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许多放射性核素在水中呈离子状态，特别是经过化学沉淀处理后的放射性废水，由于除去了悬浮的和胶体的放射性核素，剩下的几乎是呈离子状态的核素，其中大多数是阳离子;且放射性核素在水中是微量乃至痕量存在的，因而很适合利用离子交换法来进行处理.目前，离子交换法广泛应用于核工业放射性废水处理中.具有离子交换与吸附能力的物质种类很多，可分为无机和有机两种，前者如天然物质海绿砂或合成沸石，后者如磺化煤和树脂.目前实际放射性废水的离子交换处理中，大多数都是采用有机离子交换树脂。
离子交换法对所处理的水质要求较为严格，采用离子交换法处理的放射性废水应满足以下水质要求:待处理废水中悬浮固体含量要低，因为悬浮固体会覆盖离子交换剂表面而影响交换过程;废水中溶解总固体含量要低，因为非放射性的溶解态离子会与放射性离子形成竞争吸附;废水中有机污染物含量要低.离子交换树脂需要具有耐辐照的特性.离子交换法对主要裂变产物137Cs、90Sr等具有较高的交换能力和选择性，在水中溶胀小，在较大的pH范围内稳定等优点.当前离子交换法研究的主要方向，一是合成适用于处理放射性废水的树脂，以获得交换容量大、洗脱率高、抗辐射降解能力强的树脂;二是使离子交换设备小型化、系列化，并向生产装置连续化、操作自动化发展，以降低投资、减少占地、简化管理。
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