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应用核技术治理河北污水渗坑或是优效方式

更新时间: 2017/4/22 14:00:21 来源: 梁郡

 

 

 
这两天热点新闻:河北污染严重的“超级渗坑”看相关新闻报道,污染图片触目惊心。媒体披露,河北廊坊大城县和天津静海区“潜藏”多处工业污水渗坑,河北廊坊市大城县赵扶镇一处渗坑达17万平方米、天津静海区佟家庄村的渗坑面积达15万平方米;
 


有记者赶赴受污水渗坑影响严重的村庄探访,村民介绍,渗坑形成于村内砖厂多年取土和村民挖土,而坑内污水则来源于本地企业的早年排污和四五年前出现的异地企业偷排。周边村民癌症多发,井水都是红色。“这些年村里死人,70%都是因癌症死的”。
 


2014年3月当地政府启动了治污工程,大城县相关部门选定龙淼公司对砖厂渗坑进行治理;选定廊坊碧水源公司对化肥厂渗坑进行治理,后因未达到治理要求,将碧水源公司诉至了法院。20日凌晨4时上市公司北京碧水源品牌总监称:大城县渗坑污染事件与上市公司北京碧水源科技股份有限公司无关。早8时北京碧水源常务副总裁:该事件纯属乌龙事件,彼碧水源非此碧水源。赶紧撇清关系。
 

“超级渗坑污染”治理多年都没有取得成效,这充分说明生态环境一旦遭受污染,治理相当困难,甚至需要耗费大量资金、时间才能治理好。
 
据半岛都市报2013年02月25日的报到,民间环保组织“未来绿色青年领袖协会”理事长赵亮称:他们在海河流域做环境调查,发现已经难以找到一条干净的河流。污染的河流会渗入地下水源。而各地企业利用渗坑、渗井排污也已近20年。凤凰新闻网今天有篇报道《河北四年400多起渗坑污染,17万平米巨坑只是冰山一角》光看标题就触目惊心不明觉厉。新闻报道:大城县主管副县长、环保局长、环境执法队长、南赵扶镇镇长等领导已被停职检查,那些没有被媒体热点关注的“渗坑”会不会做紧急处理-比如用推土机直接填埋-成为“地雷”?恐怕要让人捏把汗……
 
 
对于渗坑治理:一般工业废水比生活污水要难治理,而渗坑的治理则难上加难,耗资也更巨大,对土地的修复很难。“渗坑那就难了,连污染的土壤都要治理好,那就难度大了”。一般来说,彻底治理土壤意味着要将原先污染的土做移出处理,若是暂时性防止进一步恶化则要对渗坑加不透水保护膜,防止雨水渗透进一步污染。具体治理流程则要根据污染程度对废水进行实验,或者采对已污染水质提供营养,进一步则要用生物降解、化学处理或者物理处理方法。而耗资是很大的。
 

 
本文以下讲讲应用核技术治理“超级渗坑”可能是优质高效的方式

核技术是现代科学技术的重要组成部分,是当今世界重要的高科技领域之一,许多发达国家都把核技术视为科技制高点,并进行大力开发应用。核辐照技术在治理环境污染应用面广,可用高能射线对生活污水、工业废水、城市垃圾、及燃烧废气、固体废物等进行处理,都已取得良好效果。

辐照技术能有效地的降解三废中的有机物;杀死废物中的有害病毒、有害微生物;提高污泥的沉降和过滤性能;辐照利用射线,但并不接触放射源、有的不需要放射源只是电子加速器射线,所以不会带来核污染,安全可靠。特别对于那些常规方法难以处理的污染物具有重要意义。
 

应用核技术治理“超级渗坑”的总体思路是:首先利用穿透力强的γ射线及电子束对污染地进行特定剂量辐照,对有害病毒及微生物进行杀灭、同时对污水及淤泥固体废物中的有害物质进行分解降解、提高污泥的沉降和过滤性能;然后从周边清洁的地方重新引入微生物群落和植物,逐步恢复生态。
 
核辐照技术在治理环境废水中的应用
废水处理主要有下面的四个方面:
1.降低废水中的生化需氧量和化学需氧量;
2.消灭废水中的病菌病毒及有害微生物,设法破坏有毒化合物。
3.使难以降解的化合物转变成比较容易被生物或化学氧化的形式降解。
4.改善废水中固体成分(污泥)的处理和运输。
用辐射方法可以完全解决上面的问题,达到治理环境污染的目的。

处理污染土地的辐照方法是:利用穿透力强的γ射线及快速电子对污染地进行特定剂量辐照,使其产生物理化学效应、及生物学效应等。一方面,高能射线可以与污染物直接作用,引起它们分解和改性;另一方面,高能射线可以与介质(水和空气)发生作用产生一系列的自由基、离子、水合电子及离子基等,这些粒子具有相当高的活性,能与污染物发生氧化或还原作用造成有机物的降解。
另外,通过改变辐照反应体系和条件 ( 如氧气浓度、 pH、微量添加物等),可控制主要辐照产物的产额,继而使反应朝着所需的方向进行。
对于有机污染物的降解反应一般以氧化反应为主,保持较高的氧气含量,可有效提高氧化性自由基的产额,同时抑制还原性物质的产生。
 
 
科学利用γ射线对含酚废水、工业含蒽醌染料废水、工业含氰废水、含重金属离子废水、含铅Pb 和 汞Hg的废水等进行处理,研究了辐照剂量率、氧浓度 、污染化物浓度等因素的影响。结果表明,降解作用是明显的,在静态条件及流动体系中,约2 k Gy的辐照剂量可使浓度为 26mg/L的含氰废水中的氰完全分解。而金属离子在辐照产生的水合电子和氢原子作用下,可被还原为低价或单质金属,并从溶液中沉淀出来。提高 H和 e 。的产生量,同时使用乙醇作为•OH 自由基的消除剂,以阻止金属被重新氧化。 当使用剂量为3 k Gy时,浓度为0.001 mg/L 的Hg可完全去除; 而 0.001 mg/L的Pb则较难去除,当辐照剂量为4 0 kGy时其去除率有 9 6 %。
 
然而,对于大部分工业废水而言,单纯依靠辐射处理所需的辐射剂量过高。 因此,将该技术与常规水处理技术结合使用才具有更大的可行。辐照结合臭氧化处理含酚废水所需辐照剂量下降,两者具有明显协同效应。还有人将常规吸附方法与辐射技术结合起来处理难降解废水,利用辐射降解作用来对使用过的吸附剂进行再生,达到了较好的效果。

污泥是废水处理过程中不可避免的,最普通的废水处理步骤是隔筛过滤、初级沉淀、生物处理、二级沉淀和杀菌。污泥有较高含量的水分、有机污染物和病原体,有的还含有相当浓度的重金属。

其实污泥中含有大量的能量与生物价值,是优良的农田肥料和土壤改良剂,但由于含有大量病原体而不能直接利用。堆肥腐化、巴氏消毒或化学处理等常规的方法处理效果均不十分理想,难于实现工业化处理。辐照技术可以克服常用处理方法的缺点,辐射处理过的污水沉积物得到的肥料与以污水热处理法得到的肥料十分相似,因此只需要非常低的辐射功率。
 
辐射技术是目前国际上普遍认为很有前途的污泥处理方法,γ 放射源和电子束辐照均可用于污泥的处理。2006年德国、美国就已建造了每天处理量达1500吨污泥的辐照处理设备。2012年2月14日新华网报道,中国科学院近代物理研究所发布“高能电子束对剩余污泥无害化处理研究”,将利用自行研制的高能电子加速器提供的电子束,对污泥经过无害化处理,不仅可以直接再生农用,还可以用于制造再生燃料,有效解决了污泥的处理处置问题,并节约掩埋土地和标准煤,项目将进行市场化运作,具有重要的应用价值和广阔的应用前景。见:http://www.cntia.org/dir/news-open.asp?id=105
 
 
辐照处理污泥的优点是:
①能杀死污泥中的病菌和病毒,消毒效果比热处理可靠;
②不破坏污泥中的有机氮化物,不会减少污泥的肥力、不会产生难闻臭味(巴氏热处理法中氮损失较多,污泥的肥力下降);
③污泥经辐照灭菌后,可作为肥料直接在农田使用。
④处理温度较低(25~30 ℃常温下即可)减少能耗;
⑤可以氧化有毒的和危险的有机污染物(如杀虫剂、除草剂、多氯联苯等),把难于生物降解的物质转化为容易降解的化合物;
⑥辐照后的污泥具有良好的脱水性能,可省去化学絮凝剂和一些相应的设备;

辐照可以快速降低“超级渗坑”的毒性,也不会创造任何额外的有毒副产品。国外类似案例:加拿大温莎大学的研究人员曾经应用此方法,快速把有毒石油开采留下的残渣池变成可持续的生态湿地。见:http://www.cntia.org/dir/news-open.asp?id=98
 
在国内,用核技术处理工业污水,已有案例了: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。印染厂染色剂着色剂的难降解化学物质超过70种。通过对这些顽固物质施加电离辐射能把它们转化为可生化降解的物质。见:http://www.cntia.org/dir/news-open.asp?id=48
国际原子能机构IAEA称这个项目在中国这个世界领先的纺织大国为辐射技术开创了新时代。

我认为,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。当然了这只是一个思路,具体到实施,需要调研清楚“超级渗坑”实际有哪些污染物质、比例和浓度、水域土壤的情况等,再做具体治理方案。
 

 

 

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