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核技术能净水?中国首个印染废水辐照处理项目落户金华

更新时间: 2017-11-27 11:34:48 来源: 民用核技术

 

 

“中国首座使用辐射技术的污水处理厂投产”(中国首个电离辐射印染废水处理厂),这是一篇来自国际原子能机构官网在3月7日女神节发布了一条新闻报道。

 

 

原子能,治污?

国际原子能机构是做什么的?听上去好像是搞原子弹的组织?污水能用辐射来处理?处理后的水岂不有了放射性?为啥这则新闻能登上这个高上大组织的官网?不明觉厉,带着这些问题,今天奥氏部落带大家看个究竟。

国际原子能机构

国际原子能机构英文全名叫International Atomic Energy Agency,简称IAEA。百度百科的介绍是这样的:“是一个同联合国建立关系,并由世界各国政府在原子能领域进行科学技术合作的机构。总部设在奥地利的维也纳。现任总干事天野之弥。组织机构包括大会、理事会和秘书处。2011年(辛卯年)3月15日,由于3˙11日本本州岛海域地震引发福岛核电站多机组爆炸,日本政府已向国际原子能机构发出求助。”

乍看这跟污水处理毫无关系啊。搞核能的机构为啥要报道污水处理的新闻?这可要科普一下了,其实原子能除了可以造原子弹、建核电厂,真的还能用于环境治理。

链接《苏州日报:电离辐射照一照 印染废水“解毒”

 

原子能技术还能处理工业废水?

辐射污水处理技术

 

根据上边这本IAEA于2008年发表的《污染废水的辐射处理》介绍:有关废物的辐射处理(Radiation treatment)研究开始于上世纪50年代,先是用于消毒。在20世纪60年代,这些研究拓展到污水处理领域,70-80年代的研究主要还停留在实验室阶段,90年代开始有一些中试的出现。第一个商业化应用(full-scale)据说是位于俄罗斯的Voronezh人造橡胶厂的污水处理项目。他们用两个功率都为50kW的加速器将不可降解的乳化剂“nekal”转化成可生物降解物质。这套系统的日处理量为2000m³。而21世纪建成的韩国大邱(Daegu)的10000m³/d的印染废水处理系统是辐射技术在印染行业的首个商业化运作项目。


准确点说,我们今天所谓的辐射技术着的是一种叫“电离辐照技术”,英文是electron beam irradiation technology。该技术“通过对水的高能电磁辐射作用产生自由基、高活性电子、离子和中性分子,并利用这些活性粒子与目标物的相互作用而产生一系列电子转移、取代及加成反应。应用较多的电离辐照技术主要有X射线、电子加速器及 γ射线。”

 

小编以上的描述摘抄自清华大学核能与新能源技术研究院的刘元坤和王建龙发表在“科技导报”名为《电离辐照技术在环境保护领域中的应用》的综述报告。想更深入了解电离辐照技术的朋友可以上网查看其PDF原版。

 

电离辐射反应器原理图

 

 

中国首座电离辐射污水厂在金华

IAEA报道的这个中国首个电离辐射印染废水处理厂位于浙江金华市。他们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。

 

这里说个题外话,浙江金华除了“金华火腿”为人熟知,扬名远近之外,2016年3月开始当地政府颁布的环境新标准开始实行,“金华标准”一跃成为了全国最严地方标准,还受到了中国环保部的点名表扬,为它写了一篇名叫《金华污水处理推出最严地方标准 出水总磷浓度最高下降96.7%》的文章,大家可以在环保部官网找到:

http://www.mep.gov.cn/home/ztbd/rdzl/swrfzjh/dfgcls/201608/t20160818_362512.shtml

有这样的决心,能在工业废水领域弄出这么一个全国首例也不足为奇了。

“尽管传统污水处理在过去几年有了许多进步,但是辐射依然是处理废水里最顽固着色剂的唯一技术,”IAEA的辐射工艺专家Sunil Sabharwal说,“问题是这项技术掌握在发达国家里,但主要的技术需求又来自发展中国家。”

在IAEA的牵头下,他们开展了一个技术转移项目。据清华大学的王建龙介绍,中国的技术主要来自匈牙利、韩国和波兰这几个国家。

金华这个处理厂的日处理量为1500m³,仅仅为整个厂区生产废水的1/6。如果运行顺利,剩下污水的处理有可能都由这项新技术替代。

其他诸如印度、孟加拉和斯里兰卡等国也考虑通过IAEA的协助引进类似的技术——除了污水,还将涉及污泥的处理。

 

污水预处理急先锋?

小编一直是污水生物处理的忠实粉丝。但是工业废水的有些大分子长链物质恰恰是细菌们无能为力的。

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。这里继续上面提到的清华大学两位学霸的文章的描述:

“研究报道,在印染废水辐照处理过程中,˙OH是主要作用基团,在强氧化条件下,可提高染料去除率。反应通常由辐照产生的氧化性粒子与染料分子中的N—N键或C—N键作用引起,这些粒子会进攻电子富集的部分,并将其氧化。有学者对偶氮染料辐照降解机理进行研究,结果显示水合电子会与偶氮染料中的共价键发生加合反应,生成联氨,这一过程的中间产物与 H 原子和偶氮分子作用的产物相似;而˙OH多数情况会与染料基团发生作用,其中与分子中芳香环作用最为明显 。”

不管有没有读懂上边学霸讲的话,反正你觉得它很厉害就对了。清华大学的团队还考虑把这种技术应用于污水中的医药残留物,例如抗生素等。这些废物目前都当危废来处置,因为堆肥和生物氧化等传统技术不能对其有效处理。据说今年会有一个工业级的示范项目。我们拭目以待…

小编还搜到,这个项目跟清华大学的合作单位应该是中广核旗下的一家叫达胜加速器技术有限公司。因为他们网站有这么一段话:

“达胜依托清华大学,在工业废水的电离辐射预处理技术及装置方面居于国内领先地位,采用电子加速器辐射处理工业废水和饮用水项目已在江苏省开展中试和工业规模应用.电离辐射处理污水不需加入额外的化学试剂,具有适应面广、反应速度快、降解效率高等优点,被国际原子能机构列为世纪和平利用原子能的主要研究方向。”

第一个量筒是未处理的印染废水,第二个是经电离辐照的废水,第三个是经更大剂量电离辐射吹的废水。他们声称这个技术处理的出水更加干净和安全。(图源- P. Pavlicek/IAEA)

 

更广阔的应用前景?

这项技术貌似真的可以与现有工业废水甚至是市政废水的污泥处理相结合,就如达胜公司展示下面两幅流程图所示:

预处理:

工业废水→预处理→电离辐射→生物处理→排放

 

后处理:

微污染水→电离辐射→后处理→饮用/回用

 

据说韩国大邱和中国最大的织物面料批发集散地之一的绍兴市在去年就曾签订了水环境保护及相关的技术合作备忘录,推进技术和废水处理技术和设施,普及推广运营经验。不过不知道最近的“萨德”事件是否会影响两市的合作进程…如果我们奥氏部落的读者朋友碰巧参与了这个位于金华市印染项目,期待留言给我们分享跟多的信息。而想了解关于电离辐射的环境治理技术的朋友,可以阅读下面的参考资料。

 

更新链接:2017-11-21

电子束处理工业废水技术通过专家鉴定 首次实现产业化

 

参考资料

https://www.iaea.org/newscenter/news/chinas-first-wastewater-plant-using-radiation-opens

http://www.iwt.cn/CN/abstract/html/20140301.htm#rhhz

https://patents.google.com/patent/CN103319037A/zh

http://www-pub.iaea.org/MTCD/publications/PDF/te_1598_web.pdf

http://www.gov.cn/xinwen/2017-03/15/content_5177779.htm

 

 

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