Klokken 13 lokal tid den 00. august 24 påbegyndte Japans Fukushima Daiichi atomkraftværk udledning af nukleart forurenet vand i havet. Det vakte udbredt bekymring i verden. Kinas ambassadør i Japan Wu Jianghao indgav en højtidelig protest til den japanske regering over udledningen af Fukushima atomforurenet vand i havet; Kinas generelle toldadministration: En fuldstændig suspension af importen af japanske akvatiske produkter; Sydkoreas premierminister: Sydkorea vil opretholde importforbuddet for japanske Fukushima-akvatiske produkter uændret.
Nukleart spildevand, som navnet antyder, er spildevand, der indeholder radioaktivitet. Såsom højradioaktivt spildevand produceret ved atomlækageulykker eller kølevand i direkte kontakt med nukleart brændsel. Eksperter siger, at nukleart spildevand ikke er lig med nukleart spildevand. Nukleart spildevand er endnu mere skadeligt og indeholder 64 slags nukleare radioaktive stoffer, herunder tritium.
Nukleart spildevand indeholder mange radioaktive grundstoffer, såsom uran, plutonium, cæsium, strontium, jod og kobolt. Nogle af dem har lange halveringstider, såsom halveringstiden for uranium-238, som er 4.5 milliarder år, og halveringstiden for plutonium-239, som er 24,000 år. Disse radioaktive elementer udgør alvorlige farer for den menneskelige krop og miljøet, såsom kræftfremkaldende egenskaber, teratogenicitet og mutagenicitet. Afhængigt af forskellige kilder og omstændigheder varierer koncentrationerne og proportionerne af forskellige radioaktive grundstoffer i nukleart spildevand, men overstiger normalt langt internationale standarder og sikkerhedsgrænser.
Hvis nukleart spildevand udledes i miljøet uden ordentlig rensning, vil det have en alvorlig indvirkning på økosystemet og menneskers sundhed. Radioaktive stoffer kan overføres gennem vand, jord, luft, fødekæder osv., hvilket resulterer i øgede strålingsdoser i organismer, hvilket forårsager forskellige sygdomme og genmutationer. Derfor skal behandling og bortskaffelse af nukleart spildevand følge strenge sikkerhedsstandarder og normer for at undgå enhver mulig lækage og ulykker.
De teknologier til rensning af nukleart spildevand, der almindeligvis anvendes i forskellige lande, er som følger:
- Kemisk udfældningsmetode
Den kemiske udfældningsmetode er en metode til samudfældning af udfældningsmidlet og spormængden af radionuklider i spildevandet. Hydroxider, carbonater, fosfater og andre forbindelser af radionuklider i spildevand er for det meste uopløselige og kan derfor fjernes under behandlingen. Formålet med kemisk behandling er at overføre og koncentrere radionukliderne i spildevandet til en lille mængde slam, så det deponerede spildevand har lidt radioaktivitet tilbage og kan opfylde udledningskravene.
Fordelene ved denne metode er lave omkostninger, god fjernelseseffekt af logaritmiske radionuklider og evnen til at behandle ikke-radioaktive komponenter og deres koncentrationer og fluidiseret spildevand med betydelig fluidisering. De anvendte behandlingsfaciliteter og teknologier har ret moden erfaring.
På nuværende tidspunkt er udfældningsmidler såsom jernsalte, aluminiumsalte, fosfater og sodavand de mest almindeligt anvendte. For at fremme koagulationsprocessen tilsættes koagulationshjælpemidler såsom ler, aktiveret silica og polymerelektrolytter. For cæsium, ruthenium, jod og andre koncentrerede radioaktive nuklider, der er svære at fjerne, bør der anvendes specielle kemiske udfældningsmidler. For eksempel kan cæsium fjernes ved samtidig udfældning af ferri-ferrocyanid og kobber-ferrocyanid. Nogle mennesker bruger uopløseligt stivelsesxanthat til at behandle metalholdigt radioaktivt spildevand. Behandlingseffekten er god, anvendeligheden bred, og den radioaktive fjernelse er >90%. Det er et ionbytter flokkuleringsmiddel med fremragende ydeevne. Fordi der ikke er restsulfid ved behandling af spildevand, er det mere velegnet til spildevandsrensning.
- Ionbytningsmetode
Mange radionuklider ioniseres i vand, især radioaktivt spildevand efter kemisk udfældningsbehandling. På grund af fjernelsen af suspenderede og kolloide radionuklider er det, der er tilbage, næsten ioniske arter, hvoraf de fleste er kationer. Desuden findes radionuklider i små mængder i vand, så de er meget velegnede til ionbytterbehandling, og i mangel af interferens fra ikke-radioaktive ioner kan ionbytning fungere effektivt i lang tid. De fleste kationbytterharpikser har høj fjernelseskapacitet og stor udvekslingskapacitet for radioaktivt strontium. Den phenoliske kationharpiks kan effektivt fjerne radioaktivt cæsium, og den mikroporøse kationharpiks kan ikke kun fjerne radioaktive kationer, men også fjerne zirconium, niobium, kobolt i form af kolloider og ruthenium i form af komplekser gennem adsorption. Denne lov har dog en fatal svaghed. Når indholdet af radioaktive nuklider eller ikke-radioaktive ioner i spildvæsken er højt, vil harpikslejet hurtigt trænge igennem og blive ugyldigt. Normalt bliver harpiksen, der bruges til at behandle radioaktivt spildevand, ikke regenereret, så når den fejler, skal den udskiftes med det samme.
Ionbyttermetoden anvender ionbytterharpiks, som er velegnet til spildvæske med lavt saltindhold. Når saltindholdet er højt, er omkostningerne ved behandling med ionbytterharpiks højere end ved selektiv proces. Dette skyldes hovedsageligt den lave selektivitet af harpiksen, som har en stor korrelation med radionuklider. Ved rensning af radioaktivt spildevand kan brugen af elektrodialyse øge udnyttelseseffektiviteten af ionbytterprocessen.
- Adsorptionsmetode
Adsorption er en effektiv metode til at fjerne tungmetalioner fra vand ved at bruge porøse faste stoffer til at adsorbere og fjerne tungmetalioner. Nøgleteknologien for adsorptionsmetoden er valget af adsorbent. Almindeligt anvendte adsorbenter er aktivt kul, zeolit, kaolin, bentonit, ler osv. Blandt dem er zeolit billig, sikker og nem at få. Sammenlignet med andre uorganiske adsorbenter har zeolit større adsorptionskapacitet og bedre renseeffekt. Zeolits rensningsevne er 10 gange højere end andre uorganiske adsorbenter, så det er et meget konkurrencedygtigt vandbehandlingsmiddel. Det bruges ofte som adsorbent i vandbehandlingsprocesser, og det fungerer også som ionbytter og filtermiddel.
Aktivt kul har en stærk adsorptionskapacitet og høj fjernelseshastighed, men regenereringseffektiviteten af aktiveret kul er lav, og vandkvaliteten af det behandlede vand er vanskelig at opfylde genbrugskravene. Prisen er dyr og applikationen er begrænset. I de senere år er der gradvist blevet udviklet en række adsorberende materialer med adsorptionskapacitet. Relevante undersøgelser har vist, at chitosan og dets derivater er gode adsorbenter til tungmetalioner. Efter tværbinding kan chitosanharpiks genbruges mange gange uden væsentligt at reducere adsorptionskapaciteten. Anvendelse af modificeret sepiolit til behandling af tungmetalspildevand har god adsorptionskapacitet for Co og Ag, og tungmetalindholdet i det rensede spildevand er væsentligt lavere end den omfattende spildevandsudledningsstandard.
- Fordampning og koncentration
Fordampningskoncentreringsmetoden har en høj koncentrationsfaktor og rensningsfaktor og bruges mest til at behandle middel- og højradioaktivt spildevand. Fordampningsmetodens arbejdsprincip er: Det radioaktive spildevand sendes til fordampningsapparatet, og samtidig indføres opvarmningsdampen for at fordampe vandet til vanddamp, mens radionukliderne forbliver i vandet. Det kondenserede vand, der dannes under fordampningsprocessen, udledes eller genbruges, og den koncentrerede væske størkner yderligere. Fordampningskoncentrationsmetoden er ikke egnet til behandling af spildevand, der indeholder flygtige nuklider og let skumdannelse; det bruger meget varmeenergi og har høje driftsomkostninger; samtidig skal potentielle trusler såsom korrosion, skalering og eksplosion tages i betragtning under design og drift. For at forbedre dampudnyttelsen og reducere driftsomkostningerne har lande ikke sparet nogen indsats i udviklingen af nye fordampere, såsom dampkompressionsfordampere, tyndfilmsfordampere, vakuumfordampere og andre nye fordampere har opnået bemærkelsesværdige resultater.
- Membranseparationsteknologi
Membranteknologi er en relativt effektiv, økonomisk og pålidelig metode til behandling af radioaktivt spildevand. Fordi membranseparationsteknologi har karakteristika af god spildevandskvalitet, ingen faseændring af materialer og lavt energiforbrug, er membranteknologi blevet aktivt undersøgt.
Membranteknologi, der anvendes i udlandet, er: mikrofiltrering, ultrafiltrering, nanofiltrering , vandopløselig polymer-membranfiltrering, omvendt osmose (RO), elektrodialyse, membrandestillation, elektrokemisk ionbytning, flydende membran, ferritadsorptionsfiltrering, membranseparation og anionbytterpapirmembran og andre metoder.
Melaminskum, en slags nanoskala stabilt tredimensionelt netto organisk filtreringssubstrat, dets porestørrelse op til 1nm, porekapacitet op til 0.297cc/g, poreåbningshastighed op til 98%. Det kan opnå effektiv adsorption og filtrering af nukleart spildevand, selv de fleste former for adsorbenter tilsættes.
- Biologisk behandling
Biologiske behandlingsmetoder omfatter fytoremediering og mikrobielle metoder. Phytoremediation refererer til en ny in-situ behandlingsteknologi, der bruger grønne planter og deres oprindelige mikroorganismer fra rhizosfæren til at arbejde sammen om at fjerne forurenende stoffer i miljøet.
Ud fra de eksisterende forskningsresultater omfatter de anvendelige typer af bioremedieringsteknologier hovedsageligt konstrueret vådområdeteknologi, rhizosfærefiltreringsteknologi, planteekstraktionsteknologi, plantestørkningsteknologi og plantefordampningsteknologi. Testresultaterne viser, at næsten alt uran i vandmassen kan beriges i planters rødder.
Mikrobiologisk rensning af lavradioaktivt spildevand er en ny teknologi, der begyndte at blive undersøgt i 1960'erne. Der har været nogle undersøgelser af fjernelse af uran i radioaktivt spildevand ved denne metode i ind- og udland, men de fleste af dem er i den eksperimentelle forskningsstadie i øjeblikket.
Med udviklingen af bioteknologi og den dybtgående undersøgelse af interaktionsmekanismen mellem mikroorganismer og metaller indså folk efterhånden, at brugen af mikroorganismer til behandling af radioaktiv spildevandsforurening er en meget lovende metode. Mikrobielle celler bruges som biologiske behandlingsmidler til at absorbere, berige og genvinde radionuklider såsom uran i vandig opløsning, som har høj effektivitet, lave omkostninger og lavt energiforbrug. Desuden er der ingen sekundær forurening, som kan nå reduktionsmålet for radioaktivt affald og skabe gunstige betingelser for regenerering eller geologisk deponering af nuklider.
- Magneto-molekyle metode
United States Electric Power Research Institute (EPRI) har udviklet Mag-Mole-clue-metoden til at reducere antallet af genereret radioaktivt affald såsom strontium, cæsium og kobolt. Metoden er baseret på et protein kaldet ferritin, som er modificeret til at bruge magnetiske molekyler til selektivt at binde forurenende stoffer, som derefter fjernes fra opløsning med magneter, og derefter genvindes de bundne metaller ved tilbageskylning af det magnetiske filterleje. Ferritin er et meget konserveret multifunktionelt multienhedsprotein, der almindeligvis findes i levende organismer, som har de særlige egenskaber som resistens over for fortyndede syrer (pH <2.0), fortyndede baser (pH= 12.0) og højere temperaturer (invariant til 70~75°C vandtemperatur). Med uddybningen af ferritinforskningen er der sket store fremskridt i studiet af nye funktioner in vitro ved hjælp af nanorummet i dens proteinskal. In vitro undersøgelser har vist, at ferritin har evnen til at lagre tungmetalioner in vitro. Derudover har tidligere undersøgelser fokuseret på mekanismen for jernlagring og frigivelse fra ferritin ved hjælp af andre tungmetalioner som sonder, der konkurrerer med jernioner. I modsætning hertil har nyere undersøgelser vist, at denne egenskab ved ferritin til at fange metalioner og at være modstandsdygtig over for reversering kan udnyttes til at konstruere en ferritinreaktor og bruge den i marken til kontinuerlig overvågning af graden af forurening af strømmende vand med tungmetalioner. Under specifikke forhold in vitro er nogle metalkerner, såsom FeS-kerner, CdS-kerner, Mn3O4-kerner, Fe3O4-magnetiske jernkerner og urankerner af radioaktive materialer, med succes blevet samlet i ferritinproteinskallernes nanorum.
- Inert hærdningsmetode
Pennsylvania State University og Savannah River National Laboratory har udviklet en ny metode til at behandle visse lavniveauradioaktive affaldsvæsker til en størknet form til sikker bortskaffelse. Denne nye proces anvender en lavtemperatur (< 90°C) koagulationsmetode til at stabilisere stærkt alkalisk, lavaktiv radioaktiv affaldsvæske, det vil sige at omdanne spildvæsken til et inert størknet legeme. Forskerne kaldte den endelige hærdede krop for en "hydrokeramik" (en bisque-brændt porøs keramik). De siger, at det endelige størknede legeme er meget hårdt, stabilt og langtidsholdbart og kan fiksere radionuklider i dets zeolitstruktur. Denne forberedelsesproces ligner dannelsesprocessen af sten i naturen.
- Nulvalent jernperkolationsreaktionsvægteknologi
Den permeable reactive barriere (PRB) er en metode, der dukker op i udviklede lande som Europa og USA til in-situ fjernelse af forurenende komponenter i forurenet grundvand. PRB'er er generelt installeret i underjordiske grundvandsmagasiner, vinkelret på retningen af grundvandets strømning. Når det forurenede grundvand strømmer gennem reaktionsvæggen under påvirkning af sin egen hydrauliske gradient, vil forureningerne blive fjernet ved fysiske og kemiske reaktioner med reaktionsmaterialerne i væggen for at opnå formålet med forureningsgenopretning.
Dette er en passiv restaureringsteknik, der kræver lidt vedligeholdelse og er billig. Som en vigtig gren af PRB-teknologien er Fe0-PRB-teknologien blevet forsket og udviklet i mange lande og i mange aspekter af grundvandsforureningsbehandling. Der er opnået opmuntrende resultater i undersøgelsen af reaktionsmekanismen, strukturen og installationen af PRB'er og undersøgelsen af nye aktive materialer. Kinas lærde er begyndt at studere den aktive perkolationsvægteknologi repræsenteret af nulvalent jern til rensning (behandling) af uranaffaldsradioaktivt spildevand, og den nuværende forskning har opnået visse resultater.
For mere information om SINOYQX melaminskum-nanofiltreringsprodukter, kontakt os venligst på [email protected] eller send os en telefonsvarer: +86-28-8411-1861.
Nogle billeder og tekster er gengivet fra internettet, og ophavsretten tilhører den originale forfatter. Hvis der er nogen overtrædelse, bedes du kontakte os for at slette.