《工業(yè)廢水處理工程》第十章、十一章課件

1、第十章 放射性污染10.1概述從原子核內(nèi)部放出電磁波或帶一定動(dòng)能的粒子，降低了核體系能級(jí)水平，從而轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的核，這種現(xiàn)象稱為核蛻變。在核蛻變過(guò)程中，不穩(wěn)定原子核能自發(fā)放出、射線，這種現(xiàn)象稱為放射性。電離輻射：放射性對(duì)物質(zhì)的主要作用是電離。直接電離粒子 、間接電離粒子 、非電離輻射 當(dāng)放射性核素由于蛻變使其原有質(zhì)量（或原有核數(shù)）減少一半所需的時(shí)間稱為半蛻（衰）期。 10.2 污染來(lái)源宇宙射線 、次級(jí)宇宙射線 天然放射性核素：系列的末端都是穩(wěn)定的Pb核素 核工業(yè) 核電站 核試驗(yàn) 醫(yī)院 工業(yè)生產(chǎn)及自動(dòng)化儀表 某些建筑材料 、生活消費(fèi)品 10.3放射性污染的危害通過(guò)放射性污染物發(fā)出射線 的照射來(lái)

2、危害人體和其他生 物體，造成危害的射線主要 有、射線。 放射性物質(zhì)進(jìn)入水體后 放射性核素進(jìn)入人體后 10.4 工業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)放射性濃度大于3.7109Bq（becquerel貝克）/L（10-1Ci/L）的廢液稱為高放廢液；濃度在3.71053.7109 Bq/L的廢液被稱為中放廢液；濃度在3.71023.7105Bq/L的廢液被稱為低放廢液。 10.4 工業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)上規(guī)定放射性廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)是：第一、放射性廢水的瞬時(shí)排放濃度不應(yīng)超過(guò)3.7103Bq/mL；第二、從醫(yī)院和工廠排入污水管道的平均濃度不應(yīng)超過(guò)1Bq/mL；第三、直接排入河流的廢水濃度不得超過(guò)0.1Bq/mL。10.5 性質(zhì)環(huán)境中

3、主要的放射性污染物是鈾238U，其他的放射性元素如鐳226Ra、釷232Th、鉛214Pb等，是鈾的蛻變產(chǎn)物。鈾污染物的酸堿反應(yīng) 鈾與水在常溫下會(huì)緩慢反應(yīng)生成毒性較大的二氧化鈾： 7U6H2O3UO24UH3 鈾的絡(luò)合反應(yīng) 各價(jià)態(tài)鈾的配合能力不同，其配合能力順序與水解次序一致： U4+UO22+U3+UO2+ UO22+能與多種無(wú)機(jī)和有機(jī)配位體形成絡(luò)合物。在各種配位體中，以含氧 配位體最強(qiáng)，含氮、硫 配位體次之。10.6 處理技術(shù)除了進(jìn)行核反應(yīng)之外，采用任何化學(xué)、物理或生物的方法，都無(wú)法有效地破壞這些核素，改變其放射性的特性。 對(duì)于放射性廢物中的放射性物質(zhì)，現(xiàn)在還沒(méi)有有效的辦法將其破壞，以使其

4、放射性消失。 只是利用放射性自然衰減的特性，采用在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)將其封閉，使放射強(qiáng)度逐漸減弱的方法，達(dá)到消除放射性污染的目的。 常見(jiàn)方法包括稀釋倍數(shù)法、放置衰減法、反滲透濃縮低放射性法、蒸發(fā)法、超率法、混凝沉淀法、離子交換法、固化法、生物處理等。 10.6 處理技術(shù)10.6.1稀釋排放法對(duì)符合我國(guó)放射防護(hù)規(guī)定中規(guī)定濃度的廢水，可以采用稀釋排放的方法直接排放。排入本單位下水道 的放射性廢水濃度，不得超過(guò)露天水源中限制濃度的100倍，并必須保證在本單位總排放出水口 中的放射性物質(zhì)含量低于露天水源中的限制濃度。 這種處理方法從長(zhǎng)遠(yuǎn)看必將導(dǎo)致附近水域放射性本底增加；此外，放射性物質(zhì)可能被河流或海洋中的植

5、物和動(dòng)物群有選擇性地富集，隨時(shí)可能被人體吸收。10.6 處理技術(shù)10.6.2放置衰減法放射性廢水處理的基本原則就是貯存。對(duì)半衰期較短的放射性廢液可直接在專門容器中封裝貯存，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，待其放射強(qiáng)度降低后，可稀釋排放。對(duì)半衰期較長(zhǎng)的或放射強(qiáng)度高的廢液，可使用濃縮后貯存的方法。濃縮液裝入密封的屏蔽金屬罐里邊，貯存在地下或深海之中。也有將放射性廢水注入地下池貯存或?qū)U水與陶土等混合燒成陶瓷后埋入地下貯存的辦法。 10.6 處理技術(shù)10.6.3反滲透濃縮低放射性廢液 對(duì)于含鹽量為0.5g/L，pH為78，放射量為5710-7Ci/L的廢液，采用醋酸纖維膜進(jìn)行反滲透濃縮，去除率可達(dá)到95以上。10.

6、6.4 蒸發(fā)法 蒸發(fā)濃縮是處理中高放射性廢液的一種有效方法，處理效率高，去污系數(shù)可達(dá)104以上，特別適合處理含鹽量較多、成分復(fù)雜的廢液。 但不適合處理含有揮發(fā)性放射性物質(zhì)如（Ru、131I等）、有機(jī)物和易起泡物質(zhì)的廢水。 10.6 處理技術(shù) 10.6.5混凝沉淀法或化學(xué)沉淀法 在早期的核燃料后處理工藝中，無(wú)論是鈾、钚分離凈化，還是廢液處理，都曾全面采用沉淀法。 具有操作簡(jiǎn)單、費(fèi)用低廉等特點(diǎn)，但去污系數(shù)一般僅為10左右，適用于大量的低放廢水的處理，或用于中放廢水的預(yù)處理。聚合鋁去除多價(jià)放射性核素的效率最高，這是由于放射性核素的羥基水合離子同樣能與羥基水合鋁離子發(fā)生橋聯(lián)作用，生成沉淀得以去除。還有

7、石灰、碳酸鈉、硫化鈉、磷酸鈉、鐵氰化鈉等沉淀劑。 UO22+CO32-= UO2CO3(s) UO22+S2-= UO2S(s)10.6 處理技術(shù)10.6.6 其他處理方法 另外還有離子交換、電滲析、浮選、吸附等方法，但以上的處理方法均屬于物理、物化或化學(xué)處理。我們不建議采用生物凈化法。通過(guò)生物凈化放射性污染物而產(chǎn)生的生物或微生物，由于放射性對(duì)染色體和DNA的強(qiáng)烈改變，這種物種會(huì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生意料不到的后果。也許會(huì)是災(zāi)難性的，因?yàn)樗赡芨淖兩鷳B(tài)系統(tǒng)的物種平衡，創(chuàng)造或消滅生態(tài)系統(tǒng)的生物鏈。9月15日電 美國(guó)路易斯安那州 第十一章 熱污染11.1概述由于人類的某些活動(dòng)，使局部環(huán)境或稱全球環(huán)境發(fā)生增

8、溫，并可能對(duì)人類和生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生直接或間接、即時(shí)或潛在的危害的現(xiàn)象可稱為熱污染。對(duì)于環(huán)保的熱污染問(wèn)題，主要討論廢熱派發(fā)的影響和治理。11.2 熱污染來(lái)源熱污染主要來(lái)自能源消費(fèi)。如發(fā)電、冶金、化工和其他工業(yè)生產(chǎn)。排進(jìn)水體的熱量，有80來(lái)自發(fā)電廠 。按照熱力學(xué)定律來(lái)看，人類使用的全部能量最終將轉(zhuǎn)化為熱。通過(guò)燃料燃燒和化學(xué)反應(yīng)等過(guò)程產(chǎn)生的熱量，一部分轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品形式，一部分以廢熱形式直接排入環(huán)境。轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品形式的熱量，最終也要通過(guò)不同的途徑，釋放到環(huán)境中。 火力發(fā)電在燃料燃燒的能量中，40轉(zhuǎn)化為電能，12隨煙氣排放，48隨冷卻水進(jìn)入到水體中。在核電站，能耗的33轉(zhuǎn)化為熱能，其余67均變?yōu)閺U熱全部轉(zhuǎn)入到水

9、中。在工業(yè)發(fā)達(dá)的美國(guó)，每天所排放的冷卻用水達(dá)45億立方米，接近全國(guó)用水量的13；廢熱水含熱量約2500億千卡，足夠25億立方米的水溫升高10。11.3熱污染的危害影響水生生物的生長(zhǎng) 導(dǎo)致水中溶解氧降低 藻類和湖草大量繁殖 導(dǎo)致水體中化學(xué)反應(yīng)加快 11.4熱污染的防治11.4.1廢熱的綜合利用充分利用工業(yè)的余熱，是減少熱污染的最主要措施。對(duì)于冷卻介質(zhì)余熱的利用方面主要是電廠和水泥廠等冷卻水的循環(huán)使用，改進(jìn)冷卻方式，減少冷卻水排放。對(duì)于壓力高、溫度高的廢氣，要通過(guò)氣輪機(jī)等動(dòng)力機(jī)械直接將熱能轉(zhuǎn)為機(jī)械能。11.4熱污染的防治11.4.2利用溫排水冷卻技術(shù)減少溫排水 電力等工業(yè)系統(tǒng)的溫排水，主要來(lái)自工藝系統(tǒng)中的冷卻水，對(duì)排放后造成熱污染的這種冷卻水，可通過(guò)冷卻的方法使其降溫，降溫后的冷水可以回用到工業(yè)冷卻系統(tǒng)中重新使用。 11.4熱污染的防治11.4.3 加強(qiáng)隔熱保溫，防止熱損失在工業(yè)生產(chǎn)中，有些窯體要加強(qiáng)保溫、隔熱措施，以降低熱損失，如水泥窯筒體用硅酸鋁氈、珍珠巖等高效保溫材料，既減少熱散失，又降低水泥熟料熱耗。11.4.4尋找新能源水能、風(fēng)能、地能、潮汐能和太陽(yáng)能等新能源對(duì)冷卻水綜合利用，例如，可以用于