伴生放射性廢水的處理與排放

關(guān)鍵詞：伴生放射性廢水;伴生放射性礦;伴生放射性物料;伴生放射性固體廢物

在礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用活動(dòng)中，伴生的放射性核素可能伴隨著“三廢”進(jìn)入環(huán)境，導(dǎo)致環(huán)境中輻射水平的升高，從而影響環(huán)境安全和人類健康。目前多數(shù)企業(yè)在排放前未對(duì)廢水中的放射性核素進(jìn)行專門處理，含放射性廢水的排放是當(dāng)前伴生放射性礦開(kāi)發(fā)利用企業(yè)放射性核素環(huán)境釋放的主要途徑之一。國(guó)家生態(tài)環(huán)境部門近年加強(qiáng)了輻射監(jiān)管，強(qiáng)化非鈾（釷）礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)的放射性污染防治工作與輻射監(jiān)管[1-2] 。雖然礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用已納入輻射安全管理體系，但是目前的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)伴生放射性廢水如何處理及排放的規(guī)范不足。根據(jù)生態(tài)環(huán)境部輻射源安全監(jiān)管司的要求，中國(guó)輻射防護(hù)研究院及聯(lián)合編制單位成立了編制組進(jìn)行了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的編制[3-4] 。遵循“源頭控制、多措并舉”的方針，控制伴生放射性礦開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中放射性廢水的產(chǎn)生和排放，可促進(jìn)其開(kāi)發(fā)利用及可持續(xù)發(fā)展，推動(dòng)行業(yè)的整體發(fā)展。

1 概述

我國(guó)法規(guī)中將含有較高水平天然放射性核素濃度的非鈾（釷）礦定義為伴生放射性礦（見(jiàn)《放污法》62 條），這個(gè)定義只是定性地規(guī)定了伴生的天然放射性水平。目前監(jiān)管實(shí)踐中認(rèn)為原礦、中間產(chǎn)品、尾礦（渣）或者其他殘留物中，鈾（釷）系單個(gè)核素含量超過(guò)1 Bq/ g 的活動(dòng)即是伴生放射性礦開(kāi)發(fā)利用。

截止目前，國(guó)家針對(duì)伴生放射性礦進(jìn)行過(guò)三次較大范圍的調(diào)查。2000 年，原國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局對(duì)稀土礦、鋁礦、磷礦、煤礦、鉛鋅礦等行業(yè)伴生放射性礦開(kāi)發(fā)利用的輻射環(huán)境影響進(jìn)行了調(diào)查，掌握了一定的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。2007 年，國(guó)務(wù)院組織開(kāi)展了第一次全國(guó)污染源普查，伴生放射性礦普查是其中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。2017 年，組織開(kāi)展了第二次全國(guó)污染源普查，并擴(kuò)展了伴生放射性開(kāi)發(fā)利用普查范圍。根據(jù)第一次普查的結(jié)果，原環(huán)境保護(hù)部從11 個(gè)行業(yè)中經(jīng)過(guò)篩選確定了5 個(gè)重點(diǎn)行業(yè)納入輻射環(huán)境監(jiān)督管理名錄，并于2013 年2月發(fā)布。2020 年生態(tài)環(huán)境部依據(jù)第二次全國(guó)污染源普查結(jié)果發(fā)布了新的監(jiān)管名錄（公告2020 年第54 號(hào)）。當(dāng)前，伴生放射性礦開(kāi)發(fā)利用已成為輻射環(huán)境管理的重要領(lǐng)域，是各級(jí)生態(tài)環(huán)境主管部門輻射環(huán)境監(jiān)管的重點(diǎn)。

2 伴生放射性廢水的產(chǎn)生及排放

水途徑是當(dāng)前伴生放射性礦開(kāi)發(fā)利用企業(yè)放射性核素環(huán)境釋放的主要途徑之一。伴生放射性礦開(kāi)發(fā)利用不同行業(yè)之間的原料及生產(chǎn)工藝不同，廢水的放射性水平也差別很大。例如，稀土采選及冶煉過(guò)程產(chǎn)生的部分廢水主要是洗滌廢水、萃余廢水等，廢水中鈾的濃度達(dá)到1 ～2 mg/ L，釷的濃度達(dá)到0. 6 mg/ L，鐳-226 的活度濃度達(dá)到2～3 Bq/ L;鈮鉭冶煉產(chǎn)生的萃余廢水和洗滌廢水中放射性水平較高，鈾、釷的濃度在0. 8～9 mg/ L，鐳-226 的活度濃度在1 ～9 Bq/ L;由于放射性物質(zhì)全部溶解到溶液中，化學(xué)鋯生產(chǎn)產(chǎn)生的廢水中放射性水平較高，如某氧氯化鋯企業(yè)結(jié)晶母液中鈾的濃度達(dá)到1 020 mg/ L，釷的濃度達(dá)到519 mg/L，鐳-226 的活度濃度達(dá)到3 122 Bq/ L;某石煤發(fā)電綜合利用試驗(yàn)廠尾渣滲濾水中鈾的濃度達(dá)到1. 06 mg/ L;某石煤釩廠生產(chǎn)循環(huán)水的鈾濃度達(dá)到210 mg/ L。

根據(jù)第二次全國(guó)污染源普查的初步統(tǒng)計(jì)結(jié)果，目前相關(guān)企業(yè)排放廢水中鈾的濃度一般小于0. 4 mg/ L，最高達(dá)到6. 1 mg/ L，釷濃度在0. 1 ～0. 18 mg/ L。但是，大部分伴生放射性廢水與非放射性廢水混合后處理后直接排放，沒(méi)有專門對(duì)放射性廢水進(jìn)行處理。經(jīng)調(diào)研，部分建有伴生放射性廢水處理設(shè)施的稀土企業(yè)廢水處理后鈾、釷為0. 01～0. 2 mg/ L，某氧氯化鋯企業(yè)的廢水經(jīng)處理后鈾的濃度可達(dá)到0. 07～0. 11 mg/ L，鐳-226 的活度濃度達(dá)到0. 15～0. 30 Bq/ L。

3 現(xiàn)有處理技術(shù)

目前大多數(shù)伴生放射性礦開(kāi)發(fā)利用企業(yè)未針對(duì)伴生放射性進(jìn)行專門處理。生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的伴生放射性廢水除部分回用外，其他排入廢水處理站，與非放射性廢水統(tǒng)一處理后排放。廢水中放射性物質(zhì)的去除效果取決于企業(yè)采用的非放射性廢水處理工藝的放射性附加去除效率。

不同行業(yè)物料中放射性物質(zhì)濃度差別大，生產(chǎn)工藝千差萬(wàn)別，伴生放射性廢水中的放射性物質(zhì)濃度及種類也差異很大。目前，廢水中天然放射性物質(zhì)的處理技術(shù)選擇較多[5-7] 。因此，為實(shí)現(xiàn)液態(tài)流出物達(dá)標(biāo)排放的目的，相關(guān)企業(yè)宜根據(jù)廢水的水質(zhì)特征、水量及其變化規(guī)律、處理后水的去向及排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定其處理工藝，并綜合考慮不同處理技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇一種或者幾種方法使用。

4 處理與排放的建議

4. 1 基本要求

伴生放射性廢水的污染防治應(yīng)貫穿伴生放射性礦開(kāi)發(fā)利用的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行、關(guān)閉與整治等過(guò)程，通過(guò)源頭控制、過(guò)程管理、提高水的循環(huán)利用率，減少伴生放射性廢水產(chǎn)生量。鼓勵(lì)工藝廢水回用、處理后廢水的復(fù)用，提高水的循環(huán)利用率。伴生放射性廢水應(yīng)與其它廢水分別收集、處理，嚴(yán)禁稀釋排放，并實(shí)現(xiàn)清污分流、雨污分流。同時(shí)，應(yīng)采取措施防止處理過(guò)程中的二次污染。對(duì)于鈾（釷）含量較高且有回收價(jià)值的伴生放射性廢水，應(yīng)鼓勵(lì)進(jìn)行資源化回收利用。伴生放射性廢水應(yīng)優(yōu)先采用成熟、可靠的處理工藝進(jìn)行有效處理。應(yīng)鼓勵(lì)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用先進(jìn)的廢水處理工藝，盡可能降低處理后的放射性物質(zhì)濃度。

處理后廢水應(yīng)達(dá)標(biāo)排放。處理設(shè)施也應(yīng)符合環(huán)評(píng)文件和設(shè)計(jì)文件及指標(biāo)的要求，并滿足“三同時(shí)”要求。伴生放射性廢水處理設(shè)施的建設(shè)規(guī)模和工藝配置應(yīng)與企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)相協(xié)調(diào)，與企業(yè)當(dāng)?shù)嘏潘?guī)劃相符合。

4. 2 處理

經(jīng)濟(jì)可行是伴生放射性廢水處理的基本要求，建議從處理設(shè)施的布置、規(guī)模與工藝、以及二次固體廢物的處理與處置等方面進(jìn)行規(guī)范。

應(yīng)根據(jù)伴生放射性廢水的水質(zhì)特征、水量及其變化規(guī)律、處理后廢水的去向及排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定處理工藝。廢水處理工藝確定前，應(yīng)對(duì)伴生放射性廢水的水質(zhì)、水量及其變化規(guī)律進(jìn)行全面調(diào)查，得到具有代表性的參數(shù)，并進(jìn)行必要的工藝試驗(yàn)。放射性核素種類及濃度差異較大的伴生放射性廢水，鼓勵(lì)根據(jù)廢水特性選擇適宜的處理工藝分別進(jìn)行處理。

伴生放射性工藝廢水須在獨(dú)立的伴生放射性廢水處理設(shè)施進(jìn)行處理，不得與其它廢水混合后處理。伴生放射性廢水處理設(shè)施宜就近布置，降低輸送過(guò)程潛在的輻射環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。處理設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)模應(yīng)以伴生放射性廢水產(chǎn)生量為依據(jù)，并適應(yīng)生產(chǎn)波動(dòng)的要求，分期建設(shè)的處理設(shè)施應(yīng)滿足企業(yè)總體規(guī)劃的要求。

伴生放射性廢水收集、輸送、貯存和處理設(shè)施等，應(yīng)采取有效防滲漏措施，防止污染周圍土壤和地下水。廢水處理過(guò)程中產(chǎn)生固體廢物的處理處置應(yīng)體現(xiàn)資源化、減量化和無(wú)害化，并根據(jù)國(guó)家及地方相關(guān)鑒別標(biāo)準(zhǔn)和鑒別方法進(jìn)行分類管理，根據(jù)固體廢物的貯存、處置或綜合利用等最終去向確定相關(guān)要求。

4. 3 排放控制

達(dá)標(biāo)排放是伴生放射性廢水處理的目的，建議從排放口設(shè)置以及排放方式等方面進(jìn)行規(guī)范。

相關(guān)企業(yè)須采用符合生態(tài)環(huán)境主管部門規(guī)定的排放方式向環(huán)境排放。嚴(yán)禁排入滲井、滲坑、天然裂隙、溶洞、廢礦井，或者漫灘排放。處理后的廢水如果直接排入天然水體，排放口應(yīng)選擇具有足夠稀釋能力的受納水體，原則上不低于5 倍稀釋倍數(shù)。沒(méi)有具有足夠稀釋能力的受納水體可建設(shè)蒸發(fā)池貯存蒸發(fā)處理，并盡可能降低排入蒸發(fā)池中的放射性物質(zhì)濃度。相關(guān)企業(yè)須按照法律、行政法規(guī)和生態(tài)環(huán)境主管部門規(guī)定的方式，在伴生放射性廢水處理車間（設(shè)施）排放口進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)伴生放射性礦開(kāi)發(fā)利用活動(dòng)涉及的核素種類篩選并確定處理后廢水的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。例如，伴生鈾的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目應(yīng)為U 和226Ra，伴生釷的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目應(yīng)為Th 等。

4. 4 運(yùn)行與維護(hù)

維護(hù)和管理是長(zhǎng)期正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵，建議從處理設(shè)施運(yùn)行管理、維護(hù)保養(yǎng)和應(yīng)急等方面進(jìn)行規(guī)范。相關(guān)企業(yè)應(yīng)建立伴生放射性廢水處理與排放的管理要求、崗位責(zé)任、教育培訓(xùn)、操作規(guī)程、資料存檔、報(bào)告等相關(guān)制度，并建立伴生放射性廢水處理與排放臺(tái)賬制度。

伴生放射性廢水處理設(shè)施調(diào)試期應(yīng)進(jìn)行性能試驗(yàn)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)伴生放射性廢水處理設(shè)施運(yùn)行異?；蛱幚硇Ч霈F(xiàn)較大波動(dòng)、存在超標(biāo)排放風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取措施進(jìn)行調(diào)整。應(yīng)在滿足設(shè)計(jì)工況的條件下運(yùn)行，定期對(duì)伴生放射性廢水處理設(shè)施的各類設(shè)備、設(shè)施以及主建（構(gòu)）筑物進(jìn)行檢查和維護(hù)。處理設(shè)施關(guān)閉停用后，應(yīng)進(jìn)行輻射監(jiān)測(cè)。經(jīng)過(guò)放射性污染治理并達(dá)標(biāo)后方可轉(zhuǎn)為他用。

相關(guān)企業(yè)應(yīng)根據(jù)伴生放射性廢水處理設(shè)施運(yùn)行和周圍環(huán)境情況，考慮各種可能的突發(fā)事件，編制事故應(yīng)急預(yù)案，并配備足夠的人力、設(shè)備、通訊及應(yīng)急物資等，建立完善的應(yīng)急處置機(jī)制。應(yīng)設(shè)置事故應(yīng)急池（槽），收集事故泄漏的伴生放射性廢水，并確保應(yīng)急池（槽）處于有效狀態(tài);應(yīng)急池（槽） 有效容積應(yīng)考慮伴生放射性廢水最大泄漏量。

5 結(jié)論

鑒于目前大多數(shù)企業(yè)未針對(duì)伴生放射性廢水進(jìn)行專門處理，強(qiáng)化伴生放射性廢水的處理與排放將有效減少伴生放射性礦開(kāi)發(fā)利用企業(yè)的放射性污染物排放量，確保伴生放射性礦開(kāi)發(fā)利用企業(yè)的伴生放射性廢水處理后達(dá)標(biāo)排放，對(duì)水環(huán)境的治理和可持續(xù)發(fā)展起到有力的保障作用。

由于伴生放射性廢水處理技術(shù)將隨著環(huán)境保護(hù)管理要求而不斷發(fā)展與創(chuàng)新，目前技術(shù)上不成熟、應(yīng)用上不廣泛的技術(shù)在將來(lái)發(fā)展后可能逐漸成熟并投入使用，伴生放射性廢水處理與排放的技術(shù)要求也應(yīng)隨之進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況不斷完善，使其實(shí)用性和可操作性與時(shí)俱進(jìn)，滿足環(huán)境管理和工程建設(shè)的需要。