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淺談膜技(jì)術(shù)在核廢水(shuǐ)處理(lǐ)中的(de)應用(yòng)

發表日(rì)期:2023-08-31 14:31文(wén)章(zhāng)編輯:國(guó)初科(kē)技(jì)浏覽次數(shù): 标簽:    

中國(guó)粉體(tǐ)網8月(yuè)25日(rì)訊:8月(yuè)24日(rì)下(xià)午,日(rì)本啓動福島第一(yī)核電(diàn)站(zhàn)核污水(shuǐ)排海(hǎi),據悉,日 (rì)本核污染水(shuǐ)排海(hǎi)至少(shǎo)要(yào)持續30年(nián),将會(huì)影(yǐng)響整個(gè)太平洋乃至全球海(hǎi)域。由于時(shí)間(jiān)跨π度大(dà),影(yǐng)響範圍廣,日(rì)本政府并沒有(yǒu)采取負責任方式去(qù)處置核污染水(shuǐ),而是(shì)将這(zhè)種環境風(fēng)險轉嫁給了(le)全世¶界,日(rì)本政府這(zhè)一(yī)決定一(yī)經公布,引起多(duō)方反對(duì)。

2011年(nián)日(rì)本東(dōng)北(běi)部太平洋海(hǎi)域發生(shēng)地↔(dì)震,引發海(hǎi)嘯。大(dà)量的(de)水(shuǐ)沖擊到(dào)日(rì)本福島核電(diàn)站(zhàn),後來(lái)引發爆炸,當時(shí)日(r→ì)本東(dōng)京電(diàn)力公司為(wèi)了(le)冷(lěng)卻燒毀的(de)核反應堆,用(yòng )大(dà)量的(de)海(hǎi)水(shuǐ)将核反應堆降溫,實際上(shàng)在那(nà)時(shí)就(jiù)有(yǒu)超過1萬噸的(de)受污染海(hǎi)水(shπuǐ)排放(fàng)。之後,日(rì)本将受污染的(de)海(hǎi)水(shuǐ)通(tōng)過儲π水(shuǐ)罐方式儲存起來(lái)。從(cóng)2011年(nián)到(dào)2023年(nián),1←2年(nián)時(shí)間(jiān),日(rì)本建築了(le)超1100個(gè)儲水(shuǐ)罐。每個(gè)儲水(sh♠uǐ)罐平均能(néng)夠儲存1000~1300噸水(shuǐ)。到(dào)目前為(wèi)止,儲水(shuǐ)罐容量基本上(shà≈ng)已經達到(dào)飽和(hé),為(wèi)此他(tā)們選擇将核污水(shuǐ)排到(dào)太平洋去(qù)。

核污水(shuǐ)≠核廢水(shuǐ),核廢水(shuǐ)處理(lǐ)方法較多(duō)

需要(yào)注意的(de)是(shì),日(rì)本這(zhè)次排到(dào)海(hǎi)裡(lǐ)的(de)是(shì)核污水(shuǐ),核污水(shuǐ)不(bù)等π于核廢水(shuǐ),核污水(shuǐ)危害更大(dà)。日(rì)方卻有(yǒu)意偷換概念,将它們混為(wèi)一(yī)談,這(zhè)是(shì)模糊事(shì)π實,降低(dī)危害程度的(de)做(zuò)法。核污染水(shuǐ)裡(lǐ)面,很(hěn)多(duō)都(<dōu)是(shì)直接接觸過反應堆堆芯的(de),含有(yǒu)劇(jù)毒,據測算(suàn),這(zhè)些(xiē)核污染水(shuǐ)裡(lǐ)含有(yǒu)高(gāo)達6®4種核放(fàng)射性元素,并且七成以上(shàng)都(dōu)是(shì)超标的(de),以現(xiàn)有(yǒu)的(de)技(jì)術(shù)‌手段想要(yào)處理(lǐ)起來(lái),難度非常非常的(de)大(dà),所以日(rì)本選擇了(le)成本最低(dī)的(de)一(yī)個(gè)方案。這(zhè)樣将δ污染源轉嫁到(dào)全世界各地(dì),是(shì)極端不(bù)負責任的(de)。

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圖片來(lái)源:中央廣播電(diàn)視(shì)總台央視(shì)新聞

核廢水(shuǐ)一(yī)般是(shì)指核電(diàn)站(zhàn)排出的(de)廢水(shuǐ),核廢水(shuǐ)中的(de)核素對(duì)人(rén)₩體(tǐ)健康和(hé)環境安全同樣存在巨大(dà)威脅,因固有(yǒu)的(de)放(fàng)射性衰變特性,任何處理(lǐ)方法都(dōu)不(bù)能(néng)消除放(fàng)射性。←隻能(néng)靠自(zì)然衰變來(lái)降低(dī)以至消除。目前,國(guó)內(nèi)外(wài)廣泛使用(yòng)化(huà£)學沉澱、吸附、離(lí)子(zǐ)交換、生(shēng)物(wù)處理(lǐ)和(hé)膜分(fēn)離(lí)技(jì)術(shù)處理(lǐ)放(fàng)射性廢水(shuǐ)♦。

其中,膜分(fēn)離(lí)作(zuò)為(wèi)一(yī)種高(gāo)效分(fēn)離(lí)技(jì)術(shù),自(zì)20世紀90年($nián)代起被越來(lái)越多(duō)地(dì)應用(yòng)于放(fàng)射性廢水(shuǐ)的(de)處理(lǐ)中。相α(xiàng)較于傳統的(de)化(huà)學沉澱、蒸發濃縮和(hé)離(lí)子(zǐ)交換技(jì)術(shù),膜技(jì)術(shù)具有(yǒu)安全高♥(gāo)效、易規模化(huà)、易與其他(tā)分(fēn)離(lí)過程進行(xíng)組合,且在操作(zuò)過程中不(b♠ù)産生(shēng)新的(de)放(fàng)射性廢物(wù)、分(fēn)離(lí)效果好(hǎo)等優點,在處理(lǐ)放(fàng)射性核廢水(shuǐ)方面具有↔(yǒu)廣闊的(de)前景。分(fēn)離(lí)原理(lǐ)是(shì)以壓力差、電(diàn)位差、溫度差等為§(wèi)推動力,使混合物(wù)中的(de)一(yī)種或多(duō)種組分(fēn)透過膜,達到(dào)對(duì)混合物(wù)≈的(de)分(fēn)離(lí)并實現(xiàn)産物(wù)的(de)提取、純化(huà)、濃縮、分(fēn)級或富集。≥按照(zhào)膜孔徑大(dà)小(xiǎo)可(kě)分(fēn)為(wèi)微(wēi)濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)、反滲透(RO)等。

微(wēi)濾(MF)

微(wēi)濾膜是(shì)一(yī)種孔徑分(fēn)布均勻,孔隙度高(gāo)的(de)分(fēn)離↑(lí)膜,以靜(jìng)壓差為(wèi)推動力,分(fēn)離(lí)機(jī)理(lǐ)為(wèi)篩分(fēn)作(zuò)用(yòng),膜孔<徑範圍為(wèi)100~1000nm。微(wēi)濾膜與其他(tā)膜相(xiàng)比孔徑較大(dà),基本無法單獨使用(y→òng)截留放(fàng)射性水(shuǐ)中離(lí)子(zǐ)态的(de)核素。因此,微(wēi)濾常與其他(tā)處理(lǐ)技(jì)術(shù)(如(rú)沉澱法♠或吸附法)聯合使用(yòng)處理(lǐ)放(fàng)射性廢水(shuǐ)。例如(rú),研究人(rén)員(yuán)将微(wēi)濾與吸附、絮凝和(hé)沉澱相(xiàng)結合處理(l&ǐ)含Cs、Sr廢水(shuǐ)。

超濾(UF)

超濾膜是(shì)一(yī)種以壓力為(wèi)推動力,能(néng)将一(yī)定大(dà)小(xiǎo)的(deσ)膠體(tǐ)或懸浮顆粒從(cóng)溶液中分(fēn)離(lí)的(de)半透膜,膜孔徑範圍為(wèi)10~100nm。目前,超濾膜已被用(yòng)于放(fàng)射性廢↓水(shuǐ)的(de)處理(lǐ),在應用(yòng)過程中,超濾膜既可(kě)單獨使用(yòng),也(yě)可(≈kě)與其他(tā)技(jì)術(shù)聯用(yòng)。

微(wēi)濾、超濾技(jì)術(shù)在放(fàng)射性廢水(shuǐ)處理(lǐ)中應用(yòng)廣泛,但(dàn)膜孔徑 較大(dà),單獨使用(yòng)一(yī)般不(bù)能(néng)達到(dào)排放(fàng)标準,需要(‌yào)與其他(tā)工(gōng)藝結合才能(néng)更好(hǎo)地(dì)截留放(fàng)射性核素。但(dàn)膜污染問(w©èn)題限制(zhì)了(le)組合工(gōng)藝的(de)進一(yī)步拓展使用(yòng),還(hái<)需開(kāi)發新技(jì)術(shù)解決膜污染問(wèn)題。

納濾(NF)

納濾膜是(shì)一(yī)種介于超濾和(hé)反滲透之間(jiān)的(de)壓力驅動膜,早期稱為(wèi)“低(dī)壓反滲透”或“疏松反滲透&rdαquo;,納濾膜大(dà)多(duō)是(shì)複合膜,表面分(fēn)離(lí)層由聚電(diàn)解↔質構成。納濾膜孔徑為(wèi)1~10nm,對(duì)相(xiàng)對(duì)分(fēn)子(zǐ)質量在200~1000Da之間(jiān)的(de)δ有(yǒu)機(jī)物(wù)具有(yǒu)較好(hǎo)的(de)截留效果,膜通(tōng)量大(dà),操作(zuò)壓力低(dī↑),抗污染能(néng)力強。納濾膜具有(yǒu)膜分(fēn)離(lí)技(jì)術(shù)共同的(de)高(gāo)效節能(néng)的(de)&特點,因此自(zì)20世紀80年(nián)代中期走向工(gōng)業(yè)應用(yòng)以來(lái),在放(fàng)射性廢水(shuǐ)處理(lǐ)方面的(de♥)研究取得(de)了(le)突破性進展。

反滲透(RO)

反滲透膜的(de)膜孔徑<1nm,對(duì)大(dà)多(duō)數(shù)離(lí)子(zǐ)具有(yǒu)很(hěn)高•(gāo)的(de)截留率,去(qù)污系數(shù)很(hěn)高(gāo),能(néng)夠截留包括單價離(lí)子(zǐ)在內(nèi)的(de)所有(yǒ≈u)離(lí)子(zǐ),因此在實驗室和(hé)中試規模的(de)放(fàng)射性廢水(shuǐ)處理(lǐ)中RO已經受到(dào₹)越來(lái)越多(duō)的(de)關注。

由于反滲透膜孔徑小(xiǎo),通(tōng)常将超濾和(hé)微(wēi)濾作(zuò)為(wèi)反滲透的(de)預處理(lǐγ)過程,提高(gāo)反滲透的(de)進水(shuǐ)水(shuǐ)質,使得(de)反滲透系統能(néng)夠長(cháng)期穩定運行(xíng)。

小(xiǎo)結

膜技(jì)術(shù)在核廢水(shuǐ)處理(lǐ)方面,與傳統工(gōng)藝相(xiàng)比優勢明(míng)顯,出水(shuǐ)水(shuǐ)質穩♠定,能(néng)耗相(xiàng)對(duì)較小(xiǎo),濃縮倍數(shù)高(gāo)等優點。不(bù)同的(de)膜技(j•ì)術(shù)又(yòu)有(yǒu)各自(zì)的(de)優點而适用(yòng)于不(bù)同工(gōng)況下(xià)的(de)廢液處理(lǐ)。越來(lái)越多(duō)的(de) 組合工(gōng)藝基于膜技(jì)術(shù)發展而來(lái)。随著(zhe)抗輻射膜制(zhì)備的(de)進一(yī)步成熟膜技(jì)術(shù)在×核廢水(shuǐ)處理(lǐ)中的(de)應用(yòng)會(huì)越來(lái)越廣泛。

參考來(lái)源:

[1]赫東(dōng)煜等.放(fàng)射性廢水(shuǐ)典型核素去(qù)除研究進展

[2]央廣網

(中國(guó)粉體(tǐ)網編輯整理(lǐ)/山(shān)川)

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