhì)好,濃縮倍數(shù)高,運(yùn)行穩(wěn)定可靠等諸多優(yōu)點(diǎn)。
不同的膜技術(shù)由于去除機(jī)理不同,所適用的水質(zhì)與現(xiàn)場條件也不盡相同。此外,由于對原水水質(zhì)要求較高,一般需要預(yù)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(yù)處理-微濾法,通過預(yù)處理可以大大提高微濾處理放射性廢水的效果,且運(yùn)行費(fèi)用低,設(shè)備維護(hù)簡單。