移動(dòng)式低放廢水處理研究

導(dǎo)語(yǔ)：移動(dòng)式低放廢水處理研究一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師，歡迎參考。

摘要:在前期調(diào)研和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，針對(duì)核電廠(chǎng)及核技術(shù)利用單位產(chǎn)生的零星低放廢液，設(shè)計(jì)了一套移動(dòng)式離子交換處理實(shí)驗(yàn)裝置(2級(jí)陽(yáng)樹(shù)脂+1級(jí)陰樹(shù)脂+1級(jí)混合樹(shù)脂)，并試驗(yàn)了該裝置對(duì)模擬非放廢水(含鍶、銫、鈷、碘)的處理效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該離子交換實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)鍶、銫、鈷、碘有較好的去除效果，去污因子達(dá)到103。

關(guān)鍵詞:低放廢液;移動(dòng)式;離子交換;去污因子

我國(guó)核工業(yè)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，形成了從鈾礦開(kāi)采到乏燃料后處理的完整的核燃料循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈條。針對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的放射性廢液，各核設(shè)施均建立了成熟工程化應(yīng)用的固定式放射性廢液處理設(shè)施/裝置，其可以很好地處理核設(shè)施正常運(yùn)行工況下產(chǎn)生的各類(lèi)放射性廢液，處理后的水質(zhì)達(dá)到排放要求。然而對(duì)于相關(guān)核電廠(chǎng)以及核技術(shù)利用單位產(chǎn)生的一些零星放射性廢液以及各類(lèi)異常工況下的少量超標(biāo)放射性廢液，如采用建造傳統(tǒng)的固定式設(shè)施來(lái)處理該類(lèi)廢液，其設(shè)施的利用率不高，不但將大大增加相應(yīng)的固定資產(chǎn)投資，同時(shí)還將帶來(lái)后期退役處理的額外成本，收益投資比很低。移動(dòng)式放射性廢液處理裝置可以很好解決以上問(wèn)題。目前山東海陽(yáng)AP1000核電項(xiàng)目采用移動(dòng)式低放廢液處理裝置處理設(shè)計(jì)基準(zhǔn)工況下的廢液。該廢液產(chǎn)生的概率低，因此適宜于采用移動(dòng)式處理裝置進(jìn)行處理。這樣可明顯減少核電站固定式廢物處理設(shè)施和相應(yīng)投資，提高核電站廢液處理設(shè)施的利用率，顯著降低核電站設(shè)施退役負(fù)擔(dān)和廢物量。據(jù)報(bào)道，除山東海陽(yáng)核電項(xiàng)目之外，國(guó)內(nèi)多個(gè)在建核電項(xiàng)目均是采用移動(dòng)式放射性廢液處理裝置。［1，2］本文通過(guò)前期調(diào)研和選取離子交換材料的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選擇羅門(mén)哈斯陽(yáng)樹(shù)脂作為處理鍶、銫、鈷的離子交換材料，選擇羅門(mén)哈斯陰樹(shù)脂作為處理碘的離子交換材料，設(shè)計(jì)了一套離子交換處理試驗(yàn)裝置，并試驗(yàn)了該裝置對(duì)模擬廢水(含鍶、銫、鈷、碘)的處理效果［3，4］。

1模擬廢水配置

本實(shí)驗(yàn)考慮了核電廠(chǎng)產(chǎn)生的放射性廢水中，主要核素包括Co、Cs、Sr、I等。用去離子水配制含硝酸鍶(Sr(NO3)2)、硝酸銫(CsNO3)、硝酸鈷(Co(NO3)2)、碘化鈉(NaI)的模擬廢水，模擬非放廢水含有鍶(Sr)、銫(Cs)、鈷(Co)各10mg/L、碘(I)400mg/L。每次試驗(yàn)前均取原水樣分析檢測(cè)。

2試驗(yàn)裝置及方法

離子交換處理實(shí)驗(yàn)裝置主要包括供水單元、離子交換單元等。供水單元:由廢水配水罐、循環(huán)水泵、液位計(jì)等組成，完成廢水配制、試驗(yàn)原水供料任務(wù)。離子交換單元:由進(jìn)料泵、流量計(jì)、壓力表、樹(shù)脂吸附單元組成，去除離子態(tài)的核素。實(shí)驗(yàn)裝置入水接口采用可拆卸方式，裝置可移動(dòng)。模擬廢水通過(guò)進(jìn)料泵依次經(jīng)過(guò)4臺(tái)串聯(lián)的離子交換床單元(2級(jí)陽(yáng)樹(shù)脂+1級(jí)陰樹(shù)脂+1級(jí)混合樹(shù)脂)，設(shè)計(jì)處理能力50L/h。系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行1h后，間隔一定時(shí)間在每臺(tái)離子交換柱下游出口取樣檢測(cè)。

3試驗(yàn)結(jié)果與討論

離子交換裝置處理模擬廢水的試驗(yàn)結(jié)果如圖1、圖2、圖3、圖4所示。如圖1、圖2、圖3所示，第一級(jí)陽(yáng)樹(shù)脂對(duì)鍶、銫、鈷的去污因子DF為103～104，由于第一陽(yáng)樹(shù)脂的出水中，鍶、銫、鈷的濃度接近檢測(cè)下限，經(jīng)過(guò)第二級(jí)陽(yáng)樹(shù)脂的處理，鍶、銫、鈷的濃度已低于檢測(cè)下限，因此第二級(jí)陽(yáng)樹(shù)脂對(duì)鍶、銫、鈷的去除效果不明顯。根據(jù)本次實(shí)驗(yàn)，陰樹(shù)脂和混合樹(shù)脂對(duì)鍶、銫、鈷基本沒(méi)有去除作用。整個(gè)裝置對(duì)鍶、銫、鈷的DF可達(dá)103～104。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中去污因子會(huì)有波動(dòng)。如圖4所示，兩級(jí)陽(yáng)樹(shù)脂對(duì)碘基本沒(méi)有去除作用，陰樹(shù)脂對(duì)碘的去污因子DF為102～103，由于經(jīng)過(guò)陰樹(shù)脂的處理，碘的濃度已低于檢測(cè)下限，因此混合樹(shù)脂對(duì)碘的去除效果不明顯。整個(gè)裝置對(duì)碘的DF可達(dá)103。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中去污因子會(huì)有波動(dòng)。

4結(jié)語(yǔ)

根據(jù)本次中試實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可得出以下結(jié)論。1)鍶、銫、鈷濃度約10mg/L，碘濃度約400mg/L時(shí)，整個(gè)裝置(2級(jí)陽(yáng)樹(shù)脂+1級(jí)陰樹(shù)脂+1級(jí)混合樹(shù)脂)對(duì)鍶、銫、鈷和碘的去污因子可達(dá)103。2)根據(jù)本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果，混合樹(shù)脂對(duì)鍶、銫、鈷和碘的去除效果不明顯，整個(gè)工藝流程可以簡(jiǎn)化為2級(jí)陽(yáng)樹(shù)脂+1級(jí)陰樹(shù)脂。但是考慮到實(shí)際廢水中的放射性核素不止這幾種，保守考慮，在實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，在2級(jí)陽(yáng)樹(shù)脂+1級(jí)陰樹(shù)脂后可加1級(jí)混合樹(shù)脂，對(duì)放射性核素進(jìn)行更深一步的去除。

參考文獻(xiàn):

［1］王道全．海陽(yáng)核電廠(chǎng)離堆放射性廢物處理技術(shù)介紹及應(yīng)用分析［J］．科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013(5):130．

［2］靳海睿．三門(mén)核電站放射性廢物處理工藝［J］．輻射防護(hù)通訊，2015(2):1－6．

［3］柳丹，劉杰安．離子交換樹(shù)脂處理核電廠(chǎng)廢液模擬試驗(yàn)研究［J］．給水排水，2012(Z):248－251．

［4］李福志，孫大衛(wèi)．內(nèi)陸AP1000核電項(xiàng)目低放廢液排放的主要污染物及其處理技術(shù)［J］．原子能科學(xué)技術(shù)，2012，46(S1):137－141．

作者:楊彬 馬若霞 楊洋 單位:國(guó)家電投集團(tuán)