正向渗透处理放射性废水的装置、系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种正向渗透处理放射性废水的装置、系统及方法。
【背景技术】
[0002]近年来，我国加快了对核电事业的建设步伐，在大力发展核电的同时，核废物的处理也越来越受到人们的广泛关注。尤其是近期发生的日本福岛核泄露事故，更是让全世界人民重新审视核电的发展。核电站排放的放射性废水是否能够得到及时有效处理成为核电发展的一个重要制约因素。
[0003]由于放射性废物的最终固化处置成本很高，因此在放射性废水处理中，废水的减量化处理是整个处理过程中最为关键的一步。发达国家的核电站主要采用蒸发法和膜处理法以及这些工艺的组合处理达到减量化目的。在我国主要采用蒸发法对放射性废水进行减量化处理。蒸发法是一种传统的、可靠的浓缩处理方法，被大多数核电厂所采用。蒸发法的主要缺点是能耗很高、运行成本高，同时由于蒸发过程产生的小液滴会随水蒸气进入冷凝液，因此需要对冷凝液进行进一步处理，设备复杂，同时蒸发工艺设计时还要考虑起泡沫、腐蚀、结垢、爆炸等潜在危险。
[0004]膜处理技术在放射性废水减量化应用中，主要以反渗透法为主，国外已有部分电厂采用反渗透工艺处理部分放射性废水。由于反渗透技术已有多年的工业化应用经验，技术相对较成熟，对放射性废水中的核素分离效果较好，且产生二次废物量少，因此近年来得到较多的应用尝试。但其由于进水压力大，使得其能耗很高、对设备要求高、且浓差极化膜污染情况严重。
[0005]鉴于现存工艺的缺点和不足，寻找新型的高效、节能、安全的浓缩处理工艺成为放射性废水处理中急需解决的问题。
【发明内容】
[0006]为克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种方向简单、高效、节能、安全的正向渗透处理放射性废水的装置、系统及方法。
[0007]为达到上述目的，本发明的正向渗透处理放射性废水的装置，包括:
[0008]水分子可以通过盐离子不能通过的半渗透膜；
[0009]用于使汲取液的通过的汲取室；
[0010]以及用于使放射性废水通过的废水室，
[0011]所述的汲取室和废水室通过所述的半渗透膜隔开；其中，
[0012]所述的汲取液的渗透压大于放射性废水的渗透压。
[0013]其中，所述的汲取液为高浓度的NaCl溶液、海水。
[0014]为达到上述目的，本发明的正向渗透处理放射性废水的系统，包括:如上述的放射性废水的处理装置；还包括:
[0015]用于向汲取室提供汲取液的汲取液输入管道以及用于接收通过汲取室汲取液的输出管道；
[0016]用于向废水室提供放射性废水的废水输入管道以及用于接收通过废水室的废水输出管道。
[0017]优选的，在所述的管道上设有蠕动泵、流量计、电导率仪。
[0018]优选的，还包括一废水槽；所述的废水输入管道与废水输出管道与所述的废水槽连通形成循环回路。
[0019]优选的，还包括一汲取液槽；所述的汲取液输入管道与汲取液输出管道与所述的废水槽连通形成循环回路。或者循环回路间歇式或连续补给NaCl维持汲取液浓度不变。或者是开放式的连续流，如海水供给。
[0020]优选的，所述的汲取液和废水的流速不低于1.85cm/s。
[0021]优选的，所述的汲取液浓度不低于0.5mol/L(以NaCl计);优选的，所述的放射性废水浓度不高于20mg/L(以Co计)。
[0022]为达到上述目的，本发明的正向渗透处理放射性废水的方法，包括下述步骤:
[0023]选择一水分子可以通过盐离子不能通过的半渗透膜；
[0024]使汲取液的通过的半渗透膜的一侧；
[0025]使放射性废水半渗透膜的一侧；其中，
[0026]所述的汲取液的渗透压大于放射性废水的渗透压。
[0027]优选地，所述的汲取液以循环方式进行工作，在循环过程中，保持所述的汲取液的浓度不低于0.5mol/Lo
[0028]本发明的有益效果:本发明利用膜两侧汲取液和废水之间存在渗透压，水从废水侧通过渗透膜渗透至汲取液侧，从而实现含钴废水的浓缩。本发明可有效克服传统蒸发工艺中的起泡沫、腐蚀、结垢、爆炸等潜在危险，同时与反渗透法相比，具有能耗低、膜污染小、对进水水质要求较小，膜组件更换周期长等优点。
【附图说明】
[0029]图1为本发明正向渗透装置分离放射性废水的装置实施例1的示意图。
[0030]图中，1-废水室、2-蠕动泵、3-流量计、4-废水槽、5-汲取液槽、6-电导率仪、7-汲取室
[0031]具体实施方法
[0032]下面结合附图和具体实施例对本发明进行进一步说明。
[0033]本发明的正向渗透处理放射性废水的装置，如图1所示，包括:水分子可以通过盐离子不能通过的半渗透膜；用于使汲取液的通过的汲取室7 ;以及用于使放射性废水通过的废水室1，所述的汲取室I和废水室7通过所述的半渗透膜隔开；其中，所述的汲取液的渗透压大于放射性废水的渗透压。其中，所述的汲取液为浓度不低于0.5mol/L的NaCl溶液、海水。
[0034]使用时，使汲取液的通过的半渗透膜的一侧；使放射性废水半渗透膜的一侧；由于汲取液的渗透压大于放射性废水的渗透压。水从废水侧通过渗透膜渗透至汲取液侧，从而实现放射性废水的浓缩。本发明的方法与反渗透法相比，具有能耗低、膜污染小、对进水水质要求较小，膜组件更换周期长等优点。
[0035]下面以CoCl2.6H20为材料，配制一定浓度的含钴离子的溶液lOOOmL，作为模拟的放射性废水。
[0036]实施例1
[0037]本实施例正向渗透分离放射性废水中钴的装置，如图1所示，包括膜接触室1、蠕动泵2、流量计3、废水槽4、汲取液槽5、电导率仪6、;膜接触室I的一侧通过管路与废水槽4相通形成循环回路。膜组件I的另一侧通过管路与汲取液槽5相通形成循环回路。在膜接触室I两侧