[發明專利]一種核電廠含硼放射性廢液的組合處理系統及方法

在審

• 申請號: 201710514301.X
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN107170505A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 張鏖;顧萬建;蔣超;吳曄;王玉萍
• 申請（專利權）人: 江蘇金環環保設備有限公司
• 主分類號: G21F9/12
• 分類號: G21F9/12;G21F9/04
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 陳國強

技術領域

本發明涉及領域為核電廠含硼放射性廢液的處理，具體為處理壓水堆核電廠一回路放射性廢液的系統及方法。

背景技術

壓水堆核電廠中，一回路采用加壓輕水作為反應堆的冷卻劑和慢化劑。在運行過程中，燃料元件內的放射性核素會通過燃料包殼的缺陷擴散至冷卻劑中，致使冷卻劑帶有一定的放射性。同時，隨著反應堆的運行，一回路的金屬材料會逐漸發生腐蝕，腐蝕形成的物質隨著冷卻劑在一回路內流動，經過堆芯時被活化，也會帶有放射性。另一方面，壓水堆核電廠一回路中還會采用硼酸來吸收可溶性中子，已達到調節反應堆反應性的目的。

傳統的核電廠中，一般采用蒸發工藝來去除來自一回路的含硼放射性廢液。蒸發工藝的優勢是處理效果好，能同時處理廢液中的放射性核素和硼。但蒸發工藝的能耗高，維修/維護成本很高，經濟性較差。同時，傳統蒸發裝置的占地面積較大，操作較為復雜，尤其是蒸發器結垢后的清洗工作較為困難。所以，需要開發一種新的工藝，在保證對放射性和硼的處理效果的同時，能有效改善上述不足。

中國專利“含硼廢水的處理方法”(02108593.5)采用兩段氧化/絮凝工藝處理含硼廢水，其主要處理步驟為絮凝沉淀后固液分離，與本發明/實用新型采用工藝完全不同。中國專利“一種處理放射性廢水的方法”(201310103374.1)采用反滲透和連續電除鹽的組合工藝對放射性廢液進行處理，也與本發明采用工藝不同，且未涉及硼的處理。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供了一種膜分離與離子交換相結合的處理系統及方法，能同時去除壓水堆一回路廢液中的放射性核素和硼。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種核電廠含硼放射性廢液的組合處理系統，包括粗過濾子系統、膜分離子系統、離子交換子系統，粗過濾子系統分別與膜分離子系統、離子交換子系統連接，膜分離子系統與離子交換子系統連接，其中：

所述粗過濾子系統包括過濾器；

所述膜分離子系統包括與過濾器的出口連接的超濾處理裝置，以及與超濾處理裝置連接的多級反滲透處理裝置，超濾處理裝置和多級反滲透處理裝置之間設有加藥裝置，多級反滲透處理裝置連接有輔助吸附床，輔助吸附床與粗過濾子系統的過濾器連接；

所述離子交換子系統包括若干臺串聯的離子交換床。

所述過濾器內的濾芯為袋式或芯式，過濾精度為0.5～25微米。

所述超濾處理裝置連接有超濾濃縮液箱；超濾處理裝置內設置有超濾膜，超濾膜為有機超濾膜或無機超濾膜，孔徑為1～20納米。

所述反滲透處理裝置為兩級膜系統，每級均包括一個反滲透膜組件，每個反滲透膜組件的入口管路上均設置有增壓泵；所述反滲透膜組件由壓力容器與膜元件組成，膜元件為海水膜。

所述加藥裝置包括加藥控制系統和多個并聯的加藥箱，加藥箱的數量與反滲透處理裝置的數量相同，每個加藥箱分別與每級反滲透處理裝置連接，其連接管路上設置有加藥泵、管道混合器、加藥泵、pH計，加藥泵和pH計均與加藥控制系統連接，加藥控制系統內設置有可編程邏輯控制器。

所述反滲透處理裝置包括反滲透濃縮液箱，反滲透濃縮液箱通過反滲透濃縮液泵與輔助吸附床連接；輔助吸附床內部介質為陽樹脂或混樹脂。

所述離子交換子系統包括3臺串聯的離子交換床，每臺離子交換床均設有壓差監測及報警裝置；第一臺離子交換床與膜分離子系統之間通過離子交換進水箱和離子交換進水泵連接，最后一臺離子交換床連接有碎樹脂過濾器；第一臺離子交換床內裝填陽樹脂，第二臺和第三臺離子交換床內裝填混樹脂。

一種核電廠含硼放射性廢液的組合處理方法，步驟如下：

步驟一，待處理廢液自粗過濾子系統進入，經過濾器后，去除顆粒態放射性物質；

步驟二，隨后廢液流入膜分離子系統或者直接流入離子交換子系統，

若廢液流入膜分離子系統，則進行以下步驟：首先經過超濾處理裝置，截留膠體態放射性物質，形成的濃縮液排至超濾濃縮液箱，透過液排至反滲透原水箱；反滲透原水箱內廢液通過第一增壓泵進入第一級反滲透膜組件，之后濃縮液排至反滲透濃縮液箱，透過液通過第二增壓泵進入第二級反滲透膜組件；第二級反滲透膜組件的濃縮液返回至反滲透原水箱，透過液進入離子交換子系統；

若廢液直接流入離子交換子系統，則進行步驟三；

步驟三，進入離子交換子系統的廢液先流入離子交換進水箱中，通過離子交換進水泵提供動力，依次通過多個離子交換床，再經碎樹脂過濾器截留后最終出水。