移動(dòng)式放射性廢液處理工藝研究

方祥洪　耿忠林　馬若霞　楊彬

摘 要：隨著核工業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)生了大量的放射性廢液。放射性廢液必須經(jīng)過處理達(dá)標(biāo)后才能排放進(jìn)入環(huán)境。在大型核設(shè)施運(yùn)行單位一般均設(shè)置有固定式工藝的放射性廢液處理裝置。一些核技術(shù)應(yīng)用單位產(chǎn)生的少量零星廢液，以及固定式裝置不便處理和無法處理的廢液、核應(yīng)急、核設(shè)施退役等領(lǐng)域，移動(dòng)式放射性廢液處理裝置就顯得尤為重要。該文通過對現(xiàn)有的國內(nèi)外移動(dòng)式放射性廢液處理工藝進(jìn)行研究，以期為移動(dòng)式放射性廢液的處理工藝的研究和開發(fā)提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：放射性廢液 移動(dòng)式 處理工藝

中圖分類號：TL941 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）04（c）-0100-03

Abstract：With the development of the nuclear industry， a large amount of radioactive waste has been produced. Radioactive waste must be treated to meet the discharge standards then discharge into the environment. In large-scale nuclear facilities units are generally equipped with the devices of fixed process for radioactive liquid waste treatment. Some radioactive applications include a small amount of sporadic liquid waste， as well as fixed devices inconvenient can not treatment the liquid waste， nuclear emergency， nuclear facilities decommissioning and other fields， mobile radioactive liquid waste treatment device is particularly important. In this paper， study on the existing domestic and international mobile radioactive liquid waste treatment technology， to provide the reference for the mobile radioactive liquid waste treatment process research and development.

Key Words：Radioactive liquid waste；Mobile；Treatment process

在核工業(yè)的發(fā)展過程中，必不可少的會(huì)產(chǎn)生大量的放射性廢液。為避免對環(huán)境造成污染，產(chǎn)生的放射性廢液必須經(jīng)過處理達(dá)標(biāo)后才能排放進(jìn)入環(huán)境。在大型核設(shè)施運(yùn)行單位一般均設(shè)置有固定式工藝的處理裝置對放射性廢液進(jìn)行有效處理。但一些核技術(shù)應(yīng)用單位產(chǎn)生的少量零星廢液，以及固定式裝置不便處理和無法處理的廢液、核應(yīng)急、核設(shè)施退役等領(lǐng)域，移動(dòng)式放射性廢液處理裝置能夠彌補(bǔ)固定式裝置的不足，對放射性廢液進(jìn)行有效的處理。

1 以離子交換為主工藝的移動(dòng)式處理系統(tǒng)

我國山東海陽核電采用美國ES公司的移動(dòng)式放射性廢液處理系統(tǒng)就是以離子交換為主工藝的移動(dòng)式處理系統(tǒng)。該移動(dòng)式處理系統(tǒng)可處理3種情況下的放射性廢液，分別為1.14 m3/h的處理0.25%燃料破損一回路廢液的系統(tǒng)、4.54 m3/h的處理蒸汽發(fā)生器管道破裂（SGTR）情況下的蒸汽發(fā)生器二次側(cè)廢液的處理系統(tǒng)、1.14 m3/h的化學(xué)廢液處理系統(tǒng)。

山東海陽核電處理3種情況下的放射性廢液的系統(tǒng)工藝類似，均采用兩級顆?；钚蕴?四級離子交換樹脂的工藝[1]。其工藝流程簡圖如圖1所示。

山東海陽的移動(dòng)式廢液處理工藝中產(chǎn)生的廢活性炭和廢離子交換樹脂采用裝高整體性容器（HIC）的處理方式，系統(tǒng)設(shè)備布置緊湊，一個(gè)集裝箱就能布置一套工藝系統(tǒng)。但此工藝的缺點(diǎn)就是產(chǎn)生的二次廢物活性炭、樹脂的量較大。

2 以膜處理為主工藝的移動(dòng)式處理系統(tǒng)

我國三門核電采用的是德國漢莎公司的移動(dòng)式廢液處理系統(tǒng)（MBS）。它主要用于處理0.25% 燃料元件包殼破損率下的冷卻劑類疏水等超出核島廢液系統(tǒng)處理能力的各類疏水。MBS裝載在一個(gè)集裝箱內(nèi)，處理能力約為5 m3/h。該系統(tǒng)采用以反滲透為主工藝[2]。其工藝流程簡圖如圖2所示。

三門核電所采用的反滲透膜處理工藝系統(tǒng)能夠滿足設(shè)計(jì)要求，處理能力較大，設(shè)備布置較為緊湊，但系統(tǒng)較為復(fù)雜，產(chǎn)生了濃縮液、活性炭、離子交換樹脂、R/O膜組件等二次廢物，二次廢物處理量較大。

俄羅斯的Aqua-Express移動(dòng)式放射性廢液處理系統(tǒng)用于處理低、中水平放射性廢液的處理工藝。該系統(tǒng)采用移動(dòng)式、模塊化的組裝方式。該系統(tǒng)適用于非大型核研究中心和其他涉核單位。處理能力達(dá)到300 L/h，系統(tǒng)壓力不超過0.45 MPa。該系統(tǒng)主要包含3個(gè)模塊：粗過濾、過濾模塊、超濾模塊[3]。其工藝流程簡圖如圖3所示。

該工藝設(shè)備簡單，設(shè)備小型化，處理后的放射性廢液能夠達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)生的二次廢物量較少。

中國工程物理研究院研究開發(fā)了一套可移動(dòng)式放射性廢水處理裝置。該系統(tǒng)的主工藝也采用了膜，處理能力為500 L/h，該移動(dòng)式廢水處理系統(tǒng)共包含3種組合工藝，運(yùn)行中根據(jù)廢水中放射性核素的種類及活度，采用不同的運(yùn)行工藝。

絮凝沉淀并結(jié)合中空纖維膜微濾一體化處理工藝（CMF工藝）主要處理含鈾、钚、镅等核素的放射性廢水，化學(xué)沉淀-微濾工藝處理含鍶的放射性廢水，無機(jī)離子交換吸附-微濾膜工藝處理含銫的放射性廢水[4-5]。

該工藝是國內(nèi)自主開發(fā)的一套移動(dòng)式放射性廢液處理系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了三套處理工藝的結(jié)合，但設(shè)備布置不夠緊湊，分成了兩個(gè)集裝箱，一輛車輛實(shí)現(xiàn)了主工藝，另一輛車輛實(shí)現(xiàn)了輔助設(shè)備及控制，在實(shí)際運(yùn)行中需進(jìn)行兩輛車輛的拼接安裝，操作過程較復(fù)雜，且采用的沉淀、吸附交換等工藝二次廢物產(chǎn)生量較大。

3 以蒸發(fā)工藝為主工藝的移動(dòng)式處理系統(tǒng)

中國核動(dòng)力設(shè)計(jì)研究院開發(fā)了一套基于遠(yuǎn)紅外蒸發(fā)處理技術(shù)的移動(dòng)式放射性廢水處理裝置。處理能力為24 L/h，蒸殘液最大含鹽量為300 g/L。該移動(dòng)式廢水處理系統(tǒng)由供料槽、上料泵、遠(yuǎn)紅外蒸發(fā)槽、冷凝器、排放水槽、排水泵及連接管路、閥門等組成[6]。

該系統(tǒng)設(shè)置在一個(gè)集裝箱內(nèi)，工藝設(shè)備布置緊湊，凈化系數(shù)高，實(shí)現(xiàn)了放射性廢水處理工藝的小型化、移動(dòng)化。但采用蒸發(fā)工藝能耗較高，工藝管道需設(shè)置保溫措施，蒸發(fā)后產(chǎn)生的蒸殘液需要另外的工藝進(jìn)行處理。

4 結(jié)語

移動(dòng)式放射性廢液處理工藝在放射性廢水的應(yīng)急處理、核設(shè)施退役產(chǎn)生的廢液的處理、核電廠的非正常工況廢液處理、核技術(shù)利用單位的少量零星廢液的處理等領(lǐng)域有非常廣泛的應(yīng)用前景。由于移動(dòng)式放射性廢液處理工藝需要在現(xiàn)場進(jìn)行組裝，因此，在設(shè)計(jì)開發(fā)時(shí)應(yīng)考慮現(xiàn)場的條件，例如現(xiàn)場接口等，還需重點(diǎn)考慮能耗、設(shè)備的布置、二次廢物的處理等問題。

參考文獻(xiàn)

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[6] 張永康，沙沙，陳莉，等.放射性廢水遠(yuǎn)紅外蒸發(fā)處理裝置研制[J].輻射防護(hù)，2016（1）：53-59.