关于核电厂工艺废水处理的问题探讨与改进分析
摘要
关键词
核电厂;工艺废水;改进分析
正文
一、目前存在的问题
(一)Ag110胶体不易去除
核电站生产过程中,常会产生Ag110胶质。它是一种以胶态的形态存在于废水中,用除盐设备难以除去,只有用小孔滤网才能除去。通过对原有的过滤材料进行工艺改进,使其孔径从5微米改为1微米,能很好的解决Ag110的去除问题。
(二)工艺废水中含有少量的废树脂及其它难溶物
为了清除废水中的不可溶性成分,避免污水长期积累,电厂利用定期清理工艺废水罐。通过定期的清理,可以有效地降低罐底部的可溶性残渣,而不会对附着在罐壁上的高密度残渣产生影响。同时,工作人员还发现,尽管以前的清理已经清除了固体废料,但储层自身的放射性水平却没有显著降低,这就造成了新引进的废水中的放射性异常高,因此处理污水中含有大量的放射性固体残渣,还有待于进一步的研究。
二、试验取样数据
采用在储罐中主动排出氚,也就是接收低放污水的处理,对低放废水采样,其放射性水平为0.31 MBq/m3。
1 | 8TEU001BA放射性浓度 | 罐内废液高度 | |
2 | 初始 | 15.44MBq/立方米 | 2.6m |
3 | 处理排放 | 约15.44MBq/立方米 | 0.7m |
4 | 接收低放废水 | 13.17MBq/立方米 | 2.6m |
5 | 处理排放 | 约13.17MBq/立方米 | 0.7m |
6 | 接受低放废水 | 13.1MBq/立方米 | 2.6m |
表1
为了确认放射性的源头,再次进行测试。这次是对废液箱中的废水进行了彻底的处理,样品每立方米不超过0.25 MBg,再进行低排放废水。
由上述采样资料可知,高放废液由初期采样至高浓度,经处理后,进入低放废水,不能被稀释;高放废水经充分的脱盐处理后,在接收到低放废水后,就变成了高放射性废水。因此,有如下的原因。一是循环不充分,采样没有代表性。二是在接受低放废液后,将附着在罐壁或底部的高放残渣重新排入水中,从而提高了辐射。三是高放废液在处理时会在罐底进一步沉淀,实际上并没有被处理。
三、单体处理工艺
(一)化学沉淀
化学沉淀法是将放射性核素从废水中提取出来,与化学沉淀剂共同沉淀,再通过两相分离得到。通常使用的是铁盐,铝盐,磷酸盐等。对 Cs等不易沉淀的核素,则需采用特别的沉淀方法,例如:亚铁氰化铁与亚铁氰化铜的共沉淀。
采用化学沉淀技术处理高盐度、体积大的污水,具有工艺简单、成本低廉等优点。但是,化学沉淀法具有去除率低、设备大、使用化学试剂多、二次废弃物多等缺点。在核设施初期,人们普遍采用化学沉淀法来处理放射性废料。目前,核电厂废水的处理多采用先处理,即调整 pH值,而化学沉淀不是主要的处理方法。
(二)离子交换
离子交换法是核电厂液体放射性废料中最常使用的一种方法,它善于从液体废料中分离出核素。几乎所有的核电厂废水处理设施都采用了离子交换技术。离子交换处理有单一处理、连续床处理、离子交换膜处理等几种处理方式。目前,在核电厂废水处理中使用最多的是采用连续床工艺。本方法具有操作简便、去除率高的优点。按其内部的结构,可以将其分成两类:大孔树脂和凝胶树脂。凝胶树脂的交换能力较高,大孔树脂力学性能好,对有机物质和胶质的污染也有较好的抗性[2]。
四、核电厂放射性废液处理组合工艺
(一)过滤+蒸发+离子交换
首先,通过过滤处理废水,以除去诸如微粒之类的固体杂质,同时保证流入的水质适宜于蒸发。利用外热、自然循环的方法,可以使废水中的放射性物质含量减少3个量级。二次蒸汽经冷凝冷却后,再送入离子交换器。采用旋风+蒸发+离子交换技术,以旋风作为离心机,起到过滤的作用,使固体粒子与污水分离,不会对后续的生产过程产生任何影响。该方法采用两个阶段的自然循环汽化,其失活系数达到105。
(二)过滤+活性炭吸附(化学絮凝)+离子交换
污水处理系统采用过滤+活性碳吸附+离子交换技术,对高放射性浓度的冷却剂废水进行工艺疏水、地面疏水。废液经过滤,除去微粒和固体杂质,然后用活性碳对其进行吸附,以除去水中的微粒、胶体等。但是,经过十次的活性碳过滤+离子交换,核素的去污率仅为1000。在该技术的基础上,添加化学絮凝法可以有效地改善腐蚀活性产品的去除效果[3]。
结语
核电厂污水处理工艺中,过滤+蒸发+离子交换技术是一种高能耗、二次废物多的工艺,不能满足可持续发展的节能、环保要求。采用过滤+活性碳吸附(化学絮凝)+离子交换的方法,具有去除率高、二次废弃物少等优点。由于核能源的利用,液体放射性废料的排放量还会持续增长。因此,在今后的发展过程中,应认真研究和优化液体放射性废物的处理工艺,以减少其对环境的影响。
参考文献:
[1]尚芋百. 关于核电厂工艺废水处理的问题探讨与改进分析[J]. 科技视界,2018(9):212-213.
[2]张洪洋,雷晓云,孙晓伟. 核电厂含油废水处理工艺的选择[J]. 工业用水与废水,2014(5):49-50.
[3]柳丹,刘杰安,何艳红,等. 核电厂废液处理系统离子交换处理工艺研究[J]. 原子能科学技术,2015(9):1565-1572.
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