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大“核”治水
撰写时间:2018-5-18 文章作者:宋培峰 文章来源:国家核安全局

       水被誉为生命之源,孕育了地球上的人类文明,人们的生活和工农业生产都离不开水,如果没有水, 一切生命以及人类文明也将随之消失。事实上,人类生生不息,一直在和水打交道,在我国,上古时期水患频发,有大禹治水的故事流传。

      “治理水患”到“治理水质”

       随着农业、工业生产等活动的开展,我们逐渐从“治理水患”过渡到“治理水质”,尤其经过三十多年的快速发展,积累下来的生态环境问题日益显现,进入高发频发阶段,比如,全国江河水系、地下水污染和饮用水安全问题已不容忽视。 

      如今“绿水青山就是金山银山”,建设生态文明是关系人民福祉、关乎民族未来的大计,是实现中华民族伟大复兴中国梦的重要内容,这已深入人心。

       当然,要打赢水质污染攻坚战,核技术也不能缺席,且看,核技术如何治水。

       核技术“治水”可以分为两个方面,一是饮用水,另一个是对于生活污水及工业废水。在对于饮用水的处理中,我们可以利用核技术,利用高能射线有效地除去饮用水中微生物、细菌等对人体有害的物质,以保证引用水的安全。核技术处理废水污水,则是通过高能射线下的活性产物,对水中的污染物进行氧化分解,从而有效地处理水中的污染分子,达到净水的目的。

      作为水污染防治链条中最薄弱的环节,工业废水被誉为水处理界最难啃的“骨头”之一,尤其是高浓度有机物、高氨氮含量、高含盐量的工业废水。

      下面主要谈一下,核技术对目前困扰我们的工业污水的治理:

      工业污水的危害

      工业污水主要成分包括大量的有机污染物, 其中苯环、甲氯农药、多氯联苯、氯酚等,这些污染物使得污水具有非常强的脂溶性和毒性, 造成水体污染、土壤污染。毒素通过水体进入到动物、植物和人体内, 会导致人体受到巨大的损伤。

      核技术治水的优势及原理

      污水中有机污染物的危害在于会杀死水中的微生物, 即使通过污水处理也无法达到正常的水质, 而传统化学物理方法进行污水处理时, 一般是将污染物从水中分离, 分离后会出现污泥, 污泥的污染性更强, 依旧需要进行处理,后续还会麻烦。

      辐射技术利用射线对污水进行辐照,水分子在高能射线的持续照射下会发生一定的水解反应, 放出水中的氢原子、过氧化氢等具有高氧化性的物质分解水中的有机污染物, 尤其是多氯联苯、氯酚化合物等降解程度难的有机污染物, 从而彻底减少或消除水中的污染物, 达到治理污水的目的。

      国外一直在研究和实践

      废水的辐射处理技术研究开始于1956年,最初主要是研究废水的辐射消毒效果。20世纪70年代初,美国的迈阿密建立了一套大规模电子加速器,用于废水和污泥的处理研究。20世纪80年代,在全世界范围内有许多有关水和废水辐射处理的基础研究和工业实践。

      日本东京的首都同位素研究中心自从1983年起便集中研究辐射处理填埋废渣的浸出物,以减少微生物和破坏有毒的有机污染物。

      德国将钴-60源安装在760个深井中用于饮水和工业废水的处理。

      原捷克斯洛伐克雷泽的核研究所从1986年起就已经确定饮用水的辐射研究方案,他们用800 戈瑞剂量的辐照代替氯气来消毒饮用水。

      印度的巴巴原子研究所研究中心在Baroda 的Gajera wadi 污水处理厂有一座50万居里的钴-60的中间工厂用以辐照处理废水或污泥。

      奥地利研究中心自1987年起便一直进行电子束辐照从饮用水中去除氯乙烯的研究,位于维也纳南的Mitlerdorfer Senke 是欧洲最大的地下水源,但是大部分地下水含四氯乙烯,奥地利在该地区建立了世界第一个臭氧-电子束结合的商用处理站,用于净化地下水,使它可以作为饮用水。

      巴西于1996年开始研究用电子加速器处理饮用水和污水。

      韩国三星HeavyIndustries与俄罗斯物化所合作,建立了一套电子束处理废水装置,处理大丘染化工业公司的印染废水,处理量为每天1000m3。

      此外,韩国还建成了造纸废水再循环的电子束处理商用示范装置,匈牙利、加拿大等国也都建有类似的水处理试验工厂。

      我们也有且又精进

      我国的辐射研究和辐射应用事业始于20 世纪中叶,利用核辐射技术对环境废物处理已有近三十年的发展历史,上海交通大学、中国科学院上海应用物理研究所等单位都曾经进行过电子束辐照处理难降解有机废水的研究。

      中国首个电子束辐照处理工业废水示范工程

      2017年3月15日,中国广核集团刊文报道,中国首个电子束辐照处理工业废水示范工程在浙江金华启动运行,这将为核技术在工业废水治理领域的应用,打开广阔的成长空间。

      该示范工程采用电子束辐照技术对印染废水进行深度处理,目前每天处理量为1500-2000立方米,可以高度去除废水中残留的污染物,实现废水的高标准排放或者中水回用。

      电子束辐照技术作为处理难降解废水的一种重要解决手段,被国际原子能机构(IAEA)列为21世纪和平利用原子能的主要研究方向,已成为国际新型环保技术的研究热点和重要发展趋势。