核生化洗消废液预处理装置的制作方法

本发明属于废液处理技术领域，具体涉及一种核生化洗消废液预处理装置。

背景技术：

洗消是指通过机械、物理或化学的方法对化学品事故现场遭受化学污染物、放射性物质和生物毒剂污染的地面、设备、装备、人员、环境进行消毒、消除污染和灭菌而采取的技术过程，它是使危险物失去毒害作用、有效防止其蔓延扩散的一种有效方法，是消除染毒体和污染区毒性危害的重要措施。

洗消过程中需要使用大量洗消剂，包括用于消除化学毒剂和生物战剂的消毒剂，如三合二、苛性碱和各种消毒粉等；用于消除放射性沾染的消除剂，如六偏磷酸钠、十二烷基苯磺酸钠、柠檬酸等；用于溶解上述消毒剂和消除剂的溶剂，如水、二氯乙烷、煤油汀。这些洗消剂的残留物及其与毒剂、致病微生物作用后产生的有毒物质以及核素难以在短期内自然分解，均会对战斗区域和城市环境造成长时间的严重污染，威胁人民的生命和财产安全。因此，需要对这些洗消废水采用合理的工艺进行处理，最大化的降低或消除其带来的潜在危害。

目前，国内外对于核生化洗消的研究重点位于洗消技术与装备的研发上，解决装置的技术集成、防护、移动性等问题。但对于核生化洗消废液的后续处理，解决二次污染问题的研究内容较少。专利CN201965936U公开了一种具有三防功能的放射性污水应急处理系统，该系统是利用两级反渗透、吸附、活性炭过滤、紫外线相结合，解决了大流量条件下核素拦截和吸附效率低与小型化的矛盾；专利CN105719717B公开了一种核化洗消废水处理工艺及系统，该系统主要由混凝沉淀一体反应器、过滤器、多介质高效吸附罐、离子交换软化器、精密过滤器、超滤膜、反渗透膜、离子交换软化保护器等组成，可模块化解决核化洗消废水的处理问题，能在不同负荷条件下对核素废水和洗消废水同时进行深度、高效处理；专利CN102930912A公开了一种超标放射性洗衣废水处理系统，该系统是通过活性炭去除废水中的表面活性剂及小分子有机物、以沸石过滤器对低放射性废水中的放射性核素离子铯和锶进行去除。

目前核生化洗消废水处理工艺主要包括预处理、吸附和膜处理三个部分。但是，核生化洗消废液源项复杂，除了三合二等有效去污洗消成分，为了增加液体的粘度，洗消剂中还往往添加一定量的表面活性剂、助剂等有机物，形成一种微乳液，导致洗消废液的COD达到2000ppm、电导率达到50～100mS/cm、含盐量达到10g/L，如果没有有效的预处理技术，难以满足后续吸附、膜处理等深度处理技术的输入条件。而目前预处理技术主要以混凝沉淀、过滤技术为主，无法有效降低废液粘度和COD值，易导致后续吸附材料结块失效，膜处理设备堵塞，造成废液处理设备整体工艺性能严重降低。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种核生化洗消废液预处理装置，满足大流量、高负荷且可同时处理核素和生化洗消废液。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种核生化洗消废液预处理装置，包括依次经管路连通的动力泵、絮凝反应器、离心机、蓄水罐、余氯脱除反应器和空化反应器，其中，所述絮凝反应器设有加药机构，所述的余氯脱除反应器包括依次连接的管道式紫外线除氯装置、活性炭除氯装置、铜锌合金除氯装置和改性树脂除氯装置。

在上述技术方案中，所述的空化反应器为水力空化反应器。

在上述技术方案中，所述的水力空化反应器包括：

圆柱形腔体，内设有一圆柱形的空腔；

多个流体进口管，均匀设置在圆柱形腔体外缘，均与圆柱形腔体相连通；

环形孔板，同轴心设置在圆柱形腔体内；

流体出口管，设置在圆柱形腔体的轴心位置，并且与圆柱形腔体相连通；

文丘里管结构，包括扩展段和液体出口段，扩展段的底端小口径端连接在流体出口管上，扩展段的顶端大口径端连接有液体出口段，所述流体出口管、扩展段和液体出口段同轴心设置。

在上述技术方案中，所述的离心机为卧螺式离心机。

在上述技术方案中，所述的加药机构包括絮凝剂药罐以及加药泵。

在上述技术方案中，在所述活性炭除氯装置的进口处设置有第一在线检测仪；在所述改性树脂除氯装置的出口处设置有第二在线监测仪。

在上述技术方案中，所述的蓄水罐的排放口位于侧部顶部以便于排出沉淀后澄清液。

在上述技术方案中，泥渣进口与所述的离心机的排污口连通的过滤器，所述的过滤器的清液出口连接至离心机的分离清液排出口。

在上述技术方案中，所述的余氯脱除反应器包括受控将所述的活性炭过滤器或铜锌合金过滤器短路的旁管，以及将受控所述的改性树脂除氯装置的出水口连接至蓄水罐的回流管。

在上述技术方案中，紫外线波长为280～300nm。

一种根据所述的一种核生化洗消废液预处理装置的预处理方法，其特征在于：包括以下步骤，

1)核生化洗消废液首先通过动力泵进入絮凝反应器进行絮凝沉淀，向反应器内加入絮凝剂，在搅拌作用下可以实现快速絮凝，使废液中的悬浮物形成团簇沉淀；

2)絮凝悬浊液进入离心机进行固液分离，离心分离清液进入蓄水罐进行后续处理，离心分离泥渣进入过滤器进一步固液分离，固液分离所得溶液排入蓄水罐，与离心分离清液一起处理，过滤固体杂质回收待后处理；

3)蓄水罐内澄清废液通过泵进入余氯脱除反应器，降低洗消废液强氧化性，保护后续膜处理单元材料；向反应器内加入还原剂，同时进行紫外线照射，在还原剂和紫外光解协同作用下去除核生化洗消废液中的余氯；

4)去除余氯的洗消废液继续进入空化反应器，通过空化气泡溃灭能量降解废液中大分子有机物和有毒有害物质，降低废液粘度和COD值。

所述的絮凝剂为基于聚丙烯酰胺的有机-无机复合阳离子型絮凝剂，絮凝剂的投加量为0.2％～0.6％，还原剂投加量为5ppm。

本发明的优点和有益效果为：

本发明所述的核生化洗消废液预处理装置，适用于核生化突发事件人员、装备洗消废液的预处理，采用“絮凝+离心+去除余氯+空化”的组合工艺对核生化洗消废液进行预处理，代替传统的“混凝沉淀+过滤”处理工艺，有效降低核生化洗消废液中大量的悬浮物和有机污染物，一方面避免悬浮物和有机物对后续吸附、膜处理设备的损害，该预处理工艺为连续操作，同时提升洗消废液处理系统整体工艺性能，实现大通量、高负荷洗消废液的连续处理废液处理系统处理效率高。

附图说明

图1是本发明核生化洗消废液预处理装置的结构示意图。

其中：

1.水泵，2.絮凝反应器，2.1.絮凝反应器加药口，3.离心机，4.蓄水罐，5.余氯脱除反应器，6.空化反应器，7.过滤器，8.过滤固体杂质收集箱。

对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

本实施例的一种核生化洗消废液预处理装置，包括依次经管路连通的动力泵1、凝反应器2、离心机3，如卧螺式离心机、蓄水罐4、余氯脱除反应器5和空化反应器6，其中，其中，所述絮凝反应器设有加药机构，所述的余氯脱除反应器包括依次连接的管道式紫外线除氯装置、活性炭除氯装置、铜锌合金除氯装置和改性树脂除氯装置。其中，蓄水罐4中的清液经由另一动力泵1泵入余氯脱除反应器，并顺次进入后续的空化反应器。

在所述活性炭除氯装置的进口处设置有第一在线检测仪；在所述改性树脂除氯装置的出口处设置有第二在线监测仪。所述的余氯脱除反应器包括受控将所述的活性炭过滤器或铜锌合金过滤器短路的旁管，以及将受控所述的改性树脂除氯装置的出水口连接至蓄水罐的回流管。通过首尾两次检测，可实现效率和质量的兼顾，提高处理效果，控制处理成本。

本发明所述的核生化洗消废液预处理装置，适用于核生化突发事件人员、装备洗消废液的预处理，采用“絮凝+离心+去除余氯+空化”的组合工艺对核生化洗消废液进行预处理，代替传统的“混凝沉淀+过滤”处理工艺，有效降低核生化洗消废液中大量的悬浮物和有机污染物，一方面避免悬浮物和有机物对后续吸附、膜处理设备的损害，同时提升洗消废液处理系统整体工艺性能，实现大通量、高负荷洗消废液的连续处理。

其中，所述的空化反应器为水力空化反应器，其包括：圆柱形腔体，内设有一圆柱形的空腔；多个流体进口管，均匀设置在圆柱形腔体外缘，均与圆柱形腔体相连通；环形孔板，同轴心设置在圆柱形腔体内；流体出口管，设置在圆柱形腔体的轴心位置，并且与圆柱形腔体相连通；文丘里管结构，包括扩展段和液体出口段，扩展段的底端小口径端连接在流体出口管上，扩展段的顶端大口径端连接有液体出口段，所述流体出口管、扩展段和液体出口段同轴心设置。具体可采用中国专利2017105748281中类似的结构设计，具体不复赘述。

所述的加药机构包括絮凝剂药罐以及加药泵，絮凝剂为基于聚丙烯酰胺的有机-无机复合阳离子型絮凝剂。此与现有技术类似，在此不复赘述。

优选地，所述的蓄水罐的排放口位于侧部顶部以便于排出沉淀后澄清液，或者泵的抽取口设置在顶部。

实施例2

进一步地，还包括泥渣进口与所述的离心机的排污口连通的过滤器7，所述的过滤器的清液出口连接至离心机的分离清液排出口。凝悬浊液进入离心机进行固液分离，得到清液和悬浮物、胶体、机械杂质等形成的泥渣。离心分离清液进入蓄水罐进行后续处理，离心分离泥渣进入过滤器进一步固液分离，过滤所得溶液排入蓄水罐，与离心分离清液一起处理，过滤固体杂质回收待后处理。采用过滤器进行在线实时处理，将滤清液直接进行后续处理，减少废弃物产生，避免次生污染。

实施例3

一种核生化洗消废液预处理装置的预处理方法，包括以下步骤，

通过动力泵1将核生化洗消废液排入絮凝反应器2进行絮凝沉淀，通过加药口2.1向反应器内加入0.4％的有机.无机复合阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂，在200r/min的搅拌作用下，悬浮物在2min内全部絮凝，形成团簇沉淀。

2、絮凝悬浊液进入4500r/min的卧螺式离心机3，出水口排出分离的清液，进入蓄水罐4。排污口排出悬浮物、胶体、机械杂质等形成的泥渣，进入过滤器7进一步固液分离，过滤所得溶液排入蓄水罐4，与离心分离清液一起处理，过滤固体杂质排入收集箱8回收待后处理。经絮凝剂絮凝后再进行离心分离，可实现平均91.4％的色度、90.8％的悬浮物SS和82.5％的COD分离效率。

3、蓄水罐4内澄清废液通过泵1进入余氯脱除反应器5，向反应器内加入还原剂亚硫酸氢钠5ppm，同时采用波长为280～300nm的紫外线进行照射，在还原剂和紫外光解协同作用下去除核生化洗消废液中的余氯，余氯去处率达到99.7％。

4、去除余氯的洗消废液继续进入空化反应器6，通过空化气泡溃灭能量降解废液中大分子有机物和有毒有害物质，降低废液粘度和COD值。

经过预处理的洗消废液所包含的污染物种类及其存在形式、废液的水力特性均能够满足后续吸附、膜处理单元的输入要求，不会对后续处理设备造成危害。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。