13. gada 00. augustā plkst. 24:2023 pēc vietējā laika Japānas Fukušimas Daiiči atomelektrostacija uzsāka kodolpiesārņotā ūdens novadīšanu jūrā. Tas izraisīja plašas bažas pasaulē. Ķīnas vēstnieks Japānā Vu Dzjanhao iesniedza Japānas valdībai svinīgu protestu par Fukušimas kodolpiesārņotā ūdens noplūdi jūrā; Ķīnas vispārējā muitas pārvalde: Japānas ūdens produktu importa pilnīga apturēšana; Dienvidkorejas premjerministrs: Dienvidkoreja saglabās nemainīgu Japānas Fukušimas ūdens produktu importa aizliegumu.
Kodolūdeņi, kā norāda nosaukums, ir radioaktivitāti saturoši notekūdeņi. Piemēram, ļoti radioaktīvi notekūdeņi, kas rodas kodolnoplūdes avārijās, vai dzesēšanas ūdens, kas ir tiešā saskarē ar kodoldegvielu. Eksperti saka, ka kodolnotekūdeņi nav līdzvērtīgi kodolnotekūdeņiem. Kodolnotekūdeņi ir vēl kaitīgāki, jo tie satur 64 veidu radioaktīvās kodolvielas, tostarp tritiju.
Kodolnotekūdeņi satur daudz radioaktīvu elementu, piemēram, urānu, plutoniju, cēziju, stronciju, jodu un kobaltu. Dažiem no tiem ir garš pussabrukšanas periods, piemēram, urāna-238 pussabrukšanas periods, kas ir 4.5 miljardi gadu, un plutonija-239 pussabrukšanas periods, kas ir 24,000 XNUMX gadu. Šie radioaktīvie elementi rada nopietnus draudus cilvēka ķermenim un videi, piemēram, kancerogenitāti, teratogenitāti un mutagenitāti. Atkarībā no dažādiem avotiem un apstākļiem dažādu radioaktīvo elementu koncentrācijas un proporcijas kodolenerģijas notekūdeņos atšķiras, bet parasti ievērojami pārsniedz starptautiskos standartus un drošības robežas.
Ja kodolnotekūdeņi tiks novadīti vidē bez pienācīgas attīrīšanas, tas nopietni ietekmēs ekosistēmu un cilvēku veselību. Radioaktīvās vielas var pārnest caur ūdeni, augsni, gaisu, barības ķēdēm u.c., kā rezultātā organismos palielinās radiācijas devas, izraisot dažādas slimības un gēnu mutācijas. Tāpēc kodolnotekūdeņu attīrīšanai un apglabāšanai ir jāievēro stingri drošības standarti un normas, lai izvairītos no iespējamām noplūdēm un negadījumiem.
Dažādās valstīs plaši izmantotās kodolnotekūdeņu attīrīšanas tehnoloģijas ir šādas:
- Ķīmiskā izgulsnēšanas metode
Ķīmiskā izgulsnēšanas metode ir izgulsnēšanas līdzekļa un radionuklīdu pēdu daudzuma kopizgulsnēšanas metode notekūdeņos. Hidroksīdi, karbonāti, fosfāti un citi radionuklīdu savienojumi notekūdeņos pārsvarā ir nešķīstoši, tāpēc tos var atdalīt attīrīšanas laikā. Ķīmiskās attīrīšanas mērķis ir pārnest un koncentrēt notekūdeņos esošos radionuklīdus nelielā dūņu tilpumā, lai nogulsnētajos notekūdeņos būtu maz radioaktivitātes un tie atbilstu izplūdes standartiem.
Šīs metodes priekšrocības ir zemas izmaksas, labs logaritmisko radionuklīdu noņemšanas efekts un spēja attīrīt neradioaktīvos komponentus un to koncentrāciju un šķidros notekūdeņus ar ievērojamu fluidizāciju. Izmantotajām attīrīšanas iekārtām un tehnoloģijām ir diezgan nobriedusi pieredze.
Pašlaik visbiežāk izmanto nogulsnētājus, piemēram, dzelzs sāļus, alumīnija sāļus, fosfātus un soda. Lai veicinātu koagulācijas procesu, tiek pievienoti koagulācijas palīglīdzekļi, piemēram, māls, aktivēts silīcija dioksīds un polimēru elektrolīti. Cēzijam, rutēnijam, jodam un citiem koncentrētiem radioaktīviem nuklīdiem, kurus ir grūti noņemt, jāizmanto speciāli ķīmiski nogulsnēji. Piemēram, cēziju var noņemt, kopīgi nogulsnējot dzelzs ferocianīdu un vara ferocianīdu. Daži cilvēki izmanto nešķīstošu cietes ksantātu metālu saturošu radioaktīvo notekūdeņu attīrīšanai. Ārstēšanas efekts ir labs, pielietojamība ir plaša, un radioaktīvās noņemšanas ātrums ir> 90%. Tas ir jonu apmaiņas flokulants ar izcilu veiktspēju. Tā kā notekūdeņu attīrīšanā nav atlikušo sulfīdu, tas ir vairāk piemērots notekūdeņu attīrīšanai.
- Jonu apmaiņas metode
Daudzi radionuklīdi tiek jonizēti ūdenī, īpaši radioaktīvie notekūdeņi pēc ķīmiskās nokrišņu apstrādes. Sakarā ar suspendēto un koloidālo radionuklīdu atdalīšanu, paliek gandrīz jonu sugas, no kurām lielākā daļa ir katjoni. Turklāt radionuklīdi ir nelielos daudzumos ūdenī, tāpēc tie ir ļoti piemēroti jonu apmaiņas apstrādei, un, ja nav neradioaktīvo jonu traucējumu, jonu apmaiņa var darboties efektīvi ilgu laiku. Lielākajai daļai katjonu apmaiņas sveķu ir liela atdalīšanas jauda un liela radioaktīvā stroncija apmaiņas jauda. Fenola katjonu sveķi var efektīvi noņemt radioaktīvo cēziju, un mikroporainie katjonu sveķi var ne tikai noņemt radioaktīvos katjonus, bet arī noņemt cirkoniju, niobiju, kobaltu koloīdu veidā un rutēniju kompleksu veidā, izmantojot adsorbciju. Tomēr šim likumam ir liktenīgs vājums. Ja radioaktīvo nuklīdu vai neradioaktīvo jonu saturs atkritumu šķidrumā ir augsts, sveķu slānis ātri iekļūst un kļūs nederīgs. Parasti radioaktīvo notekūdeņu attīrīšanai izmantotie sveķi netiek reģenerēti, tāpēc, ja tie neizdodas, tie nekavējoties jānomaina.
Jonu apmaiņas metode izmanto jonu apmaiņas sveķus, kas ir piemēroti atkritumu šķidrumam ar zemu sāls saturu. Ja sāls saturs ir augsts, apstrādes ar jonu apmaiņas sveķiem izmaksas ir augstākas nekā selektīvā procesa izmaksas. Tas galvenokārt ir saistīts ar sveķu zemo selektivitāti, kam ir liela korelācija ar radionuklīdiem. Radioaktīvo notekūdeņu attīrīšanā elektrodialīzes izmantošana var palielināt jonu apmaiņas procesa izmantošanas efektivitāti.
- Adsorbcijas metode
Adsorbcija ir efektīva metode smago metālu jonu atdalīšanai no ūdens, izmantojot porainas cietas vielas, lai adsorbētu un noņemtu smago metālu jonus. Galvenā adsorbcijas metodes tehnoloģija ir adsorbenta izvēle. Parasti izmantotie adsorbenti ir aktīvā ogle, ceolīts, kaolīns, bentonīts, māls uc Starp tiem ceolīts ir lēts, drošs un viegli iegūstams. Salīdzinot ar citiem neorganiskiem adsorbentiem, ceolītam ir lielāka adsorbcijas spēja un labāks attīrīšanas efekts. Ceolīta attīrīšanas spēja ir 10 reizes augstāka nekā citiem neorganiskajiem adsorbentiem, tāpēc tas ir ļoti konkurētspējīgs ūdens attīrīšanas līdzeklis. To bieži izmanto kā adsorbentu ūdens attīrīšanas procesos, kā arī darbojas kā jonu apmaiņas līdzeklis un filtrēšanas līdzeklis.
Aktivētajai oglei ir spēcīga adsorbcijas spēja un augsts noņemšanas ātrums, bet aktīvās ogles reģenerācijas efektivitāte ir zema, un attīrītā ūdens ūdens kvalitāte ir grūti atbilst atkārtotas izmantošanas prasībām. Cena ir dārga, un pielietojums ir ierobežots. Pēdējos gados pakāpeniski ir izstrādāti dažādi adsorbējoši materiāli ar adsorbcijas spēju. Attiecīgi pētījumi ir parādījuši, ka hitozāns un tā atvasinājumi ir labi adsorbenti smago metālu joniem. Pēc šķērssaistīšanas hitozāna sveķus var izmantot atkārtoti, būtiski nesamazinot adsorbcijas spēju. Modificēta sepiolīta izmantošana smago metālu notekūdeņu attīrīšanai nodrošina labu Co un Ag adsorbcijas spēju, un smago metālu saturs attīrītajos notekūdeņos ir ievērojami zemāks nekā visaptverošais notekūdeņu novadīšanas standarts.
- Iztvaikošana un koncentrācija
Iztvaikošanas koncentrācijas metodei ir augsts koncentrācijas koeficients un attīrīšanas koeficients, un to galvenokārt izmanto vidēja un augsta radioaktīvo notekūdeņu attīrīšanai. Iztvaicēšanas metodes darbības princips ir šāds: radioaktīvie notekūdeņi tiek nosūtīti uz iztvaicēšanas ierīci, un tajā pašā laikā tiek ievadīts sildošais tvaiks, lai ūdens iztvaikotu ūdens tvaikos, bet radionuklīdi paliek ūdenī. Iztvaicēšanas procesā izveidojušos kondensēto ūdeni novada vai izmanto atkārtoti, un koncentrētais šķidrums tiek tālāk sacietēts. Iztvaikošanas koncentrācijas metode nav piemērota notekūdeņu attīrīšanai, kas satur gaistošus nuklīdus un viegli puto; tas patērē daudz siltumenerģijas un tam ir augstas ekspluatācijas izmaksas; tajā pašā laikā projektēšanas un ekspluatācijas laikā jāņem vērā iespējamie draudi, piemēram, korozija, zvīņošanās un sprādziens. Lai uzlabotu tvaika izmantošanu un samazinātu ekspluatācijas izmaksas, valstis ir pielikušas pūles jaunu iztvaicētāju izstrādē, piemēram, tvaika kompresijas iztvaicētāji, plānslāņa iztvaicētāji, vakuuma iztvaicētāji un citi jauni iztvaicētāji ir sasnieguši ievērojamus rezultātus.
- Membrānas atdalīšanas tehnoloģija
Membrānas tehnoloģija ir salīdzinoši efektīva, ekonomiska un uzticama radioaktīvo notekūdeņu attīrīšanas metode. Tā kā membrānas atdalīšanas tehnoloģijai ir labas notekūdeņu kvalitātes īpašības, materiālu fāzes nemainās un zems enerģijas patēriņš, membrānas tehnoloģija ir aktīvi pētīta.
Ārzemēs izmantotās membrānu tehnoloģijas ir: mikrofiltrācija, ultrafiltrācija, nanofiltrācija , ūdenī šķīstošu polimēru membrānu filtrācija, reversā osmoze (RO), elektrodialīze, membrānu destilācija, elektroķīmiskā jonu apmaiņa, šķidruma membrāna, ferīta adsorbcijas filtrācija ar membrānu atdalīšanu un anjonu apmaiņas papīra membrāna un citas metodes.
Melamīna putas, sava veida nanomēroga stabils trīsdimensiju neto organiskās filtrācijas substrāts, tā poru izmērs līdz 1nm, poru ietilpība līdz 0.297cc/g, poru atvēršanās ātrums līdz 98%. Tas var nodrošināt efektīvu kodolnotekūdeņu adsorbciju un filtrēšanu, pievienojot pat lielāko daļu adsorbentu.
- Bioloģiskā apstrāde
Bioloģiskās apstrādes metodes ietver fitoremediāciju un mikrobu metodes. Fitoremediācija attiecas uz jaunu in situ apstrādes tehnoloģiju, kas izmanto zaļos augus un to rizosfēras vietējos mikroorganismus, lai strādātu kopā, lai novērstu piesārņotājus no vides.
No esošajiem pētījumu rezultātiem pielietojamie bioremediācijas tehnoloģiju veidi galvenokārt ietver konstruēto mitrāju tehnoloģiju, rizosfēras filtrēšanas tehnoloģiju, augu ekstrakcijas tehnoloģiju, augu sacietēšanas tehnoloģiju un augu iztvaikošanas tehnoloģiju. Testa rezultāti liecina, ka gandrīz viss ūdenstilpē esošais urāns var tikt bagātināts augu saknēs.
Zema radioaktīvo notekūdeņu mikrobioloģiskā attīrīšana ir jauna tehnoloģija, ko sāka pētīt pagājušā gadsimta sešdesmitajos gados. Ir veikti daži pētījumi par urāna atdalīšanu radioaktīvajos notekūdeņos ar šo metodi gan mājās, gan ārvalstīs, taču lielākā daļa no tiem pašlaik ir eksperimentālās izpētes stadijā.
Attīstoties biotehnoloģijai un padziļināti pētot mikroorganismu un metālu mijiedarbības mehānismu, cilvēki pamazām saprata, ka mikroorganismu izmantošana radioaktīvo notekūdeņu piesārņojuma attīrīšanā ir ļoti daudzsološa metode. Mikrobu šūnas tiek izmantotas kā bioloģiskās apstrādes vielas, lai absorbētu, bagātinātu un atgūtu radionuklīdus, piemēram, urānu ūdens šķīdumā, kam ir augsta efektivitāte, zemas izmaksas un zems enerģijas patēriņš. Turklāt nav sekundāro piesārņotāju, kas varētu sasniegt radioaktīvo atkritumu samazināšanas mērķi un radīt labvēlīgus apstākļus nuklīdu reģenerācijai vai ģeoloģiskai apglabāšanai.
- Magnetomolekulu metode
Amerikas Savienoto Valstu Elektroenerģijas pētniecības institūts (EPRI) ir izstrādājis Mag-Mole-clue metodi, lai samazinātu radīto radioaktīvo atkritumu, piemēram, stroncija, cēzija un kobalta, skaitu. Metodes pamatā ir proteīns, ko sauc par feritīnu, kas ir pārveidots, lai izmantotu magnētiskās molekulas, lai selektīvi saistītu piesārņotājus, kurus pēc tam no šķīduma noņem ar magnētiem, un pēc tam saistītos metālus atgūst, skalojot magnētisko filtru. Feritīns ir ļoti konservēts daudzfunkcionāls daudzvienību proteīns, kas parasti sastopams dzīvos organismos, kam ir īpašas īpašības: izturība pret atšķaidītām skābēm (pH <2.0), atšķaidītām bāzēm (pH = 12.0) un augstākām temperatūrām (nemainīga līdz 70–75 °C ūdens temperatūrai). Padziļinot feritīna pētījumus, ir panākts liels progress jaunu funkciju izpētē in vitro, izmantojot tā proteīna apvalka nanotelpu. In vitro pētījumi ir parādījuši, ka feritīnam ir spēja uzglabāt smago metālu jonus in vitro. Turklāt iepriekšējie pētījumi ir vērsti uz dzelzs uzglabāšanas un atbrīvošanās no feritīna mehānismu, izmantojot citus smago metālu jonus kā zondes, kas konkurē ar dzelzs joniem. Turpretim jaunākie pētījumi ir parādījuši, ka šo feritīna īpašību uztvert metālu jonus un būt izturīgam pret apvērsumu var izmantot, lai izveidotu feritīna reaktoru un izmantotu to laukā, lai nepārtraukti uzraudzītu plūstošā ūdens piesārņojuma pakāpi ar smago metālu joniem. Īpašos apstākļos in vitro daži metālu kodoli, piemēram, FeS kodoli, CdS kodoli, Mn3O4 kodoli, Fe3O4 magnētiskie dzelzs kodoli un radioaktīvo materiālu urāna kodoli, ir veiksmīgi samontēti feritīna proteīna apvalku nanotelpā.
- Inerta cietēšanas metode
Pensilvānijas štata universitāte un Savannas upes Nacionālā laboratorija ir izstrādājušas jaunu metodi noteiktu zema radioaktīvo atkritumu šķidrumu apstrādei sacietētā veidā drošai apglabāšanai. Šajā jaunajā procesā tiek izmantota zemas temperatūras (< 90°C) koagulācijas metode, lai stabilizētu ļoti sārmainu, zemas aktivitātes radioaktīvo atkritumu šķidrumu, tas ir, lai pārvērstu atkritumu šķidrumu inertā cietā ķermenī. Zinātnieki galīgi sacietējušo ķermeni nosauca par “hidrokeramiku” (ar biskvi apdedzinātu porainu keramiku). Viņi saka, ka galīgais sacietējušais ķermenis ir ļoti ciets, stabils un ilgstošs, un tā ceolīta struktūrā var fiksēt radionuklīdus. Šis sagatavošanas process ir līdzīgs iežu veidošanās procesam dabā.
- Nulles-valentās dzelzs perkolācijas reakcijas sienas tehnoloģija
Caurlaidīgā reaktīvā barjera (PRB) ir metode, kas tiek izmantota attīstītajās valstīs, piemēram, Eiropā un Amerikas Savienotajās Valstīs, in situ piesārņojošo komponentu noņemšanai piesārņotos gruntsūdeņos. PRB parasti uzstāda pazemes ūdens nesējslāņos, perpendikulāri gruntsūdens plūsmas virzienam. Piesārņotajiem gruntsūdeņiem plūstot cauri reakcijas sienai sava hidrauliskā gradienta ietekmē, piesārņotāji tiks noņemti fizikālās un ķīmiskās reakcijās ar reakcijas materiāliem sienā, lai sasniegtu piesārņojuma atjaunošanas mērķi.
Šī ir pasīva atjaunošanas tehnika, kurai nepieciešama neliela apkope un kas ir lēta. Fe0-PRB tehnoloģija kā svarīga PRB tehnoloģijas nozare ir pētīta un attīstīta daudzās valstīs un daudzos gruntsūdeņu piesārņojuma attīrīšanas aspektos. Iepriecinoši rezultāti gūti reakcijas mehānisma, PRB uzbūves un uzstādīšanas izpētē, kā arī jaunu aktīvo materiālu izpētē. Ķīnas zinātnieki ir sākuši pētīt aktīvās perkolācijas sienu tehnoloģiju, ko pārstāv nulles vērtības dzelzs, lai attīrītu (attīrītu) urāna atliekas radioaktīvos notekūdeņus, un pašreizējie pētījumi ir sasnieguši noteiktus rezultātus.
Lai iegūtu plašāku informāciju par SINOYQX melamīna putu nanofiltrācijas produktiem, lūdzu, sazinieties ar mums pa e-pastu [email protected] vai pa tālruni: +86-28-8411-1861.
Daži attēli un teksti ir reproducēti no interneta, un autortiesības pieder sākotnējam autoram. Ja ir kāds pārkāpums, lūdzu, sazinieties ar mums, lai dzēstu.