核電廠廢液處理系統(tǒng)簡介

用于收集核電廠在正常運(yùn)行包括預(yù)計(jì)運(yùn)行事件時(shí)產(chǎn)生的放射性廢液，并對其處理，使其放射性水平低于環(huán)境排放允許值，然后作為補(bǔ)充液參加再循環(huán)或向環(huán)境排放的系統(tǒng)。

廢液量和分類 核電廠廢液的量和放射性水平因核電廠的運(yùn)行工況和管理水平而不同。下表給出某核電廠設(shè)計(jì)中有關(guān)廢液的一些數(shù)據(jù)，來說明核電廠中的廢液來源、數(shù)量和放射性水平。

核電廠產(chǎn)生的廢液，按其放射性水平及化學(xué)成分可分為四類:

①工藝排水：化學(xué)和容積控制系統(tǒng)、硼回收系統(tǒng)、乏燃料水池冷卻和處理系統(tǒng)、廢物處理系統(tǒng)等的除鹽器和過濾器排水；

②地面排水：反應(yīng)堆廠房和輔助廠房地面沖洗水；

③化學(xué)排水：化學(xué)實(shí)驗(yàn)室取樣排水，設(shè)備去污水；

④服務(wù)排水：放射性洗衣房及淋浴室廢水。以上這些廢水，經(jīng)處理后如達(dá)到一回路補(bǔ)給水水質(zhì)要求的，則返回硼回收系統(tǒng)暫存箱復(fù)用；達(dá)到輔助廠房復(fù)用水水質(zhì)要求的，則返回廠房作地面沖洗水；達(dá)到排放水質(zhì)要求的，則向環(huán)境排放。

處理流程及工作原理 廢液處理系統(tǒng)通常為儲存、過濾、化學(xué)沉淀、離子交換、蒸發(fā)五種工藝單元的選擇組合。各核電廠常根據(jù)具體情況，如原水的水質(zhì)、比活度、廢液量、凈化要求以及排放標(biāo)準(zhǔn)，選擇其中若干工藝單元組成廢液處理系統(tǒng)。包括上述工藝單元的系統(tǒng)流程如圖1所示。

_{1—化學(xué)排水槽；2—工藝排水槽；3—地面排水槽；4—過濾器；5—除鹽器；6—蒸發(fā)器；}

_{7—旋風(fēng)分離器；8—泡罩塔；9—冷凝器；10—冷卻器；11—濃縮液槽；12—監(jiān)測槽}

儲存 對含半衰期較短的放射性核素的廢液進(jìn)行儲存處理，是最為簡便而有效的處理方法。

過濾 將廢液進(jìn)行過濾處理，除去其中懸浮固體和雜質(zhì)，是廢液預(yù)處理和后處理的一種補(bǔ)充手段。預(yù)過濾是保證蒸發(fā)器或離子交換樹脂正常運(yùn)行。后過濾是防止破碎樹脂進(jìn)入系統(tǒng)。壓水堆核電廠過濾器結(jié)構(gòu)型式分為可處置和可復(fù)用兩種。使用過的過濾器濾芯作為固體廢物進(jìn)一步處理。

化學(xué)沉淀 在廢水中加入化學(xué)絮凝劑或載體以后，會有大量凝聚沉淀物生成，而放射性核素濃集在沉淀物中。此法工藝簡單，成本低廉；缺點(diǎn)是去污因子低，產(chǎn)生沉淀物較多，污泥脫水較困難。常用凝聚劑有硫酸鋁、氯化鐵、磷酸鈣和硫化鈉等。由于該工藝增加了二次廢物，近期核電廠設(shè)計(jì)已不再采用。

蒸發(fā) 是廢液處理中最有效的一種方法，去污因子高，一般可達(dá)10~10，尤其適用處理含鹽量較多、化學(xué)成分復(fù)雜、放射性水平較高的廢水。但它不適用于處理含有易揮發(fā)的放射性物質(zhì)的廢水以及易起泡沫的廢水。普遍使用的是強(qiáng)迫循環(huán)蒸發(fā)器和自然循環(huán)蒸發(fā)器兩種設(shè)備。中國采用的為外加熱式自然循環(huán)蒸發(fā)器。與強(qiáng)迫循環(huán)蒸發(fā)器相比，這種蒸發(fā)器傳熱系數(shù)不及前者高，設(shè)備布置不及前者緊湊，但它沒有像強(qiáng)迫循環(huán)泵這樣的轉(zhuǎn)動設(shè)備，不需要經(jīng)常維修，泄漏的可能性也很小。這種設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，去污效果也很好。自然循環(huán)蒸發(fā)器在中國已有多年設(shè)計(jì)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。廢液經(jīng)蒸發(fā)后，放射性核素大部分留在濃縮液中，然后對其作固化處理。而二次冷凝液經(jīng)監(jiān)測后，根據(jù)水質(zhì)指標(biāo)決定復(fù)用、排放或用離子交換樹脂作進(jìn)一步處理。

離子交換 離子交換樹脂與放射性廢液接觸時(shí)，能通過兩者的離子互相交換而將水中的放射性離子轉(zhuǎn)移到離子交換樹脂上去，從而使廢液凈化。這種處理適用于處理含鹽量低的放射性廢水。此處理可作為蒸發(fā)器處理的補(bǔ)充手段，將不合格的冷凝液進(jìn)一步凈化。吸附了放射性物質(zhì)的飽和樹脂可進(jìn)行再生或不再生。最終的廢樹脂可送固化廠房固化處理。

壓水堆廢液處理流程的選擇要求按“合理可行盡量低”的原則，即既要滿足環(huán)境保護(hù)要求，又要考慮廢液處理成本等綜合因素。2100433B