放射性廢水中包含大量的不同放射性核素，如鉻-51、鈷-60、錳-54、錳-56、銣-88、鍶-90、碘-131、銫-134、銫-137等。目前，比較成熟有效的放射性廢水處理方法主要包括鋁硅化合物的離子交換法、有機(jī)材料樹(shù)脂、無(wú)機(jī)材料多價(jià)金屬磷酸鹽、普魯士藍(lán)類(lèi)化合物、多價(jià)金屬(過(guò)渡金屬)的氧化物及氫氧化物。

鋁硅化合物

最早應(yīng)用于放射性廢水處理的無(wú)機(jī)材料是以沸石、粘土為代表的鋁硅化合物。

沸石是硅氧四面體或鋁氧四面體，四面體以硅或鋁原子為中心，四周包圍4個(gè)氧原子，硅氧或鋁氧四面體通過(guò)連接四面體頂點(diǎn)的氧原子組成單元環(huán)、雙元環(huán)或多元環(huán)，從而形成具有三維空間結(jié)構(gòu)的結(jié)晶多面體。因?yàn)殇X氧四面體中帶有一個(gè)負(fù)電荷，為保持電中性，四面體附近需要一個(gè)金屬陽(yáng)離子來(lái)抵消，因此可用來(lái)做離子交換劑。

硅鋁酸鹽對(duì)放射性廢水中銫和鍶有良好的選擇性，交換銫-137的沸石可用作放射源使。但硅鋁酸鹽這類(lèi)無(wú)機(jī)離子交換劑受溶液酸度和鹽度的影響大，只適合在低酸和低鹽度的放射性廢水中測(cè)量。

新型多孔材料

多孔材料是一種由孔泡和相互連接的孔壁組成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)材料，其孔隙率大、比表面積大、熱導(dǎo)率小、相對(duì)密度小。三維多孔材料結(jié)構(gòu)特殊，對(duì)放射性廢水離子的交換容量大，后處理方便，因而在廢水處理方面有非常好的效果。

多孔陶瓷是以剛玉砂、碳化硅、堇青石等優(yōu)質(zhì)原料為主料，經(jīng)過(guò)成型和特殊高溫?zé)Y(jié)工藝制備的一種具有高開(kāi)口氣孔率的多孔性陶瓷材料，具有耐高溫高壓、抗酸堿和有機(jī)介質(zhì)腐蝕、孔結(jié)構(gòu)可控、開(kāi)口孔隙率高、使用壽命長(zhǎng)、再生性能好等優(yōu)點(diǎn)，其作為三維開(kāi)架多孔材料，在廢水處理方面具有很大的發(fā)展?jié)撃堋?/p>

多價(jià)金屬磷酸鹽

磷酸鹽系列陽(yáng)離子交換劑耐高溫、耐輻射、耐氧化劑，且原料易得、制備技術(shù)簡(jiǎn)單，離子交換性能好。

磷酸鋯是多價(jià)金屬磷酸鹽的突出代表，其交換容量大，可與大多數(shù)金屬陽(yáng)離子發(fā)生交換作用，具有較高的離子選擇性，在動(dòng)態(tài)和靜態(tài)離子交換實(shí)驗(yàn)中也具有良好的穩(wěn)定性。但磷酸鋯在酸性、高鹽量的高放廢水中交換容量比較低，在中性或堿性反應(yīng)堆循環(huán)水中水解損失磷酸根的現(xiàn)象也十分嚴(yán)重。

有機(jī)離子交換樹(shù)脂

在有機(jī)離子交換體系中，用離子交換樹(shù)脂的廢水處理技術(shù)相對(duì)比較成熟，且有多年的應(yīng)用歷史。但有機(jī)離子交換樹(shù)脂的耐輻射和高溫能力差，在固化過(guò)程中容易形成空穴而導(dǎo)致廢液浸出，分解產(chǎn)物不便于后續(xù)處理，對(duì)含機(jī)油的溶液交換能力低，影響了廢水處理效果。

普魯士藍(lán)類(lèi)化合物

用普魯士藍(lán)類(lèi)化合物作為離子交換劑是研究放射性廢水處理的一大熱點(diǎn)，其既具有無(wú)機(jī)電活性，又具有沸石特性，在水溶液中能夠很快與堿金屬離子發(fā)生交換。普魯士藍(lán)化合物在酸性、高含鹽量介質(zhì)中具有足夠的機(jī)械穩(wěn)定性和良好水力學(xué)性能，對(duì)銫離子有較強(qiáng)的結(jié)合能力。但普魯士藍(lán)本身粒徑小，容易聚集，后續(xù)回收困難。

多價(jià)金屬(過(guò)渡金屬)的氧化物和氫氧化物

多價(jià)金屬的氫氧化物和水合氧化物這兩類(lèi)物質(zhì)大多具有兩性交換能力，其離子交換原理包括兩部分。一部分是體系中的有毒有害金屬離子與多價(jià)水合氧化物和氫氧化物表面的耦合氫離子相交換，另一部分是金屬離子與多價(jià)水合氧化物和氫氧化物結(jié)構(gòu)中半徑較大的一價(jià)或二價(jià)陽(yáng)離子相交換。

利用二氧化錳，尤其是改性后的二氧化錳對(duì)含鈷、鉻、銅、鉛等重金屬離子的廢水做了大量研究，但是這類(lèi)化合物受酸度、鹽度影響較大，技術(shù)改進(jìn)較困難。

在放射性“三廢”中，放射性廢水需要重點(diǎn)解決，同時(shí)也面臨著較多的技術(shù)挑戰(zhàn)。因此，必須對(duì)放射性廢水進(jìn)行認(rèn)真的處理和妥善的處置，嚴(yán)格控制放射性廢水的任意排放。