過(guò)去幾天，朋友圈很多朋友都在轉(zhuǎn)發(fā)福島核電站計(jì)劃排放“核廢水”的文章，但我翻了幾轉(zhuǎn)，但都沒(méi)有看到介紹核廢水處理的推文。作為分享污水處理知識(shí)的專欄，小編覺(jué)得有必要寫篇文章了解一下福島核電站是如何處理核事故廢水的。
小編特意云游了東京電力公司的網(wǎng)站，整理了一些信息供各位參考。
圖片福島核廢水是怎么處理的？
東京電力公司的網(wǎng)站提供了日語(yǔ)和英語(yǔ)的兩種語(yǔ)言。由于小編是日語(yǔ)文盲，所以只能通過(guò)其英語(yǔ)網(wǎng)頁(yè)查閱信息。
下圖是該網(wǎng)頁(yè)的截圖：
福島第一核電站的核廢水處理設(shè)備示意圖則如下所示
廢水的來(lái)源
福島核電站的廢水是怎么產(chǎn)生的呢？
十年前的核事故是因?yàn)榉磻?yīng)堆過(guò)熱最終導(dǎo)致堆芯熔毀產(chǎn)生的悲劇，而反應(yīng)堆過(guò)熱的原因是廠區(qū)停電導(dǎo)致冷卻系統(tǒng)停運(yùn)，不能及時(shí)帶走反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱量。
在遭破壞后，為了保持反應(yīng)堆穩(wěn)定，反應(yīng)堆堆芯需要有冷卻水持續(xù)冷卻。這些冷卻水因?yàn)榻佑|了反應(yīng)堆的輻射物質(zhì)，變成了有待處理的廢水，日產(chǎn)量約280m3/天 (2017年 的數(shù)據(jù))。
另一部分廢水來(lái)自地下水的滲透。下雨天會(huì)將降雨轉(zhuǎn)化成地下水，由于地勢(shì)原因，地下水會(huì)滲入反應(yīng)堆內(nèi)成為放射性廢水。這部分的水量約150m3/天。
為了減少滲入反應(yīng)堆的地下水，每天還有約150m3的地下水被泵出。
三者加起來(lái)，每天約有580m3的廢水進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)。
除了處理廢水，東電公司也想設(shè)法減少由地下水滲透產(chǎn)生的廢水。他們的補(bǔ)救措施在地面鋪設(shè)防水層，減少因降雨的滲透，同時(shí)2016年3月開始在事故反應(yīng)堆周圍建造地下凍土屏障，再打井抽出地下水。但也有觀點(diǎn)(日本原子力規(guī)制委員)認(rèn)為，這樣做的效果也有限，只能減緩因地下水滲透產(chǎn)生的排放。
系統(tǒng)細(xì)節(jié)
福島的廢水處理系統(tǒng)不是一次過(guò)建成的，相反有些摸著石頭過(guò)河的意思，因?yàn)槲覀內(nèi)祟愒诖酥皼](méi)有經(jīng)歷類似的事故，所以小編想用時(shí)間軸的方式來(lái)整理這套處理系統(tǒng)的演變歷程。
2011年3月，福島核電站發(fā)生爆發(fā)事故。
2011年5月，日本當(dāng)局開始用”contaminated water”來(lái)描述些高濃度放射性廢水。
2011年6月，東電開始運(yùn)行美國(guó)kurion公司的銫吸附裝置以及veolia的areva去污裝置(kurion后被veolia收購(gòu))。kurion的系統(tǒng)有4條平行線，處理能力為600m3/天。
2011年8月，第二套除銫系統(tǒng)投入運(yùn)行，使用的是東芝toshiba的sarry系統(tǒng)。sarry有兩條平行線，處理能力為1200m3/天。
三個(gè)系統(tǒng)的流程圖如下：
廢水經(jīng)過(guò)銫吸附處理后，進(jìn)入反滲透單元，然后轉(zhuǎn)移到臨時(shí)儲(chǔ)存罐。
2012年10月，日本宣布alps系統(tǒng)完成研發(fā)。但是研發(fā)出來(lái)不等于馬上能用。
2013年3月25日，日本原子力規(guī)制委員會(huì)才批準(zhǔn)試運(yùn)行。alps共有3個(gè)系統(tǒng)，每個(gè)平行線能處理250噸污染水，總處理能力為750m3/天。試運(yùn)行從4月開始，只啟動(dòng)其中一個(gè)系統(tǒng)，但只到6月就發(fā)生儲(chǔ)水罐被腐蝕漏水的問(wèn)題。他們花了一個(gè)月才找到原因，并在隨后3個(gè)月內(nèi)對(duì)3個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行修補(bǔ)，直到2013年9月alps系統(tǒng)才算正式投產(chǎn)。
廢水經(jīng)過(guò)除銫除鍶和反滲透除鹽淡化后，會(huì)有三個(gè)去向：其中有約280m3的水會(huì)回到注水箱，作為冷卻反應(yīng)堆的循環(huán)冷卻水；剩下的則進(jìn)入alps單元或者移動(dòng)除鍶單元，經(jīng)處理的出水最后貯存在儲(chǔ)存罐中。
下圖是東京電力公司對(duì)核電站在2013-2015年間儲(chǔ)存廢水的類型做的統(tǒng)計(jì)。如圖所示，在建了alps系統(tǒng)和移動(dòng)處理設(shè)備之后，核電站的廢水處理能力逐步提升，并在2015年5月底對(duì)所有此前只經(jīng)反滲透處理的濃縮液完成了進(jìn)一步的深度處理。
去不掉的氚
如果東電提供的數(shù)據(jù)可靠，那么alps系統(tǒng)其實(shí)已經(jīng)相當(dāng)厲害了。但可惜，它再厲害，也搞不定一種叫氚的東西。
什么是氚 (chuān) ？
氚(tritium)是氫(hydrogen)的同位素，但它比氫多了兩個(gè)種子。如果你學(xué)過(guò)中學(xué)化學(xué)，你就應(yīng)該知道兩者具有幾乎相同的化學(xué)性質(zhì)。目前還沒(méi)有商用方法將它跟水進(jìn)行分離，籠統(tǒng)地說(shuō)，這是因?yàn)殡八?hto)也是“水”（這不是小編說(shuō)的，是國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)iaea說(shuō)的）。
同年9月，日本經(jīng)濟(jì)、外貿(mào)和工業(yè)部(ministry of economy, trade and industry of japan)還選出了美國(guó)的kurion、俄羅斯原子能國(guó)有公司rosatam的子公司rosrao、加拿大的ge-hitachi核能源公司來(lái)承建一個(gè)去氚示范項(xiàng)目。不過(guò)后邊沒(méi)有后續(xù)新聞了，這里小編只能猜測(cè)是三家公司提供的方案或者數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)評(píng)估后都不能滿足實(shí)際應(yīng)用的要求，所以就不了了之了。
來(lái)源：jiei創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室
