作为我们中国环保人为了“绿水青山“那真是八仙过海什么手段都用上了。

近日，热搜榜上有一条（核工业”黑科技“处理城镇污水）的消息冲上新闻热搜榜。

那肯定会有朋友说，核技术处理污水是不是太”夸张“了？那我告诉你一个更疯狂的消息，这个技术并不是空想，是已经项目落地的事实。

不过呢也请大家放心，肯定不是说要用核弹轰炸污水的意思。请放心~

这里讲的核技术是利用被加速的电子束流照射被处理的对象，使其发生常规方法难以引发的物理化学生物学反应，从而达到净化物质的目的。这种技术叫做电子束辐照技术

01那什么是电子束缚照技术？它的优势又是什么呢？

电子束缚照技术其原理就是利用电子加速器来产生的高能电子束瞬间照射污水，让污水的水分子分解成强氧化物质与各类有机污染物发生作用，实现氧化分解和消毒灭菌。

经电子束深度处理后，污水的化学需氧量(COD)可大幅降低，同时可促进有机磷和有机氮的转化，整体指标稳定达标排放。

与传统处理方法相比，电子束辐照技术占地面积小，使用方便，不产生污泥等二次污染，杀菌效果显著。其核心设备电子加速器使用寿命长，一般在20年以上，比其他加工设备更方便、更稳定。

在核辐射安全方面，电子束辐照技术虽然属于核技术，但并不使用放射性核素。

废水经电子束辐照处理后，无放射性，不会产生和排放有毒副产物，不会对周围居民的环境和生活造成不良影响。不仅如此，核心设备电子加速器是通过电源控制开关的，断电后不产生任何辐射。

电子束辐照技术有着广泛的应用。包括:饮用水、生产和生活污水及污泥的消毒；印染废水脱色、除臭、除臭；污水中有机污染物的降解；工业废水中高分子物质的辐照聚合处理:污泥胶体脱稳，脱水性和过滤性增加；杀菌除垢、活性炭原位再生等。

特别是对于一般技术难以处理和降解的有毒物质。电子束辐照技术在技术上和经济上都是可行的。

综上所述，电子束辐照技术安全、绿色、高效、稳定，具有适应性广、反应速度快、降解能力强、处理效率高、使用成本低等优点。

02电子‍束对城镇污水污染物的影响

电子束辐照对氨氮的影响

电子束辐照能在一定程度上去除污水中的氨氮，辐照去除污水中的氨氮主要是由于氧化作用。

起初氨氮含量下降很快，可能是因为低剂量促进了微生物的新陈代谢，利用水中的氮源合成蛋白质，导致氨氮含量下降。

但随着辐照剂量的增加，微生物损伤加强，以致全部灭绝，失去处理氨氮的能力。当辐照剂量大于5 kGy时，氨氮含量呈线性下降，这主要是由于电子束辐解水产生的活性粒子的作用。

可见，电子束辐照可以在一定程度上去除废水中的氨氮。经过辐照处理后，废水中的氨氮含量明显降低，并且随着剂量的增加，其含量逐渐降低。当辐照剂量达到120 kGy时，去除率达到47.8%。但考虑到成本因素，最好与其他处理方法相结合，实现低成本的污水处理。

电子束辐照对污水COD的影响

辐照污水中COD的去除主要是由于电子束与污水中的水分子和污染物相互作用产生的eaq-、H、OH等活性自由基的间接作用。

结果表明，随着辐照剂量的增加，COD含量呈下降趋势，并开始迅速下降。但当投加量达到20 kGy时，COD含量变化平缓，去除率达到63.5%。

因此，水中有机污染物的去除并没有随着辐照剂量的增加而发生明显的变化，单一的辐照方法并不能很好的去除水中的污染物。辐照方法与其他方法结合会产生良好的协同效应，有助于污染物的进一步去除。

电子束辐照对pH值的影响

污水的pH值从7到7.2不等，接近中性。随着剂量的增加，pH值变化不大，几乎是一条水平直线。可见辐照对污水的pH值没有影响。

电子束辐照对大肠菌群的影响

电子束辐射主要通过间接效应及通过水分解产生羟基自由基·OH，氢自由基·H和水合电子eaq-而起作用，这3种粒子具有很强的活性，能够对细胞核病毒中核酸、蛋白质和其他分子产生各种损伤。

研究表明，城市污水采用辐射杀菌效果明显、稳定可靠，而且不受其他条件的限制，只要控制好照射剂量就可以达到所需要的杀菌目的。

值得一提的是，当剂量达到4 kGy时，能达到城市污水排放的一级A标准。

03电子‍束辐照技术在污水处理中的应用？

目前，污水处理方面的主要有以下5个应用方向：

形容词（的缩写）降解有毒、有害和难降解的有机污染物，将难降解的化合物转化为容易被生物或化学氧化的形式；b、去除污水中的无机重金属离子；c、消毒灭菌；d .结合其他传统技术处理工业废水；e .污水中固体成分(污泥)的辐照处理。

1.电子束辐照降解有机物

我国作为纺织工业大国，印染废水的排放量常年居高不下，废水中还含有多种难降解有机物，对环境造成了极大的危害。

有研究人员从一家纺织厂提取印染废水样本，用电子束辐照进行研究。研究发现，当辐照时间相同时，随着辐照剂量的增加，印染废水的COD去除率也会增加。当辐照剂量为14kGy，辐照印染废水5秒时，废水中COD的去除率可达15%以上。

国外应用电子束辐照技术去除污水中有机物主要集中在辐照降解含氯有机物。研究了电子束辐照对四氯乙烯和四氯乙烷的去除效果。结果表明:

饮用水中四氯乙烷的去除效果最好，在5 kGy辐照剂量下可去除98%。然而，对于污水处理厂的二级出水，高达8.3kGy的辐照剂量只能去除95%的四氯乙烷。

饮用水中四氯乙烯的去除效果优于处理厂进水:5 kGy辐照剂量的去除率达到99.9%，而8.3 kGy辐照剂量只能去除处理厂进水中96%的四氯乙烯。同时还发现自由基消耗剂的存在会降低四氯乙烷和四氯乙烯的去除率。

2.电子束辐照降解无机物

电子束辐照技术可以去除污水中的无机污染物。去除过程以还原反应为主，在低氧含量条件下可有效增加还原性物质的产量。

一些研究者研究了用电子束辐照处理含Pb2+和Hg2+的废水。结果表明，在水合电子和辐照产生的氢原子的作用下，金属离子会被还原成一价金属，从溶液中析出。

Hg2+容易去除Pb2+。质量浓度为0.001 mg/L的Hg2+在3 kGy辐射剂量下可以完全去除，而相同质量浓度的Pb2+在40 kGy辐射剂量下只能去除96%。

值得一提的是，用乙醇消除水中的OH，可以有效防止沉淀的金属被重新氧化。

3.电子束辐照消毒灭菌

污水中含有大量细菌，会传播疾病。需要充分处理后才能作为生产生活用水。传统的消毒方法，如液氯和二氧化氯，可以杀死细菌，并引入其他有害物质。

因为细菌是由有机化合物组成的，电子束辐照可以有效地灭活细菌。研究了不同电子束辐照剂量对城市污水中细菌的影响。结果表明:

电子束辐照对杀灭污水中的大肠杆菌有显著效果。当辐照剂量为2 kGy时，细菌数量可减少2个数量级，当辐照剂量增加到4 kGy时，细菌数量可减少3个数量级。

据了解，美国、韩国、奥地利、挪威等国家都在应用电子束辐照技术对城市污水或饮用水进行消毒。特别是巴西在1996年开始研究用电子束辐照技术进行处理。

巴西原子能研究所也建成了电子束辐照加速器演示装置，主要用于生活污水的灭菌和工业废水中污染物的去除，取得了良好的效果。

总之，电子束辐照能有效降低细菌数量，尤其是总大肠菌群数量在电子束辐照后会下降到安全水平。

4.电子束辐照技术与其他工艺相结合。

通过其他技术处理的水的电子束辐照将极大地优化处理过程。一些研究者将电子束辐照技术与传统技术中的生物处理技术相结合来处理废水。先用生物处理技术去除废水中的部分污染物，再用电子束辐照去除剩余的难降解有机污染物。

结果表明，在20kGy的辐照剂量下，粗格栅进出水中有机物的去除率达到99%。细格栅出水可去除99%的有机物，只需10 kGy辐照剂量。最后，流出物只需要5 kGy的辐照剂量。

因为辐照剂量和穿透力是限制电子束辐照的主要因素，彻底清除污染物需要大量的能量。一些研究人员采用臭氧+电子束和臭氧+生化方案处理地下污水。

结果表明，两种工艺都能达到废水处理的目的，臭氧+生化工艺比前者更节能，更经济。而臭氧+电子束处理技术具有废水一步处理无污泥的优势。

5.电子束辐照处理废水中的污泥

传统的生物和化学处理方法在杀菌方面可以达到一定的效果，但是污泥中的一些有机物和一些有毒污染物不能很好的分解，特别是对于一些不可生物降解的物质。

在堆肥、高温处理、好氧或厌氧消化过程中，臭气会不断排出，影响周围环境，污泥中的氮源会被极大破坏，导致污泥肥力下降，影响污泥的后续资源化利用。

经电子束辐照处理的污泥不仅在致病菌数量上能达到相应的标准，而且某些有机污染物的含量也有所降低。同时会分解大量有毒物质或将非生物降解物质转化为生物降解物质。污泥在处理过程中的特性也会发生一定程度的变化，如脱水效果的提高等。，清洁快速的辐照技术还能有效减少处理过程中产生的恶臭和臭气污染。

研究表明，作为污染物降解的对象，16种多环芳烃的含量随着辐照剂量的增加而降低，在5 kGy辐照剂量下，16种多环芳烃的降解率达到90%。

04电子‍束辐照技术在国内的应用情况如何？

由于电子束辐照技术高效、清洁、无二次污染，且能处理有毒、有害、难降解的污染物，国外对其研究已久，并大规模应用于污水处理行业。近年来，我国对该技术的探索不断深入，并逐步应用于污水处理。

2020年6月，由中广核核核技术发展有限公司(以下简称中广核)负责建设的世界最大工业废水电子束处理项目在广东江门市新会区华冠针织厂建成投产。该项目实现了7台电子加速器在线运行，日处理废水能力达3万吨。

根据项目运行数据计算，华冠针织厂引进电子束技术，一方面后端工业RO膜的使用寿命至少提高了50%；另一方面提高了膜浓水的可生化性，每年至少节约1000万元。

2020年11月，我国首个电子束辐照医疗污水处理示范工程在湖北省十堰市西苑医院投入运行。

项目运行后，经第三方检测，电子束辐照组合工艺处理的医疗废水优于国家传染病医院排放标准，对病毒去除效果明显，其中甲型肝炎病毒和星状病毒去除率100%，粪大肠菌群数小于/L，可实现医疗废水中抗生素的完全降解，出水水质符合《医疗机构水污染物排放标准》。

该项目的成功建成标志着我国电子束辐照处理医疗废水技术达到国际领先水平。

2020年12月，工业和信息化部、科技部、生态环境部联合发布2020年第52号公告，中广核旗下中广核盛达科技有限公司申报的“电子束辐照难降解工业废水处理设备”正式入选《国家鼓励发展的重大环保技术和装备目录(2020年版)》。

2022年3月，中国首个电子束处理化工园区废水示范工程在山东省菏泽市开建。中广核将建设全球最大的在线处理制药废水单体项目，拥有8台电子加速器，日处理制药废水4万吨。

项目建成后，可显著改善工业园区的水环境质量，进一步减少当地对鱼窝河和南四湖的污染物排放。

2022年6月，中广核中标全国首个电子束处理城市污水示范工程，标志着中广核与清华大学自主研发的电子束处理技术在应用领域取得新突破。

中标项目位于四川省成都市温江区，日处理能力10000 m3/d，原设计出水水质为《四川省岷江、沱江流域水污染物排放标准》(DB51/2311-2016)中“工业园区集中污水处理厂”标准[其余未列出(DB51/2311-2016)]。表1中的污染物指标符合

采用电子束技术处理特殊废弃物升级达标后，出水主要水质指标满足《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)ⅲ类水域标准要求，其余指标满足《四川省岷江、沱江流域水污染排放标准》(DB51/2311-2016)城镇污水处理厂排放标准。

最后必须说明的是，虽然电子束辐照技术的应用和产业化得到了国家和市场的支持，但我们也必须客观地认识到，任何技术都有其局限性和不足之处。

因此，为了降低污水处理的能耗，节约成本，提高处理效果，一般需要将电子束辐照技术与其他工艺相结合，取长补短。

比如高能电子束对固体/液体的穿透能力有限，所以需要严格的预处理，如粉碎、稀释、均质等。，要求对污泥等固体废物进行辐照前，以充分发挥电子束辐照的

资料来源：中国环境报，中广核核技术发展股份有限公司

陈建平,张会杰,米正辉,白杨. 加速器电子束辐照技术在污水处理中的应用[J]. 张玉宝,梁宏斌,斯琴图雅,王强. 电子束辐照对城市污水中污染物含量的影响[J].