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        【原創(chuàng)】【日本核污已入!繙\談膜技術(shù)在核廢水處理中的應(yīng)用


        來(lái)源:中國(guó)粉體網(wǎng)   山川

        [導(dǎo)讀]  膜分離作為一種高效分離技術(shù),自20世紀(jì)90年代起被越來(lái)越多地應(yīng)用于放射性廢水的處理中。

        中國(guó)粉體網(wǎng)訊  8月24日下午,日本啟動(dòng)福島第一核電站核污水排海,據(jù)悉,日本核污染水排海至少要持續(xù)30年,將會(huì)影響整個(gè)太平洋乃至全球海域。由于時(shí)間跨度大,影響范圍廣,日本政府并沒(méi)有采取負(fù)責(zé)任方式去處置核污染水,而是將這種環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)嫁給了全世界,日本政府這一決定一經(jīng)公布,引起多方反對(duì)。


        圖片來(lái)源:中央廣播電視總臺(tái)央視新聞


        2011年日本東北部太平洋海域發(fā)生地震,引發(fā)海嘯。大量的水沖擊到日本福島核電站,后來(lái)引發(fā)爆炸,當(dāng)時(shí)日本東京電力公司為了冷卻燒毀的核反應(yīng)堆,用大量的海水將核反應(yīng)堆降溫,實(shí)際上在那時(shí)就有超過(guò)1萬(wàn)噸的受污染海水排放。之后,日本將受污染的海水通過(guò)儲(chǔ)水罐方式儲(chǔ)存起來(lái)。從2011年到2023年,12年時(shí)間,日本建筑了超1100個(gè)儲(chǔ)水罐。每個(gè)儲(chǔ)水罐平均能夠儲(chǔ)存1000~1300噸水。到目前為止,儲(chǔ)水罐容量基本上已經(jīng)達(dá)到飽和,為此他們選擇將核污水排到太平洋去。


        核污水≠核廢水,核廢水處理方法較多


        需要注意的是,日本這次排到海里的是核污水,核污水不等于核廢水,核污水危害更大。日方卻有意偷換概念,將它們混為一談,這是模糊事實(shí),降低危害程度的做法。核污染水里面,很多都是直接接觸過(guò)反應(yīng)堆堆芯的,含有劇毒,據(jù)測(cè)算,這些核污染水里含有高達(dá)64種核放射性元素,并且七成以上都是超標(biāo)的,以現(xiàn)有的技術(shù)手段想要處理起來(lái),難度非常非常的大,所以日本選擇了成本最低的一個(gè)方案。這樣將污染源轉(zhuǎn)嫁到全世界各地,是極端不負(fù)責(zé)任的。


        圖片來(lái)源:中央廣播電視總臺(tái)央視新聞


        核廢水一般是指核電站排出的廢水,核廢水中的核素對(duì)人體健康和環(huán)境安全同樣存在巨大威脅,因固有的放射性衰變特性,任何處理方法都不能消除放射性。只能靠自然衰變來(lái)降低以至消除。目前,國(guó)內(nèi)外廣泛使用化學(xué)沉淀、吸附、離子交換、生物處理和膜分離技術(shù)處理放射性廢水。


        其中,膜分離作為一種高效分離技術(shù),自20世紀(jì)90年代起被越來(lái)越多地應(yīng)用于放射性廢水的處理中。相較于傳統(tǒng)的化學(xué)沉淀、蒸發(fā)濃縮和離子交換技術(shù),膜技術(shù)具有安全高效、易規(guī);⒁着c其他分離過(guò)程進(jìn)行組合,且在操作過(guò)程中不產(chǎn)生新的放射性廢物、分離效果好等優(yōu)點(diǎn),在處理放射性核廢水方面具有廣闊的前景。分離原理是以壓力差、電位差、溫度差等為推動(dòng)力,使混合物中的一種或多種組分透過(guò)膜,達(dá)到對(duì)混合物的分離并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)物的提取、純化、濃縮、分級(jí)或富集。按照膜孔徑大小可分為微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)、反滲透(RO)等。


        圖片來(lái)源:三達(dá)膜


        微濾(MF)


        微濾膜是一種孔徑分布均勻,孔隙度高的分離膜,以靜壓差為推動(dòng)力,分離機(jī)理為篩分作用,膜孔徑范圍為100~1000nm。微濾膜與其他膜相比孔徑較大,基本無(wú)法單獨(dú)使用截留放射性水中離子態(tài)的核素。因此,微濾常與其他處理技術(shù)(如沉淀法或吸附法)聯(lián)合使用處理放射性廢水。例如,研究人員將微濾與吸附、絮凝和沉淀相結(jié)合處理含Cs、Sr廢水。


        超濾(UF)


        超濾膜是一種以壓力為推動(dòng)力,能將一定大小的膠體或懸浮顆粒從溶液中分離的半透膜,膜孔徑范圍為10~100nm。目前,超濾膜已被用于放射性廢水的處理,在應(yīng)用過(guò)程中,超濾膜既可單獨(dú)使用,也可與其他技術(shù)聯(lián)用。


        微濾、超濾技術(shù)在放射性廢水處理中應(yīng)用廣泛,但膜孔徑較大,單獨(dú)使用一般不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),需要與其他工藝結(jié)合才能更好地截留放射性核素。但膜污染問(wèn)題限制了組合工藝的進(jìn)一步拓展使用,還需開(kāi)發(fā)新技術(shù)解決膜污染問(wèn)題。


        納濾(NF)


        納濾膜是一種介于超濾和反滲透之間的壓力驅(qū)動(dòng)膜,早期稱(chēng)為“低壓反滲透”或“疏松反滲透”,納濾膜大多是復(fù)合膜,表面分離層由聚電解質(zhì)構(gòu)成。納濾膜孔徑為1~10nm,對(duì)相對(duì)分子質(zhì)量在200~1000Da之間的有機(jī)物具有較好的截留效果,膜通量大,操作壓力低,抗污染能力強(qiáng)。納濾膜具有膜分離技術(shù)共同的高效節(jié)能的特點(diǎn),因此自20世紀(jì)80年代中期走向工業(yè)應(yīng)用以來(lái),在放射性廢水處理方面的研究取得了突破性進(jìn)展。


        反滲透(RO)


        反滲透膜的膜孔徑<1nm,對(duì)大多數(shù)離子具有很高的截留率,去污系數(shù)很高,能夠截留包括單價(jià)離子在內(nèi)的所有離子,因此在實(shí)驗(yàn)室和中試規(guī)模的放射性廢水處理中RO已經(jīng)受到越來(lái)越多的關(guān)注。


        由于反滲透膜孔徑小,通常將超濾和微濾作為反滲透的預(yù)處理過(guò)程,提高反滲透的進(jìn)水水質(zhì),使得反滲透系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。


        小結(jié)


        膜技術(shù)在核廢水處理方面,與傳統(tǒng)工藝相比優(yōu)勢(shì)明顯,出水水質(zhì)穩(wěn)定,能耗相對(duì)較小,濃縮倍數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)。不同的膜技術(shù)又有各自的優(yōu)點(diǎn)而適用于不同工況下的廢液處理。越來(lái)越多的組合工藝基于膜技術(shù)發(fā)展而來(lái)。隨著抗輻射膜制備的進(jìn)一步成熟膜技術(shù)在核廢水處理中的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣泛。


        參考來(lái)源:

        [1]赫東煜等.放射性廢水典型核素去除研究進(jìn)展

        [2]央廣網(wǎng)


        (中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/山川)

        注:圖片非商業(yè)用途,存在侵權(quán)告知?jiǎng)h除


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        作者:山川

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