核電機(jī)組非放射性污廢水排水系統(tǒng)設(shè)置及處理工藝設(shè)計(jì)

王琳弘

（核工業(yè)工程研究設(shè)計(jì)有限公司，北京 101300）

核電機(jī)組非放射性污廢水排水系統(tǒng)設(shè)置及處理工藝設(shè)計(jì)

王琳弘

（核工業(yè)工程研究設(shè)計(jì)有限公司，北京 101300）

CPR1000核電機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中將會(huì)產(chǎn)生不同類(lèi)型的非放射性污廢水。介紹了CPR1000核電廠內(nèi)非放射性污廢水的來(lái)源、水質(zhì)特征類(lèi)型，以及排水系統(tǒng)的設(shè)置和非放射性污廢水處理方法。建議生活污水采用CASS 或MBR處理工藝；非放射性含油廢水采用萃取法或吸附法的處理工藝。

CPR1000核電機(jī)組；非放射性污廢水；排水系統(tǒng)；廢水處理

目前CPR1000核電機(jī)組是我國(guó)在役、在建核電項(xiàng)目中數(shù)量最多的機(jī)型，該機(jī)型核電廠所產(chǎn)生的非放射性污廢水按照性質(zhì)可分為：生活污水、雨水、非放射性含油廢水。根據(jù)環(huán)保的要求，需要對(duì)不同性質(zhì)的污廢水分別進(jìn)行收集、處理及處置。

本文以直流核電廠為例，對(duì)核電廠內(nèi)各類(lèi)非放射性污廢水的來(lái)源、類(lèi)型及處理方法進(jìn)行總結(jié)，旨在全面分析CPR1000核電廠內(nèi)各類(lèi)非放射性污廢水排放、處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，為后續(xù)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)提供參考。

1 各類(lèi)污廢水的來(lái)源和水質(zhì)特點(diǎn)

CPR1000核電廠內(nèi)產(chǎn)生的非放射性污廢水包括：生活污水、雨水、非放射性含油廢水。

核電廠生活污水來(lái)源于核電廠辦公區(qū)的衛(wèi)生間、淋浴間等，其水質(zhì)性質(zhì)與居民生活污水相同。

核電廠區(qū)雨水來(lái)自廠區(qū)地面、各建筑物的屋面和設(shè)備區(qū)域的雨水。由于核電廠內(nèi)的道路每天沖洗，廠房定期清洗，因此這部分區(qū)域的初期雨水污染較小。

非放射性含油廢水主要來(lái)自核電機(jī)組正常運(yùn)行期間部分用油設(shè)備的跑冒滴漏、機(jī)組檢修期間的用油設(shè)備沖洗水、變壓器區(qū)域的初期雨水、油罐等儲(chǔ)油設(shè)備的消防排水等。該類(lèi)廢水僅受到了油污染，而其它各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)均能滿足排放或回用要求。

2 排水系統(tǒng)的劃分

由于CPR1000核電廠所產(chǎn)生的非放射性污廢水的成分和性質(zhì)差別較大，因此適宜采用分流制排水系統(tǒng)，并根據(jù)水質(zhì)特征劃分排水系統(tǒng)［1］。

CPR1000機(jī)組中非放射性污廢水排水系統(tǒng)分為生活污水系統(tǒng)、廠區(qū)雨水系統(tǒng)、非放射性含油廢水系統(tǒng)。

2.1 生活污水系統(tǒng)

生活污水系統(tǒng)主要收集核島廠房、常規(guī)島廠房及電站輔助廠房（BOP廠房）內(nèi)衛(wèi)生設(shè)施的排水。廠區(qū)實(shí)驗(yàn)室和鉛蓄電池充電維修間的排水，需設(shè)置預(yù)處理設(shè)施，使其排水水質(zhì)滿足CJ 343—2010《污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》的要求，才能排入廠區(qū)生活污水管道，與其它廠房的生活污水一并送至污水處理站進(jìn)行集中處理。

2.2 廠區(qū)雨水系統(tǒng)

廠區(qū)雨水系統(tǒng)收集廠區(qū)地面雨水及各建筑物的屋面雨水，通過(guò)廠區(qū)雨水管網(wǎng)排至廠外水體。在調(diào)試期間，廠區(qū)雨水系統(tǒng)可接納部分系統(tǒng)的調(diào)試排水。在事故工況下，廠區(qū)雨水系統(tǒng)還能接納綜合廊道、電氣廊道的應(yīng)急排水、水處理構(gòu)筑物的溢流排水。

2.3 非放射性含油廢水系統(tǒng)

非放射性含油廢水系統(tǒng)主要用于收集各廠房的含油廢水，主要包括變壓器區(qū)域的雨水及消防排水，開(kāi)關(guān)站、汽輪機(jī)廠房、冷機(jī)修廠房、熱機(jī)修廠房、油脂庫(kù)、柴油發(fā)電機(jī)廠房的沖洗水及消防排水［2］。各廠房的非放射性含油廢水通過(guò)廠區(qū)非放射性含油廢水管道收集后送至含油廢水處理廠集中進(jìn)行除油處理，處理達(dá)標(biāo)后的出水排至廠外受納水體，廢油外運(yùn)。

3 非放射性污廢水處理工藝設(shè)計(jì)

3.1 生活污水處理工藝

CPR1000核電廠的生活污水水量較小，沖擊負(fù)荷大，為滿足達(dá)標(biāo)排放的要求，一般是采用生化處理，并設(shè)有深度處理單元。目前采用的處理工藝有CASS和MBR。

3.1.1 CASS工藝

全廠生活污水通過(guò)廠區(qū)生活污水管網(wǎng)送至污水處理站，首先排到化糞池中，經(jīng)過(guò)沉淀和厭氧發(fā)酵，可去除50%～60%的懸浮物，經(jīng)化糞池沉淀后的污水進(jìn)入調(diào)節(jié)池后，根據(jù)運(yùn)行情況，將污水送至CASS池中進(jìn)行處理，處理后的出水被送至中間水池，再經(jīng)過(guò)一體化凈水器凈化后進(jìn)入中水池，消毒后的出水回用或者排放至廠外受納水體，同時(shí)CASS池的污泥排至污泥濃縮池，再經(jīng)脫水機(jī)脫水后外運(yùn)［3］。工藝流程如圖1所示。

圖1 生活污水CASS處理工藝流程Fig.1 Flow of domestic sewage treatment by CASS process

規(guī)劃建設(shè)6臺(tái)CPR1000機(jī)組的核電廠需設(shè)置處理規(guī)模為480 m3／d的污水處理站，該污水處理站內(nèi)設(shè)置調(diào)節(jié)池1座，L×B×H＝7.5 m×4.0 m× 8.0 m；格柵池1座，L×B×H＝4.0 m×2.6 m×3.5 m；CASS池2座，每座處理水量為240 m3／d，每座有效容積為243 m3，前段：L×B×H＝2.0 m× 4.5 m×6.0 m，有效停留時(shí)間為2.03 h，污泥回流比為50%～ 100%，后段：L×B×H＝10.0 m×4.5 m×6.0 m，有效停留時(shí)間為10.13 h，運(yùn)行周期為6.0 h，曝氣4.0 h，沉淀1.5 h，潷水0.5 h，充水比為0.25，排水比為0.25；中間水池1座，L×B×H＝9.4 m×5.0 m×3.7 m；一體化凈水器2臺(tái)，型號(hào)為L(zhǎng)EGS－10，處理水量為10 m3／h，總停留時(shí)間40 min；中水池1座，L×B×H＝13.3 m×6.0 m×3.7 m；污泥濃縮池1座，L×B×H＝4.0 m×4.0 m× 3.7 m；脫水機(jī)房1座，包括1臺(tái)離心脫水機(jī)，2臺(tái)進(jìn)泥泵，2臺(tái)加藥泵。

3.1.2 MBR工藝

全廠生活污水通過(guò)廠區(qū)管網(wǎng)收集后送至污水處理站，經(jīng)化糞池沉淀和厭氧發(fā)酵去除懸浮物后進(jìn)入調(diào)節(jié)池。根據(jù)運(yùn)行情況將污水送入生物處理單元。生物處理主要是利用生物膜吸附和降解有機(jī)物［4］。為了防止膜被堵塞，在生物膜前需設(shè)置毛發(fā)過(guò)濾器過(guò)濾堵塞物。從生物膜池的出水進(jìn)入清水池，消毒后回用或排放。污泥經(jīng)脫水處理后外運(yùn)。工藝流程如圖2所示。

規(guī)劃建設(shè)4臺(tái)CPR1000機(jī)組的核電廠需設(shè)置處理規(guī)模為320 m3／d的污水處理站，該污水處理站內(nèi)設(shè)置調(diào)節(jié)池1座，L×B×H＝8.0 m×6.0 m× 11.8 m；設(shè)機(jī)械格柵和人工格柵各1臺(tái)，2臺(tái)格柵均設(shè)置在調(diào)節(jié)池內(nèi)；毛發(fā)過(guò)濾器2臺(tái)，直徑為0.2 m；缺氧池1座：L×B×H＝8.0 m×1.5 m×4.8 m；好氧池1座，L×B×H＝8.0 m×4.5 m×4.8 m；MBR膜組件（MOTIMO）3套，型號(hào)為FPAII15／PVKF－32，清水池1座，L×B×H＝6.0 m×4.0 m× 4.8 m；回流泵2臺(tái)，Q＝63 m3／h，H＝7 m；出水泵2臺(tái)，Q＝42 m3／h，H＝8 m：離心脫水機(jī)1套，型號(hào)為L(zhǎng)W220×930NG。

3.2 廠區(qū)雨水處理

除特定區(qū)域的初期雨水外，廠區(qū)雨水不需要進(jìn)行處理，直接排至大海等廠外自然水體即可。在變壓器區(qū)域設(shè)置1座隔油池專門(mén)收集變壓器區(qū)域的初期雨水及消防排水，隔油池的出水無(wú)法達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，因此將隔油池的出水排至廠區(qū)非放射性含油廢水管道，送至含油廢水處理廠房進(jìn)行除油處理。

3.3 非放射性含油廢水處理工藝

非放射性含油廢水主要收集的是廠房沖洗水及消防排水，在電廠正常運(yùn)行期間，只有少部分的地面沖洗水需要處理，而在消防時(shí)將會(huì)有大量的含油廢水需要處理，因此該處理站的處理水量變化較大。根據(jù)在運(yùn)及在建核電廠的經(jīng)驗(yàn)，規(guī)劃建設(shè)6臺(tái)CPR1000機(jī)組的核電廠，其非放射性含油廢水處理站設(shè)計(jì)處理水量為10 m3／h，同時(shí)設(shè)有貯存池及溢流管道，事故工況下，消防排水量大于處理水量時(shí)，無(wú)法及時(shí)處理的消防水將會(huì)儲(chǔ)存在貯存池中，當(dāng)貯存池裝滿后，通過(guò)溢流管道進(jìn)行溢流，防止廠房被淹［5］。

目前CPR1000機(jī)組非放射性含油廢水處理方法主要有2種：萃取法和吸附法。

3.3.1 萃取法

萃取法處理含油廢水是利用液體中各組分在萃取劑中溶解度的差異來(lái)分離液體混合物。該方法處理含油廢水的關(guān)鍵就是萃取劑的選取，應(yīng)選用選擇性好、分層效果好、易回收的萃取劑，這樣既能減少萃取劑的用量，又能減小萃取設(shè)備的體積。

該處理工藝設(shè)置貯存池1座，有效容積為300 m3；油水提升泵2臺(tái)，Q＝5 m3／h，H＝14 m，選用氣動(dòng)隔膜泵；BZH型油水分離器2套，每套處理量為5 m3／h；污油池1座，有效容積為15 m3；污油泵2臺(tái)，Q＝3 m3／h，H＝18 m。

3.3.2 吸附法

吸附法是利用吸附劑的多孔性和大的比表面積，將廢水中的溶解油和其它溶解性有機(jī)物吸附在其表面，從而達(dá)到油水分離的目的。常見(jiàn)的吸附劑是活性炭，其對(duì)油的吸附容量為30～80 mg／g。但活性炭成本較高，再生困難。

該處理工藝設(shè)置貯存池1座，有效容積為300 m3；油水提升泵2臺(tái)，Q＝5 m3／h，H＝60 m，選用氣動(dòng)隔膜泵；過(guò)濾器2臺(tái)，每臺(tái)設(shè)計(jì)流量為5 m3／h，壓力為0.66 MPa；油水分離器4臺(tái)，每臺(tái)設(shè)計(jì)流量為2.5 m3／h，壓力為0.66 MPa；污油池1座，有效容積為15 m3；污油泵2臺(tái)，Q＝3 m3／h，H＝18 m；污泥罐1個(gè)，有效容積為15 m3；離心式脫水機(jī)1臺(tái)。

4 結(jié)語(yǔ)

核電廠內(nèi)非放射性污廢水類(lèi)型多、水質(zhì)差異大，根據(jù)污廢水中的主要污染物種類(lèi)將其劃分為生活污水系統(tǒng)、雨水系統(tǒng)和非放射性含油廢水系統(tǒng)。根據(jù)核電廠內(nèi)各污廢水系統(tǒng)的特點(diǎn)，建議生活污水采用CASS或MBR處理工藝；非放射性含油廢水采用萃取法或吸附法的處理工藝。

［1］GB 50014—2006，室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范（2014年版）［S］.

［2］潘雙華.核電站含油廢水的處理［J］.工業(yè)水處理，2006，26（1）：87－89.

［3］任志強(qiáng)，谷峰，路永奇，等.CASS工藝處理城市污水的設(shè)計(jì)與運(yùn)行［J］.工業(yè)用水與廢水，2011，42（2）：78－81.

［4］蔣嵐嵐，胡邦，張萬(wàn)里，等.城鎮(zhèn)污水處理工程MBR工藝生化系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)［J］.中國(guó)給水排水，2013，29（2）：25－29.

［5］張洪洋，雷曉云，孫曉偉.核電廠含油廢水處理工藝的選擇［J］.工業(yè)用水與廢水，2014，45（5）：49－50.

Process design for drainage system setup and treatment of nonradioactive sewage and wastewater

WANG Lin-hong
（Nuclear Industry Engineering Research and Design Co.,Ltd.,Beijing 101300,China）

CPR1000 unclear power unit discharge different kinds of nonradioactive sewage and wastewater during the operation.The source,characteristics and treatment measures of the nonradioactive sewage and wastewater discharged from CPR1000 nuclear power plant,were introduced with the setup of the drainage system recommended at the same time.It was suggested that,CASS and MBR process were suitable for domestic sewage treatment,meanwhile,nonradioactive oil-containing wastewater could be treated by extraction or adsorption.

CPR1000 nuclear power unit; nonradioactive sewage and wastewater; drainage system; wastewater treatment

X703.1

B

1009－2455（2016）01－0070－03

王琳弘（1984－），女，黑龍江樺南人，工程師，大學(xué)本科，主要從事核電廠水系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作，（電子信箱）honghong57350＠sina.com。

2015-08-28（修回稿）