用于核电站的移动净化装置、放射性废液处理系统及方法与流程

本申请涉及核电站废液处理，尤其涉及一种用于核电站的移动净化装置、放射性废液处理系统及方法。

背景技术：

大亚湾核电基地6台机组采用M310技术，日常和大修产生的放射性废液按照工艺废水、地板废水和化学废水进行划分，分别采用离子交换、过滤和蒸发进行净化处理。其中，工艺废水，成分单一、硼浓度高、放射性活度高，一般通过离子交换树脂进行净化处理；化学废水，成分复杂、硼浓度高、放射性活度较高，一般通过蒸发器进行蒸发处理；地板废水，成分复杂、硼浓度低、放射性活度较低，一般满足排放标准则经过过滤排放，若不满足则进行蒸发处理；所有处理合格的废液最终会排往下游的放射性废液排放系统（TER）的储存罐，经过检测合格后再排往环境。

但目前电站的废液处理系统采用的是美国50、60年代的技术，针对日益严格的排放要求，其设计缺点也逐步显现：

（1）TEU蒸发器运行和维修成本较高；

（2）TEU蒸发器效率不稳定，容易受到表面活性剂、有机物的影响，导致浓缩液大量发泡从而降低净化效率，影响废液向环境的排放；

（3）TEU蒸发器浓缩液和树脂固化后产量较大：固化工艺落后，平均浓缩液和废树脂产生大量的二次固体废物；

（4）TEU除盐床效率不高：目前的TEU除盐床配置是两台串联的混床，综合处理效率低，净化时间偏长；

（5）不具备选择性净化功能：针对特征核素缺乏针对性处理手段，全部处理又会产生较多的固体废物；

（6）针对胶体物质处理效率低：目前无论是蒸发器还是除盐床在处理胶体Ag和胶体CO时效率不高，影响最终向环境的排放。

如废液被处理后不达标，无法针对性的对不达标的项目进行处理，还须再次重新处理，增加了处理时间，使处理效率降低，而设备长时间运行，也增加了运行和维修成本。

技术实现要素：

本申请提供一种用于核电站的移动净化装置、放射性废液处理系统及方法。

根据本申请的第一方面，本申请提供一种用于核电站的移动净化装置，包括可选择地接入的前置保护单元、超精细净单元、选择性吸附单元和二次树脂净化单元，用于处理采用离子交换、过滤或蒸发处理后仍未达到排放要求的废水，所述前置保护单元，用于对废水进行初步净化；所述超精细净单元用于净化较大的胶体物质；所述选择性吸附单元用于净化金属离子；所述二次树脂净化单元用于补充净化。

所述前置保护单元包括孔径为0.45～5um的滤芯；所述超精细净单元包括孔径为0.03～0.1um的滤芯；所述选择性吸附单元包括除Co滤芯、除Cs滤芯和/或除滤芯Ag；所述二次树脂净化单元包括树脂。

所述前置保护单元包括多个串联连接的滤芯。

所述选择性吸附单元包括除Co滤芯、除Cs滤芯和除滤芯Ag，并按照除Co滤芯、除Cs滤芯和除滤芯Ag的顺序排列。

根据本申请的第二方面，本申请提供一种用于核电站的放射性废液处理系统，包括工艺废水处理支路、化学废水处理支路、地板水处理支路和储液罐，经所述工艺废水处理支路、所述化学废水处理支路和所述地板水处理支路处理后的废水储存在所述储液罐中，还包括可接入所述工艺废水处理支路、所述化学废水处理支路和/或所述地板水处理支路的移动净化装置，所述移动净化装置包括可选择地接入的前置保护单元、超精细净单元、选择性吸附单元和二次树脂净化单元，用于处理采用离子交换、过滤或蒸发处理后仍未达到排放要求的液体，所述前置保护单元，用于对所述液体进行初步净化；所述超精细净单元用于净化较大的胶体物质；所述选择性吸附单元用于净化Co、Cs和/或Ag；所述二次树脂净化单元用于补充净化。

所述前置保护单元包括孔径为0.45～5um的滤芯；所述超精细净单元包括孔径为0.03～0.1um的滤芯；所述选择性吸附单元包括除Co滤芯、除Cs滤芯和/或除滤芯Ag；所述二次树脂净化单元包括树脂。

所述前置保护单元包括多个串联连接的滤芯。

所述选择性吸附单元包括除Co滤芯、除Cs滤芯和除滤芯Ag，并按照除Co滤芯、除Cs滤芯和除滤芯Ag的顺序排列。

根据本申请的第三方面，本申请提供一种用于核电站的废液处理方法，包括：

检测步骤：对工艺废水处理支路、化学废水处理支路和/或地板水处理支路处理后废液进行取样检测；

制定净化方案步骤：对未达排放要求的废水根据检测结果，在移动净化装置中的前置保护单元、超精细净单元、选择性吸附单元和二次树脂净化单元中选择一个或多个；所述前置保护单元，用于对所述液体进行初步净化；所述超精细净单元用于净化较大的胶体物质；所述选择性吸附单元用于净化Co、Cs和/或Ag；所述二次树脂净化单元用于补充净化；

处理步骤：根据净化方案进行对废水进行净化，对净化后达标的废水进行排放。

所述制定净化方案步骤，具体包括：

对于混浊的废液，选用前置保护单元进行净化，所述前置保护单元包括孔径为0.45～5um的滤芯；

对于含有胶体物质的废液，选用超精细净化单元进行净化, 所述超精细净单元包括孔径为0.03～0.1um的滤芯；

对于含有Co、Cs和/或Ag的废液，选用选择性吸附单元进行净化，所述选择性吸附单元包括除Co滤芯、除Cs滤芯和/或除滤芯Ag；

对于离子超标的废液，选用二次树脂净化单元进行补充净化，所述二次树脂净化单元包括树脂。

由于采用了以上技术方案，使本申请具备的有益效果在于：

在本申请的具体实施方式中，由于移动净化装置包括可选择地接入的前置保护单元、超精细净单元、选择性吸附单元和二次树脂净化单元，可根据未达排放要求废液的成分，选择相应的单元进行针对性的处理，提高了废液处理效率，降低了处理和维修成本，移动净化装置具有小型化、快速组合、维修方便等特点。

附图说明

图1为本申请的用于核电站的移动净化装置实施例的第一种功能模块示意图；

图2为本申请的用于核电站的移动净化装置实施例的第二种功能模块示意图；

图3为本申请的用于核电站的移动净化装置实施例的第三种功能模块示意图；

图4为本申请的用于核电站的移动净化装置实施例的第四种功能模块示意图；

图5为本申请的用于核电站的移动净化装置实施例的第五种功能模块示意图；

图6为本申请的用于核电站的移动净化装置实施例的第六种功能模块示意图；

图7为本申请的用于核电站的废液处理方法在一种实施方式中的流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。

实施例一：

如图1至图6所示，本申请提供一种用于核电站的移动净化装置，包括可选择地接入的前置保护单元1、超精细净单元2、选择性吸附单元3和二次树脂净化单元4，用于处理采用离子交换、过滤或蒸发处理后仍未达到排放要求的废水。前置保护单元1，用于对废水进行初步净化；超精细净单元2用于净化较大的胶体物质；选择性吸附单元3用于净化金属离子；二次树脂净化单元4用于补充净化。

前置保护单元1可以包括孔径为0.45～5um的滤芯，前置保护单元1可以包括多个串联连接的滤芯。前置保护单元1，可根据水质的杂质情况，选择0.45-5um的前置保护滤芯，用于保护下游核心单元，若水质杂质较多，可串联增加一级保护模块。

超精细净单元2可以包括孔径为0.03～0.1um的滤芯。根据颗粒分布情况，胶体物质一般在0.01um～10um区间，滤芯精度越高去除胶体效率越高。根据需要选择0.01um～10um区间的滤芯进行过滤，如可选择安装0.03um、0.05um 或0.1um的超精细滤芯，用于净化较大的胶体物质。

选择性吸附单元3可以包括除Co滤芯、除Cs滤芯和/或除滤芯Ag。即可以包括除Co滤芯、除Cs滤芯和除滤芯Ag中的一种或多种。在一种实施方式中，选择性吸附单元3包括除Co滤芯、除Cs滤芯和除滤芯Ag，并按照除Co滤芯、除Cs滤芯和除滤芯Ag的顺序排列。选择性吸附单元3用于净化Co、Cs和/或Ag。选择性吸附单元是核心单元，继续采用2010年试用的无机吸附技术。目前有选择性除Co滤芯、除Cs滤芯和除Ag滤芯，根据净化的需要选择装填一种或几种无机吸附滤芯；若三种无机吸附滤芯同时串联使用，按照 Co、Cs、Ag的顺序进行串联。

二次树脂净化单元4包括树脂。二次树脂净化单元4用于补充净化，用于离子超标时的净化。二次树脂净化单元4，是核心单元，可根据需要状态不同类型的树脂，作为最后的补充净化。

以上模块可以根据需要进行不同的组合，可任意选择前置保护单元1、超精细净单元2、选择性吸附单元3和二次树脂净化单元4中的一种或多种，或在确定水质较纯的情况下，单独使用。

本申请的移动净化装置可以提升岭澳二期L8TEU工艺水处理效率。岭澳二期核电站的L8TEU001/002DE由于工程设计缺陷以及树脂性能较差的原因导致净化效率偏低，自2013年1开始，净化效率逐渐恶化，L8TEU001/002BA的高硼工艺水长期不能被净化合格，由于电厂严格执行内控排放标准，不合格废水不能直接向TER排放，需进行TEU蒸发处理合格后方可排放，这样会导致TEU蒸发器浓缩液的产量剧增，从而大幅增加固体废物的产量。

三废小组决定投运移动净化装置，经过化学分析，经L8TEU001/002DE处理后的废水内仍含有较高的Co58、Co60等核素。这是造成废水不合格的主要原因，采用前置保护单元1和选择性吸附单元3的组合方式进行处理。前置保护单元1采用1um滤芯；选择性吸附单元3采用选择性除Co滤芯。处理效果满意，全部小于电站内控标准后排放。截止2015年2月份，该装置共处理L8TEU工艺废水200m³左右，减少因此产生的固体废物约16m³，减少后续固体废物暂存费用约120万人民币。

本申请的移动净化装置可以提升岭澳一期L9TEU工艺水净化效率。2013年，L211大修机组上升阶段产生大量的高硼浓度的工艺排水，由于硼浓度较高影响了L9TEU001/002DE的净化效率，导致近50m³的工艺废水无法处理合格排放。通过OPC取样分析，主要成份可能是Ag和Co60的胶体物质。由于胶体物质的粒径较小，普通滤芯和树脂床无法处理，采用前置保护单元1和选择性吸附单元3的组合方式：前置保护单元1，0.45um滤芯；选择性吸附单元3，选择性除Ag滤芯；全部处理合格排放，减少因此产生的固体废物约10m³，减少后续固体废物暂存费用约150万人民币。

2014年初，由于在更换L9TEP006DE树脂过程中，Ag110m胶体物质大量释放进入到下游的L9TEU工艺水系统，其工艺水处理单元的树脂和过滤器均无法有效拦截和吸附Ag110m胶体，导致放射性严重超标无法排放；三废小组根据岭澳二期的使用经验投运移动净化装置，使用前置保护单元1和选择性吸附单元3的组合方式；前置保护单元，采用0.45um滤芯；选择性吸附单元3，采用除Ag无机吸附滤芯。

投运后，被处理放射性活度降低至小于内控标准排放，但处理时间偏长，影响上游接水。为提高效率，缩短净化时间，增加二次树脂净化单元，即彩前置保护单元1、选择性吸附单元3和二次树脂净化单元4组合，效果满意。本次共处理放射性废液100m³，减少后续固废处理20m³，减少后续固体废物暂存费用约300万人民币。

本申请的移动净化装置可以提升大亚湾D9TEU工艺水的净化效率。2015年1月，D217大修结束后，有一罐高硼放射性废水被净化合格准备排放，由于D9TEU002DE树脂老化，在排放过程中，有部分放射性物质脱落造成下游废水超标无法排放。根据化学分析，该水质相对较干净，导致放射性高的原因可能是树脂截留的放射性悬浮物脱落所致，三废小组决定使用前置保护单元1和超精细净单元2的组合。前置保护单元，采用0.45um滤芯；超精细过滤单元，采用0.1um滤芯。

由于没有串联压降较大的无机吸附单元和二次树脂净化模块，净化流量大大提高，仅用20小时就完成了净化并合格排放，是普通净化时间的1/3；减少因此产生的固体废物约2m³，减少后续固体废物暂存费用约30万人民币。

截止目前，多功能移动净化装置在大亚湾核电基地三电厂的使用，共处理高硼低放废液约400m³，减少固体废物约48m³，减少固废暂存费用约600万；未来5年，估计将继续服务于大亚湾核电基地，减少固体废物暂存费1000万元；由此带来的环境收益暂无法用金额衡量。

实施例二：

本申请的用于核电站的放射性废液处理系统，其一种实施方式，包括工艺废水处理支路、化学废水处理支路、地板水处理支路、储液罐和实施例一中的移动净化装置，移动净化装置如图1至图6所示，工艺废水处理支路包括除盐床，化学废水处理支路包括过滤器，地板水处理支路包括蒸发器，经工艺废水处理支路、化学废水处理支路和地板水处理支路处理后的废水储存在储液罐中，移动净化装置可接入工艺废水处理支路、化学废水处理支路和/或地板水处理支路。移动净化装置包括可选择地接入的前置保护单元1、超精细净单元2、选择性吸附单元3和二次树脂净化单元4，用于处理采用离子交换、过滤或蒸发处理后仍未达到排放要求的废水。前置保护单元1，用于对废水进行初步净化；超精细净单元2用于净化较大的胶体物质；选择性吸附单元3用于净化金属离子；二次树脂净化单元4用于补充净化。

前置保护单元1可以包括孔径为0.45～5um的滤芯，前置保护单元1可以包括多个串联连接的滤芯。前置保护单元1，可根据水质的杂质情况，选择0.45-5um的前置保护滤芯，用于保护下游核心单元，若水质杂质较多，可串联增加一级保护模块。

超精细净单元2可以包括孔径为0.03～0.1um的滤芯。根据颗粒分布情况，胶体物质一般在0.01um～10um区间，滤芯精度越高去除胶体效率越高。根据需要选择0.01um～10um区间的滤芯进行过滤，如可选择安装0.03um、0.05um 或0.1um的超精细滤芯，用于净化较大的胶体物质。

选择性吸附单元3可以包括除Co滤芯、除Cs滤芯和/或除滤芯Ag。即可以包括除Co滤芯、除Cs滤芯和除滤芯Ag中的一种或多种。在一种实施方式中，选择性吸附单元3包括除Co滤芯、除Cs滤芯和除滤芯Ag，并按照除Co滤芯、除Cs滤芯和除滤芯Ag的顺序排列。选择性吸附单元3用于净化Co、Cs和/或Ag。选择性吸附单元是核心单元，继续采用2010年试用的无机吸附技术。目前有选择性除Co滤芯、除Cs滤芯和除Ag滤芯，根据净化的需要选择装填一种或几种无机吸附滤芯；若三种无机吸附滤芯同时串联使用，按照 Co、Cs、Ag的顺序进行串联。

二次树脂净化单元4包括树脂。二次树脂净化单元4用于补充净化，用于离子超标时的净化。二次树脂净化单元4，是核心单元，可根据需要状态不同类型的树脂，作为最后的补充净化。

以上模块可以根据需要进行不同的组合，可任意选择前置保护单元1、超精细净单元2、选择性吸附单元3和二次树脂净化单元4中的一种或多种，或在确定水质较纯的情况下，单独使用。

实施例三：

如图2所示，本申请用于核电站的废液处理方法，其一种实施方式，包括以下步骤：

步骤202：检测步骤；对工艺废水处理支路、化学废水处理支路和/或地板水处理支路处理后废液进行取样检测。

步骤204：制定净化方案步骤；对未达排放要求的废水根据检测结果，在移动净化装置中的前置保护单元、超精细净单元、选择性吸附单元和二次树脂净化单元中选择一个或多个。其中，前置保护单元用于对所述液体进行初步净化；超精细净单元用于净化较大的胶体物质；选择性吸附单元用于净化Co、Cs和/或Ag；二次树脂净化单元用于补充净化；

步骤206：处理步骤；根据净化方案对废水进行净化，对净化后达标的废水进行排放。对于净化后未达标的废水转步骤202继续处理。

步骤204，具体包括：

对于混浊的废液，选用前置保护单元进行净化，前置保护单元包括孔径为0.45～5um的滤芯。

对于含有胶体物质的废液，选用超精细净化单元进行净化,超精细净单元包括孔径为0.03～0.1um的滤芯。

对于含有Co、Cs和/或Ag的废液，选用选择性吸附单元进行净化，选择性吸附单元包括除Co滤芯、除Cs滤芯和/或除滤芯Ag。

对于离子超标的废液，选用二次树脂净化单元进行补充净化，二次树脂净化单元包括树脂。

以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换 。