放射性物质的源处理

1、放射性的基本概念

某些物质的原子核能发生衰变，放出我们肉眼看不见也感觉不到，只能用专门的仪器才能探测到的射线。物质的这种性质叫放射性。

2、放射性污染来源及分类

1)、核武器试验的沉降物(在大气层进行核试验的情况下，核弹爆炸的瞬间，由炽热蒸汽和气体形成大球(即蘑菇云)携带着弹壳、碎片、地面物和放射性烟云上升，随着与空气的混合，辐射热逐渐损失，温度渐趋降低，于是气态物凝聚成微粒或附着在其它的尘粒上，最后沉降到地面。

2)、核燃料循环的“三废”排放原子能工业的中心问题是核燃料的产生、使用与回收、核燃料循环的各个阶段均会产生“三废”，能对周围环境带来一定程度的污染。

3)、医疗照射引起的放射性污染目前，由于辐射在医学上的广泛应用，已使医用射线源成为主要的环境人工污染源。同位素治疗和诊断产生放射性污水。放射性同位素在衰变过程中产生a-、β-和γ-放射性，在人体内积累而危害人体健康。

4)、其它各方面来源的放射性污染其它辐射污染来源可归纳为两类：一工业、医疗、军队、核舰艇，或研究用的放射源，因运输事故、遗失、偷窃、误用，以及废物处理等失去控制而对居民造成大剂量照射或污染环境；二是一般居民消费用品，包括含有天然或人工放射性核素的产品，如放射性发光表盘、夜光表以及彩色电视机产生的照射，虽对环境造成的污染很低，但也有研究的必要。

3、放射性对人体的危害

在大剂量的照射下，放射性对人体和动物存在着某种损害作用。如在400rad的照射下，受照射的人有5%死亡；若照射650rad，则人100%死亡。照射剂量在150rad以下，死亡率为零，但并非无损害作用，住往需经20年以后，一些症状才会表现出来。放射性也能损伤遗传物质，主要在于引起基因突变和染色体畸变，使一代甚至几代受害。

4、放射性“三废”处理

放射性废物中的放射性物质，采用一般的物理、化学及生物学的方法都不能将其消灭或破坏，只有通过放射性核素的自身衰变才能使放射性衰减到一定的水平。而许多放射性元素的半衰期十分长，并且衰变的产物又是新的放射性元素，所以放射性废物与其它废物相比在处理和处置上有许多不同之处。

1).放射性废水的处理

放射性废水的处理方法主要有稀释排放法、放置衰变法、混凝沉降法、离子变换法、蒸发法、沥青固化法、水泥固化法、塑料固化法以及玻璃固化法等。

2).放射性废气的处理

(1)铀矿开采过程中所产生废气、粉尘，一般可通过改善操作条件和通风系统得到解决。

(2)实验室废气，通常是进行预过滤，然后通过高效过滤后再排出。

(3)燃料后处理过程的废气，大部分是放射性碘和一些惰性气体。

3)、放射性固体废物的处理和处置

放射性固体废物主要是被放射性物质污染而不能再用的各种物体

(1)焚烧(2)压缩(3)去污(4)包装

第7章放射性废水处理技术

放射性废水来源

放射性废水主要来自诊断、治疗过程中患者服用或注射放射性同位素后所产生的排泄物，分装同位素的容器、杯皿和实验室的清洗水，标记化合物等排放的放射性废水。

放射性废水的水质水量和排放标准

7.2.1 放射性废水浓度范围为×102Bq/L～×105Bq/L。

7.2.2 废水量为100～200L/床.d。

7.2.3 医院放射性废水排放执行新制定的《医疗机构污染物排放标准》规定：在放射性污水处理设施排放口监测其总α<1 Bq/L，总β<10 Bq/L。

放射性废水系统及衰变池设计

7.3.1 放射性废水应设置单独的收集系统，含放射性的生活污水和试验冲洗废水应分开收集，收集放射性废水的管道应采用耐腐蚀的特种管道，一般为不锈钢管道或塑料管。

7.3.2 放射性试验冲洗废水可直接排入衰变池，粪便生活污水应经过化粪池或污水处理池净化后再排入衰变池。

7.3.3 衰变池根据床位和水量设计或选用。

7.3.4 衰变池按使用的同位素种类和强度设计，衰变池可采用间歇式或连续式。

7.3.5 间歇式衰变池采用多格式间歇排放；连续式衰变池，池内设导流墙，推流式排放。衰变池的容积按最长半衰期同位素的10个半衰期计算，或按同位素的衰变公式计算。

7.3.6 衰变池应防渗防腐。

监测和管理

7.4.1 间歇衰变池在排放前监测；连续式衰变池每月监测一次。

7.4.2 收集处理放射性污水的化粪池或处理池每半年清掏一次，清掏前应监测其放射性达标方可处置。

2 工程中通常采用的放射性废水衰变池

连续式衰变池

连续式衰变池的进水和出水都是连续的，池内设导流墙，推流式排放。衰变池设计总容积为最长半衰期同位素10个半衰期放射性废水总排水量。每一格均采用导流管，废水从池下部进入，上部排出，以防止短路，保证衰变效果。连续式衰变池如图1所示。

图1 连续式衰变池示意图

间歇式衰变池

间歇式衰变池采用多格式间歇排放，一般可采用四格，并列布置，每格设计容积为最长半衰期同位素10个半衰期放射性废水总排水量的50%，亦即储存5个半衰期的放射性废水量。间歇式衰变池如图2所示。

图2 间歇式衰变池示意图

间歇式衰变池进水管上设电磁阀，出水采用潜水泵压力排出。运行时先关闭第二、三、四池进水管上的电磁阀，打开第一池进水管上的电磁阀，使废水进入第一池；待第一池达到设计液位后，打开第二池进水管上的电磁阀，关闭第一池进水管上的电磁阀，使废水进入第二池；按照相同的操作方法，使废水依次进入第三、四池。待第四池开始进水时，第一池已经过10个半衰期，监测达标后即开动潜水泵排放。待第四池达到设计液位后，重复向第一池进水，而第二池排水，依次循环。进水管上的电磁阀和衰变池排水泵可以采用PLC可编程控制器自动控制。

在实际工程中，通常采用连续式衰变池，但在一些环境敏感地区，或废水经处理后排入天然水体时，应尽量采用间歇式衰变池。医院内应配置相应的监测设备，连续式衰变池应定期监测，间歇式衰变池应在排放废水前监测。

3 连续式衰变池与间歇式衰变池的优缺点

连续式衰变池具有池容积小，占地面积小，造价低，操作简单，不需或很少维护等优点，是工程中通常采用的方式。其缺点是抗冲积能力差。如果发生放射性物质泄漏等事故，废水中的放射性物质增加时，废水在衰变池中还未衰变到允许的排放浓度就不得不排出，会造成放射性污染事故。

间歇式衰变池的优点是抗冲积能力强，出水水质稳定可靠，如果发生放射性物质泄漏等事故，废水中的放射性物质增加时，可以通过延时排放来延长废水在衰变池中停留时间，确保废水衰变到允许的排放浓度后排出，避免造成放射性污染事故。其缺点是衰变池容积较大，占地面积大，造价高，需要设控制阀门和水泵，控制相对复杂。

4 对连续式衰变池的改进

笔者根据间歇式和连续式衰变池在实际设计和运行中存在的问题，综合了二者的优点，对衰变池的设计作了部分改进，提出了一种带缓冲池的连续式衰变池。该衰变池是在原连续式衰变池的基础上，增加一个缓冲池，如图3所示。

图3 改进后的连续式衰变池示意图