壓水堆核電廠TEU監(jiān)測(cè)槽廢水pH值低原因分析及處理建議

張慶亮　雷水雄　鄒世偉　王佳思

【摘 要】壓水堆核電廠TEU監(jiān)測(cè)槽（TEU009/010Ba）的廢水pH值經(jīng)常偏低，給正常排放產(chǎn)生困難，其主要來水水源為工藝廢水和TEU蒸餾水，本文分別對(duì)工藝水及蒸餾水pH值低原因進(jìn)行了分析，并參考各電廠實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)及歷年工藝數(shù)據(jù)，得出TEU009/010BA廢水pH值低的根本原因，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)TEU009/010BA廢水的處理工藝提出合理化的建議。

【關(guān)鍵詞】監(jiān)測(cè)槽；pH值；蒸餾液；工藝廢水

中圖分類號(hào)： TM623；TL751 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）06-0123-002

【Abstract】The pH value of waste water in TEU monitoring station（TEU009/010Ba） of PWR nuclear power plant is often low，which makes it difficult to discharge normally.The main source of water comes from process wastewater and TEU distilled water.The pH of process water and distilled water are respectively The reasons for the low value were analyzed，and the actual operation experience of the power plants and the process data of the previous years were referred to，and the basic reasons for the low pH value of the TEU009/010BA wastewater were obtained.Based on the actual situation at the site，reasonable proposals were made for the treatment process of the TEU009/010BA wastewater.

【Key words】Monitoring tank；pH；Distillate；Process wastewater

1 概述

壓水堆核電廠TEU監(jiān)測(cè)槽（TEU009/010Ba）主要功能是接受蒸餾水和除鹽后的工藝水，當(dāng)達(dá)到高液位時(shí)，取樣分析合格后排往廢液排放系統(tǒng)（TER）。秦山第二核電廠多次9TEU009BA/010BA取樣結(jié)果總γ<0.25，PH值<4，廢水pH值不滿足5.5～9.5的TEU系統(tǒng)排放控制要求。為了探明異常發(fā)生的原因，本文通過在實(shí)驗(yàn)室對(duì)水樣進(jìn)行分析，探究pH低的根本原因，通過試驗(yàn)計(jì)算并結(jié)合歷年的工藝數(shù)據(jù)，得出TEU009/010BA樣水pH低的根本原因，并給出pH值不滿足規(guī)范時(shí)廢水處理建議。

2 影響pH因素分析

TEU009/010BA主要接收經(jīng)除鹽床處理過的工藝廢水和TEU001EV的蒸餾液，經(jīng)監(jiān)測(cè)合格后排往TER系統(tǒng)。

2.1 工藝廢水對(duì)監(jiān)測(cè)槽pH的影響

正常情況下，工藝廢水在經(jīng)過TEU001/002DE除鹽處理時(shí)，雜質(zhì)離子和放射性物質(zhì)被有效去除，但樹脂床已經(jīng)硼飽和，無法去除硼，因此出口樣水為含硼體系純水，硼酸帶弱酸性導(dǎo)致此類廢水pH值偏低[1]。

2.2 蒸餾液對(duì)監(jiān)測(cè)槽pH的影響

當(dāng)監(jiān)測(cè)槽接收的是TEU001EV蒸餾液時(shí)，該類水理論上pH值為中性，但受各種因素（如二氧化碳）的影響，在實(shí)際測(cè)量時(shí)蒸餾液pH值一般在5.0～7.5左右，加上TEU009/010BA監(jiān)測(cè)槽殘留水中含有一定量的硼酸濃度，也會(huì)導(dǎo)致監(jiān)測(cè)槽接收蒸餾液后pH值偏酸性的可能。根據(jù)硼濃度在2300ppm左右時(shí)，對(duì)應(yīng)的pH值在4.8左右，表明監(jiān)測(cè)槽殘留水的硼濃度導(dǎo)致接收蒸餾液后pH值低于4.8的可能性是很少的，排除了殘留的硼酸溶液會(huì)引起pH值過低的可能。

2017年10月18日9TEU010BA監(jiān)測(cè)槽主要接收的是TEU001EV的蒸餾液，其pH值3.16，總γ<0.25，硼濃度37ppm，電導(dǎo)率313μs/cm。樣水的放射性小于檢測(cè)限，滿足排放要求，說明蒸發(fā)器效率正常，系統(tǒng)也不存在串水的問題。但pH值偏低，電導(dǎo)率偏高，初步判斷為樣水并非為純水，可能含有某種酸性成分物質(zhì)引起。為進(jìn)一步查找原因，通過用離子色譜儀對(duì)該樣品常見的陰離子進(jìn)行分析，水中主要陰離子是硝酸根離子，分析結(jié)果為52.6ppm。通過計(jì)算，若含52.6ppm硝酸根的硝酸，其pH值在3.0左右，與實(shí)際測(cè)定值3.16基本吻合?？梢姡鸨敬?TEU010BA監(jiān)測(cè)槽pH值偏低的根本原因是樣水中含有硝酸根離子。

2.3 引起蒸餾液pH低的因素

由于TEU蒸發(fā)器處理的化學(xué)疏水成份比較復(fù)雜，接收各類化學(xué)疏水和去污廢液等，成份復(fù)雜的化學(xué)疏水在蒸發(fā)處理過程中，沸點(diǎn)比較低的溶劑容易揮發(fā)，與產(chǎn)生的蒸汽一同冷凝形成蒸餾液，從而影響蒸餾液的pH值。如化學(xué)去污或蒸發(fā)消泡過程中加入的硝酸溶液，沸點(diǎn)低，只有80℃左右[2]，易揮發(fā)，在蒸發(fā)處理過程中隨蒸汽一同冷凝，引起蒸餾液的pH值偏低。

3 TEU009/010BA監(jiān)測(cè)槽pH值偏低的影響

圖1對(duì)2016年9TEU009/010BA監(jiān)測(cè)槽的pH值進(jìn)行了趨勢(shì)分析，監(jiān)測(cè)槽的pH值基本都低于規(guī)范期望值6.0，大多數(shù)時(shí)間低于限值5.5，其中有3次低于4.0。這一年，9TEU監(jiān)測(cè)槽累計(jì)排放81罐次，達(dá)2025m3左右。圖2對(duì)2016年0TER pH趨勢(shì)進(jìn)行分析，0TER廢液的pH值均在限值范圍內(nèi)，沒有出現(xiàn)過pH值偏離規(guī)范的情況。說明9TEU009/010BA監(jiān)測(cè)槽的pH值雖然大多數(shù)時(shí)間低于限值，排到接納體積較大的TER系統(tǒng)后，經(jīng)與其它廢水，如地面疏水和洗滌廢水中和后，對(duì)TER排放時(shí)的pH值影響是可以接受的。在2017年11月6日，連續(xù)排了pH值為3.7和3.16的兩罐廢液，對(duì)應(yīng)TER接收罐排放時(shí)的pH值為7.43。

秦二廠1/2號(hào)機(jī)組和3/4號(hào)機(jī)組的TEU009/010BA監(jiān)測(cè)槽廢液pH值在實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中，大多數(shù)時(shí)候均偏低，低于TEU排放的限值，但由于受設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)條件的限制，均沒有對(duì)監(jiān)測(cè)槽廢水的pH進(jìn)行過中和調(diào)節(jié)，而是直接排放TER系統(tǒng)，從歷史數(shù)據(jù)來看，并沒有因此引起TER排放廢液的pH值偏離規(guī)范。究其原因：一是因?yàn)門EU009/010BA監(jiān)測(cè)槽排放的廢液量占TER排放總量份額不大（1/2號(hào)機(jī)組占10%左右，3/4號(hào)機(jī)組因沒洗滌廢液，占30%左右，含TEP主動(dòng)排氚部分）；其次是因?yàn)楸O(jiān)測(cè)槽無論接收的是凈化后的工藝廢水還是蒸餾液，基本上都是接近于純水，盡管pH值低于排放限值，但所需的中和堿液量不大；三是TER系統(tǒng)接收的地面廢水和洗滌類廢水，其pH值一般偏堿性，且緩沖能力較強(qiáng)，正好達(dá)到相互中和，最終對(duì)大容量的TER系統(tǒng)排放影響不大。

TEU009/010BA監(jiān)測(cè)槽廢液pH值偏低，在沒有經(jīng)過中和調(diào)節(jié)，直接排到TER系統(tǒng)，現(xiàn)實(shí)情況下，對(duì)TER系統(tǒng)排放時(shí)的pH值影響不大，是可以接受的，滿足運(yùn)行期間TER廢液排放管理要求。僅僅是因?yàn)門EU009/010BA監(jiān)測(cè)槽廢液pH值低于TEU控制規(guī)范限值，偏離程序規(guī)定，影響程序的執(zhí)行而已。

4 其他電廠處理情況

大亞灣、寧德、福清、方家山都只設(shè)有期望值（6.0～9.0），沒有限值要求。其中大亞灣核電站TEU009/010BA監(jiān)測(cè)槽的設(shè)計(jì)功能與秦山第二核電廠一致，用于接收凈化后的工藝廢水和TEU蒸餾液，pH值也存在偏離問題，偏離時(shí)先計(jì)算中和需添加的酸堿量，需添加的中和總量小于兩升（30%NaOH或65%硝酸）時(shí)，不執(zhí)行中和處理，直接排往TER系統(tǒng)。當(dāng)中和用酸堿量大于2升時(shí)考慮通過地坑中和，一般很少碰到。

5 結(jié)論及建議

5.1 結(jié)論

（1）TEU蒸餾液pH值的高低取決于蒸發(fā)源水的化學(xué)成份，由于蒸發(fā)源水化學(xué)成份復(fù)雜，導(dǎo)致蒸餾液的pH值會(huì)存在一定的波動(dòng)。

（2）秦二廠TEU009/010BA監(jiān)測(cè)槽無論是接收凈化后的工藝廢水還是TEU蒸餾液，其pH值大多數(shù)時(shí)候偏酸性，低于TEU排放限值要求。現(xiàn)實(shí)情況下，在沒經(jīng)中和調(diào)節(jié)直接排往TER，對(duì)TER系統(tǒng)最終排放時(shí)的pH值影響不大，滿足運(yùn)行期間TER廢液排放管理要求。

5.2 建議

TEU009/010BA監(jiān)測(cè)槽廢液pH值略偏酸性，但放射性活度一般都小于0.25MBq/t，如果排放前需進(jìn)行中和調(diào)節(jié)的話，加入的堿量很少，現(xiàn)場(chǎng)操作難度很大，需耗費(fèi)大量的人力物力，還會(huì)增加廢液量。而接納的TER罐子，體積較大，接收工藝、地面、洗滌、冷凝水等，其中地面疏水和洗滌廢水pH值一般都略偏堿性。在pH值偏離不是特別嚴(yán)重時(shí)，我們可以利用各類廢水的差異，讓其相互中和，可以有效減少各類化學(xué)溶劑的加入和降低因中和產(chǎn)生的額外廢液量，各類廢水的放射性均滿足排放管理要求，也不存在稀釋排放一說。充分遵循合理、可行、盡量低的流出物管理原則。

建議：

1）參考其它M310機(jī)組做法，取消《電廠化學(xué)控制程序》中廢液處理系統(tǒng)（TEU）pH值限值，保留期望值6～9的控制要求。

2）pH值偏離廢液處理系統(tǒng)（TEU）控制要求時(shí)，通過計(jì)算，該罐廢液添加中和用酸堿總量小于2升時(shí)（30%NaOH或65%硝酸），可考慮不進(jìn)行中和調(diào)節(jié)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]嚴(yán)衛(wèi)龍，朝向盟.核級(jí)樹脂硼飽和狀態(tài)下的動(dòng)力性能試驗(yàn)[J].輻射防護(hù)通訊，2015，35（1）：33.

[2]北京師范大學(xué)無機(jī)化學(xué)教研室.無機(jī)化學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2003：530.