环境工程第四章放射性废水处理(ppt)
放射性废水处理方法
放射性废水处理方法放射性废水的介绍自1895年伦琴发现X射线和1898年居里发现镭元素以来，核科学技术一直在不断的发展成熟，并深刻的改变着世界。
但是，在核科学给人类带来巨大利益的同时，也带来了严重的安全隐患。
比如，核能发电，尽管能满足人类对能源的需要，却又引起人们对切尔诺贝利核事故悲剧是否会重演的忧虑。
现在，放射性元素在军事、能源、工业、农业、医学以及其他科学研究中的应用已经机器广发。
于此同时，在整个开发利用过程中所产生的放射性废气、废液和固态废弃物的数量也越来越多，危害也越来越大，这不能不引起人们更加深切的关注。
在放射性“三废”中，放射性废水所占的比例相当大，因此对放射性废水的处理尤其应当重视。
放射性废水是指核燃料前处理和后处理，原子能发电站，应用放射性同位素的研究、医院、工厂等排出的废水。
按废水所含放射性废水浓度分为高水平、中水平与低水平放射性废水。
按废水中所含射线种类，还可以分为α、β、γ三类放射性废水。
放射性废水的来源及特点在核工业部门、一些科研部门，如核电站反应堆、铀钍的湿法冶金厂、医院、同位素试验堆及生产堆等都会产生放射性废水，表1—1归纳了部分主要的放射性废水的来源。
在核电站运行和停运过程中，都会形成放射性活度不同的废水。
这些废水的特点是组分复杂、浓度和水量的变化幅度较大，这种变化与核电站反应堆类型、电站的管理水平以及水化学工况等有关。
放射性废水因含有放射性元素或裂变产物，会损坏人的身体健康，一旦进入人体，极易在器官内沉积，乃至危害生命，所以要经过严格处理，才能排放。
放射性废水的处理方法放射性废水具有重金属元素种类多和浓度高、具有放射性、对人和动物危害大的特点。
从根本上讲，放射性元素只能靠自然衰变来降低以及消除其放射性。
故其处理方法从根本上说，无非是贮存和扩散两种。
对于高水平放射性废物，一般妥善的贮藏起来，与环境隔离；对中低水平的放射性废物，则用适当的方法处理后，将大部分的放射性废物转移到小体积的浓缩（压缩）物中，并加以贮藏，而使大体积废物中生育的放射性小于最大允许排放浓度后，将其排于环境中进行稀释、扩散。
环境工程-辐射技术在印染废水处理中的应用PPT课件
因此对废水的COD也有去除作用。现有研究发现，单独采用辐射处理，
废水的COD去除率与吸收剂量和初始染料浓度都存在密切关系。随着吸
收剂量的增加，COD去除率逐步增大；而染料浓度增加,会降低COD去除
和基团,破坏其发色基团。对活性染料水溶液的辐射脱色研究表明,辐射处
理可以有效去除染料水溶液的颜色。对于低浓度(50mg/L)的偶氮类活性
染料,如活性黑5和活性红198,1kGy的辐射剂量即可以达到99%的脱色率
（1Gy表示1kg受辐照物质吸收1J能量)。而对于高质量浓度(800mg/L)活
性染料,如活性红M3BE、活性蓝XBR和活性黄XR水溶液,要想达到显著的
2020/10/13
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辐射作用机理
▪ 常用辐射源
目前常用的辐射源可以分为两大类:射线源和仪器源。 最普遍的辐射源是60-Co,其次是137-Cs和85-Kr。60-Co放射产生的射线具 有能量高、穿透力强和半衰期长等特点,但是由于射线源的穿透力强,所以 对安全防护要求也要高得多,而且先期投资成本比较大。 最常见的仪器源是电子加速器,它具有剂量率高、聚焦性好、能量利用率 高和操作方便等特点。 在全世界生产用辐射源中,电子加速器约占70%~80%,60-Co辐射源只占 20%~30%;如果按加工能力计算,电子加速器则大约占90%,而60-Co仅占 10%。
降解。通常情况下,纯水在高能射线辐照下,会发生如下反应:
H2O－·OH(2.7)+e-aq(2.6)+H·(0.45)+H3O＋(2.6)+H2O2(.7)+H2(0.45)
注:式中括号内是G值,即辐射化学的能量效率,其定义是每吸收100eV射线
能量所生成产物的分子数。在这些活性自由基中,e-aq和H·属于还原性
放射性废水的处理与处置
• 玻璃固化 废液固化
• 可以装入直径为30～60cm，长为1～3m的金属圆筒中 包装
• 包括硝酸的浓缩和回收、尾气中夹带固体颗粒的洗涤以 二次废液 及尾气中半挥发性碘和可能存在的钌化物的去除。
放射性废水的工业处理
2、中、低放废液的处理
• 通常含有各种盐类和放射性核素的废液，缩小这类废物体积的方法有： ✓ a.蒸发 ✓ b.使用膜技术进行浓缩 ✓ c.过滤或离心分离 ✓ d.离子交换
放射性废水处理的方法
1.化学沉淀法
放射性废水处理的方法
2.蒸发浓缩法
通过加热，使废水中的部分溶剂汽化成蒸汽，通过蒸发器排出， 而使放射性物质浓缩在剩余溶液中。
优：技术成熟安全可靠，灵活性大，适用于处理含有较多不易挥发性的放射 性核素的废水。 缺：不适用于处理易起泡和含有挥发性核素的废水，还存在结垢腐蚀等危害 。
一般用在沉淀Rb+和Cs+的沉淀剂种类：
• 杂多酸 • 络合酸盐 • 多卤化物 • 矾类
硅钼酸、硅钨酸 四氯化锡、三氯化锑 氯化碘 Al、Cr、V、Co、Ni等形成硫酸复盐
硕士论文
②离子交换回收
✓ 有机离子交换法-✓ 无机离子交换法--沸石、杂多酸盐、亚铁氰化物、多价金属酸式盐、钛硅化合物
磷钼酸铵晶体结构
对于膜工艺的改进： ① 开发耐辐射的特种膜材料
② 与络合、螯合等其他方法进行组合
放射性废水处理的方法
5.膜分离法
反渗透法处理工艺流程
超滤膜分离机理
放射性废水处理的方法
5.膜分离法
络合-超滤技术
主要用于低放废水
低能耗 高分离效率 操作简便 无二次污染
放射性废水处理的方法
减少废液体积； 处理浓缩物
放射性废水处理
放射性废水处理放射性废水中的放射性物质应尽可能作出安全的处理并转移到安全的地方，使它对人和其他生物的危害减轻到最低限度。
放射性废水按所含的放射性浓度可分为两类，一类为高水平放射性废液，一类为低水平放射性废水。
前者主要是核燃料后处理第一循环产生的废液，而后者则产生于核燃料前处理（包括铀矿开采、水冶、精炼、核燃料制造等过程中产生的含铀、镭等的废水）、核燃料后处理的其他工序，以及原子能发电站，应用放射性同位素的研究机构、医院、工厂等排出的废水。
国际原子能机构(IAEA)建议按放射性浓度水平将放射性废水分为五类，其处理方法以及处理装置屏蔽要求见表。
放射性核素用任何水处理方法都不能改变其固有的放射性衰变特性，其处理一般按两个基本原则：①将放射性废水排入水域(如海洋、湖泊、河流、地下水)，通过稀释和扩散达到无害水平。
这一原则主要适用于极低水平的放射性废水的处理。
②将放射性废水及其浓缩产物与人类的生活环境长期隔离，任其自然衰变。
这一原则对高、中、低水平放射性废水都适用。
浓缩处理有化学沉淀、离子交换、蒸发、生物化学、膜分离、电化学等方法，常用的方法是前三种。
放射性废水的处理效果，通常用去污系数(DF)和浓缩系数(CF)表示。
前者的定义是废水原有的放射性浓度C0与其处理后剩余放射性浓度C之比，即DF=C0/C；后者的定义是废水的原有体积与其处理后浓缩产物的体积之比，即CF=V原水/V浓缩。
蒸发法、离子交换法和化学沉淀法的代表性去污系数的数量级分别为104～106、10～103和10。
化学沉淀法使沉淀剂与废水中微量的放射性核素发生共沉淀作用的方法。
最通用的沉淀剂有铁盐、铝盐、磷酸盐、高锰酸盐、石灰、苏打等。
对铯、钌、碘等几种难以去除的放射性核素要用特殊的化学沉淀剂。
例如，放射性铯可用亚铁氰化铁、亚铁氰化铜或亚铁氰化镍共沉淀去除；也可用粘土混悬吸附──絮凝沉淀法去除。
放射性钌可用硫化亚铁、仲高碘酸铅共沉淀法等去除。
放射性碘可用磺化钠和硝酸银反应形成碘化银沉淀的方法去除；也可用活性炭吸附法去除。
环境工程第四章放射性废水处理
，便于维修且分离效率高。
缺点: 是处理能力较小，消耗能量多。
现在学习的是第21页，共31页
放射性废水的处理技术---膜分离
反渗透RO、微滤MF、超滤UF、纳滤NF
膜技术
渗透
电渗析
反渗透
纳滤
超滤
微滤
驱动力
浓度差
电位差
压力差
压力差
压力差
压力差
操作孔径/nm
2～50
（中孔）
<2
（微孔）
<2
（致密孔）
<2
放射性废水的处理技术---膜分离
常用的膜分离法有电渗析、反渗透、超滤、微滤等。
近年来，膜分离技术发展速度极快，在污水处理、化工、生化、医药、
造纸等领域广泛应用，在放射性废水处理领域的应用和研究也在逐渐增长
。
膜分离法共同优点: 是膜分离过程不发生相变；操作在常温下进行；膜分
离技术不仅适用于有机物还适用于无机物; 装置简单，操作容易且易控制
放
射
性
废
水
核燃料后处理
固化封存
中放废水
放射性核素工作场所和实用的
仪器、设备，在使用和废弃前
进行严格去污所产生的大量清
洗液
分离浓缩后固化封存
低放废水
《中华人民共和国污水综合排放标准》中规定：废水中总α放射性最高允许排放活度为
1Bq/L,总β放射性最高允许排放活度为10Bq/L
现在学习的是第11页，共31页
100000的物质
物质
水消毒
放射性废水的处理技术---膜分离
应用案例及研究实例
牟旭凤等对应用聚合物辅助无机膜处理模拟放射性废水进行研究，
比较不同相对分子质量的三种聚丙烯酸和不同截留分子量的无机膜对模
整理后放射性废物理与处置PPT课件
＝ A前－A后
A前
济
扬
狸
俏
静
习
阔
橡
破
仔
第6页/共50页
菜 旋 闽 扯 辨 谷
仆
疤
• 余污率：去污后剩余放的射放射性性废活物度占处去理污前与放处射性置活度的份数α
第八章 放射性污染的去污
• 去污指数：去污因子的对数D
A后
A前
D＝1g A前 A后
彰
区
晨
茎
灯
炸
悍
崇
醚
缀
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粤 殆 询 攒 堕 斩
• 常用：硫酸氢钠NaHSO4、硫酸钠Na2SO4、草酸铵(NH4)2C2O4、 柠檬酸铵(NH4)2HC6H5O7和氟化钠NaF。
馁
呐
赵
悯
贵
验
戌
骄
驯
擒
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实 项 保 该 锭 亭
躺
饵
（3 •有
）有 机酸
机及酸络放第及合射八络剂性章合具废剂有放物溶处射解理性与金污处属染置氧的化去膜污和分离金属
霍
泼
独
诚
樊
丹
耽
藐
抑
挎
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簿 撼 措 击 怜 彭
朔
请
• 化学去污常放用射试性剂废物处理与处置 • 无机酸类 第八章 放射性污染的去污 • 有机酸类 • 碱类 • 氧化还原类 • 络合剂类 • 去垢剂类 • 表面活性剂类 • 缓蚀剂类
强
紧
玲
岳
盈
崭
巍
恤
桂
甜
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舞 撂 摆 堆 嚎 盾
膜
醒
《废水治理技术》PPT课件
致密层下部为多孔支持层，是一种凝胶体的海棉状结构，
空隙率为60％，含有结合水及毛细管水，但孔径大（有的
可达几千A）只起支持致密层和使水流通作用。
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（二）、电渗析
电渗析是在直流电场作用下，以电位差为 推动力，利用离子交换膜的选择透过性把电解 质从溶液中分离出来的过程。电渗析主要用于 海水淡化、制取饮用水和工业纯水，目前也开 始在重金属废水、放射性废水处理中得到应用。
典型的阳离子交换反应可表示为：
典型的阴离子交换反应可表示为：
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8
（二）离子交换剂
人工合成的离子交换树脂由树脂本体（又称母体） 和活性基团两个部分组成。树脂母体通常是由具有线 型结构的高分子有机化合物——聚苯乙烯和一定数量 的二乙烯苯所组成。二乙烯苯也称交联剂，它的作用 是使线状聚合物之间相互交联，成立体网状结构。活 性基团由固定离子和活动离子组成，固定离子固定在 树脂的网状骨架上，活动离子（又称交换离子）则依 靠静电引力与固定离子结合在一起，二者电性相反， 电荷数相等。
第四节 废水的物理化学处理法
一. 吸附法
吸附法是利用多孔性固体吸附剂来处理废水的方法。 （一）基本原理
吸附是发生在固——液（气）两相界面上的一种复杂 的表面现象，在吸附剂的内层，分子在各方向所受周围分 子的吸引力相同，而在吸附剂表面层的分子，受内层分子 的引力与受外界分子的引力是不同的，即表面层分子受力 不均匀，存在着剩余的表面自由力场。水中溶质分子在碰 撞到固体表面时，则会在表面力场的作用下被吸附，不断 地从溶液中转移到吸附剂表面，直到表面力场全部被抵消 为止。
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在高温高浓度时，处于顺序后列的离子也可以取代位于顺
污水处理中的放射性废水处理
吸附法
总结词
利用固体吸附剂的吸附作用去除废水中的放射性物质 。
详细描述
吸附法是一种广泛应用的废水处理方法，主要利用固体 吸附剂对废水中溶解性物质的吸附作用进行去除。在放 射性废水处理中，吸附法可用于去除某些放射性离子和 溶解性有机物。常用的吸附剂包括活性炭、沸石、硅胶 等。这些吸附剂具有较大的比表面积和吸附性能，能够 有效地去除废水中的放射性物质。吸附法操作简单，但 需要定期更换吸附剂，并注意防止二次污染。
安全防护与环境监Leabharlann 的研究方向完善安全防护措施
01
研究如何降低工作人员和周边环境暴露于放射性物质的风险。
优化环境监测网络
02
建立和完善放射性废水处理设施的环境监测网络，实时监测周
边环境的放射性水平。
制定应急预案
03
针对可能发生的放射性泄漏等事故，制定有效的应急预案和应
对措施。
降低处理成本的研究方向
02
核燃料后处理过程中产生的废水 ，包括乏燃料元件的清洗、储存 和运输等环节产生的废水。
医疗废水
放射性诊断、治疗过程中产生的废水 ，如X射线、CT、核磁共振等设备使 用后产生的废水。
放射性药物生产和使用过程中产生的 废水，如放射性标记的化合物、放射 性药物残留等。
科研设施废水
实验室、研究所等科研设施在开展放射性实验过程中产生的 废水。
详细描述
沉淀法是一种常用的废水处理方法，适用于去除废水中的重金属离子和某些溶解性有机 物。在放射性废水处理中，沉淀法可用于去除某些放射性离子，如铀、钚、铯等。通过 向废水中添加适当的沉淀剂，使这些放射性离子与沉淀剂反应生成不溶性的沉淀物，然
后通过沉淀、过滤或离心分离的方法去除废水中的放射性物质。
放射性废水处理的方法
放射性废⽔处理的⽅法放射性废⽔处理的⽅法放射性废⽔的主要去除对象是具有放射性的重⾦属元素，由于放射性元素的衰变周期不可改变，因此处理放射性废⽔⼀般遵循2个基本原则：(1)通过稀释和扩散处理达到⽆害⽔平，这主要适⽤于极低浓度的放射性废⽔;(2)将放射性废⽔浓缩并与⼈类⽣活环境隔离后，任其⾃然衰减，这⼀点适⽤于任何浓度的放射性废⽔。
与此相关的处理技术，包括化学沉淀法、⽓浮法、⽣物处理法、蒸发法、离⼦交换法、吸附法、膜法、磁-分⼦法、惰性固化法、零价铁渗滤反应墙技术等。
1、絮凝沉淀法絮凝沉法法依靠絮凝剂使溶液中的溶质、胶体或悬浮物颗粒凝聚为⼤的絮凝体，从⽽实现固液分离。
由于其经济⾼效的特点，⽬前已⼴泛⽤于废⽔处理、⾷品、化⼯、发酵⼯业等诸多领域。
向废⽔中投放⼀定量的絮凝剂(如硫酸钾铝、铝酸钠、硫酸铁、氯化铁等)，通过絮凝剂的吸附架桥、电中和等物理化学作⽤与废液中微量放射性核素及其他有害元素发⽣共沉淀，或凝聚成细⼩的可沉淀的颗粒，并与⽔中的悬浮物结合为疏松绒粒，从⽽吸附⽔中的放射性核素。
2、⽣物处理法⽣物处理法包括植物修复法和微⽣物法。
植物修复是指利⽤绿⾊植物及其根际⼟著微⽣物共同作⽤以清除环境中的污染物的⼀种新的原位治理技术。
从现有的研究成果看，适⽤于植物修复技术的低放核素主要有137Cs，90sr，3H，238Pu，239Pu，240Pu，241Pu及U 的放射性核素，适⽤的⽣物修复技术类型主要有⼈⼯湿地技术、根际过滤技术、植物萃取技术、植物固化技术、植物蒸发技术。
⼏乎⽔体中所有的铀都能富集于植物的根部。
适⽤的⽣物修复技术类型主要有⼈⼯湿地技术、根际过滤技术、植物萃取技术、植物固化技术、植物蒸发技术。
3、吸附法吸附法是⽤多孔性的固体吸附剂处理放射性废⽔，使其中所含的⼀种或数种元素吸附在吸附剂的表⾯上，从⽽达到去除的⽬的。
在对放射性废液的处理中，常⽤的吸附剂有活性炭、沸⽯、膨润⼟等。
其中沸⽯价格低廉，安全易得，与其他⽆机吸附剂相⽐，沸⽯具有较⼤的吸附能⼒和较好的净化效果，沸⽯的净化能⼒⽐其他⽆机吸附剂⾼达10倍。
放射性废水处理方法
放射性废水处理方法物理方法是通过物理过程来去除放射性物质。
其中，沉淀是最常用的方法之一、沉淀是通过加入沉淀剂，使废水中的放射性物质与沉淀剂结合生成固体沉淀物，从而达到去除放射性物质的目的。
常用的沉淀剂包括氢氧化钙、氧化铁等。
沉淀法可以结合其他物理方法如过滤来提高去除效果。
化学方法是通过化学过程来去除放射性物质。
离子交换是其中的一种常用方法。
离子交换是指将含放射性物质的废水通过交换树脂，使放射性物质从废水中吸附于树脂上，达到去除的目的。
一般采用的是强酸型或强碱型的树脂。
然后，通过再生树脂来获得放射性物质的固体废物。
此外，膜分离技术也是一种常见的化学方法，通过特定的膜材料来分离废水中的放射性物质。
生物方法是通过生物学过程来去除放射性物质。
植物吸收法是其中的一种常用方法。
这种方法利用植物对放射性物质具有较高的吸收能力，通过植物根系吸收放射性物质，从而达到去除的目的。
此外，放射性物质还可以通过微生物的作用进行去除。
通过合适的微生物和特定的生物反应器，可以使废水中的放射性物质通过生物过程转化为沉积或可分离的形式。
除了以上常见的处理方法，还有一些其他的放射性废水处理方法。
如电化学法，利用电化学电解、电沉积等反应来去除放射性物质；气浮法，利用微细气泡来吸附放射性物质并使其随气泡升浮上来，进而被刮除并收集。
综上所述，放射性废水的处理方法主要包括物理方法、化学方法和生物方法。
不同的方法可以根据废水的特性和处理要求进行选择和组合，以达到效果的最大化和成本的最低化。
随着科技的进步和研究的深入，放射性废水的处理技术也在不断地发展和完善，为更有效地保护环境和公众健康提供了更多的选择。