十、环境污染辐射处理.ppt

* 第十章 环境污染的辐射处理 污染物的辐射处理 指利用γ射线或高能电子等对环境中的污染物进行照射，促使被照射物发生变性、化学分解、氧化作用及生物消毒而达到去毒除污的目的 。 污染物辐射处理的优点： ①高能射线对燃烧的废气、污水、污泥等固体废物处理，特别是生化法、焚烧法、化学法等难以处理的污染物具有重要意义；应用范围广泛； ②辐射处理不会向焚烧、弃海那样产生二次污染，能耗低； ③对污泥进行完全消毒时，辐射与氧、臭氧、氯、碘或加热同时使用时，能产生“协同”效应，其效果不是相加，而是能达到相乘的效果。 辐射处理方法的缺点 一次投资费用高，但从长期来看却较为合理。 例如1MeV电子加速器对污泥处理费用为16元/M3，它的含固量（溶液中可溶性固体和悬浮固体的总量）为5%，即每吨干燥污泥的处理费用为330元；而用焚烧法处理每吨需1000元；如果采用氯气消毒或废水处理，虽然价格便宜，但氯气处理后余氯可能与水中的氨和有机污染物生成有毒的氯胺、氯仿、氯酚等，容易造成二次污染。 第一节 生活污水及工业废水辐照处理 一、辐射氧化作用 废水经辐照过程，通过产生氧化、还原、分解、凝聚等化学反应而直接减轻了毒性或使有害物质容易除去。 废气中NO降解的原理是电子束能量被气体中的氮、氧、水和二氧化碳等主要成分吸收，形成离子和激发分子，在离子和激发分子向基态跃迁过程中产生自由基，这些自由基使NO氧化成硝酸，达到辐照降解的目的。 苯酚废水分解是在氧存在下照射使较高浓度的苯酚以链式反应被分解，而在高剂量率且pH值小于３时，苯酚生成黄白色粉末状聚合物沉淀。 多氯联苯（PCB）在电气及涂料工业上广泛应用，辐照对碱性醇溶液PCB的脱氯反应，发现辐照对高浓度PCB效果很好，产物是联苯和氯，而氯最后生成NaCl析出。 二、辐照脱色作用 印染废水中有机污染物组分复杂且含量高、色度深、碱性大、水质变化大，是公认的难处理的工业废水之一，采用射线对废水进行辐照处理，只要染料是水溶性几乎都可脱色，对偶氮染料水溶液，2.0 kGy就能完全使废水脱色，若把辐照与氧化（加次氯酸）结合起来，则脱色的效果更为明显，并能用于处理那些用单纯的辐照法或单一氧化法难以处理的染料废水。 三、辐照使污染物改性 污染物经辐照后可改变原有性状，由原来水溶性的变为沉淀物，由细菌难以分解变为细菌易分解而达到去污的目的。 水俣病患者 水俣病发病原因 “自杀猫”与水俣病 日本熊本县水俣湾，那里海产丰富，水俣镇等地有5万左右的居民，靠山吃山，靠水吃水。1956年，水俣湾附近却发现了一种怪病。这种病症最初出现在猫身上，被称为“猫舞蹈症”。病猫步态不稳，抽搐、麻痹，甚至跳海死去，被称为“自杀猫”。 这种“怪病”日后成为轰动世界的“水俣病”，元凶是含汞的工业废水排放污染造成的，当汞在水中被水生物食用后，会转化成 甲基汞（CH3HgCl）。这种物质导致“水俣病”，通过活化分析可知道汞含量。 水俣病的有机汞经过照射后可变为无机汞，有机汞是水溶的，可以沉淀物析出。 酚类经照射后产生有机物自由基，最后变成二聚体而析出。 芳香族化合物的自由基主要是H·和OH·，但是在废物中加入少量铁离子，并使溶液呈弱碱性，在辐照后发生交联与氧化铁一起沉淀就很容易被除去。 四、辐照杀菌 生活污水与工业废水中含有大量致病性细菌及病毒，采用辐照方法能有效地消灭它们，辐照灭菌原理将在第八章中重点论述。 第二节 污泥的辐照处理 目前污泥处置方式是土地利用、卫生填埋、焚烧、填海、厌氧消化、农用、热解、熔融、制烧建材等 。 西欧以填埋为主，美、英以农用为主，日本焚烧率全球第一，污泥处理后再农用是一条重要的途径。我国目前污泥尚无稳定合理的出路，主要以农肥的形式用于农业，但城市和工业污泥内又含有大量的病菌、病毒、寄生虫卵等病原体，以及重金属、有毒物质等。 辐射处理污泥方便、快速，可较彻底地杀灭污泥中的病源物、虫卵等，在作物上施用可实现污泥农用的卫生化要求，风干的污泥可商品化直接施用于花卉、树木、草坪及高速公路绿化带等观赏植物，可实现污泥处置的无害化再利用。 辐射处理污泥优点：①能杀死污泥中的微生物，消毒效果比热处理可靠；②能防止污泥中的杂草种子发芽，但不影响正常种子的发芽；③不破坏污泥中的有机氮化物，因此不会产生难闻的臭味；④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；⑤节省能源；⑥不增加污泥的体积，设备简单，操作方便。 第三节 燃烧废气的辐照处