正向滲透處理放射性廢水的裝置、系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種正向滲透處理放射性廢水的裝置、系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，我國(guó)加快了對(duì)核電事業(yè)的建設(shè)步伐，在大力發(fā)展核電的同時(shí)，核廢物的處理也越來(lái)越受到人們的廣泛關(guān)注。尤其是近期發(fā)生的日本福島核泄露事故，更是讓全世界人民重新審視核電的發(fā)展。核電站排放的放射性廢水是否能夠得到及時(shí)有效處理成為核電發(fā)展的一個(gè)重要制約因素。
[0003]由于放射性廢物的最終固化處置成本很高，因此在放射性廢水處理中，廢水的減量化處理是整個(gè)處理過(guò)程中最為關(guān)鍵的一步。發(fā)達(dá)國(guó)家的核電站主要采用蒸發(fā)法和膜處理法以及這些工藝的組合處理達(dá)到減量化目的。在我國(guó)主要采用蒸發(fā)法對(duì)放射性廢水進(jìn)行減量化處理。蒸發(fā)法是一種傳統(tǒng)的、可靠的濃縮處理方法，被大多數(shù)核電廠所采用。蒸發(fā)法的主要缺點(diǎn)是能耗很高、運(yùn)行成本高，同時(shí)由于蒸發(fā)過(guò)程產(chǎn)生的小液滴會(huì)隨水蒸氣進(jìn)入冷凝液，因此需要對(duì)冷凝液進(jìn)行進(jìn)一步處理，設(shè)備復(fù)雜，同時(shí)蒸發(fā)工藝設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮起泡沫、腐蝕、結(jié)垢、爆炸等潛在危險(xiǎn)。
[0004]膜處理技術(shù)在放射性廢水減量化應(yīng)用中，主要以反滲透法為主，國(guó)外已有部分電廠采用反滲透工藝處理部分放射性廢水。由于反滲透技術(shù)已有多年的工業(yè)化應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，技術(shù)相對(duì)較成熟，對(duì)放射性廢水中的核素分離效果較好，且產(chǎn)生二次廢物量少，因此近年來(lái)得到較多的應(yīng)用嘗試。但其由于進(jìn)水壓力大，使得其能耗很高、對(duì)設(shè)備要求高、且濃差極化膜污染情況嚴(yán)重。
[0005]鑒于現(xiàn)存工藝的缺點(diǎn)和不足，尋找新型的高效、節(jié)能、安全的濃縮處理工藝成為放射性廢水處理中急需解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為克服上述缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種方向簡(jiǎn)單、高效、節(jié)能、安全的正向滲透處理放射性廢水的裝置、系統(tǒng)及方法。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的正向滲透處理放射性廢水的裝置，包括:
[0008]水分子可以通過(guò)鹽離子不能通過(guò)的半滲透膜；
[0009]用于使汲取液的通過(guò)的汲取室；
[0010]以及用于使放射性廢水通過(guò)的廢水室，
[0011]所述的汲取室和廢水室通過(guò)所述的半滲透膜隔開；其中，
[0012]所述的汲取液的滲透壓大于放射性廢水的滲透壓。
[0013]其中，所述的汲取液為高濃度的NaCl溶液、海水。
[0014]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的正向滲透處理放射性廢水的系統(tǒng)，包括:如上述的放射性廢水的處理裝置；還包括:
[0015]用于向汲取室提供汲取液的汲取液輸入管道以及用于接收通過(guò)汲取室汲取液的輸出管道；
[0016]用于向廢水室提供放射性廢水的廢水輸入管道以及用于接收通過(guò)廢水室的廢水輸出管道。
[0017]優(yōu)選的，在所述的管道上設(shè)有蠕動(dòng)泵、流量計(jì)、電導(dǎo)率儀。
[0018]優(yōu)選的，還包括一廢水槽；所述的廢水輸入管道與廢水輸出管道與所述的廢水槽連通形成循環(huán)回路。
[0019]優(yōu)選的，還包括一汲取液槽；所述的汲取液輸入管道與汲取液輸出管道與所述的廢水槽連通形成循環(huán)回路?；蛘哐h(huán)回路間歇式或連續(xù)補(bǔ)給NaCl維持汲取液濃度不變。或者是開放式的連續(xù)流，如海水供給。
[0020]優(yōu)選的，所述的汲取液和廢水的流速不低于1.85cm/s。
[0021]優(yōu)選的，所述的汲取液濃度不低于0.5mol/L(以NaCl計(jì));優(yōu)選的，所述的放射性廢水濃度不高于20mg/L(以Co計(jì))。
[0022]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的正向滲透處理放射性廢水的方法，包括下述步驟:
[0023]選擇一水分子可以通過(guò)鹽離子不能通過(guò)的半滲透膜；
[0024]使汲取液的通過(guò)的半滲透膜的一側(cè)；
[0025]使放射性廢水半滲透膜的一側(cè)；其中，
[0026]所述的汲取液的滲透壓大于放射性廢水的滲透壓。
[0027]優(yōu)選地，所述的汲取液以循環(huán)方式進(jìn)行工作，在循環(huán)過(guò)程中，保持所述的汲取液的濃度不低于0.5mol/Lo
[0028]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明利用膜兩側(cè)汲取液和廢水之間存在滲透壓，水從廢水側(cè)通過(guò)滲透膜滲透至汲取液側(cè)，從而實(shí)現(xiàn)含鈷廢水的濃縮。本發(fā)明可有效克服傳統(tǒng)蒸發(fā)工藝中的起泡沫、腐蝕、結(jié)垢、爆炸等潛在危險(xiǎn)，同時(shí)與反滲透法相比，具有能耗低、膜污染小、對(duì)進(jìn)水水質(zhì)要求較小，膜組件更換周期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1為本發(fā)明正向滲透裝置分離放射性廢水的裝置實(shí)施例1的示意圖。
[0030]圖中，1-廢水室、2-蠕動(dòng)泵、3-流量計(jì)、4-廢水槽、5-汲取液槽、6-電導(dǎo)率儀、7-汲取室
[0031]具體實(shí)施方法
[0032]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。
[0033]本發(fā)明的正向滲透處理放射性廢水的裝置，如圖1所示，包括:水分子可以通過(guò)鹽離子不能通過(guò)的半滲透膜；用于使汲取液的通過(guò)的汲取室7 ;以及用于使放射性廢水通過(guò)的廢水室1，所述的汲取室I和廢水室7通過(guò)所述的半滲透膜隔開；其中，所述的汲取液的滲透壓大于放射性廢水的滲透壓。其中，所述的汲取液為濃度不低于0.5mol/L的NaCl溶液、海水。
[0034]使用時(shí)，使汲取液的通過(guò)的半滲透膜的一側(cè)；使放射性廢水半滲透膜的一側(cè)；由于汲取液的滲透壓大于放射性廢水的滲透壓。水從廢水側(cè)通過(guò)滲透膜滲透至汲取液側(cè)，從而實(shí)現(xiàn)放射性廢水的濃縮。本發(fā)明的方法與反滲透法相比，具有能耗低、膜污染小、對(duì)進(jìn)水水質(zhì)要求較小，膜組件更換周期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
[0035]下面以CoCl2.6H20為材料，配制一定濃度的含鈷離子的溶液lOOOmL，作為模擬的放射性廢水。
[0036]實(shí)施例1
[0037]本實(shí)施例正向滲透分離放射性廢水中鈷的裝置，如圖1所示，包括膜接觸室1、蠕動(dòng)泵2、流量計(jì)3、廢水槽4、汲取液槽5、電導(dǎo)率儀6、;膜接觸室I的一側(cè)通過(guò)管路與廢水槽4相通形成循環(huán)回路。膜組件I的另一側(cè)通過(guò)管路與汲取液槽5相通形成循環(huán)回路。在膜接觸室I兩側(cè)