放射性废水处理技术进展

　　摘要：详细介绍了放射性废水的来源、特点及其传统处理技术，分析探讨了膜蒸馏、乳化液膜法、生物处理技术等新技术在处理放射性废水方面的适用性，指出多种方法综合利用是处理放射性废水的有效途径。
　　关键词：放射性废水；废水处理；铀
　　自1895年伦琴发现X射线和1898年居里夫人发现镭元素以来，核科学技术深刻的改变着世界，给人类带来了巨大的利益，然而同时也带来对环境的危害。放射性元素在军事、能源、工农业等方面的应用产生了大量的放射性三废，危害越来越大，其中放射性废水所占的比例最大，对放射性废水的处理应当更加重视。
　　一、放射性废水来源及特点
　　放射性废水是指核燃料前后处理、核电站运行、放射性同位素研究以及医院、工厂等排出的具有放射性的废水。根据国际原子能机构（IAEA）的规定，放射性废水按放射性活度大小可分为高放、中放、低放、弱放四级，其主要来源是核燃加工和反应堆运行，具体情况列于表11。
　　二、放射性废水的传统处理方法
　　因放射性元素只能靠自然衰变得以降低或去除，所以放射性废水的处理方法从根本上讲无非是贮存和扩散两种。对于高放废物，一般妥善的贮藏起来，与环境隔离；对于中低放废物，则用适当的方法将大部分放射性物质浓集到小体积的浓缩物中贮藏，使得大体积废物中剩余的放射性低于最大允许排放浓度，将其排于环境中进行稀释、扩散。浓集废水中放射性元素的传统方法主要有化学沉淀法、吸附法、离子交换法、蒸发法，业内目前采用的最常用方法是化学沉淀和吸附之后排入水体稀释或排入蒸发池蒸发。
　　（一）化学沉淀法
　　化学沉淀法是向废水中投放化学絮凝剂或沉淀试剂，使废水中的胶体物质失去稳定性而凝聚合成细小的沉淀颗粒，再和水中的悬浮物结合为疏松绒粒，进而吸附水中的放射性元素形成固态沉淀，再通过固液分离浓集去除放射性的方法。该法去除效率较高、去除元素种类多、费用低廉，是目前被广泛采用的一种放射性废水处理方法。2003年蔡英茂和刘桂芳等曾用沉淀法处理包头市放射性废物库积存的放射性废水，经过处理废水的总去除率高达99。35，总去除率高达96。17〔1〕。
　　（二）吸附法
　　吸附法是用多孔吸附性材料处理放射性废水的方法，多孔性吸附材料能将废水中的一种或数种放射性元素吸附在其表面上，达到去除放射性元素的目的。常用的吸附材料主要有活性炭、沸石、活性硅胶等。吸附材料对于放射性元素具有很高的选择性，去污因子较高，适宜于放射性废水的深度处理。夏长德用放射性废水制备硝酸铵化肥之前先用活性硅胶吸附废水中的铀，对废水进行净化〔2〕，取得了较好的效果。
　　三、放射性废水处理的新技术
　　（一）膜蒸馏技术
　　膜蒸馏技术克服了反渗透技术需要高的动力能和蒸发法需要高的热能的缺点，同时还能保证出水水质，具有相同水平的去污能力。利用膜的疏水性和冷热水的蒸汽压力差，使得热水侧的水蒸气穿过疏水微孔膜进入冷凝水中，而杂质及放射性元素留在热水侧被浓缩，废水得以净化。经过膜蒸馏处理后的净化水中仅含有挥发性物质，非挥发性物质均留在浓缩水中，所以如果废水中不含有挥发性放射性元素氚和碘，净化水将不具有放射性，因此一旦膜蒸馏技术实现工程应用，在放射性废水处理领域必将得到大力推广。
　　（二）乳化液膜法
　　乳化液膜法是一种较新的分离技术，在液膜的两侧同时进行萃取和反萃取，被分离组分由外相转入膜相过程为萃取过程，由膜相转入内相过程为反萃取过程。液膜一般由碳氢化合物溶剂、表面活性剂和一些添加剂组成。Kulkami实验研究了采用乳化液膜法对铀的提取效果，用复合组分制成的乳化液膜，能将初始浓度为600mgL的含铀废水处理到铀含量低于50mgL〔3〕。
　　（三）生物处理技术
　　生物处理技术是利用某些微生物的化学结构和代谢特性分解吸附废水中的有机物以及金属离子的一种新方法。生物处理技术可分成依赖新陈代谢型和不依赖新陈代谢型，前者通过微生物活体的新陈代谢将废水中的金属离子转化为污泥，后者主要靠的是生物死体的吸附功能。影响生物处理技术效果的因素较多，例如，啤酒酵母菌对铀的吸附主要取决于pH值，同时温度和吸附粒径对其也有影响〔4〕。
　　四、结语
　　当前，虽然处理放射性废水所采用的主要方法仍然是一些传统处理技术，但是，也有一些新技术得到尝试，例如，零价铁还原吸附微电解技术已开始用于处理铀矿山废水。然而，仅靠单一的处理技术处理废水，要么处理效果差，要么价格昂贵，所以工程实际应用时应该根据废水的特征及产量，采取多种技术联合的集成技术，以期得到良好的处理效果和较低的处理成本，并为二次废物的处置奠定良好的基础。
　　参考文献：
　　〔1〕蔡茂英，刘桂芳。利用中和沉淀法就地处理包头市放射性废物库废水〔J〕。辐射防护，2003，23（5）：315317。
　　〔2〕夏长德。从含铀镭氮废水中回收硝酸铵肥料〔J〕。铀矿冶，2000，19（2）：122126。
　　〔3〕KulkamiPS。Recoveryofuranium（）fromacidicwastesusingtrinoctylphosphineoxideandcabnatebasedliquidmembranes〔J〕。ChemicalEngineeringJournal，2003，92（13）：209214。
　　〔4〕王翠苹，徐伟昌，庞红顺。啤酒酵母菌对铀的吸附研究〔J〕。铀矿冶，2003，22（4）：212214。
　　作者简介：郝继东（1974），男，内蒙包头人，硕士研究生，工程师，现主要从事铀水冶纯化技术工作。