化污泥為神奇,輻射環保應用篇
摘自:核能天地1992年9月號
應用輻射照射所產生的生物及物理化學效應,可以有效的殺菌消毒、分解有機物質、改變溶液特性,實為污染防治的最佳技術。
科學文明的突飛猛進,使人類共享科技的成果,然而,隨之而來的環境污染,卻是現代生活中揮之不去的夢魘。工業的進步、人口的增長,導致垃圾廢棄物的大量產生;都市及工廠廢水的排放,危害了人類及生物的生存空間。
環境工程處理的主要對象是固體、液體及氣體廢棄物,污染的成份包括細菌與濾過性病毒等病原體,有機及重金屬毒物。應用輻射照射所產生的生物及物理化學效應,可以有效的殺菌消毒,分解有機物質,改變溶液特性,實為污染防治的最佳技術。
污染廢水消毒再利用
高能的輻射照射應用於都市廢水及污泥處理時,可以消滅其間的病原體、分解毒物、加速堆肥發酵的過程,並提高廢水再利用的程度。同時污泥亦可安全地使用於農作及園藝作物的栽培,並供為反芻動物的添加飼料。
美國能源部曾經過多年的實驗證明,照射過的污泥再利用時,仍是符合法定的公共衛生標準。亦以照射方式處理回收由淨化飲水所產生數千萬立方公尺的污泥。
水資源的淨化,乃是利用輻射照射並配合傳統的臭氧及沈澱法,以有效的分解原來不易或不能分解(Nondegradable)的有機物,例如酚類(phenols)、脂肪及芳香族(Alidhatic/Aromatic)化合物。同時,藉著輻射與臭氧作用,可以防止水中三鹵甲烷(Trihalomethane,簡稱THM)的產生,以杜絕THM可能誘發人體癌症的顧慮。
在一般廢水處理中,可透過臭氧與照射的協同作用,降低廢水中的總有機礦含量(簡稱TOC);並以輻射和臭氧的相互配合,減低其中難以藉活性污泥分解的本質素、蟻酸(FrmicAcid)、乙二醇(EthyleneGlycol)、偶氮染料(Aro-dye)等。
工業廢物回收運用
而在造紙工業的應用上,以電子束照射用過的油墨及紙漿,可使纖維素由木質素中解離出來,經由此照射前處理過程可使90%的纖維酵素水解成醣類,有利於造紙業中的資源回收利用。
製紙過程中,所產生的木質固態廢料,約有一半(47%)被焚化,另一半(51%)則被當成污泥,為了減輕衍生的廢棄物所造成的環境污染,以輻射照射進行廢棄軟木類物質的前處理,使其更進一步分解成單醣類,如葡萄醣等,亦成功地達成防治污染的效果。
赭石(Ochre)沈積,是指不溶的鐵與錳水合氧化物,由於生物及化學的作用形成沈澱,阻塞了地下水井的濾網孔。清潔公司以具備250~400戈雷照射劑量的輻射管束,通入水井中,可殺死其中的鐵細菌(IronBacteria),並延長一倍以上的水井濾網壽命。
空氣淨化改善環境
都市中日益惡化的空氣品質,早已為人所詬病,科學家發現以電子束照射由電廠及工業煙囪中所排放的氣體,可清除其中的二氧化硫與氮氧化合物,使之轉化為硫及氮的化學肥料,以減少大量的空氣污染。
美國開發完成的電子束清除程序,已應用於日本鋼鐵工業的廢棄處理研究。這個程序是以光化煙霧的反應機制為基礎,以電子射入廢氣中使二氧化硫及氮氧化合物變成懸浮微粒(Aerosol),再用靜電集塵器加以收集。
經由研發結果證實,在一萬戈雷劑量下,90%的二氧化硫及80%的氮氧化合物可經處理後通入氨水(Amonia)變成AmoniaSulfate及AmoniaNitrate之副產品。如果將劑量提高為一萬五千戈雷,則95%的二氧化硫及90%的氮氧化合物均可有效的處理,防止其排入大氣中。美國能源部及一些電子、工業公司均參與應用此程序,皆獲得令人滿意的成果。
輻射照射應用日廣
近年來,由於環保意識高漲,環境保護的法規制定日趨嚴苛,傳統的廢棄物處理方式亦面臨嚴重的考驗。愈來愈多的研究及應用皆證實,輻射照射為一可靠有效的污染防治技術。隨著原子科技的日新月異,輻射正挾其高效能、操作簡易等優勢,意氣風發地走向商業化,為現代科技開拓新的應用領域。