Các giải pháp xử lý chất thải nhiễm phóng xạ

Chất thải chứa phóng xạ tồn tại lâu dài trong môi trường được tìm thấy rộng rãi trong các hoạt động công nghiệp và nghiên cứu trong ứng dụng y tế, nông nghiệp. Từng quá trình sản xuất đều ít nhiều phát sinh nhiều chất thải phóng xạ, điều này phải được quản lý một cách cẩn thận, nhất là tìm kiếm các phương pháp xử lý chất thải ở nhiều dạng khác nhau.

Cách xử lý chất thải phóng xạ

Xử lý chất lỏng hữu cơ phóng xạ

• Thiêu đốt: oxy hóa chất lỏng ở nhiệt độ cao tạo ra sản phẩm cuối cùng như CO2, H2O, SO2, NO và HCl. Cần thiết bị kiểm soát với bụi, SO2, NOx cùng nhiều sản phẩm từ quá trình đốt cháy không hoàn toàn để kiểm soát khí thải ô nhiễm.
• Oxy hóa ướt: chuyên xử lý chất thải chứa nhựa trao đổi ion, chất thải xenluloza,… thông qua sử dụng chất oxy hóa như hydroen peroxide, natri persulfate, ozone, fenton. Quá trình xử lý tương tự như thiêu đốt với lợi thế diễn ra ở nhiệt độ thấp.
• Phân hủy bằng axit: sử dụng axit nitric để phân hủy chất thải hữu cơ thành chất vô cơ hoặc cố định chúng trong thủy tinh, gốm.
• Chưng cất: chuyên dùng để loại bỏ chất thải dung môi với quy trình đơn giản, tiết kiệm chi phí bằng cách tái chế, tái sử dụng chất thải.

Xử lý nước thải ô nhiễm phóng xạ

• Một số quy trình phổ biến để xử lý nước thải nhiễm chất phóng xạ như trao đổi ion, hấp phụ, kết tủa hóa học, công nghệ màng làm sạch chất thải đầu ra.
• Đối với kết tủa hóa học: phương pháp xử lý nguồn thải ô nhiễm ở mức độ thấp/trung bình với kỹ thuật linh hoạt, chi phí đầu tư – vận hành tương đối thấp. Trước khi kết tủa cần tiến hành giai đoạn tiền xử lý như oxy hóa, phân hủy, điều chỉnh pH,…
• Đối với trao đổi/hấp phụ ion: bao gồm việc thay thế cation/anion của chất rắn không hòa tan. Việc trao đổi ion mang tính chọn lọc, có thể được tái sinh và thu hồi hàm lượng chất thải phóng xạ lớn. Chất trao đổi ion thường dùng gồm đất sét, zeolite, than đá,…
• Bay hơi: cô đặc hoặc loại bỏ muối, kim loại nặng hoặc vật liệu độc hại ra khỏi nước thải.

Xử lý chất thải rắn

• Khử nhiễm: chủ yếu các giai đoạn rửa, làm nóng, tác động hóa học, điện hóa, làm sạch cơ học để loại bỏ chất thải. Quá trình này bao gồm các quá trình như hóa học, điện hóa và cơ học.
• Nén: giảm khối lượng chất thải phóng xạ.

Công nghệ điện hóa xử lý chất thải phóng xạ

Công nghệ này xảy ra bằng cách chuyển hóa hoặc tiêu hủy điện hóa chất thải hữu cơ/vô cơ với nhiều ưu điểm khác nhau. Quá trình này có khả năng loại bỏ nhiều chất hữu cơ thành CO2 và H2O. Đối với chất vô cơ như kim loại có thể được xử lý bằng cách di chuyển điện để phân ly hợp chất thành ion. Nếu ion tích điện âm sẽ di chuyển về phía cực dương, nếu điện tích dương thì chúng di chuyển về phía cực âm.

Trong trường hợp này, việc xử lý bằng điện là giải pháp hóa lý với lợi thế dễ vận hành, hiệu quả để khử kim loại nặng (Pb, Hg, Cd, Ni, Cu, Zn, Cr), hỗn hợp chất hữu cơ, hợp chất nổ, hydrocacbon (xăng, dầu, benzen, toluen, etyl benzen và xylen), PCB, chất phóng xạ (Cs, Sr, Co, Ur). Ngoài ra, người ta còn kết hợp quá trình hấp phụ cùng tái sinh điện hóa để phá hủy 95% chất phóng xạ.

Đồng thời, quá trình oxy hóa điện hóa trung gian bằng cách phá hủy thành phần hữu cơ và hòa tan vật liệu phóng xạ. Chất oxy hóa có tác dụng phá hủy hợp chất như Ag, Ce, Co, Fe,… trong nitric hoặc axit sunfuric. Nhiều sản phẩm phụ hình thành hoặc khí thoát ra (CO, CO2) cùng lượng nhỏ H2, Cl2 ở các điện cực. Sau khi xử lý điện hóa, chất hấp phụ tái sinh được tái sử dụng, chu trình này được lặp đi lặp lại nhiều lần.