輻照技術

通過穿透性射線進行消毒的技術

輻照是藉助鈷-60所產生的高能量、強穿透性的伽馬射線,來提供消毒滅菌、抑制或促進生長、改變物質性狀等相關技術。它的最大特點是能在常溫常壓下,對已包裝好的產品直接進行非常徹底的殺菌而不必拆封!

基本介紹


輻照技術,是利用射線與物質間的作用,電離和激發產生的活化原子與活化分子,使之與物質發生一系列物理、化學、與生物化學變化,導致物質的降解、聚合、交聯、併發生改性。這樣一來,就為採用常規處理方法難以去除的某些污染物提供了新的凈化途徑。
例如:
(1)用輻照法處理生活污水和工業廢水
在放射線的照射下,水分子會生成一系列具有很強活性的輻解產物,如OH、H、H2O2等。這些產物與廢(污)水中的有機物發生反應,可以使它們分解或改性。該法可明顯消除城市污水中的TOCBODCOD、並滅活污水中的病原體。用輻照法照射偶氮染料和蒽醌染料廢水,可完全脫色,TOC去除率可達到80%~90%。COD去除率達到65%~80%。又如,木質素廢水在充氧條件下用γ—射線輻照,很容易被降解。
據研究報導,輻照技術也可有效地處理洗滌劑、有機汞農藥、增塑劑、亞硝胺類、氯酚類等有害有機物質。將輻照技術與普通廢水處理技術(如凝聚法、活性炭吸附法、臭氧活性污泥法等)聯用,具有協同效應,可提高處理效果。在與活性炭法聯用時,在炭吸附了有機物后,藉助γ—射線輻照,可使活性炭再生,對其連續使用十分有利。我國從80年代後期還開展了進一步的研究工作,例如對飲用水的輻射消毒,有機染料廢水、焦化廠廢水的輻射處理等,都取得良好效果。
(2)用γ—射線輻照處理固體廢物
在固體廢物的處理處置中,廢塑料由於其難降解,始終是一個棘手的問題。例如聚四氟乙烯,由於生化法無法分解,機械破碎困難,兼之在高溫處理時產生大量有毒的氟化物,造成難於處置的局面。
日本曾利用γ—射線輻照與加熱聯用方法,再以機械破碎后,得到分子量不同的聚四氟乙烯蠟狀粉末,可作為優良的潤滑劑和添加劑。氯化聚乙烯在使用時會放出百倍的氯乙烯,,因而被某些國家禁止使用。但它在經一定劑量γ—射線照射后,即不再產生氯乙烯蠟狀粉末,可作為優良的潤滑劑和添加劑。
氯化聚乙烯在使用時會放出有害的氯乙烯,因而被某些國家禁止使用,但它在經一定劑量γ—射線照射后,即不產生氯乙烯,從而使用面可以推廣。
又如,纖維素是城市廢物與農業廢物的主要成分,日本曾用輻照法處理木屑、廢紙、稻草等,通過糖化與發酵而得到酒精;美國則採用對這類纖維素用加酸后輻照處理的方法得到葡萄糖,其回收率高達56%。腐敗的食物在經輻照處理后可作為動物的飼料。
污泥中含有大量的能量與生物價值,是優良的農田肥料和土壤改良劑。但由於含有大量病原體而不能直接利用。堆肥化、熱消毒或化學處理等方法的消毒效果均不十分徹底與穩定。用γ—射線或電子束輻照,解決了上述問題,是一種很有前途的方法。德國、美國已建造了每天處理量達1500噸污泥的輻照處理設備。我國曾對醫院廢物的輻射消毒進行較深入的研究,並計劃建立實用性裝置。
(3)用電子束處理廢氣
大氣中的SOx與NOx是主要的污染物。用通常的方法,例如以石灰噴霧法脫硫,用酸、鹼吸收或催化還原法去除NOx等,絕大多數遇到成本過高或裝置複雜的困難。
應用電子束照射的方法,則不僅能降低運行難度和費用,而且由於在乾燥條件下使用,不產生二次廢水。日本原子力研究所曾用兩台電子加速器作為照射源,在80℃下,加氨照射,輔以靜電除塵來去除生成的硫酸銨硝酸銨,可同時去除SOx與NOx。該法已經在進行商業化運轉。