13. augustil 00 kell 24 kohaliku aja järgi algatas Jaapani Fukushima Daiichi tuumaelektrijaam tuumaga saastunud vee merre juhtimise. See tekitas maailmas laialdast muret. Hiina suursaadik Jaapanis Wu Jianghao esitas Jaapani valitsusele piduliku protesti Fukushima tuumareostatud vee merre juhtimise pärast; Hiina tolliamet: Jaapani veesaaduste impordi täielik peatamine; Lõuna-Korea peaminister: Lõuna-Korea jätab Jaapanist pärit Fukushima veetoodete impordikeelu muutmata.
Tuumareovesi, nagu nimigi ütleb, on radioaktiivsust sisaldav reovesi. Näiteks tuumalekkeõnnetustes tekkiv väga radioaktiivne reovesi või tuumakütusega otseses kokkupuutes olev jahutusvesi. Eksperdid ütlevad, et tuumareovesi ei võrdu tuumareoveega. Tuumareovesi on veelgi kahjulikum, kuna sisaldab 64 tüüpi tuumaradioaktiivseid aineid, sealhulgas triitiumi.
Tuumareovesi sisaldab palju radioaktiivseid elemente, nagu uraan, plutoonium, tseesium, strontsium, jood ja koobalt. Mõnel neist on pikk poolestusaeg, näiteks uraan-238 poolestusaeg, mis on 4.5 miljardit aastat, ja plutoonium-239 poolestusaeg, mis on 24,000 XNUMX aastat. Need radioaktiivsed elemendid kujutavad endast tõsist ohtu inimkehale ja keskkonnale, nagu kantserogeensus, teratogeensus ja mutageensus. Olenevalt erinevatest allikatest ja asjaoludest on erinevate radioaktiivsete elementide kontsentratsioonid ja proportsioonid tuumaheitvees erinevad, kuid tavaliselt ületavad need kaugelt rahvusvahelisi standardeid ja ohutuspiire.
Kui tuumareovesi suunatakse keskkonda ilma nõuetekohase puhastamiseta, on sellel tõsine mõju ökosüsteemile ja inimeste tervisele. Radioaktiivsed ained võivad levida vee, pinnase, õhu, toiduahelate jms kaudu, mille tulemuseks on organismide kiirgusdooside suurenemine, mis põhjustab erinevaid haigusi ja geenimutatsioone. Seetõttu tuleb tuumareovee puhastamisel ja kõrvaldamisel järgida rangeid ohutusstandardeid ja -norme, et vältida võimalikke lekkeid ja õnnetusi.
Erinevates riikides tavaliselt kasutatavad tuumareovee puhastamise tehnoloogiad on järgmised:
- Keemilise sadestamise meetod
Keemiline sadestamismeetod on meetod sadestava aine ja radionukliidide jälgede sadestamiseks reovees. Reovees sisalduvad hüdroksiidid, karbonaadid, fosfaadid ja muud radionukliidide ühendid on enamasti lahustumatud ja neid saab puhastamise käigus eemaldada. Keemilise töötlemise eesmärk on reovees olevate radionukliidide ülekandmine ja kontsentreerimine väikese koguse mudasse, nii et ladestatud reovees oleks vähe radioaktiivsust ja see vastaks väljalaskenormidele.
Selle meetodi eelisteks on odav hind, hea logaritmiliste radionukliidide eemaldamise efekt ning võime töödelda mitteradioaktiivseid komponente ja nende kontsentratsioone ning keevveevärvvett märkimisväärse keevkihiga. Kasutatavad puhastusseadmed ja tehnoloogiad on üsna küpse kogemusega.
Praegu kasutatakse kõige sagedamini sadestavaid aineid, nagu rauasoolad, alumiiniumisoolad, fosfaadid ja sooda. Hüübimisprotsessi soodustamiseks lisatakse hüübimist soodustavaid aineid, nagu savi, aktiveeritud ränidioksiid ja polümeerelektrolüüdid. Tseesiumi, ruteeniumi, joodi ja teiste kontsentreeritud radioaktiivsete nukliidide puhul, mida on raske eemaldada, tuleks kasutada spetsiaalseid keemilisi sadestavaid aineid. Näiteks saab tseesiumi eemaldada raudferrotsüaniidi ja vaskferrotsüaniidi koossadestamise teel. Mõned inimesed kasutavad metalli sisaldava radioaktiivse reovee puhastamiseks lahustumatut tärkliseksantaati. Ravi mõju on hea, rakendatavus on lai ja radioaktiivse eemaldamise määr on> 90%. See on suurepärase jõudlusega ioonvahetuse flokulant. Kuna reovee puhastamisel ei jää sulfiidi jääk, sobib see paremini reovee puhastamiseks.
- Ioonivahetusmeetod
Paljud radionukliidid ioniseeritakse vees, eriti radioaktiivne reovesi pärast keemilist sademetöötlust. Hõljuvate ja kolloidsete radionukliidide eemaldamise tõttu jäävad alles peaaegu ioonsed liigid, millest enamik on katioonid. Veelgi enam, radionukliide leidub vees väikestes kogustes, mistõttu need sobivad väga hästi ioonivahetustöötluseks ning mitteradioaktiivsete ioonide häirete puudumisel võib ioonvahetus toimida tõhusalt pikka aega. Enamikul katioonivahetusvaikudel on suur eemaldamisvõime ja suur radioaktiivse strontsiumi vahetusvõime. Fenoolkatioonvaik võib tõhusalt eemaldada radioaktiivset tseesiumi ja mikropoorne katioonvaik ei saa mitte ainult eemaldada radioaktiivseid katioone, vaid eemaldada adsorptsiooni kaudu ka tsirkooniumi, nioobiumi, koobaltit kolloididena ja ruteeniumi komplekside kujul. Sellel seadusel on aga saatuslik nõrkus. Kui radioaktiivsete nukliidide või mitteradioaktiivsete ioonide sisaldus jäätmevedelikus on kõrge, tungib vaigukiht kiiresti läbi ja muutub kehtetuks. Tavaliselt radioaktiivse reovee töötlemiseks kasutatav vaiku ei regenereerita, nii et kui see ebaõnnestub, tuleks see kohe välja vahetada.
Ioonivahetusmeetodil kasutatakse ioonvahetusvaiku, mis sobib madala soolasisaldusega jäätmevedelikule. Kui soolasisaldus on kõrge, on ioonvahetusvaiguga töötlemise maksumus kõrgem kui selektiivse protsessi oma. See on peamiselt tingitud vaigu madalast selektiivsusest, millel on suur korrelatsioon radionukliididega. Radioaktiivse reovee puhastamisel võib elektrodialüüsi kasutamine suurendada ioonivahetusprotsessi kasutamise efektiivsust.
- Adsorptsiooni meetod
Adsorptsioon on tõhus meetod raskmetallide ioonide eemaldamiseks veest, kasutades raskmetallide ioonide adsorbeerimiseks ja eemaldamiseks poorseid tahkeid aineid. Adsorptsioonimeetodi võtmetehnoloogia on adsorbendi valik. Tavaliselt kasutatavad adsorbendid on aktiivsüsi, tseoliit, kaoliin, bentoniit, savi jne. Nende hulgas on tseoliit odav, ohutu ja hõlpsasti kättesaadav. Võrreldes teiste anorgaaniliste adsorbentidega on tseoliidil suurem adsorptsioonivõime ja parem puhastusefekt. Tseoliidi puhastusvõime on 10 korda kõrgem kui teistel anorgaanilistel adsorbentidel, seega on see väga konkurentsivõimeline veepuhastusaine. Seda kasutatakse sageli veepuhastusprotsessides adsorbendina ning see toimib ka ioonivaheti ja filtriainena.
Aktiivsöel on tugev adsorptsioonivõime ja kõrge eemaldamiskiirus, kuid aktiivsöe regenereerimise efektiivsus on madal ja töödeldud vee vee kvaliteeti on raske taaskasutamisnõuetele vastata. Hind on kallis ja rakendus on piiratud. Viimastel aastatel on järk-järgult välja töötatud mitmesuguseid adsorptsioonivõimega adsorbeerivaid materjale. Asjakohased uuringud on näidanud, et kitosaan ja selle derivaadid on head raskmetalliioonide adsorbendid. Pärast ristsidumist saab kitosaanvaiku mitu korda uuesti kasutada, ilma et adsorptsioonivõime oluliselt väheneks. Modifitseeritud sepioliidi kasutamisel raskmetallide reovee puhastamiseks on hea Co ja Ag adsorptsioonivõime ning raskemetallide sisaldus puhastatud reovees on oluliselt madalam kui kõikehõlmav reovee ärajuhtimise standard.
- Aurustumine ja kontsentreerimine
Aurustumiskontsentratsiooni meetodil on kõrge kontsentratsioonifaktor ja puhastustegur ning seda kasutatakse enamasti keskmise ja kõrge radioaktiivse reovee puhastamiseks. Aurustamismeetodi tööpõhimõte on: radioaktiivne reovesi suunatakse aurustusseadmesse ja samal ajal juhitakse kuumutusaur, mis aurustab vee veeauruks, radionukliidid aga jäävad vette. Aurutamisprotsessi käigus tekkinud kondensvesi tühjendatakse või taaskasutatakse ning kontsentreeritud vedelik tahkestub edasi. Aurustumiskontsentratsiooni meetod ei sobi lenduvaid nukliide sisaldava ja kergesti vahutava reovee puhastamiseks; see tarbib palju soojusenergiat ja sellel on suured tegevuskulud; samal ajal tuleb projekteerimisel ja töötamisel arvestada võimalike ohtudega, nagu korrosioon, katlakivi ja plahvatus. Auru kasutamise parandamiseks ja tegevuskulude vähendamiseks on riigid säästnud jõupingutusi uute aurustite väljatöötamisel, nagu näiteks kompressioonaurustid, õhukese kilega aurustid, vaakumaurustid ja muud uued aurustid on saavutanud märkimisväärseid tulemusi.
- Membraani eraldamise tehnoloogia
Membraantehnoloogia on suhteliselt tõhus, ökonoomne ja töökindel meetod radioaktiivse reovee puhastamiseks. Kuna membraanide eraldamise tehnoloogial on hea heitvee kvaliteet, materjalide faasimuutused ja madal energiatarbimine, on membraanitehnoloogiat aktiivselt uuritud.
Välismaal kasutatavad membraantehnoloogiad on: mikrofiltreerimine, ultrafiltreerimine, nanofiltreerimine , vees lahustuva polümeeri membraanfiltreerimine, pöördosmoos (RO), elektrodialüüs, membraandestilleerimine, elektrokeemiline ioonvahetus, vedelikmembraan, ferriitne adsorptsioonfiltreerimine membraaneraldusega ja anioonvahetuspabermembraan ning muud meetodid.
Melamiinvaht, omamoodi nanomõõtmeline stabiilne kolmemõõtmeline orgaanilise netofiltratsiooni substraat, selle pooride suurus kuni 1 nm, pooride maht kuni 0.297cc/g, pooride avanemiskiirus kuni 98%. See võib saavutada tuumareovee tõhusa adsorptsiooni ja filtreerimise, isegi enamiku adsorbentide lisamisega.
- Bioloogiline ravi
Bioloogilised ravimeetodid hõlmavad fütoremediatsiooni ja mikroobseid meetodeid. Fütoremediatsioon viitab uuele in situ töötlemistehnoloogiale, mis kasutab rohelisi taimi ja nende risosfääri kohalikke mikroorganisme, et teha koostööd keskkonnast saasteainete eemaldamiseks.
Olemasolevatest uurimistulemustest hõlmavad bioremediatsiooni tehnoloogiate tüübid peamiselt konstrueeritud märgalade tehnoloogiat, risosfääri filtreerimise tehnoloogiat, taimede ekstraheerimise tehnoloogiat, taimede tahkestamise tehnoloogiat ja taimede aurustamise tehnoloogiat. Katsetulemused näitavad, et peaaegu kogu veekogus leiduv uraan võib rikastuda taimede juurtes.
Madala radioaktiivse reovee mikrobioloogiline puhastamine on uus tehnoloogia, mida hakati uurima 1960. aastatel. Radioaktiivsest reoveest selle meetodiga uraani eemaldamise kohta on tehtud mõningaid uuringuid nii kodu- kui ka välismaal, kuid enamik neist on praegu eksperimentaalse uurimise staadiumis.
Biotehnoloogia arenedes ning mikroorganismide ja metallide vastastikuse mõju mehhanismi põhjaliku uurimisega mõistsid inimesed järk-järgult, et mikroorganismide kasutamine radioaktiivse reovee reostuse puhastamiseks on väga paljutõotav meetod. Mikroobirakke kasutatakse bioloogiliste töötlusvahenditena radionukliidide, näiteks uraani vesilahuses absorbeerimiseks, rikastamiseks ja taastamiseks, millel on kõrge efektiivsus, madal hind ja madal energiatarve. Lisaks puudub sekundaarne saasteaine, mis suudaks saavutada radioaktiivsete jäätmete vähendamise eesmärgi ja luua soodsad tingimused nukliidide regenereerimiseks või geoloogiliseks kõrvaldamiseks.
- Magnetomolekuli meetod
Ameerika Ühendriikide elektrienergia uurimisinstituut (EPRI) on välja töötanud Mag-Mole-clue meetodi radioaktiivsete jäätmete, nagu strontsium, tseesium ja koobalt, arvu vähendamiseks. Meetod põhineb ferritiini-nimelisel valgul, mida muudetakse saasteainete selektiivseks sidumiseks magnetiliste molekulide abil, mis seejärel magneti abil lahusest eemaldatakse ja seejärel magnetfiltrikihi tagasipesuga taastatakse seotud metallid. Ferritiin on väga konserveerunud multifunktsionaalne mitmeühikuline valk, mida tavaliselt leidub elusorganismides ja mille eriomadused on vastupidavus lahjendatud hapetele (pH < 2.0), lahjendatud alustele (pH = 12.0) ja kõrgematele temperatuuridele (invariantne 70–75 °C veetemperatuurile). Ferritiini uuringute süvenemisega on tehtud suuri edusamme uute funktsioonide uurimisel in vitro, kasutades selle valgukesta nanoruumi. In vitro uuringud on näidanud, et ferritiinil on võime säilitada raskemetallide ioone in vitro. Lisaks on varasemad uuringud keskendunud raua säilitamise ja ferritiinist vabanemise mehhanismile, kasutades raua ioonidega konkureerivate sondidena teisi raskmetalliioone. Seevastu hiljutised uuringud on näidanud, et seda ferritiini omadust püüda metalliioone ja olla resistentne ümberpööramisele saab ära kasutada ferritiinireaktori ehitamiseks ja selle kasutamiseks välitingimustes voolava vee raskmetalliioonidega saastumise taseme pidevaks jälgimiseks. Spetsiifilistes tingimustes in vitro on mõned metallituumad, nagu FeS tuumad, CdS tuumad, Mn3O4 tuumad, Fe3O4 magnetilised raua tuumad ja radioaktiivsete materjalide uraani tuumad, edukalt monteeritud ferritiini valgu kestade nanoruumi.
- Inertne kõvenemismeetod
Pennsylvania osariigi ülikool ja Savannah Riveri riiklik labor on välja töötanud uue meetodi teatud madala radioaktiivse radioaktiivse jäätmete vedelike töötlemiseks ohutuks kõrvaldamiseks tahkeks. Selles uues protsessis kasutatakse madala temperatuuriga (< 90 °C) koagulatsioonimeetodit, et stabiliseerida väga leeliselist madala aktiivsusega radioaktiivset jäätmevedelikku, st muuta jäätmevedelik inertseks tahkeks. Teadlased nimetasid lõplikult kõvendatud keha "hüdrokeraamikaks" (biskipõletusega poorne keraamika). Nad ütlevad, et lõplik tahkestunud keha on väga kõva, stabiilne ja kauakestev ning suudab oma tseoliidi struktuuris radionukliide fikseerida. See ettevalmistusprotsess sarnaneb kivimite moodustumise protsessiga looduses.
- Nullvalentse raua perkolatsiooni reaktsiooniseina tehnoloogia
Läbilaskev reaktiivne barjäär (PRB) on arenenud riikides, nagu Euroopa ja Ameerika Ühendriigid, kasutusele võetud meetod saasteainete eemaldamiseks saasteainetest saastunud põhjaveest. PRB-d paigaldatakse üldjuhul maa-alustesse põhjaveekihtidesse, mis on risti põhjavee voolusuunaga. Kui saastunud põhjavesi voolab läbi reaktsiooniseina oma hüdraulilise gradiendi toimel, eemaldatakse saasteained füüsikaliste ja keemiliste reaktsioonide teel seinas olevate reaktsioonimaterjalidega, et saavutada reostuse taastamise eesmärk.
See on passiivne taastamistehnika, mis nõuab vähe hooldust ja on odav. Olulise PRB-tehnoloogia haruna on Fe0-PRB tehnoloogiat uuritud ja arendatud paljudes riikides ning põhjavee reostuse puhastamise paljudes aspektides. Reaktsioonimehhanismi, PRB-de ehituse ja paigaldamise ning uute aktiivmaterjalide uurimisel on saavutatud julgustavaid tulemusi. Hiina teadlased on hakanud uurima nullvalentse rauaga esindatud aktiivset perkolatsiooniseina tehnoloogiat uraanijäätmete radioaktiivse reovee puhastamiseks (puhastamiseks) ja praegused uuringud on saavutanud teatud tulemusi.
Lisateabe saamiseks SINOYQX melamiinvahust nanofiltratsioonitoodete kohta võtke meiega ühendust aadressil [email protected] või telefonil +86-28-8411-1861.
Mõned pildid ja tekstid on reprodutseeritud Internetist ning autoriõigused kuuluvad algsele autorile. Rikkumise korral võtke meiega kustutamiseks ühendust.