一种高盐含量放射性废液处理装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于放射性废水处理领域，具体涉及一种高盐含量放射性废液处理装置及方法。
【背景技术】
[0002]在核电领域的燃料元件制备过程中，特别是在燃料原料的化工转化、原料粉体的制备过程中会产生含有大量无机盐硝酸钠、硝酸铵的放射性废液。这种源自核燃料制备过程中的放射性废液的放射性活度高，危害大。我国早期处理燃料元件厂产生的放射性废液的方式主要有化学沉淀法和天然蒸发池浓缩法(《放射性废水处理技术》，周书葵，化学工业出版社)。化学沉淀法具有方法简便、费用低廉，去除元素种类较广，技术和设备较成熟等优点，但产生的污泥需进行浓缩、脱水、固化等处理，否则极易造成二次污染，所以现在一般作为其它方法联用时的预处理方法。天然蒸发池浓缩法容易造成地下水和环境污染，随着我国环境保护的日趋严格，《放射性污染防治法》、《放射性废物安全管理条例》相继出台，与核设施相配套的放射性污染防治设施，应当与主体工程同时设计、同时施工、同时投入使用，以前的天然蒸发池也在退役。目前正在开发不同的分离去除技术。
[0003]在实用新型专利《一种废液减容装置》(授权公告号:CN202838986 U)中，发明人提供了一种蒸发减容装置，可以对高温气冷堆燃料元件制备中产生的废液实现密闭条件下的减容处理。蒸发处理虽然效率较高，但动力消耗大，费用高，且存在着腐蚀，泡沫、结垢和爆炸(硝酸盐)的危险。离子交换树脂法在低放废液的处理中是一种工艺技术相对成熟的方法，具有效率高、工艺简单、易于操作等优点。但是当树脂饱和以后进行再生时，不仅增加了工艺的复杂性，又会产生大量的放射性废酸和废碱，若不进行再生，又会产生大量的放射性废树脂。随着膜分离技术的发展，超滤膜、电渗析膜在低放废液中应用研究也正在开展。在发明专利《一种浓缩处理低放废水的方法》(公开号CN 101060021A)中，发明人提出了将连续电除盐技术用于低放射废液的处理，可以实现树脂的连续在线再生，树脂的使用寿命远远超过离子交换工艺中树脂的使用寿命。但是该方法处理的废液的浓度低，除放射性元素外，不含有其它阳离子，并且设备中依然存在离子交换树脂，不适于高盐度、碱度、活度的放射性废液的处理。
[0004]曾经或正在开发的低放废液的处理技术还包括萃取、吸附以及电解等，这些技术本身都存在着不同程度的缺点，目前都未能达到工业化应用的程度，对于高盐高碱放射性废液的处理的可行性也都未知。
[0005]在民用水处理领域，特别是海水淡化领域，有一种相对成熟的水处理技术一一反渗透技术，可以对高盐度的海水进行淡化处理。反渗透技术是在高于溶液渗透压的作用下，依据其他物质不能透过半透膜的原理，而将这些物质和水分离开来。反渗透膜的膜孔径非常小，因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等。系统具有水质好、耗能低、无污染、工艺简单、操作简便等优点。该技术可以取代传统的离子交换工艺，稳定连续的生产高纯水。与离子交换工艺相比，特别适合高盐度废水的处理，具有工艺上的先进性， 有望取代离子交换工艺进行低放射性废液的处理。
【发明内容】
[0006]针对目前处理高盐含量放射性废液的方法的不足，本发明的目的是提供一种适应能力强、工艺简单可靠、处理效果好的高含盐量放射性废液处理装置和方法。
[0007]为达到以上目的，本发明采用的技术方案是一种高盐含量放射性废液处理装置，包括:
[0008]依次连接在管道上的给水栗、保安过滤器、第一级反渗透组件、第二级反渗透组件，与所述给水栗、保安过滤器、反渗透组件连接的PLC控制系统；
[0009]所述第一级反渗透组件包括依次连接在管道上的第一高压栗、第一反渗透器；
[0010]所述第二级反渗透组件包括依次连接在管道上的第二高压栗、第二反渗透器；
[0011 ] 所述PLC控制系统包括连接所述第一级反渗透组件中各个部件的第一级PLC控制系统、连接所述第二级反渗透组件中各个部件的第二级PLC控制系统。
[0012]进一步，所述反渗透器包括圆筒型的承压外壳，设置在所述承压外壳轴线上的中心杆，设置在所述承压外壳的两端并穿设在所述中心杆上的上压盘和下压盘，在所述上压盘、下压盘与所述承压外壳之间还设置有上密封盘和下密封盘，设置在所述承压外壳内的所述中心杆上的若干个导流盘，所述导流盘上覆盖有反渗透膜组件，所述导流盘的中心圆孔位置上设置有若干个径向排水通道和腰形进水分流孔，所述导流盘的下表面设置有若干个按照螺旋线排列的凸点。
[0013]进一步，所述第一反渗透器的工作压力为100-200bar，所述第二反渗透器的工作压力为 20-100bar。
[0014]进一步，还包括分别与所述第一反渗透器、第二反渗透器连接的膜柱清洗器，用于对所述反渗透器进行清洗和冲洗，所述膜柱清洗器连接所述PLC控制系统；
[0015]设置在所述第一反渗透器的进液和出液两端的管道上的第一压差计，用于测量所述第一反渗透器的运行压差；设置在所述第二反渗透器的进液和出液两端的管道上的第二压差计，用于测量所述第二反渗透器的运行压差；设置在所述保安过滤器两端管道上的第三压差计，用于测量所述保安过滤器的进出口压差；
[0016]所述第一压差计、第二压差计、第三压差计连接所述PLC控制系统。
[0017]更进一步，所述膜柱清洗装置包括清洗水栗和清洗水箱，在对所述反渗透器进行冲洗时所述清洗水栗作为冲洗水栗使用。
[0018]进一步，所述第一高压栗、第二高压栗为屏蔽栗。
[0019]为达到以上目的，本发明还公开了一种用于以上所述装置的高盐含量放射性废液处理方法，包括以下步骤:
[0020](S1)在所述保安过滤器中对未处理废液进行过滤处理；
[0021](S2)在所述第一级反渗透组件中分离出第一级渗透液和第一级浓缩废液，将所述第一级浓缩废液直接固化处理；
[0022](S3)将所述第一级渗透液送入所述第二级反渗透组件中分离出第二级渗透液和第二级浓缩废液；
[0023](S4)将所述第二级浓缩废液引入所述未处理废液中。
[0024]进一步，
[0025]还包括步骤(S5)，当所述高盐含量放射性废液处理装置停运或故障停机时，将所述第二级渗透液用于对所述反渗透器进行清洗和冲洗。
[0026]进一步，所述保安过滤器包括可更换的滤棒；在步骤(S1)中还包括，当所述保安过滤器的进出口压差大于预设值时通过所述PLC控制系统输出报警信号，提示更换所述滤棒。
[0027]进一步，
[0028]在步骤(S2)中还包括，当所述第一反渗透器运行压差达到预设值时通过所述第一级PLC控制系统输出报警信号，提示进行清洗；
[0029]在步骤(S3)中还包括，当所述第二反渗透器运行压差达到预设值时通过所述第二级PLC控制系统输出报警信号，提示进行清洗；
[0030]所述清洗包括碱洗和酸洗。
[0031]本发明的效果在于:
[0032]1.低耗能、尚效性、申旲块化；
[0033]2.占地面积小、安装维护简单、自动化程度高；
[0034]3.适应性强，出水水质好；
[0035]4.第二级渗透液可用于第一、二反渗透器的清洗和冲洗操作或直接用于燃料元件生产的清洗用水，节省了用水量；
[0036]5.浓缩废液的浓度高，可直接用于固化处理；
[0037]6.实现放射性废液处理的远程操作，避免工作人员受到辐射危害。
【附图说明】
[0038]图1是本发明【具体实施方式】中所述高盐含量放射性废液处理装置的示意图；
[0039]图2是本发明【具体实施方式】中所述反渗透器的结构示意图；
[0040]图3是本发明【具体实施方式】中所述导流盘的结构示意图；
[0041]图4是本发明【具体实施方式】中所述保安过滤器的结构示意图；