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第40卷第10期
化
技术与开发
Vo,40 No10
011年10月
Technology Development of Chemical Industry
Oct.2011
浅谈放射性废水处理技术
李雅婕
(陕西理工学院化学与环境科学学院,陕西汉中723001)
摘要:针对放射性废水固有的放射性衰变的特性,探讨了几种传统放射性废水处理工艺和废水处理的
新工艺,最后对放射性废水的处理前景给出几点建议。
关键词:放射性废水;化学沉淀法;离子浮选法;离子交换法;膜分离
中图分类号:X703
文献标识码:A
文章编号:1671-9905(2011)10-0062-03
在放射性“三废”中,放射性废水所含的放射聚成细小的可沉淀的颗粒,并能与水中原有的悬
性总量占原态放射性废物总量的比例相当大,从浮物结合为疏松绒粒。该绒粒对水中的放射性元
根本上讲,放射性元素只能靠自然衰变来降低以素具有很强的吸附能力,从而浄化水中的放射性
至消除其放射性,故其处理方法从根夲上说无非物质、胶体和悬浮物2。罗明标等的试验研究表
是贮存与扩散两种。对于高水平放射性废物
明,氢氧化镁处理剂具有良好的除铀效果,特别
般妥善地贮臧起来,与环境隔绝;对于中低水平适合于酸溶浸鈾后的地下低放射性含铀废水的
的放射性废物,则用适当的方法处理后,将大部处理,在一定条件下,能将废水中的含铀量降至
分的放射性转移到小体积的浓缩(压缩)物中,并0.05mg?L4以下,达到国家排放标准
加以贮藏,使大体积废物中剩余的放射性小于最
离子浮选法属于泡沫分离技术范畴。方法基
大允许排放浓度后,将其排于环境中进行稀释、于待分离物质与捕集剂通过化学的、物理的力结
扩散。由于放射性物质会污染环境,因此对放射合在一起,在鼓泡塔中被吸附在气泡表面富集,
性废物必须进行有效的处理和处置,这其中对于藉气泡上升带出溶液主体,达到净化溶液主体和
放射性废水的处理成为放射性废物处理中一个浓缩待分离物质的目的。离子浮选法的分离作用
重要组成部分,各国为此开展了大量废水处理技主要取决于组分在气-液界面上的吸附选择性和
术研究。放射性核素用任何水处理方法都不能改程度。所使用的捕集剂的主要成分是表面活性剂
变其固有的放射性衰变特性,其处理一般遵循两和适量起泡剂、络合剂和掩蔽剂等。离子浮选法
个基本原则円:(1)将放射性废水排入水体,通过具有操作简单、能耗低、效率高和适应性广的特
稀释和扩散达到无害水平,主要适用于极低水平点。赵宝生,蔡青用离子浮选法处理放射性废水
的放射性废水的处理。(2)将放射性废水浓缩后,证明,运用离子浮选法处理铀同位素生产和研究
将其浓缩产物与人类的生活环境长期隔离,任其设施退役过程中产生的化学清洗剂废水,不受有
自然衰减,对髙中、低水平放射性废水均适用。目机物的影响,该方法适宜对成分复杂的放射性废
前国内外普遍做法是对放射性废水进行浓缩处水进行处理,并可回收铀。通过分析影响离子浮
理后贮存或固化处理。
选效果的主要因素,获取了方法的最佳参数。用
2传统的放射性废水处理技术
该方法处理后的废水体积可望减少99%而使放射
性废物达到最少化。
化学沉淀法是向废水中投放一定量的化学
蒸发处理对绝大多数废水有良好的适应性,
絮凝剂,如硫酸钾铝、铝酸钠、硫酸铁、氯化铁等,但它需要在高温、高放射性条件下操作,能量消
有时还需投加助凝剂,如活性二氧化硅、黏土、聚耗大,处理含有机物的废液时安全性不佳5?。生
合电解质等,使废水中的胶体物质失去稳定而凝物处理法需要很大的氧化塘面积,耗时较长,且
作者简介:李雅婕(1982-)女,湖南株洲人,硕士,陕西理工学院化学与环境科学学院讲师,主要从事水处理技术方面的研究,电
话:13892625230;Email:leterme@126.com,地址:陕西省汉中市汉台区陕西理工学院化学与环境科学学院(723001)
收稿日期:2011-06-16
第10期
李雅婕:浅谈放射性废水处理技术
效率低?。化学沉淀法在强放射性条件下的固液水膜分离工艺尚处于探素阶段。随着膜分离工艺
分离操作困难,又属间歇式操作,现已经很少应在核工业领域试验研究和应用的不断深人,膜分
用
离工艺逐渐成为放射性废水处理可行的替代方
目前处理低放废水主要是采用离子交换法,法0川。膜分离工艺是一类处理放射性废水的物
包括有机离子交换体系和无机离子交换体系。在理方法,因膜的分子空隙不变,废液中放射性核
有机离子交换体系中,由于有机溶剂和有机离子素不论以溶解态、颗粒物、络合物或胶体状态存
交换树脂不耐辐射和高温,在固化中易形成空穴在,都能被膜有效去除,膜分离工艺因此也具有
导致废液的浸出,且分解产物不便于后续处理等稳定可靠的性能。膜分离工艺用于处理放射性废
缺点,影响处理效果。而无机离子交换材料具有液的主要目标是:(1)减少排放到环境的放射性活
以下优点:耐酸,耐辐照性能好,可用于强放射性度;(2)减少废物产生量,延长就地贮存设施的使
条件下的吸时分离;在放射性废物的最终处置中用寿命,减少废物处置费用;(3)回收硼酸循环复
能耐高温,与玻璃和水泥有良好的相容性;有良用;(4)降低运行和维修人员的辐射照射剂量;(5)
好的选择性,如杂多酸盐(磷钼酸氨)对Cs*、聚悌使在役的放射性废液处理系统升级或替换。
酸对Sr2都有高度选择吸附性,操作简便;天然无
牟旭风等对应用聚合物辅助无机膜处理
机离子交换材料价廉物丰,合成无机离子交换材模拟放射性废水进行了研究,比较了相对分子质
料制备比较容易。所以,无机离子交换是放射性量分别为8000、5000和10000的3种聚丙烯酸
废物处理中较为经济和适宜的技术。何佳恒等?和截留分子量为100030008000的无机膜对模
综述了用于放射性废水处理的各种无机离子交拟放射性废水的处理效果。研究表明聚合物辅助
换材料及其应用,包括沸石、复合离子交换剂、金超滤技术可以有效地去除废水中的S'和Co2,且
属亚铁氯化物及铁氰化物、杂多酸盐、多价金属当采用相对分子质量为10000的聚丙烯酸辅助
磷酸盐、多价金属(过渡金属)的水合氧化物和氢截留相对分子质量为8000的无机膜超滤时,去除
氧化物,以及两种新型多孔材料一钛硅酸盐晶体效果最好。白庆中等选择相对分子质量2000
和原子簇化合物,希望对我国新型无机离子交换5000的水溶性聚丙烯酸钠作为无机纳滤膜处理
材料的研究有所帮助。天然沸石有很强的耐核主要含Sr、Cs、Co放射性核素的低水平放射
子裂变幅射的能力,对CS、Sr有高选择性交换性废水的辅助药剂,重点考察了非放模拟废水的
功能,各国科学家进行了广泛的用沸石处理和消pH值及聚丙烯酸钠投加量对废水中锶、铯、钴等
除放射性污染的研究。美国加州大学 LOS Ames稳定核素截留率及膜通量的影响,并就影响机理
实验室将斜发沸石粉与絮凝剂混合后,用于初级做了初步探讨,得到较优的试验条件为:pH值
污水中提取Cs;爱达荷州Arco国家反应堆试验7-8,聚丙烯酸钠体积浓度不低于0.1%。在优化的
站用装有粒状斜发沸石的钢筒作为半衰期分别条件下,进行实际放射性废水的处理试验,结果
为25年、33年的Sr和Cs的离子交换柱,当交表明,聚丙烯酸钠辅助无机纳滤膜处理低水平放
换达到筒的容量时,将筒掩埋;亚利桑那州 Bowie射性废水是可行的,对总β和总γ的净化率均达
所产菱