放射性废水处理技术研究进展孙东阳

放射性废水处理技术研究进展孙东阳

孙东阳

(核工业理化工程研究院天津300180)

摘要：随着国民经济的快速发展，社会对能源的需求越来越大，能源安全问题日渐突显出来，成为了当前世界各国共同面临的难题。为了解决这一问题，适应日益增长的经济对能源的依赖和需要，各国大力发展新型能源，如：核能、风能、水能、潮汐能、太阳能、生物能等。

关键词：放射性；废水处理；技术

1放射性废水的来源

1.1核电站产生放射性废水

目前，在核电站运行过程中，放射性废水有以下7个主要来源。

表1核电站及其放射性废水的来源

在核电站运行过程中由以上7种来源产生的液态流出物中所含的放射性核素包括除3H、14C之外的110mAg，58Co，60Co，89Sr，90Sr，91Sr，233U，234U，235U，238U，228Th，232Th以及137Cs，134Cs等，其中Sr元素(90Sr、89Sr、91Sr)、Co元素(60Co、58Co)、U(233U、234U、235U、238U)和Th(228Th、232Th)占有较大份额，四者均对环境影响较大，处理也较为困难。

1.2乏燃料后处理过程产生放射性废水

乏燃料后处理过程中唯一的高水平放射性废液来源于第一级溶剂萃取循环过程，在后面的几级循环水和燃料脱壳处理中会产生中水平的放射性废水，在工艺的冷却水中会产生一些低水平的放射性废水。

1.3铀矿冶厂生产工艺产生放射性废水

铀矿山废水包括坑道废水、矿石和尾矿堆放场废水、设备冲洗废水和淋浴洗衣废水等。在矿石的开采和选冶过程中，98%以上的铀被浓集到产品浓缩物中，其余的铀及其铀的衰变子体Ｒa与微量的Po和210Pb则通过“三废”的形式向环境转移，所以对采矿废水和选冶废水必须经过处理达标后才能排放。

1.4放射性同位素应用产生放射性废水

1.4.1医用废水

许多医院会利用放射性同位素诊断与治疗癌症和其他疾病，在这过程中会产生一些放射性废水。

1.4.2工业用废水

在仪表和钟表工业中会广泛的使用由226Ｒa、147Pm或氚发光激活剂的放射性夜光粉漆描绘仪表或钟表。在操作过程中，工作台、手套箱、通风橱等都会受到污染，而在清除污染过程中会产生相当数量的放射性废水。

2放射性废水的处理技术简介

2.1化学沉淀法

化学沉淀处理方法的基本原理是通过化学反应将具有放射性的核素转换成难溶解的盐，从而与液相分离开来，这种处理方法过程比较简单，所需费用也较低廉，实用性比较广，但是在处理废水的过程中会形成较大的污泥量，不利于浓缩。

2.2离子交换法

伴随核工业的发展，离子交换技术在水和废水处理中的应用得到了快速的发展。最近的研究致力于开发新的离子交换剂，离子交换剂的选择受废水化学成分的影响较大，放射性废水中的元素大多以离子形式存在，通过离子交换法，可以比较容易的得到去除。研究人员通过结合静态和动态吸附实验研究了从水溶液中去除铀,实验现象表示，在C6H15NO3和油存在的废液中，所研究的阴离子交换树脂的处理效率降低。结果表明，C6H15NO3通过树脂的最大允许浓度不应超过250mg/L。有课题组还研究了利用AMP-PAN对核电站所产生的放射性洗衣废水(NPP)中的Co、Sr和Cs的去除，这项研究得到了广泛的关注。实验从单、双溶质的竞争吸附两方面开展。单吸附模型的分析结果表明AMP-PAN对Cs的吸附容量最大，与其他离子比较而言具有高选择性。双溶质的竞争吸附的结果表明，存在吸附的金属离子之间的竞争以及阳离子的抑制(OTMA和HDTMA)作用和阴离子表面活性剂(SDBS和SOBS)与所研究的放射性核素之间的竞争。在另一项研究中，Abd等使用批处理技术研究Cs、Co和Sr离子在纳米晶体(IOIONSIVTM-91UOP1)上的吸收作用，在不同的pH值下，对平衡吸附的特性进行了分析。结果表明，钛硅化合物对Cs具有高度选择性，使用朗格缪尔模型可以计算出放射性核素在钛硅化合物的吸附能力。2.3吸附工艺及吸附剂

结论

针对目前在放射性废水处理过程中存在的问题和阻碍，一方面需要广泛研究不同的处理方法对多组分体系中放射性核素的去除效果，以及对去除机理进行持续探索；另一方面还需要对目前各项技术存在的问题进行改进，并不断探索新的处理技术，找到经济可行性。这需要大量的财政支持和技术创新。

参考文献：

[1]高剑森.放射性污染漫谈[J].现代物理知识.2016，4：12-13.

[2]俞誉福.环境放射性概论[M].上海，复旦大学出版社.2016.