放射性廢水處理技術進展

摘 要：詳細介紹了放射性廢水的來源、特點及其傳統(tǒng)處理技術，分析探討了膜蒸餾、乳化液膜法、生物處理技術等新技術在處理放射性廢水方面的適用性，指出多種方法綜合利用是處理放射性廢水的有效途徑。

關鍵詞：放射性廢水；廢水處理；鈾

自1895年倫琴發(fā)現(xiàn)X射線和1898年居里夫人發(fā)現(xiàn)鐳元素以來，核科學技術深刻的改變著世界，給人類帶來了巨大的利益，然而同時也帶來對環(huán)境的危害。放射性元素在軍事、能源、工農(nóng)業(yè)等方面的應用產(chǎn)生了大量的放射性“三廢”，危害越來越大，其中放射性廢水所占的比例最大，對放射性廢水的處理應當更加重視。

一、放射性廢水來源及特點

放射性廢水是指核燃料前后處理、核電站運行、放射性同位素研究以及醫(yī)院、工廠等排出的具有放射性的廢水。根據(jù)國際原子能機構（IAEA）的規(guī)定，放射性廢水按放射性活度大小可分為高放、中放、低放、弱放四級，其主要來源是核燃加工和反應堆運行，具體情況列于表1-1。

二、 放射性廢水的傳統(tǒng)處理方法

因放射性元素只能靠自然衰變得以降低或去除，所以放射性廢水的處理方法從根本上講無非是貯存和擴散兩種。對于高放廢物，一般妥善的貯藏起來，與環(huán)境隔離；對于中低放廢物，則用適當?shù)姆椒▽⒋蟛糠址派湫晕镔|(zhì)濃集到小體積的濃縮物中貯藏，使得大體積廢物中剩余的放射性低于最大允許排放濃度，將其排于環(huán)境中進行稀釋、擴散。濃集廢水中放射性元素的傳統(tǒng)方法主要有化學沉淀法、吸附法、離子交換法、蒸發(fā)法，業(yè)內(nèi)目前采用的最常用方法是化學沉淀和吸附之后排入水體稀釋或排入蒸發(fā)池蒸發(fā)。

（一） 化學沉淀法

化學沉淀法是向廢水中投放化學絮凝劑或沉淀試劑，使廢水中的膠體物質(zhì)失去穩(wěn)定性而凝聚合成細小的沉淀顆粒，再和水中的懸浮物結合為疏松絨粒，進而吸附水中的放射性元素形成固態(tài)沉淀，再通過固液分離濃集去除放射性的方法。該法去除效率較高、去除元素種類多、費用低廉，是目前被廣泛采用的一種放射性廢水處理方法。2003年蔡英茂和劉桂芳等曾用沉淀法處理包頭市放射性廢物庫積存的放射性廢水，經(jīng)過處理廢水的總а去除率高達99.35%，總β去除率高達96.17%[1]。

（二） 吸附法

吸附法是用多孔吸附性材料處理放射性廢水的方法，多孔性吸附材料能將廢水中的一種或數(shù)種 放射性元素吸附在其表面上，達到去除放射性元素的目的。常用的吸附材料主要有活性炭、沸石、活性硅膠等。吸附材料對于放射性元素具有很高的選擇性，去污因子較高，適宜于放射性廢水的深度處理。夏長德用放射性廢水制備硝酸銨化肥之前先用活性硅膠吸附廢水中的鈾，對廢水進行凈化[2]，取得了較好的效果。

三、放射性廢水處理的新技術

（一） 膜蒸餾技術

膜蒸餾技術克服了反滲透技術需要高的動力能和蒸發(fā)法需要高的熱能的缺點，同時還能保證出水水質(zhì)，具有相同水平的去污能力。利用膜的疏水性和冷熱水的蒸汽壓力差，使得熱水側的水蒸氣穿過疏水微孔膜進入冷凝水中，而雜質(zhì)及放射性元素留在熱水側被濃縮，廢水得以凈化。經(jīng)過膜蒸餾處理后的凈化水中僅含有揮發(fā)性物質(zhì)，非揮發(fā)性物質(zhì)均留在濃縮水中，所以如果廢水中不含有揮發(fā)性放射性元素氚和碘，凈化水將不具有放射性，因此一旦膜蒸餾技術實現(xiàn)工程應用，在放射性廢水處理領域必將得到大力推廣。

（二） 乳化液膜法

乳化液膜法是一種較新的分離技術，在液膜的兩側同時進行萃取和反萃取，被分離組分由外相轉(zhuǎn)入膜相過程為萃取過程，由膜相轉(zhuǎn)入內(nèi)相過程為反萃取過程。液膜一般由碳氫化合物溶劑、表面活性劑和一些添加劑組成。Kulkami實驗研究了采用乳化液膜法對鈾的提取效果，用復合組分制成的乳化液膜，能將初始濃度為600mg/L的含鈾廢水處理到鈾含量低于50mg/L[3]。

（三）生物處理技術

生物處理技術是利用某些微生物的化學結構和代謝特性分解吸附廢水中的有機物以及金屬離子的一種新方法。生物處理技術可分成依賴新陳代謝型和不依賴新陳代謝型，前者通過微生物活體的新陳代謝將廢水中的金屬離子轉(zhuǎn)化為污泥，后者主要靠的是生物死體的吸附功能。影響生物處理技術效果的因素較多，例如，啤酒酵母菌對鈾的吸附主要取決于pH值，同時溫度和吸附粒徑對其也有影響[4]。

四、結語

當前，雖然處理放射性廢水所采用的主要方法仍然是一些傳統(tǒng)處理技術，但是，也有一些新技術得到嘗試，例如，零價鐵還原吸附微電解技術已開始用于處理鈾礦山廢水。然而，僅靠單一的處理技術處理廢水，要么處理效果差，要么價格昂貴，所以工程實際應用時應該根據(jù)廢水的特征及產(chǎn)量，采取多種技術聯(lián)合的集成技術，以期得到良好的處理效果和較低的處理成本，并為二次廢物的處置奠定良好的基礎。

參考文獻：

[1] 蔡茂英，劉桂芳.利用中和沉淀法就地處理包頭市放射性廢物庫廢水[J].輻射防護，2003，23（5）：315-317.

[2]夏長德.從含鈾鐳氮廢水中回收硝酸銨肥料[J].鈾礦冶，2000，19 （2）：122-126.

[3] KulkamiP S.Recovery of uranium （Ⅵ） from acidic wastes using tri-n-octylphosphine oxide and cabnate based liquid membranes[J].Chemical Engineering Journal，2003，92（1-3）：209-214.

[4] 王翠蘋，徐偉昌，龐紅順.啤酒酵母菌對鈾的吸附研究[J].鈾礦冶，2003，22（4）：212-214.

作者簡介：郝繼東（1974–），男，內(nèi)蒙包頭人，碩士研究生，工程師，現(xiàn)主要從事鈾水冶純化技術工作。