放射性廢物的處理2011152113苗沖我國的原子能事業(yè)從50年代起步以來，為加強(qiáng)我國的國防力量做出了不可估量的貢獻(xiàn)，原子能和平利用還為我國的國民經(jīng)濟(jì)、文教衛(wèi)生和科學(xué)事業(yè)的振興發(fā)展發(fā)揮了巨大作用。但是，由于經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等多種原因，核工業(yè)系統(tǒng)及其他部門30多年來遺留的放射性廢物的處置問題沒有得到徹底解決，現(xiàn)在核電站運(yùn)行又將產(chǎn)生新的廢物。放射性廢物的處置已是環(huán)境保護(hù)面臨的重大問題之一。 為了安全和經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行放射性廢物最終處置而預(yù)先進(jìn)行的改變放射性廢物的物理和化學(xué)狀態(tài)的操作過程，包括收集、濃縮、固化、貯存以及廢物的轉(zhuǎn)運(yùn)等。放射性廢物的收集應(yīng)在各種放射性廢物的產(chǎn)生場所就地分類收集，以不同的接受方式和輸送設(shè)備將各種廢物分門別類集中到暫時(shí)貯存設(shè)施中。 分類收集是為了便于用不同的方法分別進(jìn)行處理和處置。通常首先將廢物按其物理狀態(tài)分成液體、固體和氣體廢物，還可進(jìn)一步按廢物比活度（或放射性濃度）分成高、中、低放射性水平的廢物，簡稱高、中、低放廢物。對(duì)某些特殊放射性核素也應(yīng)單獨(dú)分類收集，如含氚廢物、超鈾廢物等。對(duì)固體廢物還可劃分為可燃廢物、不可燃廢物、可壓縮廢物等。放射性廢物的濃縮對(duì)放射性廢液采用濃縮減容，有絮凝沉淀、離子交換、吸附、蒸發(fā)等方法。根據(jù)廢液的比活度、化學(xué)組成、廢液量和處理要求可選用一種方法或幾種方法聯(lián)合使用。一般情況下，蒸發(fā)法、離子交換法和絮凝沉淀法處理放射性廢液的去污系數(shù)分別可達(dá)10?10、10?10和10?10[kg2]處理后原始廢液中的放射性核素則濃集在小量的蒸發(fā)殘?jiān)?廢樹脂和沉淀泥漿內(nèi)。對(duì)固體廢物的減容一般采用焚燒或壓縮處理?？扇紡U物經(jīng)焚繞后減容比可達(dá) 40?100;不可燃的廢物采用切割和壓縮減容，減容比可達(dá)2?10。放射性廢物的固化為了安全貯存，減少對(duì)環(huán)境的污染，須將放射性廢液或其濃縮物轉(zhuǎn)化為固體。放射性廢物固化的基本要求是：固化體的物理化學(xué)性能穩(wěn)定，有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，減容比大，在水中的浸出率低；操作過程簡單易行，處理費(fèi)用低等。針對(duì)不同類型的廢物可采用不同的固化方法，其中水泥固化、瀝青固化、塑料固化和玻璃固化等已實(shí)際應(yīng)用。放射性廢物的貯存未經(jīng)固化處理的放射性廢液和濃縮物以及尚未選定最終處置方案的固化體等放射性廢物，都應(yīng)在固定地點(diǎn)貯存在專用的容器中，貯存過程中要注意安全，不能使放射性廢物泄漏。對(duì)各種比活度的廢物要求使用不同的貯罐。如貯存堿性中、低放廢液時(shí)一般采用碳鋼貯罐；貯存酸性高放廢液時(shí)須用雙層不銹鋼罐。對(duì)貯存比活度高、釋熱量大的高放廢液的貯罐有特別嚴(yán)格的要求： 材料要耐腐蝕，結(jié)構(gòu)要牢固可靠，設(shè)有通風(fēng)散熱裝置、檢漏系統(tǒng)和料液轉(zhuǎn)運(yùn)裝置等，并須進(jìn)行監(jiān)測。放射性廢物的轉(zhuǎn)運(yùn)放射性廢物轉(zhuǎn)運(yùn)的關(guān)鍵是廢物的包裝容器，事先要做好安全檢驗(yàn)，對(duì)容器的強(qiáng)度、屏蔽防護(hù)、密封系統(tǒng)、包裝的標(biāo)志等都有嚴(yán)格的規(guī)定。要求做到安全運(yùn)輸，防止發(fā)生火災(zāi)、容器顛覆及包裝破損而使放射性廢物泄漏，污染環(huán)境。放射性廢物的分離回收 20世紀(jì)40年代末就開始了從高放廢液中分離回收裂變產(chǎn)物核素的研究。50年代末到60年代初，一些國家建立了分離回收裂變產(chǎn)物核素的中間工廠。分離工藝由早期的沉淀一萃取法發(fā)展為以溶劑萃取和離子交換等法（特別是無機(jī)離子交換材料）為主的流程。溶劑萃取法和離子交換法比沉淀法具有較高的回收率和較好的分離凈化效果，并且便于大規(guī)模的連續(xù)操作和遠(yuǎn)距離控制。放射性廢物按物理狀態(tài)可分為固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。這種分類比較簡單。如下表一鬟1國際原了?能機(jī)枸推誓的介卑標(biāo)腔切*別故射性敲JT"說fj1一松可不牡理*可比搞推人壞嗤2處理誥命不用啣蔽3端介處用設(shè)韶彷加站蔽m?戦的規(guī).發(fā).胃M410_1—IQ處陀設(shè)備￡銳屏撫「換或化學(xué)方￡>10站筑広冷MNT存1一齡可不蚯理2卻-誡一滬…般燮用過常方叢it理3>w_,龍面朗站社祇，Kli11不必迴用轉(zhuǎn)珠防護(hù)r2需障層混駐上威鋁屛厳防滬?sm,cMi}mm軻3>2需特殊的肪護(hù)童覺性可總瞇矗沖&他計(jì)性何體底軻，以世U為。發(fā)射涉「總防止站骷界時(shí)H1放射性氣體廢物主要處理技術(shù)核反應(yīng)堆正常運(yùn)行期間（包括預(yù)期運(yùn)行故障）所釋放的氣體流出物中所含的放射性物質(zhì)主要包括反應(yīng)堆本體一回路的裂變產(chǎn)物（如氙、氦等）和放射性微粒、碳-14、氚、中子照射空氣或微塵后生成的放射性核素（如氬-41）、釋熱元件燒焙時(shí)釋放出的氪-85、碘-131等。反應(yīng)堆內(nèi)氣體流出物的放射性主要來自幾種重要的放射性物質(zhì)，這些物質(zhì)包括放射性惰性氣體、氣載放射性微粒、氣載放射性碘及氚等。核電廠放射性廢氣的主要處理方法如下表所示：

化壽法肢叱凈化諫番書囘f進(jìn)鳳預(yù)過遞富；為進(jìn)鳳氣渝啥塵，過濾迂率至少為設(shè)在高收空乳怛子ii遞澤之為7排鳳預(yù)i±述器除去氣;配中植柱嶺主.以提焉高效7率iy為躬％JU；4■ ■.'■■：■「「□込龜Z：.復(fù)1過遞高效縱?？者高^坷來抽集嗟氣中趨站顆粒甌主.對(duì)2ihin—11HliHl濾君（地對(duì)過濾器HEPA}于fiU<H.3|xtn的氣逮膠顆柱.除去At痹>'J9.1??%碘過蕊幕（煥吸叫：慕）適常以1；K1卷満活社炭為介質(zhì)*對(duì)■龍素碘除去車■審達(dá),99.9%*對(duì)有機(jī)碘僚去率可達(dá)99-X.■t機(jī)腆nHb~]il4MI1.專*?51H?Jt倉延蹩垃婕爲(wèi)袁式過濾；S,侖陽燒蚌過應(yīng)器、陶瓷性痕過避爲(wèi)、釘址謔爲(wèi)/潘翁祝疣活4生炭滯紹庫戎加壓貯存電較愛妊存是茲強(qiáng)站民氣扯理的弟娶揩池.刑于去除辯痔命愉11氣體111丼他琳*尢良虐冼滌/器、磁嘰牧堪核電廠放射性廢氣處理系統(tǒng)大多采用活性炭延遲技術(shù)，與加壓貯存工藝相比，其設(shè)備少、投資省。處理原理：采用直流常溫活性炭延遲系統(tǒng)，基于活性炭對(duì)氪、氙等氣體有物理吸附功能，當(dāng)氣流通過活性炭時(shí)，氪、氙優(yōu)先被活性碳吸附而與載氣氮和氫分離，被吸附的氪和氙還會(huì)從活性炭解析，形成不斷吸附、解吸的平衡過程。經(jīng)處理后廢氣再經(jīng)過通風(fēng)系統(tǒng)的吸附過濾器和高效過濾器， 最后通過煙囪排入環(huán)境。其處理流程如圖1所示：圖1敖射性氣體廢物處理流程2放射性液體廢物主要處理技術(shù)放射性核素用任何水處理方法都不能改變其固有的放射性衰變特性， 其處理一般按兩個(gè)基本原則進(jìn)行：①將放射性廢液排入海洋、湖泊、河流或地下水等水域，通過稀釋和擴(kuò)散達(dá)到無害水平，主要適用于極低水平的放射性廢液的處理；②將放射性廢液及其濃縮產(chǎn)物與人類的生活環(huán)境長期隔離， 任其自然衰變，這一原則對(duì)高、中、低水平放射性廢液都適用所以，現(xiàn)行的放射性廢液處理原則是先將廢液進(jìn)行濃縮分離， 清液直接排放或回用，而濃縮流則進(jìn)行固化處理或深層地下處置。放射性廢液濃縮分離方法包括蒸發(fā)法、化學(xué)沉淀法、離子交換法、膜分離法及電化學(xué)法等，其中前三種方法比較常用，下面介紹這三種方法。2.1、 蒸發(fā)濃縮法：除氚、碘等極少數(shù)元素之外，廢水中的大多數(shù)放射性元素都不具有揮發(fā)性，因此用蒸發(fā)濃縮法處理，能夠使這些元素大都留在殘余液中而得到濃縮。蒸發(fā)法的最大優(yōu)點(diǎn)之一是去污倍數(shù)高。使用單效蒸發(fā)器處理只含有不揮發(fā)性放射性污染物的廢水時(shí)，可達(dá)到大于10的4次方的去污倍數(shù)，而使用多效蒸發(fā)器和帶有除污膜裝置的蒸發(fā)器更可高達(dá)10的6次方到8次方的去污倍數(shù)。此外，蒸發(fā)法基本不需要使用其他物質(zhì)，不會(huì)像其他方法因?yàn)槲廴疚锏霓D(zhuǎn)移而產(chǎn)生其他形式的污染物。盡管蒸發(fā)法效率較高，但動(dòng)力消耗大、費(fèi)用高，此外，還存在著腐蝕、泡沫、結(jié)垢和爆炸的危險(xiǎn)。因此，本法較適用于處理總固體濃度大、化學(xué)成分變化大、需要高的去污倍數(shù)且流量較小的廢水，特別是中高放射性水平的廢水。新型高效蒸發(fā)器的研發(fā)對(duì)于蒸發(fā)法的推廣利用具有重大意義，為此，許多國家進(jìn)行了大量工作，如壓縮蒸汽蒸發(fā)器、薄膜蒸發(fā)器、脈沖空氣蒸發(fā)器等，都具有良好的節(jié)能降耗效果。另外，對(duì)廢液的預(yù)處理、抗泡和結(jié)垢等問題也進(jìn)行了不少研究。2.2、 化學(xué)沉淀法：化學(xué)沉淀法是向廢水中投放一定量的化學(xué)絮凝劑， 如硫酸鉀鋁、硫酸鈉、硫酸鐵、氯化鐵等，有時(shí)還需要投加助凝劑，如活性二氧化硅、黏土、聚合電解質(zhì)等，使廢水中的膠體物質(zhì)失去穩(wěn)定而凝聚何曾細(xì)小的可沉淀的顆粒， 并能于水中原有的懸浮物結(jié)合為疏松絨粒。改絨粒對(duì)水中的放射性元素具有很強(qiáng)的吸附能力，從而凈化水中的放射性物質(zhì)、膠體和懸浮物。引起放射性元素與某種不溶性沉渣共沉的原因包括了共晶、吸附、膠體化、截留和直接沉淀等多種作用，因此去除效率較高?；瘜W(xué)沉淀法的優(yōu)點(diǎn)是：方法簡便、費(fèi)用低廉、去除元素種類較廣、耐水力和水質(zhì)沖擊負(fù)荷較強(qiáng)、技術(shù)和設(shè)備較成熟。缺點(diǎn)是：產(chǎn)生的污泥需進(jìn)行濃縮、脫水、固化等處理，否則極易造成二次污染。化學(xué)沉淀法適用于水質(zhì)比較復(fù)雜、水量變化較大的低放射性廢水，也可在與其他方法聯(lián)用時(shí)作為預(yù)處理方法。

2.3、離子父換法：當(dāng)廢液通過離子交換劑時(shí)，放射性離子交換到離子交換劑上，使廢液得到凈化。目前，離子交換法已廣發(fā)應(yīng)用于核工藝生產(chǎn)工藝及放射性廢水處理工藝。許多放射性元素在水中呈離子狀態(tài)，其中大多數(shù)是陽離子，且放射性元素在水中是微量存在的，因此很適合離子交換出來，并且在無非放射性粒子干擾的情況下，離子交換能夠長時(shí)間的工作而不失效。離子交換法的缺點(diǎn)是，對(duì)原水水質(zhì)要求較高；對(duì)于處理含高濃度競爭離子的廢水，往往需要米用二級(jí)離子交換柱，或者在離子交換柱前附加電滲析設(shè)備， 以去除常量競爭離子；對(duì)釘、單價(jià)和低原子序數(shù)元素的去除比較困難； 離子交換劑的再生和處置較困難。除離子交換樹脂外，還有用磺化瀝青做離子交換劑的，其特點(diǎn)是能在飽和后進(jìn)行融化-凝固處理，這樣有利于放射性廢物的最終處置。3放射性固體廢物主要處理技術(shù)核電廠產(chǎn)生的放射性固體廢物種類繁多，包括濕固體廢物和干固體廢物。濕固體廢物主要有廢樹脂、濃縮液、淤泥、廢液過濾器芯等，干固體廢物主要有空氣過濾器、可壓縮干廢物、不可壓縮干廢物、大件廢棄設(shè)備等。核電廠放射性固體廢物處理系統(tǒng)主要的處理物項(xiàng)有可壓縮廢物、不可壓縮廢物、HVAC過濾器芯、廢過濾器芯（包括一回路過濾器芯和低放廢過濾器芯）、活性炭以及大件廢物等，其系統(tǒng)的處理工序主要為分揀、烘干、預(yù)壓縮（擠壓）、超級(jí)壓縮、灌漿等，處理后形成200L的產(chǎn)品桶。200L產(chǎn)品桶再通過檢測、擦拭去污后送至?xí)捍鎺齑娣?，?jīng)過一定年限暫存以后，這些廢物桶將運(yùn)至專門的處置場進(jìn)行最終處置。濕廢物產(chǎn)生的濃縮液經(jīng)過裝桶固化工序，最后送至?xí)捍鎺齑娣拧２煌N類的廢物采用不同的處理工序，其各種廢物具體的處理工序如下圖所示：甌聯(lián)N 1 廿=J 4*甲「*-418111 妍」——I大啊Lbi__*切劉 I電51掃——|匸9足坪F姬【核電廠產(chǎn)生的不可燃廢物、可壓縮廢物、廢過濾器芯等使用超級(jí)壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮，超壓機(jī)由液壓站提供一個(gè)可變力（4000?15000kN）,將廢物桶壓成壓餅。壓餅在高度上被壓縮到原來桶高的1/10?1/5（取決于廢物的內(nèi)容物和壓實(shí)度），減容效果優(yōu)異，達(dá)到廢物最小化效果。裝有壓餅或不可壓縮廢物