1、研究领域与学科建设

（1）放射性废液处理技术：系列化成套技术及装备，可实现核设施液态流出物的放射性（除氚外）近零排放和放射性固体废物最小化。

（2）膜材料及膜技术研究：疏水膜、纳滤膜、离子交换膜材料及相关技术和装备

（3）吸附材料研究：对放射性核素具有高度选择性的吸附材料

（4）放射性气体净化技术：核空气净化及工艺气体处理技术，核级高效空气过滤器及性能检测技术和装置。

（5）放射性固体废物处理技术：水泥固化技术，湿法氧化技术。

（6）核技术在环境治理中的应用：电离辐照技术处理难降解有毒有机污染物及工业废水。

（7）其它环境技术：工业废水脱盐技术，环境生物技术，室内空气净化技术，重金属和放射性核素污染环境的生物治理。

 

2、科研项目

研究室承担了多项国家级等项目，包括国家乏燃料后处理科研专项、国家能源局项目、国防科工局核三废专项、国家重点研发计划、国家自然基金项目等。

★ 低放废液处理技术研究（标准化设计研究）

★ 低放废液处理技术研究

★ 核事故放射性废水应急处理技术及工艺研究

★ 高盐份条件下低放废水深度净化机理与方法研究

★ 用于退役过程中高含盐放射性废液处理的疏水膜的研发

★ 有机溶剂蒸残液湿法催化氧化处理技术研究

★ 污染扩散区低浓度核素环境修复技术研究

★ 海上放射性事件跟踪监测与应急处置技术和装备研究

★ 车载移动式医疗污水辐照处理一体化装置

★ 电子束辐照技术处理煤化工废水研究

★ 电子束辐照深度处理典型抗生素制药废水的研究

★ 电离辐照调控铁钴双活性位催化剂活化过硫酸盐降解水中抗生素的研究

 

3、实验设施与装备

环境技术研究室拥有水处理实验室、膜技术实验室、吸附技术实验室、放射性固体废物处理实验室、钴源实验室、放射性气体净化实验室等，总建筑面积1450平方米。

研究室配备有多种国际最新型号的先进仪器设备，如电感耦合等离子体质谱ICP-MS、高压液相色谱HPLC、离子色谱、原子吸收光谱、荧光激发-放射矩阵EEM仪、气相色谱、、伽马谱仪等先进分析仪器。此外，配备有自行研制的放射性废液移动处理装置、膜组件测试平台、膜系统测试平台、吸附材料测试平台、半工业规模膜材料制备装置、吸附材料制备平台、钠焰法高效过滤器效率检测装置、钠焰法高效滤料效率检测台、放射性废物水泥固化线等。

钴源实验室于1988年建成，设计装源量为5万居里。主要从事辐射化学相关的研究，在辐射废水处理方面开展了大量研究，是国内唯一一个国家原子能机构颁发的电子束环境应用核技术示范中心。

放射性废液处理装置	放射性吸附材料生产线
核电站废气净化冷却装置	电子加速器及用于废水处理的辐照反应器

 

4、学术成果（文章、奖励）

主要获奖

2023年北京市技术发明一等奖，“电子束辐照处理废水的关键技术、装备及应用”

2019年北京市科学技术进步奖一等奖，“新型放射性废液处理技术及装置”

2018年中国核能行业协会科学技术奖一等奖，“新型放射性废液处理技术及装置”

2018年中国专利优秀奖

2018年北京市科学技术二等奖

2016年中国专利优秀奖

2014年北京市科学技术进步奖二等奖。

学术论文

研究室每年发表学术论文30篇左右。

Wang, S.Z., Wang, J.L., Tian, Y., et al. Electron beam radiation coupled to the reverse osmosis membrane process for advanced treatment of coking wastewater. ACS ES&T Engineering, 2024. Doi.org/10.1021/acsestengg.3c00471

Wang, S.Z., Wang, J.L., Ionizing radiation-assisted in-situ synthesis of nitrogen-doped graphene oxide-supported nano Fe3O4 for PMS activation to degrade emerging pollutants. Radiation Physics and Chemistry, 2024, 214: 111312.

Chu, L.B., Wang, J.L., Degradation of antibiotics in activated sludge by ionizing radiation: Effect of adsorption affinity of antibiotics. Chemical Engineering Journal, 2023, 468: 143821.

Zhang, H. and X. Zhao, Enhanced Anti-Wetting Methods of Hydrophobic Membrane for Membrane Distillation. Advanced Science 2023. 10(23).

Zhu, C., X. Zhang, F. Li, R. Yang, and X. Zhao, Effects of acid acceptor and pH on the structure and filtration performance of nanofiltration membrane. Journal of Industrial and Engineering Chemistry 2023.

Zhu, C., Zhang, X., Li, F., Yang, R. & Zhao, X. 2023 Effects of Porogen PEG and Pore Structure of PVDF Substrates on the Permeability-Selectivity Trade-off of TFC-NF Membranes. Industrial & Engineering Chemistry Research 62(21), 8385-8395.

Jia, Z., F. Li, X. Zhang, and X. Zhao, Effects of cation exchange membrane properties on the separation of salt from high-salt organic wastewater by electrodialysis. Chemical Engineering Journal 2023. 475.

Chu, L.B., Wang, J.L. Treatment of oil-field produced wastewater by electron beam technology: Demulsification, disinfection and oil removal. Journal of Cleaner Production, 2022, 378: 134532.

Wang, J.L., Wang, S.Z., Chen, C.H., et al. Treatment of hospital wastewater by electron beam technology: removal of COD, pathogenic bacteria and viruses. Chemosphere, 2022, 308: 136265.

Wang, S.Z., Wang, J.L., Chen, C.H., et al. First full-scale application of electron beam technology for treating dyeing wastewater (30,000 m3/d) in China. Radiation Physics and Chemistry, 2022, 196: 110136.

 

主要研究成果

（1）放射性废液处理技术及装备

放射性废液处理技术相关的研究工作涵盖了基础研究到工程应用的整个环节，研发了具有自主知识产权的关键技术、关键材料与设备，形成了新型放射性废液处理的系列化成套集成技术，在多个核设施进行了工程示范，使放射性去污效率有量级或者几个量级的提升，同时在降低二次废物产生量，减少投资和运行费用等方面取得了满意的效果，为核设施和核电厂放射性废液处理提供了先进的技术手段。相关成果获2019年度北京市科学技术进步奖一等奖，2018年度中国核能行业协会科技进步一等奖。新型放射性废液处理成套系列集成系统采用模块化设计，根据源项特征进行选择性配置，可实现核电厂液态放射性流出物（除氚外）近零排放和放射性固体废物最小化，可以服务于核电厂、核设施退役、国家核应急等重大技术需求。

研究中，1）全面系统地构建了膜法处理放射性废液的技术体系，创新性地提出了以电驱膜为核心的精处理模式，能够实现核设施液态流出物放射性（除氚外）“近零”排放；研制了精处理核心设备，通过了核工业的产品鉴定；首次在我国核电厂核岛厂房建立了膜分离技术处理放射性废液的示范工程，为放射性废液深度净化提供了新的手段。2）研发了一系列对放射性核素（Sr、Co、Cs、Ag）具有高度选择性的吸附材料，可以从高盐量的放射性废液中高效地去除目标核素离子，建立了吸附材料工业生产线，所制备的吸附材料应用于多个核设施，为核电厂运行、核事故应急、核设施退役等提供支撑。3）研发了多款膜材料，例如对核素/硼截留具有高截留率的反渗透膜，用于核素/硼分离的反渗透膜，去除胶体态核素的截留与吸附耦合膜，用于膜蒸馏的疏水膜，用于单价/多价盐分离的纳滤膜、用于有机物/盐分离的离子交换膜等。相关膜材料不仅可以用于放射性废液处理，也可以用于工业废水处理。

新型放射性废液处理技术及装置（OSFLRW工艺）研发历程
放射性废液装置（移动式）	放射性废液处理精处理工程膜堆
中空纤维膜的电镜照片	中空纤维膜的制备

 

（2）核空气净化和工艺气体处理

开展了核空气净化方面基础理论与工程应用方面的研究，研制了中国首台核级高效空气过滤器，形成了一系列核空气净化和过滤器性能检测相关的技术和装置，例如：列入国家标准的钠焰法和准单分散计数法及系列检测装置，中国首台核级除雾器及其性能检测装置，用于乏燃料运输的放射性废气净化装置，放射性惰性气体滞留技术及其装备，用于放射性惰性气体滞留的国产活性炭等，相关成果在核电厂应用，为后续VVER机型相关系统设计提供技术参数，获得多项省部级和核能行业奖励。

研制了中国首台套口罩密合性检测系统，装备于北京医疗器械检验中心和广州医疗器械检验中心，服务于抗击SARS疫情。

核级高效过滤材料效率检测装置	口罩密合性检测装置
高效过滤器性能检测装置

 

(3）电离辐照治理环境污染技术

研究了利用电离辐照技术对多种工业废水中典型污染物，如多环芳烃、抗生素等难降解有毒有机污染物的辐照降解特性和机理，开发出电离辐照深度处理印染废水和抗生素菌渣无害化处理技术，并成功实现了工业化应用。

2012年10月，在江苏连云港开展了我国首例采用自屏蔽电子加速器处理含氰废水的中试试验；2016年10月，在浙江京华建立了我国首个电子束辐照深度处理印染工业废水的示范工程（2000 m3/d）；2018年5月，清华大学牵头制定了“电子束处理印染和造纸工业废水技术规范”（T/CNS 8—2018）；2020年6月，在广东省江门市建设了日处理量3万吨的电子束处理印染废水项目，是全球最大规模的同类处理工程，标志着我国电子束辐照处理工业废水技术走到了世界前列，迈进了大规模商业化应用阶段，为我国难降解工业废水的深度处理提供了新技术。2023年3月，在河北唐山建立了国内第一个电子束辐照深度处理焦化废水的工程项目。

电子束辐照技术为国内难处理工业废水的深度处理提供了新的选择。未来的研究聚焦于进一步发掘电子束辐照技术在环保领域的应用潜能。

国际原子能官网专题报道电子束辐照深度处理印染废水（广东江门项目）

（4）放射性废物高效水泥固化研究

针对核电站和核设施产生的废树脂和有机废液等难处理的水泥固化开展研究，研发出特种水泥高效固化配方，应用于核电站和核设施。在国家自然科学基金等课题的支持下不断探索固化机理，从理论上指导放射性废树脂及有机相水泥固化配方优化。编制了《医疗、工业、农业、研究和教学中产生的放射性废物管理》核安全导则，用于指导我国放射性废物管理实践。

 

5、团队成员

赵璇	zhxinet@tsinghua.edu.cn	团队负责人
陈 灿	chencan@tsinghua.edu.cn
陈小彤	xiaotongchen@tsinghua.edu.cn
初里冰	chulibing@tsinghua.edu.cn
成徐州	chengxz@tsinghua.edu.cn
何仕均	heshj@tsinghua.edu.cn
江锋	jf601@tsinghua.edu.cn
李俊峰	lijunfeng@tsinghua.edu.cn
李福志	li-fz@tsinghua.edu.cn
王建龙	wangjl@tsinghua.edu.cn
王诗宗	wsz2016@tsinghua.edu.cn
吴玉龙	wylong@tsinghua.edu.cn
吴金玲	jinlingwu@tsinghua.edu.cn
尉继英	weijiying@tsinghua.edu.cn
喻国策	yugc@tsinghua.edu.cn
张 猛	zhangmeng@tsinghua.edu.cn
张 薛	zhangxue@tsinghua.edu.cn
张振中	zhangzz@tsinghua.edu.cn

 

 

 

更新时间：2024-04