[發明專利]一種濃縮放射性廢水的方法和系統

有效

• 申請號: 201410028695.4
• 申請日: 2014-01-22
• 公開（公告）號: CN103762004A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 趙璇;章真怡;李福志
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G21F9/06
• 分類號: G21F9/06;G21F9/04
• 代理公司: 北京中創陽光知識產權代理有限責任公司 11003
• 代理人: 尹振啟

技術領域

本發明涉及到一種污水處理技術，特殊涉及到核工業放射性廢水的濃縮方法；另外，本發明還涉及到一種使用該方法對放射性廢水進行處理的系統。

背景技術

放射性廢水處理的主要目標是盡可能降低放射性廢物的量。無論采取哪種處理方法，實質上是將放射性核素濃縮富集到極小體積的液體介質或者固體介質，并使絕大部分液體滿足相關要求后解控。濃縮富集了放射性核素的液體介質如膜工藝的濃水，蒸發工藝的蒸殘液。固體介質如離子交換樹脂。這些物質最終成為放射性廢物，進行長期地質儲存。放射性廢水處理的一個重要原則是在合理的條件下，使濃縮富集了放射性核素的液體介質或者固體介質盡可能小量化。

其中，放射性廢水濃縮處理技術的傳統工藝是：蒸發＋離子交換。即放射性廢水經過兩級蒸發處理后，冷凝液進入離子交換樹脂床進行精處理，滿足環境排放要求；濃縮富集了大量核素的蒸殘液，經固定化處理后，進行長期地質儲存；濃縮富集了大量核素的離子交換樹脂，經固定化處理后，進行長期地質儲存。傳統工藝的優點在于：技術成熟，去污能力強。缺點在于：能耗高；放射性廢樹脂量大；設備龐大，投資高，操作條件差，腐蝕結垢等問題嚴重。

膜技術的興起為放射性廢水處理提供了新的選擇。超濾技術難以去除溶解性的核素離子，但是可以去除水中存在的細微懸浮物、膠體物質、以及部分大分子有機物，由此去除被膠體或顆粒物夾帶、或者與大分子有機物形成絡合物的核素離子。反滲透、納濾技術可以去除離子態的核素離子，但是對進水水質有較高的要求。通常情況下，需根據放射性廢水的水質特征，設計具有針對性的膜集成系統。

發明內容

為解決現有技術的上述問題，本發明的首要目的在于提供一種簡單而高效的濃縮放射性廢水的方法，次要目的在于提供一種使用該方法對放射性廢水進行濃縮的系統。

為實現上述目的，本發明一種濃縮放射性廢水的方法包括如下步驟：

步驟一：將放射性廢水導入反滲透濃縮單元進行初步的反滲透濃縮，截留了放射性元素的濃縮液導入濃縮槽，滲透出的凈水滿足環境排放要求后排放；

步驟二：將所述濃縮槽內的濃縮液導入膜蒸餾單元進行進一步的膜蒸餾濃縮，經膜過濾出的蒸汽經冷凝后輸回到所述反滲透濃縮單元再次進行反滲透濃縮，未蒸餾掉的殘留液輸回到所述濃縮槽；

步驟三：實時測量濃縮槽內的電導率，當該電導率高于設定的電導閾值時，停止將步驟一中所述反滲透濃縮單元所產生的濃縮液導入所述濃縮槽，并停止所述膜蒸餾單元的膜蒸餾濃縮，將所述濃縮槽內的濃縮液導出做后續固化處理。

進一步，所述反滲透濃縮單元采用壓力驅動的膜系統；所述膜蒸餾濃縮單元采用溫度差驅動的膜系統，即將所述濃縮槽內的液體加熱并保持設定溫度，導入疏水性膜組件，保持膜兩側的溫度差，熱側蒸汽壓高于冷側，蒸汽穿過膜后冷凝導出。

進一步，實時監測所述濃縮槽內的液位，濃縮槽內液體高于設定的最高工作液位時，暫停將所述反滲透濃縮單元濃縮的濃縮液輸入所述濃縮槽內直至濃縮槽內液體降至設定的最低工作液位；當所述濃縮槽內液體低于所述最低工作液位時，暫停所述膜蒸餾濃縮單元，直至所述濃縮槽內的液位升至最高工作液位。

進一步，所述放射性廢水導入所述反滲透濃縮單元之前，采用微濾、超濾或者砂濾等技術去除懸浮物、膠體等雜質。

進一步，所述反滲透濃縮單元前設置有原料槽，待濃縮所述放射性廢水先導入所述原料槽內，然后通過輸送泵輸入所述反滲透濃縮單元進行濃縮。

進一步，所述反滲透濃縮單元至少包括兩級反滲透系統；第一級反滲透系統所截留的液體含鹽量控制在不低于5g/L，導入所述濃縮槽內；其他各級反滲透系統所截留的液體輸送回所述原料槽。

進一步，所述濃縮槽內液體溫度控制在50度以上，所述膜蒸餾單元由一根膜組件組成，或由若干根膜組件并聯組成，每根膜組件循環流量不低于4m³/h。

進一步，所述濃縮槽內放射性總活度水平不超過10E＋9Bq/L。

進一步，在開始濃縮放射性廢水之前和之后，對所述反滲透濃縮單元和所述膜蒸餾濃縮單元用非放射性水或步驟一所產生的凈水進行在線沖洗，沖洗時工作參數不變。

一種濃縮放射性廢水的系統包括：

對待濃縮放射性廢水進行反滲透濃縮的反滲透濃縮單元；

與所述反滲透濃縮單元連接，并用于接收并容置所述反滲透濃縮單元所產生的濃縮液的濃縮槽；

與所述濃縮槽連接，并對濃縮槽內濃縮液進行膜蒸餾濃縮的膜蒸餾濃縮單元；