某低放廢水處理站的調(diào)試運(yùn)行

高 超，李洪輝，武煜斌，趙帥維，郭宵斌

（中國(guó)輻射防護(hù)研究院，山西 太原 030006）

某低放廢水處理站的調(diào)試運(yùn)行

高 超，李洪輝，武煜斌，趙帥維，郭宵斌

（中國(guó)輻射防護(hù)研究院，山西 太原 030006）

某新建低放廢水處理站主要采用絮凝沉淀、超濾和離子交換工藝處理低放廢水，其廢水處理可根據(jù)不同需求進(jìn)行工藝組合，所選用的絮凝沉淀+過(guò)濾+超濾+離子交換處理工藝，經(jīng)調(diào)試與運(yùn)行后，處理效率可達(dá)99.98%，出水濃度可降為0.2 Bq/L，處理后的廢水滿足排放要求。

低放廢水處理；調(diào)試；排放

1 項(xiàng)目概況

某低放廢水處理站用于科研活動(dòng)產(chǎn)生的低放廢水的處理。設(shè)計(jì)處理能力3 m3/h，設(shè)計(jì)年處理廢水100 m3，放射性廢水的平均放射性活度10 000 Bq/L，處理后廢水的放射性活度達(dá)總α＜1 Bq/L，總β＜10 Bq/L時(shí)排放［1］。

2 工藝流程

該低放廢水處理站的廢水處理工藝主要考慮了絮凝沉淀、超濾和離子交換。絮凝沉淀法適用于大多數(shù)放射性核素的去除，去污因子一般為10～100，并且產(chǎn)生的污泥量較多。離子交換法具有從濃度極低的溶液中有選擇的交換出某些粒子的特點(diǎn)。經(jīng)過(guò)化學(xué)沉淀處理的放射性廢水，由于交換懸浮的和膠體的放射性核素，以至于剩下的核素幾乎都呈離子狀態(tài)，這些廢水再經(jīng)過(guò)離子交換就得到活度很高的凈化效率。離子交換法在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生廢樹(shù)脂，需考慮廢樹(shù)脂的處置問(wèn)題。超濾是利用廢水在壓力下所有可溶性物質(zhì)均可通過(guò)膜，而高分子量的物質(zhì)、膠體不能通過(guò)膜。在較低壓力下，超濾可以高通量產(chǎn)水，去污因子較高，一般可達(dá)102～103。絮凝沉淀+過(guò)濾+超濾+離子交換的低放廢水處理工藝的處理效率可達(dá)99.98%，出水濃度可降為0.2 Bq/L。

該處理工藝主要考慮科研單位產(chǎn)生的低放廢水的量少和斷續(xù)產(chǎn)生的特點(diǎn)。主要工藝設(shè)備包括2臺(tái)廢水儲(chǔ)存槽、1臺(tái)絮凝沉淀槽、1臺(tái)多介質(zhì)過(guò)濾器、1套超濾膜組件、2臺(tái)離子交換槽和2臺(tái)監(jiān)測(cè)槽?？傮w來(lái)說(shuō)。其設(shè)計(jì)規(guī)模較小，運(yùn)行成本較低，設(shè)備維護(hù)簡(jiǎn)單，兼顧了低放廢水的收貯、暫存、處理和排放。

該低放廢水處理站的廢水處理部分根據(jù)不同的工藝組合。

1） 廢水儲(chǔ)存槽廢液檢測(cè)合格后排入監(jiān)測(cè)槽。當(dāng)來(lái)水的水質(zhì)經(jīng)檢測(cè)符合排放要求時(shí)，則直接排入監(jiān)測(cè)槽，經(jīng)審批后槽式排放。

3） 絮凝沉淀+過(guò)濾+超濾。若來(lái)水水質(zhì)不滿足直接排放要求，則經(jīng)pH調(diào)節(jié)后于絮凝劑混合后排入絮凝沉淀槽，等待一定時(shí)間后進(jìn)入砂濾處理，若處理后的廢水檢測(cè)不符合排放要求，則進(jìn)入超濾處理系統(tǒng)處理，若符合排放要求，則排入監(jiān)測(cè)槽，經(jīng)審批后槽式排放。

4） 絮凝沉淀+過(guò)濾+超濾+離子交換。若來(lái)水水質(zhì)不滿足直接排放要求，則經(jīng)pH調(diào)節(jié)，絮凝劑混合后排入絮凝沉淀槽，等待一定時(shí)間后進(jìn)入砂濾處理，若處理后的廢水檢測(cè)不符合排放要求，則進(jìn)入超濾處理系統(tǒng)處理，若仍不符合排放要求，則進(jìn)入陰陽(yáng)樹(shù)脂床進(jìn)行離子交換處理，若符合排放要求，則排入監(jiān)測(cè)槽，經(jīng)審批后槽式排放。若經(jīng)離子交換處理的廢水仍不合格，則將處理后廢水返回繼續(xù)處理，直至滿足排放要求。

主要處理流程如圖1所示。

圖1 低放廢水處理站廢水流程

3 調(diào)試［2-6］

3.1 單元調(diào)試

3.1.1 廢水槽

1） 接收廢水。打開(kāi)進(jìn)水閥，持續(xù)進(jìn)水當(dāng)槽內(nèi)水位達(dá)到上限水位1.85 m時(shí)，進(jìn)水電動(dòng)閥自動(dòng)關(guān)閉，只要液位達(dá)到廢水槽的上限液位時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)開(kāi)始持續(xù)響鈴，直至操作人員降低液位為止。

2）調(diào)節(jié)pH。開(kāi)啟廢水槽水循環(huán)調(diào)節(jié)廢水pH，關(guān)閉進(jìn)水閥，打開(kāi)出水閥和pH調(diào)節(jié)回流閥，開(kāi)啟廢水循環(huán)泵中進(jìn)行水循環(huán)，直至pH檢測(cè)合格后關(guān)閉閥門(mén)和廢水泵。

3） 取樣。與pH調(diào)節(jié)操作相同，只是不需要加入酸堿等試劑。

第四，儲(chǔ)藏到期后，農(nóng)民將稻谷賣(mài)給合作社。如果市場(chǎng)價(jià)格低于保底價(jià)格（含儲(chǔ)存期加價(jià)），則按照保底價(jià)格計(jì)價(jià)；如果市場(chǎng)價(jià)格高于保底價(jià)格（含儲(chǔ)存期加價(jià)），則按照市場(chǎng)價(jià)格計(jì)算。

4） 廢水排放。當(dāng)檢測(cè)合格后，啟動(dòng)排放閥和廢水循環(huán)泵，直接將廢水泵入監(jiān)測(cè)槽中，手動(dòng)打開(kāi)排放閥排放廢水。

3.1.2 絮凝槽

1）廢水處理。啟動(dòng)絮凝計(jì)量泵通過(guò)管道混合器與廢水充分混合，然后通過(guò)廢水泵排入絮凝槽，一般絮凝沉淀6 h即可，上清液通過(guò)絮凝槽廢水提升泵，將廢水提升到多介質(zhì)過(guò)濾器。

2） 廢渣排放。廢渣通過(guò)壓縮空氣與渣漿泵直接排入水泥固化間的泥漿暫存槽中。

3.1.3 超濾組件［7］

1） 廢水處理。來(lái)自多介質(zhì)過(guò)濾器的水通過(guò)超濾進(jìn)出水閥通過(guò)2臺(tái)超濾床運(yùn)行，超濾濾膜為圓筒型結(jié)構(gòu)，水由中心往周?chē)ㄟ^(guò)濾膜滲透，達(dá)到超濾的功能。

2） 超濾膜反洗。超濾運(yùn)行到一定的時(shí)間要進(jìn)行反洗和藥劑清洗，一般正常運(yùn)行30 min要進(jìn)行反洗（反洗時(shí)間為30 s），反洗通過(guò)打開(kāi)監(jiān)測(cè)槽水循環(huán)泵，打開(kāi)反洗進(jìn)出水閥，關(guān)閉進(jìn)出口閥利用監(jiān)測(cè)槽中的水進(jìn)行反洗；當(dāng)連續(xù)運(yùn)行5～8個(gè)周期，進(jìn)水壓力升高達(dá)到0.2～0.3 MPa（穩(wěn)定工作壓力為0.2 MPa左右）時(shí)，要進(jìn)行藥劑清洗，藥劑清洗通過(guò)藥劑配料槽、清洗泵，清洗水經(jīng)過(guò)過(guò)濾器后通過(guò)清洗進(jìn)出水閥進(jìn)行清洗，如果清洗后，運(yùn)行壓力持續(xù)升高應(yīng)該更換超濾膜。超濾器中的清洗水，直接排入上一級(jí)絮凝槽中。

3.1.4 離子交換槽

1） 廢水處理。經(jīng)過(guò)超濾不合格的廢水經(jīng)樹(shù)脂床的進(jìn)口閥進(jìn)入樹(shù)脂床進(jìn)行離子交換處理。

2） 廢樹(shù)脂處理。樹(shù)脂達(dá)到交換容量或輻射水平超標(biāo)后，關(guān)閉離子交換槽的進(jìn)口閥和出口閥向離子交換槽內(nèi)充入壓縮空氣，待其壓力達(dá)到設(shè)計(jì)值后，打開(kāi)樹(shù)脂出口閥，將廢樹(shù)脂推動(dòng)到水泥固化間的廢樹(shù)脂槽。

3.2 聯(lián)動(dòng)調(diào)試

聯(lián)動(dòng)測(cè)試是采用添加了示蹤核素的非放自來(lái)水為研究對(duì)象，模擬低放廢水處理全部流程的操作，同時(shí)對(duì)各環(huán)節(jié)的核素水平進(jìn)行監(jiān)測(cè)。并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)工況，即正常運(yùn)行情況，以及事故工況，即發(fā)生停電、冒槽及設(shè)備故障等問(wèn)題時(shí)的處理。

示蹤試驗(yàn)主要是用Co2+、Sr2+和Cs2+作為示蹤劑開(kāi)展試驗(yàn)，通過(guò)在廢水槽中加入示蹤劑，并對(duì)原始水樣進(jìn)行編號(hào)，如Co-01-、Sr-01-、Cs-01-系列。加入示蹤劑并調(diào)節(jié) pH為 7.5的水樣（Co-02-、Sr-02-、Cs-02-系列），并對(duì)絮凝沉淀的上清液（Co-03-、Sr-03-、Cs-03-系列）、超濾后液體（Co-04-、Sr-04-、Cs-04-系列） 和監(jiān)測(cè)槽液體（Co-05-、Sr-05-、Cs-05-系列） 進(jìn)行取樣分析［8］，結(jié)果如表1所示。

表1 水樣取樣分析結(jié)果

上述處理流程對(duì)鈷、鍶、銫3種核素的去除效果滿足排放要求，處理后均達(dá)到或低于原始水平，但從運(yùn)行成本上考慮可以細(xì)化前端對(duì)廢水pH的調(diào)節(jié)，并通過(guò)對(duì)絮凝劑的選擇達(dá)到較好的處理效果，以達(dá)到滿足排放要求的目的。

4 運(yùn)行

該低放廢水處理站經(jīng)過(guò)調(diào)試后已平穩(wěn)運(yùn)行超過(guò)20個(gè)月，期間各主工藝設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常。并開(kāi)展了真實(shí)低放廢水的處理和排放工作，但由于來(lái)水的活度水平很低 （總 α＜0.055 1 Bq/L，總 β≈0.381 Bq/L）均遠(yuǎn)低于相應(yīng)的排放限值，因此經(jīng)向環(huán)保主管部門(mén)審批后，在省輻射監(jiān)督站的監(jiān)督下進(jìn)行了排放，未進(jìn)行其它環(huán)節(jié)的處理驗(yàn)證。

5 結(jié)論

通過(guò)調(diào)試和運(yùn)行，低放廢水處理站處理后的廢水滿足排放要求，保障了生產(chǎn)工作的正常開(kāi)展。但存在諸如失效后廢樹(shù)脂僅用壓縮空氣無(wú)法徹底載帶，需通入一定量的清水，造成二次廢物增加等問(wèn)題，需要進(jìn)一步的改進(jìn)加以完善。

［1］楊慶，侯立安，王佑君.中低水平放射性廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展［J］.環(huán)境科學(xué)與管理，2007（9）：103-106.

［2］楊斌，淡立君.3 600 m3/d SBR法污水處理站調(diào)試總結(jié)［J］.科技視界，2012，7（19）：263-265.

［3］于德爽，張紅，聶文，等.高鹽度水產(chǎn)品加工廢水處理站的設(shè)計(jì)及運(yùn)行調(diào)試［J］.中國(guó)給水排水，2009，25（2）：55-57.

［4］張勝，陳民東，嚴(yán)永紅.江山化工廢水處理站一期工程調(diào)試［J］.給水排水，2008，34（2）：62-65.

［5］郝文萍，盛新一，崔振華.冷軋廢水處理站設(shè)計(jì)及運(yùn)行管理［J］.科技信息，2009（1）：64-65，93.

［6］莊維龍.某化工廠污水處理站運(yùn)行調(diào)試［J］.廣東化工，2014，41（5）：210-211.

［7］王建龍，劉海洋.放射性廢水的膜處理技術(shù)研究進(jìn)展［J］.環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2013，33（10）：2639-2656.

［8］韓非，顧平，張光輝.去除放射性廢水中銫的研究進(jìn)展［J］.工業(yè)水處理，2012，32（1）：12-14.

Commission and Operation of A Low Level Liquid Waste Treatment Station

Gao Chao，Li Honghui，Wu Yubin，Zhao Shuaiwei，Guo Xiaobin
（China Institute for Radiation Protection，Taiyuan Shanxi 030006）

A new low-level liquid waste treatment station mainly used flocculation sedimentation，ultrafiltration and ion exchange process to treat low-level liquid waste.The liquid waste treatment can be combined according to different needs.The selected treatment processwasflocculation sedimentation+filtration+ultrafiltration+ion exchange.After commission and operation，the treatment efficiency can reach 99.98%，the effluent concentration can be reduced to 0.2 Bq/L，and the treated liquid waste met the emission requirements.

low level radioactive liquid waste treatment；commission；emission

X703

B

1005-8206（2017）01-0077-03

高超（1983—），副研究員，主要從事放射性廢物處理處置技術(shù)研究工作。

E-mail：cau-227@163.com。

2016-05-09