当前位置 大亚湾核电运营管理有限责任公司  > 新闻中心 > 媒体报道
媒体报道
 

中广核技:用核技术为工业废水发明去污粉

机器的轰鸣的工厂内,每天都在产生大量处理的工业废水。而在全国实施严格的污水处理标准之下,企业如何为环保埋单?答案是利用更高废水处理效率的技术,同时经济性不能弱于原有方案……

按照我国工业飞速发展的速度,每天产生的工业废水量不在少数,工业废水具有成分复杂、高COD、高含盐量、有毒含量高和难降解的特点,若不经过处理而直接排放,会污染地表水、地下水、土壤和耕地,影响植物及微生物的正常生长,从而影响人类的身体健康。作为一个世界性难题,工业废水治理的技术研发自然备受关注。

而随着我们国家对环境保护要求不断提高,对工业废水处理后的排放标准以及节能减排的要求也在不断提高,因此更多企业在寻求性价比更高处理效果更好尽可能不产生或者少产生二次污染的各种处理工艺,电子束处理工业废水技术应运而生。

电子束处理工业废水技术是什么?说出来可能会令很多人大吃一惊,其实,它是属于核技术的一种,是中国广核集团中广核技与清华大学联合研发的,相比于传统废水处理方法,该技术的长处在于处理难降解有机废水、抗生素废水、含致病菌废水等,且具有适应面广、反应速度快、降解能力强、处理效率高、成本更低等优点。

中国经国际原子能机构认可,成为首个使用该技术处理工业废水的国家。那么,身为“国家队”成员,中国广核以及其成员中广核技是如何将“核技术”训练到“炉火纯青”的地步,从而领先世界达到处理废水的效果?而以“核技术”为主要手段的处理方式,又是否会对人体、环境产生二次伤害?今天,请跟随《中国科技信息》一起了解中国广核集团中广核技的这项先进技术。

打破高能耗、低效率的污水处理魔咒

工业生产在创造经济效益的同时,每天产生的工业废水量“不计其数”。它们如何被处理,最终去了哪里?

事实上,在很长一段时间里,工业废水治理技术主要包括物理法、化学法和生物法。在具体治理过程中根据废水性质、特点、排放时的要求、废物回收的经济价值,从而选择相应的处理方法。

例如工业生产常见的含汞废水,它的主要来源于有色金属冶炼厂、化工厂、农药厂、造纸厂、染料厂及热工仪器仪表厂等。各种汞化合物的毒性差别很大。元素汞基本无毒;无机汞中的升汞是剧毒物质,有机汞中的苯基汞分解较快,毒性不大;甲基汞进入人体很容易被吸收,不易降解,排泄很慢,特别是容易在脑中积累。毒性最大,如水俣病就是由甲基汞中毒造成的。因此,从废水中去除无机汞则是处理这类工业废水的重要环节。

一般来讲,从废水中去除无机汞的方法有硫化物沉淀法、化学凝聚法、活性炭吸附怯、金属还原法、离子交换法和微生物法等。一般偏碱性含汞废水通常采用化学凝聚法或硫化物沉淀法处理。偏酸性的含汞废水可用金属还原法处理。低浓度的含汞废水可用活性炭吸附法、化学凝聚法或活性污泥法处理,有机汞废水较难处理,通常先将有机汞氧化为无机汞,而后进行处理。

然而,仅仅通过描述,大家便可知道,处理这类工业废水所需要的时间和环节,是十分复杂、漫长的。因此,如何快速处理各类工业废水,从而提高工业生产的整体效率,在过去五至十年的时间里,都是一个重要的课题。

在业内人士的心中,高能耗、低效率,已经成为了深度污水处理的魔咒。不过,这样的局面在2018年迎来了转机,由中国广核集团中广核技与清华大学联合研发的,全球最大电子束处理工业废水项目开始建设。他们所研究的这一项目,利用核技术能够高效降解常规手段难以处理的污染物,可实现废水的高标准排放或者中水回用。

电子束搭配传统技术是处理污水的“最佳药方”

“水处理中没有哪种单个技术可以包打天下,电子束技术并不是替代传统水处理技术,而是对传统污水处理技术和工艺的有益补充及升级。”清华大学核能与新能源技术研究院副院长王建龙介绍,在环保标准不断提高的情况下,传统技术很难满足排放要求,电子束处理的有点在于处理效率高、出水水质稳定且设计灵活,可控性能好。

那么,核技术是如何应用于工业废水处理?简单来讲,利用这项技术,电子被加速到很高的速度以后具有很大的能量,照射到水里,能够产生电离辐射,由此引发一系列的反应,分解生成的强氧化物质,与水中的污染物、细菌等相互作用,达到氧化分解和消毒的目的,实现污染物的消除。

而相比之下,只用常规技术,残留的有机物很难被处理掉,而用电子束技术处理就很简单,电子束下的反应时间是0.01秒,所以会比常规水处理高效很多。以2.0兆型设备为例,单台设备处理废水最高可以达到5000吨一天。同时,电子加速器设备的寿命比较长,一般都可以用20年以上,相比其他设备3年、5年频繁地更换,非常方便稳定。

不过,或许就像俗语说的那样,“好事多磨”,这一优秀的项目,它的建设之路注定是坎坷的。2019年底,电子束处理工业废水项目正迎来最终的调试阶段,然而,在此最为关键的时期却遇上了突如其来的新冠肺炎疫情,让调试工作不得不暂缓。为了克服疫情带来的巨大影响,早日实现7台电子加速器联机运行的壮举,中广核达胜党总支书记周肇端亲自挂帅,迅速成立项目党员攻坚队。直到20202月底,7台电子加速器正式进入开机调试,等待着项目团队的是异常艰巨的任务。例如,在设备调试期间,工业废水在处理过程中,污垢容易喷溅在扫描窗上,导致定期需要人工清洗。得知这一问题后,攻坚队队员、项目副总工程师许森飞带领技术团队克服疫情期间交通不便等诸多困难,在24小时之内从江苏达胜公司抵达江门项目现场后,立即针对各项改进点配合工艺一一测试排查。他常常在潮湿的辐照反应器中一待就是几个小时,只为更细致的观察水膜分布情况,寻找喷溅原因。在他的带领下,技术团队通过调整反应器导流板角度,拆除部分风冷装置,成功解决了废水喷溅问题。

同时,许森飞还发现电子束总进水流量一直在变化,且水量昼夜差异较大,导致电子加速器的束流强度跟随水量频繁波动,严重影响了设备的稳定性,这是一个亟待解决的问题。他带领技术团队通过现场调研、集体讨论、原因剖析,终于发现监测点混杂有空气,车间白、夜班产能差异等是导致问题出现的主要原因。攻坚队立即与冠华针织厂的工作人员沟通调整流量计监测位置,并增加监测点进行对比,优化联动控制。最终保证了调节池水位平衡,7台电子加速器稳定联控,整个工艺出水水质稳定。

电子加速器无核素、无辐射 安全性很高

经过3个月的连续试运行,全球最大电子束处理工业废水项目得以顺利投运,这项技术的建设,意味着工业废水治理这个世界性难题正在被我国攻克。然而,这其中还有一个十几亿百姓关注的焦点:这样的核技术究竟安全吗?

对此,来自国际原子能机构的专业人士表示,核技术对印染、造纸、化工、制药等行业的废水处理、水质复杂的工业园区废水处理,以及一些特殊有害物质,如抗生素废水、菌渣等危险废物的无害化处理,都能够起到很好的作用,且被国际原子能机构列为21世纪和平利用原子能的主要研究方向。这一技术的应用并不会产生和排放有毒害副产物,也不会对周边居民的环境与生活造成不良影响。

其实,这项技术安全性很高。一方面,民用核技术(辐射科学和技术)是我国战略性新兴产业,上世纪90年代步入产业化阶段以来,发展速度迅速,年产值已突破3000亿元,年增长率保持在20%左右。目前,辐射科学和技术已广泛应用在工业、农业、医疗、环保、国家安全等领域,取得了良好的经济社会效益。

而回到电子束处理工业废水技术本身,作为一项环境污染治理的高新技术,是我国乃至世界环境污染治理领域的一项重大技术突破,已成为国际上新型环保技术的研究热点和重要发展方向。它使用的是电子加速器,不是放射源,不会产生污染等问题。换句话说,电离辐射技术在处理废水过程中不使用放射性核材料,断电后不产生任何辐射,有利于保护环境。不仅如此,利用这一技术除了可以深度处理印染和造纸工业废水,还可应用于化工、制药等行业废水处理,水质复杂的工业园区废水处理,以及特殊有害物质(如抗生素废水、菌渣)的无害化处理。随着技术的进步,未来还可用于医疗废水废物处理、垃圾焚烧尾气二噁英处理等领域。

结语

激流勇进搏苍穹,千呼万唤使出来。经历过曲折的研发之路,2020年初,中广核电子加速器总工程师俞江表示,该项目通过连续试运行,每天进行水质测试,优化工艺参数,充分发挥电子加速器的运行效率,改善处理效果,水质能达到印染废水排放标准,废水回用比例超过70%。投运后,标志我国在电子束辐照废水处理的技术水平走在世界前列。

事实上,近年来,中国广核集团中广核技不断深耕核技术在各个领域的应用。在环境治理方面,电子束处理特种废物技术应用领域不断拓展,已在印染废水、医疗废水/固废、抗生素菌渣、制药废水、煤化工焦化废水、油气田采出废水、垃圾渗滤液、危废浓液、城镇污水提标等领域建成或正在建设示范项目,助力建设“美丽中国”。在疫情防控方面,电子束杀灭冷链食品外包装新冠病毒项目目前完成了设备的各项验证和现场应用的各项准备工作,已具备现场推广应用条件,可成为国内疫情防控外防输入的“利器”。

2022-10-01,百家号“《中国科技信息》杂志社”首发。