除了核電，民用核技術還有哪些？電子束處理工業廢水已產業化

除了核電、核武器之外，核技術還有更廣闊卻不為人所熟知的“用武之地”。如果將核能與核動力喻為核領域的“重工業”，同位素與輻照技術等非動力核技術就是該領域的“輕工業”。目前，中國首創、世界領先的電子束處理工業廢水技術已在浙江落地，首次實現產業化。該技術未來還可用於醫療廢水廢物處理、垃圾焚燒尾氣二噁英的處理等領域。

11月21日，“中國非動力核技術第一股”中廣核核技術發展股份有限公司（下稱中廣核技，000881。SZ）與清華大學在浙江金華舉行的釋出會上聯合宣佈：“中國首創、世界領先”的電子束處理工業廢水技術已拿到科技成果鑑定證書，正式完成由中國核能行業協會組織的科技成果鑑定。

國內首個電子束處理工業廢水示範專案

作為處理難降解廢水的一種重要解決手段，電子束輻照技術被國際原子能機構（IAEA）列為21世紀和平利用原子能的主要研究方向。

所謂電子束輻照技術，是指利用被加速的電子束流轟擊或照射被處理物件，使其發生在常規方法下難以引發的物理化學及生物學反應，從而達到提高產品效能、淨化物質等目的。相比於傳統廢水處理方法，電子束輻照技術的長處在於處理難降解有機廢水、抗生素廢水、含致病菌廢水等。

今年3月，中廣核技在浙江省金華市浦江縣恆昌集團建成了國內首座電子束輻照處理印染廢水示範專案。該專案所在的印染企業每天產生印染廢水6000-9000立方米，原有環保設施採用傳統的生物處理工藝，末端經臭氧脫色後間接排放至市政汙水管網。示範工程建成後，廢水經生物處理後再採用電子束輻照深度處理，設計規模為2000立方米/天。

印染廢水具有汙染物濃度高、種類多、含有毒有害成分及色度高等特點，利用加速後的電子束流對汙水進行輻照，可以使水中的汙染物發生分解或降解、有害微生物發生變性等，從而達到消毒淨化廢水的目的。

據介紹，基於半年多的穩定執行，該示範專案處理效果顯著：出水COD在60mg/L以內，色度10倍以下，不返色，無二次汙染，出水水質穩定，達到直排標準。

澎湃新聞（www。thepaper。cn）在示範專案現場看到，與用原工藝處理的水樣相比，以電子束輻照深度處理後的工業廢水脫色更明顯，加速器廠房內採用了一臺臥式電子加速器，單套裝置佔地約200平米。據現場工作人員介紹，廢水在束下停留時間僅約0。01秒。

原水樣（經過生物處理後） 澎湃新聞記者 楊漾 圖

輻照處理後的水樣 澎湃新聞記者 楊漾 圖

原工藝處理後水樣與輻照處理後水樣對比 澎湃新聞記者 楊漾 圖

水處理電子加速器 澎湃新聞記者 楊漾 圖

“這也是目前國際上唯一在執行的同類裝置。在經濟性方面，電子束處理工業廢水技術具有很強的市場競爭力。”中廣核技董事長張劍鋒稱，透過與傳統的物化、生物、膜處理等工藝有機結合，電子束技術可以形成技術可行、經濟成本合理的解決方案。隨著電子束處理工業廢水技術臻於成熟，已具備大規模產業化應用的條件。

示範工程工藝流程圖。中廣核技供圖

據澎湃新聞了解，一個電子束輻照處理單元包括加速器、土建、遮蔽等工程，投資約650萬元（最大日處理能力5000 立方米/天，投資約1300元/立方米）。

據張劍鋒介紹，以浦江的示範工程為例，企業的原處理工藝是在生化處理後，出水採用混凝沉澱加臭氧氧化，只能達到接入城市汙水處理廠的納管標準。現在採用電子束輻照加混凝沉澱處理工藝，出水水質能夠達到直接排放標準要求。如實現直接排放，與原工藝相比較，每噸廢水處理費用可節省約1。4元。按每天處理10000噸計算，裝置每年執行350天，一年可節約490萬元左右。同時，印染廢水經過電子束輻照深度處理後，能實現部分回用。

“水處理中沒有哪種單個技術可以包打天下，電子束技術並不是替代傳統水處理技術，而是對傳統汙水處理技術和工藝的有益補充及升級。”清華大學核能與新能源技術研究院副院長王建龍解釋稱，之所以要將傳統工藝與電子束技術相結合，是基於平衡技術可行性和經濟可行性的考慮。在環保標準不斷提高的情況下，傳統技術很難滿足排放要求，電子束處理的有點在於處理效率高、出水水質穩定且設計靈活，可控效能好。

廢水經過輻照處理後是否有放射性？

除了經濟性之外，安全性是電離輻射技術用於實際廢水處理過程中最受關注的問題。電子束處理工業廢水技術屬於核技術應用範疇，設施周圍有放射性嗎？安全性如何保障？廢水經過輻照處理後是否會產生放射性？

王建龍稱，電子束處理工業廢水是否有放射性，可分為兩個問題。首先是處理設施，也即電子加速器是否會產生輻射。由於不使用放射性核素，電子加速器透過電源控制開啟和關閉，斷電後不產生任何輻射。執行過程中產生的電離輻射，只需要10cm的混凝土結構就可以完全遮蔽。另外，電子加速器的安全聯鎖設計，可及時、快速斷電，實施保護措施。

此外，電子束輻射裝置在全球範圍內的工業生產、科學研究中已廣泛應用，有現行的防護和執行法規，且擁有成熟的經驗可供借鑑。電子束處理工業廢水技術在處理廢水的過程中，不會產生和排放有毒害副產物，不會對周邊居民的環境與生活造成不良影響。

至於廢水經輻照後的安全性，王建龍解釋道，要使物質產生放射性，必須有一個能量閾值。高能電子束只能作用於外存電子，而作用不到原子核，所以不會產生感生放射性（感生放射性是指原本穩定的材料因為接受了特殊的輻射而產生的放射性。）“廢水中的基本元素包括氫、氮、氧、碳、硫等，要產生感生放射性，輻射源的能量至少大於10MeV，而目前電子束輻照中使用的輻射源能量僅為1到2MeV。因此廢水經過電子束處理後的出水是安全的。”

嚴苛環保標準催生市場需求

2017年10月16日，中國核能行業協會在北京組織了由9名院士和5位國內相關領域專家出席的鑑定委員會，對電子束處理工業廢水技術進行了科技成果鑑定會。

11月21日，科技成果鑑定委員會專家陳殿華受中國核能行業協會委託，在釋出會上宣讀了電子束處理工業廢水技術科技成果鑑定結論：該技術成果實現了電子束處理工業廢水技術的自主創新，達到了國際領先水平，具有廣闊的推廣前景，將產生重要的環境、經濟和社會效益。

電子束處理工業廢水技術科技成果鑑定委員會專家陳殿華教授宣讀鑑定結論。中廣核技供圖

鑑定委員會認為，電子束處理工業廢水技術中的水處理專用電子加速器、輻照反應器整體裝置以及電子束處理工業廢水工藝技術，屬於國內首創，突破了當前難降解廢水處理的技術瓶頸，一旦實現大規模產業化，可大幅度提高中國工業廢水治理水平。該技術結合生物技術深度處理工業廢水工藝，成本更低，淨化程度更高，可實現廢水的高標準排放或者中水回用。而且，針對難降解有機物質具有其他技術難以比擬的優勢，有望解決難降解廢水處理“世界性難題”。

王建龍稱，實驗研究證明，該技術廣泛適用於印染、造紙、化工、製藥等各行業廢水處理，以及水質複雜的工業園區廢水處理，並可用於醫療廢棄物、抗生素菌渣等特殊危險廢物的無害化處理。隨著技術改進和綜合解決方案的研發，未來還可應用於汙水中無機重金屬離子的去除，以及固體汙泥、工業廢氣、環境突發應急、醫用汙水、廢渣處理等領域。

國內趨於嚴苛的環保標準，為工業廢水治理提出了新要求，也催生了龐大的市場需求。以2014年中國工業廢水排放量205。3億噸計算，每天排放超過5600萬噸，每套電子束輻照裝置處理能力5000噸/天，按照5%的工業廢水採用電子束輻照技術處理計算，需要電子束輻照裝置600套，對應市場規模近100億元。

據瞭解，中廣核技已陸續開展電子束輻照技術研究、廢水處理工藝革新、關鍵裝備製造、技術規範編制等相關工作。

釋出會上，中廣核技還與清華大學正式簽署《電子束及環境技術產業化合作協議》，雙方將聯合成立“電子束及環境技術應用聯合研究中心”，共同推動中國電子束技術在環境保護領域的基礎研究和產業化推廣等相關工作。中廣核技還與恆昌集團就印染廢水處理簽署合作協議，標誌著中國電子束技術首次實現真正意義上的產業化應用。

張劍鋒表示，清華大學擁有電子束輻射及其他環保技術的基礎研究優勢，中廣核技擁有完整的以電子加速器為核心的核技術應用高階產業鏈，有產業化優勢。此次雙方進一步加深合作，將建立高新環保技術創新平臺和科技成果產業化基地，有望加快科技成果轉化和應用，提升中國環境汙染治理水平。