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Como as águas residuais nucleares de Fukushima são tratadas?
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O central nuclear de Fukushima Daiichi do Tepco continua à água fresca no combustível nuclear derretido produzido no acidente nuclear de março de 2011, produzindo a água contaminada diária com concentrações altas de material radioativo. Além, a água contaminada com concentração alta de substâncias radioativas prendidas na planta de reator será misturada igualmente com a água subterrânea e a água da chuva que fluem na planta para produzir a água mais contaminada.

 

Desde 2011 a agora, o central nuclear de Fukushima Daiichi refinou as substâncias radioativas contidas na água contaminada causada pelo acidente através das facilidades do tratamento de esgotos (que incluem CUMES do equipamento da remoção do polyuclide, etc.). A água após o tratamento dos CUMES e o tratamento do estrôncio é armazenada no tanque de armazenamento na planta. Além, há 1.073 tanques de armazenamento na planta. Em maio 18,2023, lá eram 1.033 CUMES trataram os tanques de armazenamento da água, 27 que o estrôncio tratou os tanques de armazenamento da água, 12 plantas de dessanilização do seawater (RO) trataram a água e 1 salmoura concentrada, com um total de aproximadamente 1,334 milhões de toneladas.

 

Processo do tratamento de esgotos: Após refrigerando a água do núcleo de reator é misturada com o seawater, óleo pesado próximo e o óleo da turbina é misturado dentro, transformando a água de esgoto no líquido dos resíduos radioativos que contém o óleo e o sal. Entre eles, o césio 134 e o césio 137 têm a radioatividade forte do γ e a concentração extremamente alta de radioatividade, assim que o líquido do desperdício deve ser tratado primeiramente para assegurar a segurança da radiação do pessoal.

 

A água de esgoto passa primeiramente através do primeiro grupo de dispositivo da adsorção do césio (dispositivo da separação da óleo-água + dispositivo da adsorção + dispositivo da sedimentação da floculação, 600 toneladas/dia 2 séries), e do segundo grupo de dispositivo da adsorção do césio (adsorção da pre-filtragem + do césio + dispositivo médio da filtragem, 1200 toneladas/dia 1 série). Então após a dessanilização da concentração da membrana do RO da osmose reversa e do dispositivo da filtragem e para transferir o vário radionuclide à água concentrada, líquida de volta ao tanque condensado do reator, dessalinizando a água concentrada através do dispositivo móvel (600 toneladas/dia, 1920 toneladas/dia), do dispositivo concentrado RO do tratamento da água (500-900 toneladas de dias, cristalização da evaporação), dos três CUMES do equipamento da remoção do polynuclide (uma série existente de 250 toneladas/dia 3/melhorada 250 toneladas/dia 3 séries toneladas de 50 toneladas/elevado desempenho 500/dia) após armazenado temporariamente no tanque de água do tratamento dos CUMES e no tanque de água do tratamento do estrôncio.

 

O equipamento da remoção de Polynuclide (CUMES) é curto para (sistema de processamento líquido avançado), principal processo da adsorção da utilização, com tratamento seletivo da adsorção de íons do radionuclide, coloides. Depois que a remoção do césio 137, o césio 134 e o tratamento da dessanilização, o sal de ferro e o carbonato foram adicionados em duas etapas para o coprecipitation (pré-tratamento) para remover os componentes das águas residuais que podem afetar o efeito da adsorção. A co-precipitação de sal de ferro remove principalmente o radionuclide do α, cobalto 60, manganês 54, e a co-precipitação do carbonato remove o cálcio e o magnésio. A lama produzida pelo coprecipitation de sal de ferro e pelo coprecipitation do carbonato é concentrada e descarregada no tanque de armazenamento de HIC para o armazenamento centralizado.

 

          Os CUMES que preprocessing o equipamento

①Equipamento do tratamento da co-precipitação de sal de ferro:

Processo da adição da droga: após ter adicionado o hypochlorite de sódio e o cloreto férrico, adicione a soda cáustica para produzir o hidróxido do ferro para ajustar o valor de PH, e adicione então o polímero como um floculante; o componente principal do agente: hidróxido do ferro (Ⅲ)

②Equipamento do tratamento do coprecipitation do carbonato:

Processo da adição da droga: adicione o carbonato de sódio e a soda cáustica ao tanque de sedimentação para produzir o carbonato divalent do metal; os componentes principais do agente: o carbonato de cálcio, o carbonato do magnésio, e a relação do carbonato de cálcio ao carbonato do magnésio na lama da precipitação são aproximadamente 3/5.

Porque a lama tem partículas menores do que o adsorvente, é difícil remover a água da lama uma vez que é armazenada em HIC. A lama é concentrada durante o processo do pré-tratamento para reduzir a quantidade de água antes de carregá-la no HIC

O que outras tecnologias do tratamento para águas residuais nucleares são resumidas neste papel:

 

1, o método químico da precipitação

 

            A precipitação química é um método do precipitant da co-precipitação com uma quantidade de traço de radionuclides nas águas residuais. O hidróxido, o carbonato, o fosfato e outros compostos do radionuclide nas águas residuais são na maior parte insolúveis, assim que pode ser removido no tratamento. A finalidade do tratamento químico é transferir e concentrar os radionuclides em volumes pequenos de lama, de modo que as águas residuais depositadas tenham pouca radioatividade, para encontrar o padrão da descarga.

A vantagem deste método é o baixo custo, bom efeito da remoção do radionuclide do log, pode tratar aqueles componentes não-radioativos e seu fluxo do concentração e o considerável das águas residuais, o uso de facilidades do tratamento e a tecnologia têm a experiência bastante madura.

Presentemente, o sal de sal de ferro, de alumínio, o fosfato, a soda e outros precipants são os mais de uso geral. A fim promover o processo da condensação, adicione coagulantes, tais como a argila, o silicone ativo, o eletrólito do polímero, o césio etc., rutênio, iodo e outros radionuclides que são difíceis de remover devem ser removidos por precipants químicos especiais, tais como o césio, que pode ser precipitado com ferrocyanide do ferro e ferrocyanide de cobre. Alguns povos usam o xanogenate insolúvel do amido para tratar a metal-contenção de águas residuais radioativas, o efeito do tratamento são boa, aplicabilidade larga, rate> radioativo 90% da remoção, são um desempenho excelente do floculante da troca iônica, no tratamento das águas residuais porque não há nenhum sulfureto residual, assim que é mais apropriado para o tratamento de águas residuais.

 

2, e o método da troca iônica

 

Muitos radionuclides estão em um estado iônico na água, águas residuais especialmente radioativas após a precipitação química, devido à remoção do suspendido e os radionuclides coloidais, o resto são quase nuclides ionizados, mais de que são os cations. E os radionuclides existem no traço na água, assim que são apropriados para o tratamento da troca iônica, e a troca iônica pode trabalhar eficazmente por muito tempo na ausência da interferência não-radioativa do íon. A maioria de resinas da troca de cation têm a capacidade alta da remoção e a grande capacidade de troca para o estrôncio radioativo; a resina fenólico de Yang pode eficazmente remover o césio radioativo, a grande resina porosa de Yang não pode somente remover os cations radioativos, mas igualmente remover o zircônio, o nióbio, o cobalto e o rutênio sob a forma do complexo com a adsorção. Contudo, este método tem uma fraqueza fatal. Quando o índice do radionuclide ou de íons não-radioativos no líquido do desperdício é alto, a cama da resina logo penetrará e falhará, e a resina que trata geralmente águas residuais radioativas não é regenerada, assim que o efeito é substituída uma vez imediatamente.

O método da troca iônica adota a resina da troca iônica, que é apropriada para o líquido do desperdício com baixo índice de sal. Quando o índice de sal é mais alto, o custo de usar a resina da troca iônica é mais alto do que o processo seletivo. Esta é principalmente baixa resina da seletividade tem uma grande associação para radionuclides. Na purificação de águas residuais radioativas, o método do eletrodiálise pode aumentar a eficiência da utilização do processo da troca iônica.

 

3. Método da adsorção

 

           O método da adsorção é um método eficaz para remover os íons do metal pesado na água por substâncias contínuas porosas. A técnica chave do método da adsorção é a escolha do adsorvente. Os adsorventes de uso geral são carbono ativado, zeolite, caulim, bentonite, argila e assim por diante. Entre eles, o zeolite é baixo, seguro e fácil de obter. Comparado com outros adsorventes inorgánicos, o zeolite tem a maior capacidade da adsorção e o melhor efeito da purificação. A capacidade da purificação de zeolite é até 10 vezes do que outros adsorventes inorgánicos, assim que é um agente muito competitivo do tratamento da água. É usado frequentemente como um adsorvente no processo do tratamento da água, e tem o papel do cambista do íon e do agente do filtro.

O carbono ativado tem uma capacidade forte da adsorção, taxa alta da remoção, mas a eficiência da regeneração do carbono ativado é baixa, o tratamento da qualidade de água é difícil cumprir as exigências da reutilização, o preço é cara, a aplicação é limitada. Nos últimos anos, os vários materiais de adsorvente com capacidade da adsorção foram desenvolvidos gradualmente. Os estudos relevantes mostraram que esse chitosano e seus derivados são os bons adsorventes para íons do metal pesado. Após o ligamento transversal da resina do chitosano, pode ser reutilizado por muitas vezes, e a capacidade da adsorção não é reduzida significativamente. O segravite alterado para tratar águas residuais do metal pesado tem uma boa capacidade da adsorção para o Co e o AG, e o índice do metal pesado nas águas residuais tratadas é significativamente mais baixo do que o padrão detalhado da descarga da água de esgoto.

 

4. Evaporação e enriquecimento

 

           O método de concentração evaporativo tem o fator de concentração alta e o coeficiente da purificação, que é usado na maior parte para o tratamento do meio e o nível elevado de águas residuais radioativas. O método da evaporação trabalha enviando águas residuais radioativas em uma unidade da evaporação e introduzindo o vapor de aquecimento para evaporar a água no vapor de água, quando o radionuclide permanecer na água. A água condensada formada durante o processo da evaporação é descarregada ou reutilizada, e o líquido concentrado é curado mais. O método de concentração evaporativo não é apropriado para tratar as águas residuais que contêm nuclides temporários e a espuma fácil; consumo de calor elevado e custo de operação alto; e as ameaças potenciais tais como a corrosão, a escamação e a explosão devem ser consideradas no projeto e na operação. A fim melhorar a taxa de utilização do vapor e reduzir os custos de operação, os países não pouparam nenhum esforço no desenvolvimento de evaporadores novos, tais como o evaporador da compressão do vapor, evaporador do filme, evaporador do vácuo e outros evaporadores novos conseguiram resultados notáveis.

 

5, a tecnologia da separação de membrana

 

           A tecnologia da membrana é um método mais eficiente, mais econômico e seguro tratar águas residuais radioativas. Porque a tecnologia da separação de membrana tem as características da boa qualidade de água, nenhuma mudança de fase, consumo de baixa energia e assim por diante, a tecnologia da membrana foi estudada ativamente.

As tecnologias da membrana usadas em no exterior principalmente para incluir: microfiltration, ultrafiltration, nanofiltration, filtragem solúvel em água da polímero-membrana, osmose reversa (RO), eletrodiálise, destilação da membrana, troca iônica eletroquímica, membrana líquida, membrana do papel da separação de membrana da filtragem da adsorção da ferrite e da troca de aníon e outros métodos.

 

6, o método de tratamento biológico

 

           Os tratamentos biológicos incluem a fitoterapia e métodos microbiológicos. Phytopremediation é uma tecnologia in situ nova do tratamento que use a combinação de plantas verdes e de seus micro-organismos nativos do rhizosphere para remover os poluentes do ambiente.

De acordo com os resultados de pesquisa existentes, os tipos aplicáveis de tecnologia biológica da remediação incluem principalmente a tecnologia construída do pantanal, tecnologia da filtragem do rhizosphere, tecnologia da extração da planta, planta que cura a tecnologia e a tecnologia da evaporação da planta. Os resultados mostram que quase todo o urânio na água pode ser enriquecido nas raizes das plantas.

O tratamento microbiano de baixas águas residuais radioativas é um processo novo desenvolvido nos anos 60. Há alguns estudos em remover o urânio das águas residuais radioativas no país e no estrangeiro, mas a maioria deles estão na fase experimental da pesquisa presentemente.

Com o desenvolvimento da biotecnologia e o estudo mais adicional do mecanismo da interação entre micro-organismos e metais, os povos realizam gradualmente que o uso dos micro-organismos controlar a poluição radioativa das águas residuais é um método muito prometedor. Usando as bactérias microbianas como o agente biológico do tratamento para absorver e recuperar radionuclides tais como o urânio na solução aquosa com a eficiência elevada, o baixo custo, o menos consumo de energia, e nenhuns poluentes secundários. Consequentemente, a redução dos resíduos radioativos pode ser conseguida e criado condições favoráveis para a regeneração ou a eliminação geological dos nuclides.

 

7, e o método magnético-molecular

 

O Electric Power Research Institute Mag-americano (EPRI) desenvolveu o método da Toupeira-sugestão do mag para reduzir a produção de resíduos radioativos tais como o estrôncio, o césio e o cobalto. Este método é baseado em uma proteína chamada ferritin, alterado usando moléculas magnéticas para ligar seletivamente o poluente, removido da solução com um ímã, e o metal encadernado é recuperado então através de uma cama de filtro magnética do remoinho. O Ferritin (Fer-ritin) é uma proteína multifuncional do multisubunit ubíquo nos organismos. Esta proteína tem a resistência ácida diluída (pH <2>

 

8, método de cura inerte

 

           Penn State University e Savannah River National Laboratory desenvolveram um método novo para processar determinados líquidos de baixo grau dos resíduos radioativos em corpos solidificados para a eliminação segura. Este processo novo usa a baixa temperatura (<90 C="">

 

9, zero tecnologias da parede da reação da lixívia do ferro do preço

 

           A parede da reação de Perfiltration (barreira reativa permeável, PRB) é um método novo usado in situ para remover os componentes contaminados da água subterrânea contaminada em países desenvolvidos em Europa e no Estados Unidos. PRB é instalado geralmente na área aquífera subterrânea, perpendicular ao sentido do fluxo da água subterrânea. Quando as passagens poluídas do fluxo da água subterrânea através da parede da reação sob a ação de seu próprio inclinação hidráulico, os poluentes tiverem o exame e a reação química com os materiais da reação na parede e são removidas, para conseguir a finalidade da remediação da poluição.

É uma técnica de reparo passiva que raramente exija a manutenção manual e tenha um custo muito baixo. Como um ramo importante da tecnologia de PRB, a tecnologia de Fe0- PRB foi estudada e desenvolvida em muitos países e muitos aspectos do tratamento da poluição da água subterrânea, e conseguiu resultados de gratificação na pesquisa do mecanismo da reação, a estrutura e a instalação de PRB, e a pesquisa de materiais ativos novos. Os eruditos chineses começaram a estudar a tecnologia ativa da parede da lixívia representada pelo ferro do zero-preço para a restauração (tratamento) de águas residuais radioativas das pedras salientes de urânio, e a pesquisa conseguiu alguns resultados.

 

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