一種核電廠工藝廢水的處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種放射性廢水的處理方法，特別涉及一種核電廠工藝廢水的處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]核電廠工藝廢水主要包括三部分，分別為含硼的反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)流出物、地面疏水和含有高懸浮物顆粒的工藝廢水，其放射性水平通常為14?106Bq/L，通常包含種類繁多的放射性核素。根據(jù)新修訂的國家標(biāo)準(zhǔn)(GB6249-2011)，濱海核電廠址槽式排放口的放射性核素限制為1000Bq/L(氚和碳14除外)，而內(nèi)陸廠址的排放限制為lOOBq/L。因此，需要對核電廠工藝廢水進(jìn)行妥善的處理，去除其中的放射性核素，以滿足排放要求。
[0003]除上述強制性要求外，在放射性廢物處理領(lǐng)域，廢物的處理還應(yīng)實現(xiàn)以最終處置為指導(dǎo)的“廢物最小化”以及“輻射防護(hù)最優(yōu)化”等原則。其中，“廢物最小化”在資源利用、環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟性方面具有重要意義。
[0004]現(xiàn)有的核電廠工藝廢水處理主要采用“過濾+蒸發(fā)+離子交換”處理模式，該模式存在多方面難以克服缺點。
[0005]其一，二次廢物量大，不符合“廢物最小化”原則。
[0006]在該處理模式中，放射性核素主要通過離子交換進(jìn)行去除。雖然離子交換處理操作非常方便，處理后的廢水能夠滿足排放要求，但產(chǎn)生的大量放射性廢樹脂為有機物，以目前的技術(shù)難以較好實現(xiàn)固化處理，因此二次廢物量大，地質(zhì)處置費用較高，對環(huán)境影響較大。
[0007]為此，本領(lǐng)域嘗試著開發(fā)適用的放射性核素?zé)o機吸附劑，以解決固化處理難的問題。以亞鐵氰化物吸附劑為例，該吸附劑對放射性核素137Cs具有非常高的選擇性，137Cs的吸附分配比高達(dá)105ml/g，但是該吸附劑對其他放射性核素的吸附效果非常差，因此在實際的廢液處理時遇到了困難。其它放射性核素?zé)o機吸附劑也存在同樣的問題。
[0008]其二，能耗大，經(jīng)濟性較差。
[0009]在該處理模式中，為實現(xiàn)廢液的減容，需要對大量的工藝廢水進(jìn)行蒸發(fā)處理，所需能耗非?？捎^。
[0010]其三，該處理模式本身固有的特點還決定了所需的工藝設(shè)備較多，接口復(fù)雜，但工藝廢水處理量卻較小(典型值為2?3m3/h)。
[0011]其四，由于采用了蒸發(fā)操作，因此不適合含有易揮發(fā)放射性核素工藝廢水的處理；而“蒸發(fā)+離子交換”的模式也不適于易起泡沫的工藝廢水的處理，容易導(dǎo)致離子交換樹脂交換容量的顯著下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]為解決現(xiàn)有核電廠工藝廢水處理存在的二次廢物量大、能耗大、工藝設(shè)備較多、接口復(fù)雜、廢水處理量小、不適合處理含有揮發(fā)性核素和易起泡沫的廢水等問題，本發(fā)明提供了一種核電廠工藝廢水的處理方法。
[0013]該方法包括如下步驟:
[0014](一 )在核電廠工藝廢水中添加化學(xué)絮凝劑，對膠體態(tài)放射性核素進(jìn)行絮凝；
[0015](二)將步驟(一)處理后的核電廠工藝廢水通過活性炭層，濾除步驟(一)中生成的膠體態(tài)放射性核素絮凝物，并吸附去除大部分非膠體態(tài)放射性核素；然后，通過沸石層進(jìn)行吸附，進(jìn)一步去除剩余的放射性核素；
[0016](三)將步驟(二)處理后的核電廠工藝廢水通過離子交換處理，以去除鹽分并實現(xiàn)pH調(diào)節(jié)。
[0017]上述核電廠工藝廢水的處理方法步驟(三)之后還可以包含反滲透步驟，從而實現(xiàn)硼的去除或濃縮。
[0018]所述活性炭與沸石的用量比優(yōu)選為1: 3-1:2 (重量比)。
[0019]所述活性炭的比表面積優(yōu)選為3000m2/g以上。
[0020]所述沸石的比表面積優(yōu)選為600m2/g以上。
[0021]本發(fā)明的處理方法首先對核電廠工藝廢水進(jìn)行絮凝，接著將其通過活性炭層，由于活性炭既具有較好的過濾效果，也有較好的吸附能力，能夠吸附其中絕大部分的放射性核素，有著優(yōu)良的普適性，因此較好實現(xiàn)了膠體態(tài)放射性核素絮凝物及大部分非膠體態(tài)放射性核素的去除。同時，濾除膠體態(tài)放射性核素絮凝物還防止了其對后續(xù)沸石吸附和離子交換處理的負(fù)面影響。
[0022]而后，將經(jīng)過前述處理的核電廠工藝廢水通過沸石層，對剩余的的放射性核素進(jìn)行去除。由于137Cs和9°Sr通常是核電廠工藝廢水中的主要放射性核素，含量相對較高，因此經(jīng)活性炭吸附后還會有少量存在，因此本發(fā)明采用了對137Cs和9°Sr具有優(yōu)良吸附性能的沸石進(jìn)一步吸附，獲得了良好的去除效果。當(dāng)然，如果還存在微量的其它放射性核素，沸石也可以對其實現(xiàn)較好的吸附。
[0023]此外，核電廠通常還需將工藝廢水進(jìn)行循環(huán)使用以實現(xiàn)“廢物最小化”，這時不僅需要循環(huán)水的放射比活度滿足相關(guān)要求，還要求其電導(dǎo)率小于70yS/cm，pH也應(yīng)滿足相關(guān)要求，因此需要通過離子交換處理進(jìn)行除鹽和調(diào)節(jié)pH ;同時離子交換處理也能繼續(xù)除去存在的微量放射性核素。有時為了回收復(fù)用硼，還需要進(jìn)行反滲透除硼或濃縮硼。
[0024]為實現(xiàn)“廢物最小化”，本發(fā)明還對整個工藝中活性炭與沸石的用量比進(jìn)行了研宄，發(fā)現(xiàn)最好的重量比為1:3_1:2。
[0025]本發(fā)明的核電廠工藝廢水的處理方法由于采用了絮凝、活性炭過濾及吸附、沸石吸附、離子交換處理的工藝路線，最大程度的減少了離子交換樹脂的用量，顯著降低了二次廢物量，廢水處理量不受限制，便于處理易起泡沫的工藝廢水；避免了蒸發(fā)過程的采用，大大降低了能耗，具有較好的經(jīng)濟性，并適用于含有揮發(fā)性核素工藝廢水的處理；工藝及設(shè)備較為簡單，占地面積小，操作方便，普通核電廠工藝廢水經(jīng)過處理后其放射性總比活度小于50Bq/L，較好滿足了直接排放的要求。目前，本發(fā)明的核電廠工藝廢水的處理方法已經(jīng)通過了工藝規(guī)模的放射性熱驗證。
【具體實施方式】
[0026]下面通過實施例對本發(fā)明的實施方式做進(jìn)一步的說明。
[0027]實施例
[0028]一種核電廠工藝廢水的處理方法，包括如下步驟:
[0029](一 )在流量為360L/h的核電廠工藝廢水中添加化學(xué)絮凝劑，對膠體態(tài)放射性核素進(jìn)行絮凝。經(jīng)檢測，所述核電廠工藝廢水的放射性核素源項包括104Bq/L的137CsUO4Bq/L 的 9°Sr、103Bq/L 的 6°Co、102Bq/L 的 110Ag 和 102Bq/L 的 54Fe0
[0030](二)將步驟(一)處理后的核電廠工藝廢水通過活性炭層，濾除步驟(一)中生成的膠體態(tài)放射性核素絮凝物，并吸附去除大部分非膠體態(tài)放射性核素；然后，通過沸石層進(jìn)行吸附，進(jìn)一步去除剩余的放射性核素。經(jīng)步驟(二)處理后，工藝廢水中的放射性核素及比活度如下:12Bq/L 的 137Cs、6Bq/L 的 9°Sr、lBq/L 的 6°Co、n°Ag 未檢出、102Bq/L 的 54Fe,去污因子分別為:137Cs大于1000^90Sr大于1000、60Co大于1000、54Fe大于100。
[0031](三)將步驟(二)處理后的核電廠工藝廢水通過離子交換處理，以去除鹽分并實現(xiàn)PH調(diào)節(jié)。經(jīng)步驟(三)處理后，工藝廢水中的放射性核素及比活度如下:1.85Bq/L的 137Cs、0.027Bq/L 的 90Sr,0.497Bq/L 的 60Co,去污因子分別為 -137Cs 大于 1000^90Sr 大于1000、60Co 大于 1000
[0032](四)采用反滲透對硼進(jìn)行去除。經(jīng)步驟(四)處理后，硼濃度由500ppm下降到10ppm0
【主權(quán)項】
1.一種核電廠工藝廢水的處理方法，其特征在于該方法包括如下步驟: (一)在核電廠工藝廢水中添加化學(xué)絮凝劑，對膠體態(tài)放射性核素進(jìn)行絮凝； (二)將步驟(一)處理后的核電廠工藝廢水通過活性炭層，濾除步驟(一)中生成的膠體態(tài)放射性核素絮凝物，并吸附去除大部分非膠體態(tài)放射性核素；然后，通過沸石層進(jìn)行吸附，進(jìn)一步去除剩余的放射性核素； (三)將步驟(二)處理后的核電廠工藝廢水通過離子交換處理，以去除鹽分并實現(xiàn)pH調(diào)節(jié)。
2.如權(quán)利要求1所述的核電廠工藝廢水的處理方法，其特征在于:步驟(三)之后還包含反滲透步驟，從而實現(xiàn)硼的去除或濃縮。
3.如權(quán)利要求1或2所述的核電廠工藝廢水的處理方法，其特征在于:所述活性炭與沸石的用量比為1:3-1:2(重量比)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的核電廠工藝廢水的處理方法，其特征在于:所述活性炭的比表面積為3000m2/g以上。
5.如權(quán)利要求1或2所述的核電廠工藝廢水的處理方法，其特征在于:所述沸石的比表面積為600m2/g以上。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種放射性廢水的處理方法。為解決現(xiàn)有核電廠工藝廢水處理存在的二次廢物量大、能耗大等諸多問題，本發(fā)明提供了一種核電廠工藝廢水的處理方法。該方法包括如下步驟：(一)在工藝廢水中添加化學(xué)絮凝劑，對膠體態(tài)放射性核素進(jìn)行絮凝；(二)將工藝廢水通過活性炭層，濾除膠體態(tài)放射性核素絮凝物，并吸附去除大部分非膠體態(tài)放射性核素；然后，通過沸石層進(jìn)行吸附，進(jìn)一步去除剩余的放射性核素；(三)將工藝廢水通過離子交換處理，以去除鹽分并實現(xiàn)pH調(diào)節(jié)。本發(fā)明的核電廠工藝廢水的處理方法最大程度的減少了離子交換樹脂的用量，顯著降低了二次廢物量；避免了蒸發(fā)過程的采用，大大降低了能耗，具有較好的經(jīng)濟性。
【IPC分類】G21F9-12, G21F9-10
【公開號】CN104867528
【申請?zhí)枴緾N201510148222
【發(fā)明人】鄭硯國, 張振濤, 劉明章, 游新鋒, 王松平, 鄭文俊, 李俊雄, 王雷, 邱乙畝, 華小輝, 陶幼林, 楊林月, 張旭, 鄭宇 , 楊勇剛
【申請人】湖南桃花江核電有限公司, 中國原子能科學(xué)研究院
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年3月31日