13. augusztus 00-én helyi idő szerint 24 órakor a japán Fukushima Daiichi atomerőmű kezdeményezte nukleáris szennyezett víz kibocsátását a tengerbe. Széleskörű aggodalmat váltott ki a világon. Wu Jianghao Kína japán nagykövete ünnepélyes tiltakozást nyújtott be a japán kormányhoz a fukusimai atomszennyezett víz tengerbe engedése miatt; Kína általános vámigazgatási szerve: A japán vízi termékek behozatalának teljes felfüggesztése; Dél-koreai miniszterelnök: Dél-Korea változatlanul fenntartja a japán fukusimai vízi termékek behozatali tilalmát.
A nukleáris szennyvíz, ahogy a neve is sugallja, radioaktivitást tartalmazó szennyvíz. Ilyen például a nukleáris szivárgási balesetek során keletkező erősen radioaktív szennyvíz, vagy a nukleáris üzemanyaggal közvetlenül érintkező hűtővíz. A szakértők szerint a nukleáris szennyvíz nem egyenlő a nukleáris szennyvízzel. A nukleáris szennyvíz még károsabb, 64 féle nukleáris radioaktív anyagot tartalmaz, beleértve a tríciumot is.
A nukleáris szennyvíz számos radioaktív elemet tartalmaz, például uránt, plutóniumot, céziumot, stronciumot, jódot és kobaltot. Némelyikük felezési ideje hosszú, például az urán-238 felezési ideje 4.5 milliárd év, a plutónium-239 felezési ideje 24,000 XNUMX év. Ezek a radioaktív elemek komoly veszélyeket jelentenek az emberi szervezetre és a környezetre, például rákkeltő, teratogén és mutagén hatást fejtenek ki. A különböző forrásoktól és körülményektől függően a különböző radioaktív elemek koncentrációja és aránya a nukleáris szennyvízben változó, de általában messze meghaladják a nemzetközi szabványokat és biztonsági határértékeket.
Ha a nukleáris szennyvizet megfelelő kezelés nélkül engedik a környezetbe, az komoly hatással lesz az ökoszisztémára és az emberi egészségre. A radioaktív anyagok vízen, talajon, levegőn, táplálékláncokon stb. keresztül terjedhetnek, ami a szervezetekben megnövekedett sugárdózist, különféle betegségeket és génmutációkat okozva. Ezért a nukleáris szennyvíz kezelésének és elhelyezésének szigorú biztonsági előírásokat és normákat kell követnie az esetleges szivárgások és balesetek elkerülése érdekében.
A különböző országokban általánosan használt nukleáris szennyvízkezelési technológiák a következők:
- Kémiai kicsapásos módszer
A kémiai kicsapás módszere a kicsapószer és a szennyvízben lévő nyomnyi radionuklid együttes kicsapása. A szennyvízben lévő hidroxidok, karbonátok, foszfátok és egyéb radionuklidok vegyületei többnyire oldhatatlanok, így a kezelés során eltávolíthatók. A vegyszeres kezelés célja, hogy a szennyvízben lévő radionuklidokat kis térfogatú iszapba szállítsák és koncentrálják, hogy a lerakott szennyvízben kevés radioaktivitás maradjon, és megfeleljen a kibocsátási előírásoknak.
A módszer előnye az alacsony költség, a logaritmikus radionuklidok jó eltávolító hatása, valamint a nem radioaktív komponensek és koncentrációik, valamint a fluidizált szennyvíz jelentős fluidizációval történő kezelése. Az alkalmazott kezelő létesítmények és technológiák meglehetősen kiforrott tapasztalattal rendelkeznek.
Jelenleg a leggyakrabban használt kicsapószerek, például vassók, alumíniumsók, foszfátok és szóda. A koagulációs folyamat elősegítése érdekében koagulációs segédanyagokat, például agyagot, aktivált szilícium-dioxidot és polimer elektrolitokat adnak hozzá. A cézium, ruténium, jód és egyéb koncentrált, nehezen eltávolítható radioaktív nuklidok esetében speciális vegyi kicsapószereket kell használni. Például a cézium eltávolítható vas-ferrocianid és réz-ferrocianid együttes kicsapásával. Vannak, akik oldhatatlan keményítő-xantátot használnak fémtartalmú radioaktív szennyvíz kezelésére. A kezelési hatás jó, az alkalmazhatóság széles, a radioaktív eltávolítási arány >90%. Kiváló teljesítményű ioncserélő flokkulálószer. Mivel a szennyvíz kezelésekor nincs szulfidmaradvány, alkalmasabb szennyvízkezelésre.
- Ioncsere módszer
Sok radionuklid ionizálódik a vízben, különösen a radioaktív szennyvízben kémiai csapadékkezelés után. A szuszpendált és kolloid radionuklidok eltávolítása miatt szinte ionos fajok maradnak vissza, amelyek többsége kation. Sőt, a radionuklidok kis mennyiségben léteznek a vízben, így nagyon alkalmasak ioncserélő kezelésre, és a nem radioaktív ionok interferencia hiányában az ioncsere hosszú ideig hatékonyan működhet. A legtöbb kationcserélő gyanta nagy eltávolítóképességgel és nagy radioaktív stronciumcsere-kapacitással rendelkezik. A fenolkationgyanta hatékonyan tudja eltávolítani a radioaktív céziumot, a mikroporózus kationgyanta pedig nemcsak a radioaktív kationokat, hanem adszorpció révén a cirkóniumot, a nióbiumot, a kobaltot kolloidok formájában, a ruténiumot pedig komplex formájában. Ennek a törvénynek azonban van egy végzetes gyengesége. Ha a hulladékfolyadékban magas a radioaktív nuklidok vagy nem radioaktív ionok tartalma, a gyantaágy gyorsan behatol és érvénytelenné válik. Általában a radioaktív szennyvíz kezelésére használt gyantát nem regenerálják, ezért ha meghibásodik, azonnal ki kell cserélni.
Az ioncserélő módszer ioncserélő gyantát használ, amely alacsony sótartalmú hulladékfolyadék kezelésére alkalmas. Magas sótartalom esetén az ioncserélő gyantával végzett kezelés költsége magasabb, mint a szelektív eljárásé. Ez elsősorban a gyanta alacsony szelektivitásának köszönhető, amely nagy korrelációt mutat a radionuklidokkal. A radioaktív szennyvíz tisztításában az elektrodialízis alkalmazása növelheti az ioncsere folyamatok hasznosítási hatékonyságát.
- Adszorpciós módszer
Az adszorpció hatékony módszer a nehézfém-ionok vízből történő eltávolítására, porózus szilárd anyagok felhasználásával a nehézfém-ionok adszorbeálására és eltávolítására. Az adszorpciós módszer kulcsfontosságú technológiája az adszorbens kiválasztása. Az általánosan használt adszorbensek az aktív szén, zeolit, kaolin, bentonit, agyag stb. Ezek közül a zeolit olcsó, biztonságos és könnyen beszerezhető. Más szervetlen adszorbensekhez képest a zeolit nagyobb adszorpciós kapacitással és jobb tisztító hatással rendelkezik. A zeolit tisztítóképessége 10-szer nagyobb, mint a többi szervetlen adszorbensé, így rendkívül versenyképes vízkezelő szer. Gyakran használják adszorbensként a vízkezelési eljárásokban, emellett ioncserélőként és szűrőanyagként is funkcionál.
Az aktív szén erős adszorpciós képességgel és nagy eltávolítási sebességgel rendelkezik, de az aktív szén regenerációs hatékonysága alacsony, és a kezelt víz vízminősége nehezen felel meg az újrahasználati követelményeknek. Az ár drága, és az alkalmazás korlátozott. Az elmúlt években fokozatosan fejlesztettek ki különféle adszorpciós képességű adszorbens anyagokat. A vonatkozó tanulmányok kimutatták, hogy a kitozán és származékai jó adszorbensek a nehézfém-ionokhoz. Térhálósítás után a kitozángyanta sokszor újrafelhasználható anélkül, hogy jelentősen csökkentené az adszorpciós kapacitást. A módosított szepiolit használata nehézfém-szennyvíz kezelésére jó adszorpciós képességgel rendelkezik Co és Ag számára, és a tisztított szennyvíz nehézfém-tartalma lényegesen alacsonyabb, mint az átfogó szennyvízkibocsátási szabvány.
- Párolgás és koncentrálás
Az evaporatív koncentrációs módszer magas koncentrációs és tisztítási tényezővel rendelkezik, és leginkább közepes és nagy aktivitású radioaktív szennyvizek kezelésére alkalmazzák. A párologtatási módszer működési elve: a radioaktív szennyvizet az elpárologtató berendezésbe juttatják, és ezzel egyidejűleg a fűtőgőz bevezetésével a vizet vízgőzné párologtatják el, miközben a radionuklidok a vízben maradnak. A párolgási folyamat során keletkező kondenzvíz elvezetésre vagy újrafelhasználásra kerül, és a koncentrált folyadék tovább szilárdul. A párolgási koncentrálási módszer nem alkalmas illékony nuklidokat tartalmazó és könnyen habzó szennyvíz kezelésére; sok hőenergiát fogyaszt és magas az üzemeltetési költsége; ugyanakkor a tervezés és az üzemeltetés során figyelembe kell venni az olyan lehetséges veszélyeket, mint a korrózió, lerakódás és robbanás. A gőzfelhasználás javítása és a működési költségek csökkentése érdekében az országok erőfeszítéseket nem kíméltek az új elpárologtatók kifejlesztésében, mint például a gőzkompressziós elpárologtatók, vékonyréteg-elpárologtatók, vákuumpárologtatók és más új elpárologtatók figyelemre méltó eredményeket értek el.
- Membránleválasztó technológia
A membrántechnológia viszonylag hatékony, gazdaságos és megbízható módszer a radioaktív szennyvíz kezelésére. Mivel a membránleválasztási technológia a jó szennyvízminőség, az anyagok fázisváltozásának hiánya és az alacsony energiafogyasztás jellemzői, a membrántechnológiát aktívan kutatták.
Külföldön a következő membrántechnológiákat alkalmazzák: mikrofiltráció, ultrafiltráció, nanofiltráció , vízben oldódó polimer membránszűrés, fordított ozmózis (RO), elektrodialízis, membrándesztilláció, elektrokémiai ioncsere, folyadékmembrán, ferrit adszorpciós szűrőmembrános elválasztás és anioncserélő papírmembrán, valamint egyéb módszerek.
Melamin hab, egyfajta nanoméretű stabil háromdimenziós nettó szerves szűrési szubsztrát, pórusmérete akár 1 nm, póruskapacitása akár 0.297cc/g, pórusnyitás akár 98%. A nukleáris szennyvíz hatékony adszorpcióját és szűrését tudja elérni, még a legtöbb fajta adszorbens hozzáadásával is.
- Biológiai kezelés
A biológiai kezelési módszerek közé tartozik a fitoremediáció és a mikrobiális módszerek. A fitoremediáció egy új, in situ kezelési technológiára utal, amely zöld növényeket és a rizoszféra bennszülött mikroorganizmusait használja fel a környezet szennyezőanyagainak eltávolítására.
A meglévő kutatási eredmények közül az alkalmazható bioremediációs technológiák közül elsősorban az épített vizes élőhely-technológia, a rizoszféra-szűrési technológia, a növénykivonási technológia, a növényszilárdítási technológia és a növénypárologtatási technológia. A vizsgálati eredmények azt mutatják, hogy a víztestben található urán szinte teljes mennyisége dúsítható a növények gyökereiben.
Az alacsony radioaktív szennyvíz mikrobiológiai tisztítása új technológia, amelyet az 1960-as években kezdtek el tanulmányozni. A radioaktív szennyvíz uránjának ezzel a módszerrel történő eltávolításáról készült néhány tanulmány itthon és külföldön, de ezek többsége jelenleg kísérleti kutatási stádiumban van.
A biotechnológia fejlődésével és a mikroorganizmusok és fémek közötti kölcsönhatási mechanizmus mélyreható tanulmányozásával az emberek fokozatosan felismerték, hogy a mikroorganizmusok alkalmazása a radioaktív szennyvízszennyezés kezelésére nagyon ígéretes módszer. A mikrobiális sejteket biológiai kezelőszerként használják radionuklidok, például urán vizes oldatban történő elnyelésére, dúsítására és visszanyerésére, amely nagy hatékonyságú, alacsony költséggel és alacsony energiafogyasztással rendelkezik. Ezen túlmenően nincs olyan másodlagos szennyező anyag, amely elérheti a radioaktív hulladék csökkentésének célját, és kedvező feltételeket teremtene a nuklidok regenerációjához vagy geológiai elhelyezéséhez.
- Magnetomolekula módszer
Az Egyesült Államok Elektromos Energia Kutatóintézete (EPRI) kifejlesztette a Mag-Mole-clue módszert a keletkező radioaktív hulladékok, például stroncium, cézium és kobalt számának csökkentésére. A módszer alapja a ferritin nevű fehérje, amelyet úgy módosítanak, hogy mágneses molekulák segítségével szelektíven megkösse a szennyeződéseket, amelyeket ezután mágnesek távolítanak el az oldatból, majd a megkötött fémeket a mágneses szűrőágy visszamosásával nyerik vissza. A ferritin egy erősen konzervált multifunkcionális, több egységből álló fehérje, amely gyakran előfordul az élő szervezetekben, és amelynek sajátos jellemzői a híg savakkal (pH<2.0), híg bázisokkal (pH=12.0) és a magasabb hőmérsékletekkel (70-75°C-os vízhőmérsékletig invariáns) szembeni ellenállás. A ferritin kutatás elmélyülésével nagy előrelépés történt az új funkciók in vitro vizsgálatában, a fehérjehéj nanoterének felhasználásával. In vitro vizsgálatok kimutatták, hogy a ferritin képes nehézfém-ionok tárolására in vitro. Ezenkívül a korábbi tanulmányok a vas tárolásának és ferritinből történő felszabadulásának mechanizmusára összpontosítottak, és más nehézfém-ionokat használtak szondaként, amelyek versengenek a vasionokkal. Ezzel szemben a közelmúltban végzett tanulmányok kimutatták, hogy a ferritinnek ez a fémionok befogására és a visszafordítással szembeni ellenállására vonatkozó tulajdonsága kihasználható egy ferritinreaktor megépítésére és a terepen történő felhasználásra az áramló víz nehézfém-ionokkal való szennyezettségének folyamatos nyomon követésére. Speciális körülmények között in vitro egyes fémmagok, például FeS magok, CdS magok, Mn3O4 magok, Fe3O4 mágneses vasmagok és radioaktív anyagok uránmagjai sikeresen beépültek a ferritin fehérjehéjak nanoterébe.
- Inert kikeményedési módszer
A Pennsylvaniai Állami Egyetem és a Savannah River National Laboratory új módszert fejlesztett ki bizonyos alacsony radioaktivitású hulladékok szilárdított formává történő feldolgozására a biztonságos ártalmatlanítás érdekében. Ez az új eljárás alacsony hőmérsékletű (< 90°C) koagulációs módszert alkalmaz az erősen lúgos, alacsony aktivitású radioaktív hulladékfolyadék stabilizálására, vagyis a hulladékfolyadék inert, megszilárdult testté alakítására. A tudósok a véglegesen kikeményedett testet „hidrokerámiának” (bikszkizel égetett porózus kerámiának) nevezték. Azt mondják, hogy a végső megszilárdult test nagyon kemény, stabil és hosszú élettartamú, és képes rögzíteni a radionuklidokat a zeolit szerkezetében. Ez az előkészítési folyamat hasonló a természetben előforduló kőzetképződési folyamathoz.
- Nulla vegyértékű vas perkolációs reakciófal technológia
Az áteresztő reaktív gát (PRB) a fejlett országokban, például Európában és az Egyesült Államokban kialakulóban lévő módszer a szennyezett talajvíz szennyező összetevőinek in situ eltávolítására. A PRB-ket általában földalatti víztartókba telepítik, merőlegesen a talajvíz áramlási irányára. Amikor a szennyezett talajvíz a saját hidraulikus gradiensének hatására átfolyik a reakciófalon, a szennyező anyagok a falban lévő reakcióanyagokkal való fizikai és kémiai reakciók révén eltávolítódnak, így a szennyezés helyreállításának célja megvalósul.
Ez egy passzív helyreállítási technika, amely kevés karbantartást igényel és olcsó. A PRB technológia egyik fontos ágaként a Fe0-PRB technológiát számos országban kutatták és fejlesztették a talajvíz szennyezés kezelésének számos vonatkozásában. Biztató eredmények születtek a reakciómechanizmus, a PRB-k szerkezetének és telepítésének, valamint új hatóanyagok tanulmányozása terén. A kínai tudósok elkezdték tanulmányozni a nulla vegyértékű vas által képviselt aktív perkolációs faltechnológiát az uránmaradék radioaktív szennyvíz helyreállítására (kezelésére), és a jelenlegi kutatások bizonyos eredményeket hoztak.
A SINOYQX melamin hab nanofiltrációs termékeivel kapcsolatos további információkért kérjük, vegye fel velünk a kapcsolatot a [email protected] e-mail címen , vagy telefonon a +86-28-8411-1861 telefonszámon.
Egyes képeket és szövegeket az internetről reprodukálnak, és a szerzői jogok az eredeti szerzőt illetik. Ha bármilyen jogsértést észlel, kérjük, lépjen kapcsolatba velünk a törlés érdekében.