核电厂放射性废液处理方法和系统转让专利

申请号 : CN201811390279.3

文献号 : CN109524143B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 高瑞发张敬辉叶欣楠王艺霖林佳逸蔡挺松张志银

申请人 : 中国核电工程有限公司

摘要 :

本发明公开一种核电厂放射性废液处理方法,包括废液处理及复用方法,包括如下步骤:根据氚活度浓度不同将放射性废液划分为高氚废液和低氚废液;根据TDS含量不同将低氚废液划分为低氚低TDS废液和低氚高TDS废液;对高氚废液进行处理,处理后的高氚废液监测待排放;分别对低氚低TDS废液和低氚高TDS废液进行处理,处理后的低氚低TDS废液和低氚高TDS废液监测待复用和/或监测待排放。相应的,本发明还提供一种核电厂放射性废液处理系统。该方法能够有针对性地对核电厂运行产生的不同性质的放射性废液进行处理,并能够减少核电厂核岛部分的用水需求。

权利要求 :

1.一种核电厂放射性废液处理方法,其特征在于,包括废液处理及复用方法,所述废液处理及复用方法包括如下步骤:根据氚活度浓度不同将放射性废液划分为高氚废液和低氚废液;

根据TDS含量不同将低氚废液划分为低氚低TDS废液和低氚高TDS废液,在低氚废液中,TDS﹤1000ppm为低氚低TDS废液,TDS≥1000ppm为低氚高TDS废液;

对高氚废液进行处理,处理后的高氚废液监测待排放;

分别对低氚低TDS废液和低氚高TDS废液进行处理,处理后的低氚低TDS废液和低氚高TDS废液监测待复用和/或监测待排放;

对低氚低TDS废液进行处理的步骤包括:

S21,对低氚低TDS废液进行超滤工艺处理;

S22,对经过步骤S21的低氚低TDS废液进行离子交换工艺处理;

对低氚高TDS废液进行处理的步骤包括:

S31,对低氚高TDS废液进行节能蒸发工艺处理。

2.如权利要求1所述的核电厂放射性废液处理方法,其特征在于,对高氚废液进行处理的步骤包括:S11,对高氚废液进行超滤工艺处理;

S12,对经过步骤S11的高氚废液进行离子交换工艺处理。

3.如权利要求2所述的核电厂放射性废液处理方法,其特征在于,在对高氚废液进行处理之前,先根据高氚废液中TDS含量不同将高氚废液划分为高氚低TDS废液和高氚高TDS废液,对高氚低TDS废液,执行步骤S11-S12;

对高氚高TDS废液进行节能蒸发工艺处理。

4.如权利要求3所述的核电厂放射性废液处理方法,其特征在于,对高氚废液进行处理的步骤还包括:S13,对经过步骤S12的高氚低TDS废液和/或经过节能蒸发工艺处理后的高氚高TDS废液进行离子交换精处理;

S14,对经过步骤S13的高氚低TDS废液和/或高氚高TDS废液进行除硼精处理;

对低氚低TDS废液进行处理的步骤还包括:

S23,对经过步骤S22的低氚低TDS废液进行离子交换精处理;

S24,对经过步骤S23的低氚低TDS废液进行除硼精处理;

对低氚高TDS废液进行处理的步骤还包括:

S32,对经过步骤S31的低氚高TDS废液进行离子交换精处理;

S33,对经过步骤S32的低氚高TDS废液进行除硼精处理。

5.如权利要求2-4任一项所述的核电厂放射性废液处理方法,其特征在于,所述核电厂放射性废液处理方法还包括二次废物处理方法,二次废物处理方法包括如下步骤:对超滤工艺中产生的废膜进行水泥固定工艺处理,处理后的废膜送至废物库暂存;

对离子交换工艺中产生的废树脂进行聚合物固化工艺处理,处理后的废树脂送至废物库暂存;

对节能蒸发工艺中产生的浓缩液进行浓缩液干燥工艺处理,处理后的浓缩液送至废物库暂存。

6.一种核电厂放射性废液处理系统,其特征在于,包括高氚废液处理系统和低氚废液处理系统,高氚废液处理系统包括依次相连的高氚废液收集槽、第一超滤工艺单元、第一离子交换工艺单元以及高氚废液中间槽,高氚废液收集槽,用于收集高氚废液;

第一超滤工艺单元,用于对高氚废液进行超滤工艺处理;

第一离子交换工艺单元,用于对高氚废液进行离子交换工艺处理;

第一离子交换工艺单元处理后的高氚废液收集在高氚废液中间槽内;

低氚废液处理系统包括低氚低TDS废液处理子系统、低氚高TDS废液处理子系统和低氚废液中间槽,低氚低TDS废液处理子系统包括依次相连的低氚低TDS废液收集槽、第二超滤工艺单元以及第二离子交换工艺单元,低氚低TDS废液收集槽,用于收集低氚低TDS废液,在低氚废液中,TDS﹤1000ppm为低氚低TDS废液;

第二超滤工艺单元,用于对低氚低TDS废液进行超滤工艺处理;

第二离子交换工艺单元,其输出端与低氚废液中间槽相连,用于对低氚低TDS废液进行离子交换工艺处理;

低氚高TDS废液处理子系统包括低氚高TDS废液收集槽和第二节能蒸发工艺单元,低氚高TDS废液收集槽,用于收集低氚高TDS废液,在低氚废液中,TDS≥1000ppm为低氚高TDS废液;

第二节能蒸发工艺单元,其输入端与低氚高TDS废液收集槽相连,其输出端与低氚废液中间槽相连,用于对低氚高TDS废液进行节能蒸发工艺处理,经第二离子交换工艺单元处理后的低氚低TDS废液和经第二节能蒸发工艺单元处理后的低氚高TDS废液收集在低氚废液中间槽内。

7.如权利要求6所述的核电厂放射性废液处理系统,其特征在于,高氚废液收集槽包括用于收集高氚低TDS废液的高氚低TDS废液收集子槽和用于收集高氚高TDS废液的高氚高TDS废液收集子槽,第一超滤工艺单元的输入端与高氚废液收集槽中的高氚低TDS废液收集子槽相连,高氚废液处理系统还包括第一节能蒸发工艺单元,其输入端与高氚高TDS废液收集子槽相连,其输出端与高氚废液中间槽相连,用于对高氚高TDS废液进行节能蒸发工艺处理。

8.如权利要求7所述的核电厂放射性废液处理系统,其特征在于,高氚废液处理系统还包括第一离子交换精处理单元、第一除硼精处理单元和流出物排放槽,第一离子交换精处理单元,其输入端与高氚废液中间槽相连,用于对高氚废液进行离子交换精处理;

第一除硼精处理单元,其输入端与第一离子交换精处理单元相连,用于对高氚废液进行除硼精处理;

流出物排放槽,与第一离子交换精处理单元的输出端和第一除硼精处理单元的输出端分别相连,用于收集经第一离子交换精处理单元处理后的高氚废液和经第一除硼精处理单元处理后的高氚废液。

9.如权利要求8所述的核电厂放射性废液处理系统,其特征在于,低氚废液处理系统还包括第二离子交换精处理单元、第二除硼精处理单元和流出物复用槽,第二离子交换精处理单元,其输入端与低氚废液中间槽相连,用于对低氚废液进行离子交换精处理;

第二除硼精处理单元,其输入端与第二离子交换精处理单元相连,用于对低氚废液进行除硼精处理;

流出物复用槽,与第二离子交换精处理单元的输出端和第二除硼精处理单元的输出端相连,用于收集经过第二离子交换精处理单元处理后的低氚废液和经过第二除硼精处理单元处理后的低氚废液。

10.如权利要求9所述的核电厂放射性废液处理系统,其特征在于,所述核电厂放射性废液处理系统还包括二次废物处理系统,所述二次废物处理系统包括水泥固定工艺单元、聚合物固化工艺单元和浓缩液干燥处理单元,水泥固定工艺单元,与第一超滤工艺单元和第二超滤工艺单元分别相连,用于对第一超滤工艺单元和第二超滤工艺单元中产生的废膜进行水泥固定工艺处理;

聚合物固化工艺单元,与第一离子交换工艺单元和第二离子交换工艺单元分别相连,用于对第一离子交换工艺单元和第二离子交换工艺单元中产生的废树脂进行聚合物固化工艺处理;

浓缩液干燥处理单元,与第一节能蒸发工艺单元和第二节能蒸发工艺单元分别相连,用于对第一节能蒸发工艺单元和第二节能蒸发工艺单元中产生的浓缩液进行浓缩液干燥工艺处理。

11.如权利要求10所述的核电厂放射性废液处理系统,其特征在于,第一超滤工艺单元还与第一节能蒸发工艺单元相连,第一节能蒸发工艺单元还用于处理第一超滤工艺单元中产生的浓缩液;

第二超滤工艺单元还与第二节能蒸发工艺单元相连,第二节能蒸发工艺单元还用于处理第二超滤工艺单元中产生的浓缩液。

12.如权利要求11所述的核电厂放射性废液处理系统,其特征在于,低氚低TDS废液收集槽的输出端还分别与低氚高TDS废液收集槽和高氚废液收集槽相连,低氚高TDS废液收集槽的输出端还分别与高氚废液收集槽和第二超滤工艺单元相连,低氚废液中间槽的输出端还与流出物排放槽相连,流出物复用槽的输出端还与流出物排放槽相连。

说明书 :

核电厂放射性废液处理方法和系统

技术领域

[0001] 本发明属于核电厂废物处理技术领域,具体涉及一种核电厂放射性废液处理方法和装置。

背景技术

[0002] 为了满足经济和社会不断增长的能源需求,保证能源的长期稳定供应,减少发电对环境的影响,积极推进核电建设是我国当前能源建设的一项重要政策。但在利用核能发电的过程中不可避免地会产生一些放射性废物,为了保护人类健康和环境安全,放射性废物的处理及最小化得到了世界各国的关注。同时,为解决日益严峻的能源问题,在确保安全可靠的前提下,国家有关部门正稳步推进内陆核电厂的规划及选址工作。相对于沿海核电厂来说,内陆核电厂易存在可利用水资源紧张的情况。通过合理地处理放射性废液,对其中部分处理后排放的废液可以实现复用,从而能够最大限度地减少核电厂的用水需求,有效缓解水资源缺乏地区用水紧张的情况。
[0003] 然而现有的放射性废液处理系统很少考虑对放射性废液进行复用,并且,也没有涉及到对放射性废液处理后产生的二次废物的处理。比如,中国专利申请“核电站放射性废液处理系统”(申请号为201310065960,公开日为2013年6月5日)公开的技术方案中不考虑对放射性废液处理后的复用,也不考虑对放射性废液处理后产生的二次废物的处理。

发明内容

[0004] 本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足,提供一种核电厂放射性废液处理方法和装置,其能够有针对性地对核电厂运行产生的不同性质的放射性废液进行处理,并能够减少核电厂核岛部分的用水需求。
[0005] 为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
[0006] 一种核电厂放射性废液处理方法,其包括废液处理及复用方法,所述废液处理及复用方法包括如下步骤:
[0007] 根据氚活度浓度不同将放射性废液划分为高氚废液和低氚废液;
[0008] 根据TDS含量不同将低氚废液划分为低氚低TDS废液和低氚高TDS废液;
[0009] 对高氚废液进行处理,处理后的高氚废液监测待排放;
[0010] 分别对低氚低TDS废液和低氚高TDS废液进行处理,处理后的低氚低TDS废液和低氚高TDS废液监测待复用和/或监测待排放。
[0011] 进一步,对高氚废液进行处理的步骤包括:
[0012] S11,对高氚废液进行超滤工艺处理;
[0013] S12,对经过步骤S11的高氚废液进行离子交换工艺处理;
[0014] 对低氚低TDS废液进行处理的步骤包括:
[0015] S21,对低氚低TDS废液进行超滤工艺处理;
[0016] S22,对经过步骤S21的低氚低TDS废液进行离子交换工艺处理;
[0017] 对低氚高TDS废液进行处理的步骤包括:
[0018] S31,对高氚高TDS废液进行节能蒸发工艺处理。
[0019] 进一步,在对高氚废液进行处理之前,先根据高氚废液中TDS含量不同将高氚废液划分为高氚低TDS废液和高氚高TDS废液,
[0020] 对高氚低TDS废液,执行步骤S11-S12;
[0021] 对高氚高TDS废液进行节能蒸发工艺处理。
[0022] 进一步,对高氚废液进行处理的步骤还包括:
[0023] S13,对经过步骤S12的高氚低TDS废液和/或经过节能蒸发工艺处理后的高氚高TDS废液进行离子交换精处理;
[0024] S14,对经过步骤S13的高氚低TDS废液和/或高氚高TDS废液进行除硼精处理;
[0025] 对低氚低TDS废液进行处理的步骤还包括:
[0026] S23,对经过步骤S22的低氚低TDS废液进行离子交换精处理;
[0027] S24,对经过步骤S23的低氚低TDS废液进行除硼精处理;
[0028] 对低氚高TDS废液进行处理的步骤还包括:
[0029] S33,对经过步骤S32的低氚高TDS废液进行离子交换精处理;
[0030] S34,对经过步骤S33的低氚高TDS废液进行除硼精处理。
[0031] 进一步,所述核电厂放射性废液处理方法还包括二次废物处理方法,二次废物处理方法包括如下步骤:
[0032] 对超滤工艺中产生的废膜进行水泥固定工艺处理,处理后的废膜送至废物库暂存;
[0033] 对离子交换工艺中产生的废树脂进行聚合物固化工艺处理,处理后的废树脂送至废物库暂存;
[0034] 对节能蒸发工艺中产生的浓缩液进行浓缩液干燥工艺处理,处理后的浓缩液送至废物库暂存。
[0035] 本发明还提供一种核电厂放射性废液处理系统,其包括高氚废液处理系统和低氚废液处理系统,
[0036] 高氚废液处理系统包括依次相连的高氚废液收集槽、第一超滤工艺单元、第一离子交换工艺单元以及高氚废液中间槽,
[0037] 高氚废液收集槽,用于收集高氚废液;
[0038] 第一超滤工艺单元,用于对高氚废液进行超滤工艺处理;
[0039] 第一离子交换工艺单元,用于对高氚废液进行离子交换工艺处理;
[0040] 第一离子交换工艺单元处理后的高氚废液收集在高氚废液中间槽内;
[0041] 低氚废液处理系统包括低氚低TDS废液处理子系统、低氚高TDS废液处理子系统和低氚废液中间槽,
[0042] 低氚低TDS废液处理子系统包括依次相连的低氚低TDS废液收集槽、第二超滤工艺单元以及第二离子交换工艺单元,
[0043] 低氚低TDS废液收集槽,用于收集低氚低TDS废液;
[0044] 第二超滤工艺单元,用于对低氚低TDS废液进行超滤工艺处理;
[0045] 第二离子交换工艺单元,其输出端与低氚废液中间槽相连,用于对低氚低TDS废液进行离子交换工艺处理;
[0046] 低氚高TDS废液处理子系统包括低氚高TDS废液收集槽和第二节能蒸发工艺单元,[0047] 低氚高TDS废液收集槽,用于收集低氚高TDS废液;
[0048] 第二节能蒸发工艺单元,其输入端与低氚高TDS废液收集槽相连,其输出端与低氚废液中间槽相连,用于对低氚高TDS废液进行节能蒸发工艺处理,
[0049] 经第二离子交换工艺单元处理后的低氚低TDS废液和经第二节能蒸发工艺单元处理后的低氚高TDS废液收集在低氚废液中间槽内。
[0050] 进一步,高氚废液收集槽包括用于收集高氚低TDS废液的高氚低TDS废液收集子槽和用于收集高氚高TDS废液的高氚高TDS废液收集子槽,
[0051] 第一超滤工艺单元的输入端与高氚废液收集槽中的高氚低TDS废液收集子槽相连,
[0052] 高氚废液处理系统还包括第一节能蒸发工艺单元,其输入端与高氚高TDS废液收集子槽相连,其输出端与高氚废液中间槽相连,用于对高氚高TDS废液进行节能蒸发工艺处理。
[0053] 进一步,高氚废液处理系统还包括第一离子交换精处理单元、第一除硼精处理单元和流出物排放槽,
[0054] 第一离子交换精处理单元,其输入端与高氚废液中间槽相连,用于对高氚废液进行离子交换精处理;
[0055] 第一除硼精处理单元,其输入端与第一离子交换精处理单元相连,用于对高氚废液进行除硼精处理;
[0056] 流出物排放槽,与第一离子交换精处理单元的输出端和第一除硼精处理单元的输出端分别相连,用于收集经第一离子交换精处理单元处理后的高氚废液和经第一除硼精处理单元处理后的高氚废液。
[0057] 进一步,低氚废液处理系统还包括第二离子交换精处理单元、第二除硼精处理单元和流出物复用槽,
[0058] 第二离子交换精处理单元,其输入端与低氚废液中间槽相连,用于对低氚废液进行离子交换精处理;
[0059] 第二除硼精处理单元,其输入端与第二离子交换精处理单元相连,用于对低氚废液进行除硼精处理;
[0060] 流出物复用槽,与第二离子交换精处理单元的输出端和第二除硼精处理单元的输出端相连,用于收集经过第二离子交换精处理单元处理后的低氚废液和经过第二除硼精处理单元处理后的低氚废液。
[0061] 进一步,所述核电厂放射性废液处理系统还包括二次废物处理系统,所述二次废物处理系统包括水泥固定工艺单元、聚合物固化工艺单元和浓缩液干燥处理单元,[0062] 水泥固定工艺单元,与第一超滤工艺单元和第二超滤工艺单元分别相连,用于对第一超滤工艺单元和第二超滤工艺单元中产生的废膜进行水泥固定工艺处理;
[0063] 聚合物固化工艺单元,与第一离子交换工艺单元和第二离子交换工艺单元分别相连,用于对第一离子交换工艺单元和第二离子交换工艺单元中产生的废树脂进行聚合物固化工艺处理;
[0064] 浓缩液干燥处理单元,与第一节能蒸发工艺单元和第二节能蒸发工艺单元分别相连,用于对第一节能蒸发工艺单元和第二节能蒸发工艺单元中产生的浓缩液进行浓缩液干燥工艺处理。
[0065] 进一步,第一超滤工艺单元还与第一节能蒸发工艺单元相连,第一节能蒸发工艺单元还用于处理第一超滤工艺单元中产生的浓缩液;
[0066] 第二超滤工艺单元还与第二节能蒸发工艺单元相连,第二节能蒸发工艺单元还用于处理第二超滤工艺单元中产生的浓缩液。
[0067] 进一步,低氚低TDS废液收集槽的输出端还分别与低氚高TDS废液收集槽和高氚废液收集槽相连,
[0068] 低氚高TDS废液收集槽的输出端还分别与高氚废液收集槽和第二超滤工艺单元相连,
[0069] 低氚废液中间槽的输出端还与流出物排放槽相连,
[0070] 流出物复用槽的输出端还与流出物排放槽相连。
[0071] 本发明具有以下有益效果:
[0072] 本发明方法针对核电厂运行中所产生放射性废液中氚活度浓度的不同,设置独立的两套放射性废液处理工艺流程,可以实现核电厂氚活度浓度较高废液的处理后排放,以及氚活度浓度较低或基本不含氚废液的处理后复用;并且,采用不同的处理工艺有针对性地对核电厂运行产生的不同性质的放射性废液进行处理,在确保处理后放射性废液满足排放要求的同时,还减少了二次废物产生量;同时,针对性地配套不同类型的处理工艺处理不同类型的二次废物,降低二次废物所带来的固体废物产生量。
[0073] 本发明方法和装置可以最大限度地减少核电厂核岛部分的用水需求,有效缓解水资源缺乏地区核电厂用水紧张的情况;提高核电厂放射性废物最小化水平,降低核电厂运行对环境的影响。

附图说明

[0074] 图1为本发明实施例1中核电厂放射性废液处理方法的流程示意图。
[0075] 图中:1-高氚废液收集槽;2-低氚低TDS废液收集槽;3-低氚高TDS废液收集槽;4、5-超滤工艺;6、7-离子交换工艺;8-高氚废液中间槽;9-低氚废液中间槽;10、11-离子交换精处理;12-流出物排放槽;13-流出物复用槽;14、15-节能蒸发工艺;16、17-除硼精处理;
18-水泥固定工艺;19-聚合物固化工艺;20-浓缩液干燥工艺。
[0076] 图中,实线 表示废液处理管线;虚线 表示对二次废物及固体废物的处理管线;
[0077] 表示高氚废液处理系统内的工艺;
[0078] 表示低氚废液处理系统内的工艺;
[0079] 表示二次废物处理系统内的工艺。

具体实施方式

[0080] 下面将结合本发明中的附图,对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0081] 本发明提供一种核电厂放射性废液处理方法,包括废液处理及复用方法,其中废液处理及复用方法包括如下步骤:
[0082] 根据氚活度浓度不同将放射性废液划分为高氚废液和低氚废液;
[0083] 根据TDS含量不同将低氚废液划分为低氚低TDS废液和低氚高TDS废液;
[0084] 对高氚废液进行处理,处理后的高氚废液监测待排放;
[0085] 分别对低氚低TDS废液和低氚高TDS废液进行处理,处理后的低氚低TDS废液和低氚高TDS废液监测待复用和/或监测待排放。
[0086] 相应的,本发明还提供一种核电厂放射性废液处理系统,其包括高氚废液处理系统和低氚废液处理系统,
[0087] 高氚废液处理系统包括依次相连的高氚废液收集槽、第一超滤工艺单元、第一离子交换工艺单元以及高氚废液中间槽,
[0088] 高氚废液收集槽,用于收集高氚废液;
[0089] 第一超滤工艺单元,用于对高氚废液进行超滤工艺处理;
[0090] 第一离子交换工艺单元,用于对高氚废液进行离子交换工艺处理;
[0091] 第一离子交换工艺单元处理后的高氚废液收集在高氚废液中间槽内;
[0092] 低氚废液处理系统包括低氚低TDS废液处理子系统、低氚高TDS废液处理子系统和低氚废液中间槽,
[0093] 低氚低TDS废液处理子系统包括依次相连的低氚低TDS废液收集槽、第二超滤工艺单元以及第二离子交换工艺单元,
[0094] 低氚低TDS废液收集槽,用于收集低氚低TDS废液;
[0095] 第二超滤工艺单元,用于对低氚低TDS废液进行超滤工艺处理;
[0096] 第二离子交换工艺单元,其输出端与低氚废液中间槽相连,用于对低氚低TDS废液进行离子交换工艺处理;
[0097] 低氚高TDS废液处理子系统包括低氚高TDS废液收集槽和第二节能蒸发工艺单元,[0098] 低氚高TDS废液收集槽,用于收集低氚高TDS废液;
[0099] 第二节能蒸发工艺单元,其输入端与低氚高TDS废液收集槽相连,其输出端与低氚废液中间槽相连,用于对低氚高TDS废液进行节能蒸发工艺处理,
[0100] 经第二离子交换工艺单元处理后的低氚低TDS废液和经第二节能蒸发工艺单元处理后的低氚高TDS废液收集在低氚废液中间槽内。
[0101] 实施例1:
[0102] 如图1所示,本实施例中公开一种核电厂放射性废液处理方法,包括废液处理及复用方法,所述废液处理及复用方法如下步骤:
[0103] 步骤一,根据氚活度浓度不同将放射性废液划分为高氚废液和低氚废液。
[0104] 根据氚活度浓度不同来分类收集核电厂运行产生的放射性废液,以将之划分为高氚废液和低氚废液。具体来说,对于放射性废液,如果其中氚的活度浓度≥1×105Bq/L,设定为高氚废液,并将之全部收集在高氚废液收集槽1内;如果氚的活度浓度﹤1×105Bq/L,设定为低氚废液。
[0105] 步骤二,根据TDS含量不同将低氚废液划分为低氚高TDS废液和低氚低TDS废液。
[0106] 根据低氚废液中TDS(溶解性固体总量)的不同进一步将上述低氚废液划分为低氚低TDS废液和低氚高TDS废液。具体来说,对于低氚废液,如果其中TDS≥1000ppm(mg/L),设定为低氚高TDS废液,并将之全部收集在低氚高TDS废液收集槽3内;如果其中TDS﹤1000ppm(mg/L),设定为低氚低TDS废液,并将之全部收集在低氚低TDS废液收集槽2内。
[0107] 优选的,对于高氚废液也可以根据TDS浓度的不同进一步将之划分为高氚高TDS废液和高氚低TDS废液,相应的,高氚废液收集槽1包括两个子槽,即高氚低TDS废液收集子槽(图1中未示出)和高氚高TDS收集子槽(图1中未示出)。具体来说,对于高氚废液,如果其中TDS≥1000ppm(mg/L),设定为高氚高TDS废液,并将之收集在高氚高TDS废液收集子槽中;如果其中TDS﹤1000ppm(mg/L),设定为高氚低TDS废液,并将之收集在高氚低TDS废液收集子槽内。
[0108] 当然,根据目前核电厂的运行经验,由于绝大部分的高氚废液中的TDS很低,因此也可以仅设置高氚废液收集槽1,而不再细分为两个子槽,即全部的高氚废液均收集在高氚废液收集槽1中,对高氚废液收集槽1中收集的高氚废液的处理均按照后续高氚低TDS废液的处理流程进行即可。
[0109] 步骤三,对高氚废液进行处理,处理后的高氚废液监测待排放。
[0110] 具体来说,对高氚低TDS废液进行处理的步骤如下:
[0111] 对高氚低TDS废液收集子槽中流出的高氚低TDS废液进行超滤工艺4处理,以有效去除废液中以颗粒物和胶体态存在的放射性核素;进而再进行离子交换工艺6处理,以去除废液中以离子态存在的核素,处理后的高氚低TDS废液收集在高氚废液中间槽8内(节点N01至节点N35)。
[0112] 对高氚高TDS废液进行处理的步骤如下:
[0113] 对高氚高TDS废液收集子槽中流出的高氚高TDS废液进行节能蒸发工艺14处理,处理后的高氚高TDS废液收集在高氚废液中间槽8内(节点N05至N06)。
[0114] 在实践中,通常要求收集在高氚废液中间槽8内的高氚废液(包括经超滤工艺4和离子交换工艺6处理后的高氚低TDS废液以及经节能蒸发工艺14处理后的高氚高TDS废液)除氚和碳14外,其放射性核素浓度不超过1000Bq/L,从而可以满足中国国家标准GB6249-2011《核动力厂环境辐射防护规定》对于滨海厂址的要求。
[0115] 高氚废液中间槽8内的高氚废液通过取样,如果满足排放标准,可以监测后进行排放(经过节点N09);如果不满足排放标准,则再进行以下处理,即使从高氚废液中间槽8内流出的高氚废液进行离子交换精处理10,经离子交换精处理10后的高氚废液可以收集在流出物排放槽12内(节点N36至节点N02)。
[0116] 对于压水堆核电厂来说,由于高氚废液中可能含硼,因此优选经离子交换精处理10后的高氚废液再进行除硼精处理16,处理后的废液最终收集在流出物排放槽12内进行监测待排放(节点N20至节点N21)。
[0117] 在实践中,经过离子交换精处理工艺10处理后,通常要求收集在流出物排放槽12中的高氚废液除氚和碳14外,其放射性核素浓度不超过100Bq/L,以满足中国国家标准GB6249-2011《核动力厂环境辐射防护规定》对于内陆厂址的要求。
[0118] 步骤四,分别对低氚低TDS废液和低氚高TDS废液进行处理,处理后的低氚低TDS废液和低氚高TDS废液监测待复用和/或监测待排放。
[0119] 具体来说,对低氚低TDS废液进行处理的步骤如下:
[0120] 对低氚低TDS废液收集槽2中流出的低氚低TDS废液进行超滤工艺5处理,以有效去除废液中以颗粒物和胶体态存在的放射性核素;进而再进行离子交换工艺7处理,以去除废液中以离子态存在的核素,处理后的低氚低TDS废液收集在低氚废液中间槽9内(节点N03至节点N37)。
[0121] 对低氚高TDS废液进行处理的步骤如下:
[0122] 对低氚高TDS废液收集槽3中流出的低氚高TDS废液进行节能蒸发工艺15处理,处理后的低氚高TDS废液收集在低氚废液中间槽9内(节点N07至节点N08)。
[0123] 收集在低氚废液中间槽9内的低氚废液通过取样,如果满足复用标准,则待进一步处理后复用(依次经过节点N17和N10)。
[0124] 在实践中,通常要求收集在低氚废液中间槽9内的低氚废液(包括经超滤工艺5和离子交换工艺7处理后的低氚低TDS废液以及经节能蒸发工艺15处理后的低氚高TDS废液)除氚和碳14外,其放射性核素浓度不超过1000Bq/L,从而可以满足中国国家标准GB6249-2011《核动力厂环境辐射防护规定》对于滨海厂址的要求。
[0125] 收集在低氚废液中间槽9内的低氚废液通过取样,如果不满足复用标准,还需要进行以下处理,即使从低氚废液中间槽8内流出的低氚废液进行离子交换精处理11,经离子交换精处理11后的低氚废液收集在流出物复用槽13内(节点N38至节点N04)。
[0126] 对于压水堆核电厂来说,由于低氚废液中可能含硼,因此优选将经离子交换精处理11后的低氚废液再进入第二除硼精处理单元进行除硼精处理17(节点N22至节点N23),处理后的低氚废液最终收集在流出物复用槽13内待进一步处理后复用。
[0127] 在实践中,通常要求经过离子交换精处理工艺11处理后,收集在流出物复用槽13中的低氚废液除氚和碳14外,其放射性核素浓度不超过100Bq/L,以满足中国国家标准GB6249-2011《核动力厂环境辐射防护规定》对于内陆厂址的要求。
[0128] 需要说明的是,上述步骤三和步骤四在进行的时候没有时间上的顺序限定,两者可以同时进行,也可以各自先后进行。
[0129] 优选的,低氚废液中间槽9和流出物复用槽13可以分别通过管线与流出物排放槽12相连(节点N17至节点N19,通过节点N18;节点N18至节点N19),其目的是,当核电厂暂时不需要复用废液,且低氚废液中间槽9和流出物复用槽13内的处理后的低氚废液能够满足排放标准时,则低氚废液中间槽9和流出物复用槽13内的低氚废液可以排向流出物排放槽12内,监测待排放。
[0130] 本实施例中的超滤工艺、离子交换工艺、节能蒸发工艺、离子交换精处理、除硼精处理均可以采用现有的技术手段来实现。
[0131] 核电厂的放射性废液在进行上述处理后,还会留存下来部分二次废物。因此,优选本实施例中的核电厂放射性废液的处理方法,还包括有对二次废物的处理方法。
[0132] 如图1所示,本实施例中,二次废物处理方法包括如下步骤:
[0133] 对步骤S11中超滤工艺4和步骤S21中超滤工艺5产生的废膜进行水泥固定工艺处理,废膜通过水泥固定在钢桶中,形成稳定的钢桶废物包,处理后的废膜送至废物库暂存(节点N24至节点N26;节点N25至节点N26);
[0134] 对步骤S12中离子交换工艺6和步骤S22中离子交换工艺7产生的废树脂进行聚合物固化工艺处理,聚合物固化工艺在常温下进行,将环氧树脂基固化剂和凝固剂混合后与废树脂或放射性盐混合而完成固化,具有操作简单、包容率高、废物抗浸出性能好等优点,处理后的废树脂送至废物库暂存(节点N32至节点N34;节点N33至节点N34);
[0135] 对节能蒸发工艺14和15中产生的浓缩液进行浓缩液干燥工艺处理,将处理后的浓缩液在钢桶内烘干,再运输至废物库,并装入混凝土高完整性容器(HIC)中暂存后再送至废物库暂存(节点N28至节点N29;节点N31至节点N29)。
[0136] 可见,本实施例中的方法,通过配套不同类型的处理工艺来有针对性地处理这些不同类型的二次废物,可以有效减少二次废物以及处理二次废物所带来的固体废物。
[0137] 优选的,低氚低TDS废液收集槽2和低氚高TDS废液收集槽3还可以分别通过单向管线与高氚废液收集槽1相连(节点N11至节点N12;节点N13至节点N14),即只允许低氚废液排向高氚废液,避免高氚废液进入到低氚废液造成氚污染。
[0138] 低氚低TDS废液收集槽2通过单向管线与低氚高TDS废液收集槽3相连,若经过取样监测,发现低氚低TDS废液收集槽2内的低氚废液中的TDS较高时,可以将之排向低氚高TDS废液收集槽3,通过节能蒸发工艺15进行处理后再收集在低氚废液中间槽9中(节点N15至节点N08,经过节点N07);当发现低氚高TDS废液收集槽3内的低氚废液中的TDS较低时,可将之输出至第二超滤工艺单元中,通过超滤工艺5和离子交换工艺7进行处理后收集在低氚废液中间槽9中(节点N16至节点N37),这是考虑到核电厂运行时产生的低氚高TDS废液量较少,而低氚低TDS废液量较大,从而可以尽可能地利用低氚高TDS废液收集槽3,减少低氚低TDS废液收集槽2的利用,确保对低氚低TDS废液有充足的收集容积。
[0139] 可见,本实施中的方法针对核电厂运行中所产生废液中氚浓度的不同,设置了独立的两套放射性废液处理工艺,可以实现核电厂氚浓度较高废液的处理后排放以及氚浓度较低或基本不含氚废液的处理后复用的功能。同时,采用不同的处理工艺有针对性地对核电厂运行产生的不同性质的放射性废液进行处理,在确保处理后放射性废液满足排放要求的同时,能够减少二次废物的产生量。
[0140] 实施例2:
[0141] 本实施例提供一种核电厂放射性废液处理系统,其包括高氚废液处理系统和低氚废液处理系统。
[0142] 如图1所示,高氚废液处理系统包括依次相连的高氚废液收集槽1、第一超滤工艺单元、第一离子交换工艺单元以及高氚废液中间槽8。其中,高氚废液收集槽1,用于收集高氚废液;第一超滤工艺单元用于对高氚废液进行超滤工艺4处理;第一离子交换工艺单元,用于对高氚废液进行离子交换工艺6处理;第一离子交换工艺单元处理后的高氚废液收集在高氚废液中间槽8内。
[0143] 优选的,高氚废液收集槽1包括用于收集高氚低TDS废液的高氚低TDS废液收集子槽和用于收集高氚高TDS废液的高氚高TDS废液收集子槽,
[0144] 第一超滤工艺单元的输入端具体是与高氚废液收集槽中的高氚低TDS废液收集子槽相连,
[0145] 优选的,高氚废液处理系统还包括第一节能蒸发工艺单元,其输入端与高氚高TDS废液收集子槽相连,其输出端与高氚废液中间槽8相连,用于对高氚高TDS废液进行节能蒸发工艺14处理。
[0146] 进一步,高氚废液处理系统还包括第一离子交换精处理单元、第一除硼精处理单元和流出物排放槽12。
[0147] 第一离子交换精处理单元,其输入端与高氚废液中间槽8相连,用于对高氚废液进行离子交换精处理10;
[0148] 第一除硼精处理单元,其输入端与第一离子交换精处理单元相连,用于对高氚废液进行除硼精处理16;
[0149] 流出物排放槽12,与第一离子交换精处理单元的输出端和第一除硼精处理单元的输出端分别相连,用于收集经第一离子交换精处理单元处理后的高氚废液和经第一除硼精处理单元处理后的高氚废液。
[0150] 核电厂运行产生的高氚废液全部收集在高氚废液收集槽1中,根据核电厂运行经验,绝大部分高氚废液的TDS(溶解性固体总量)很低,因此绝大部分高氚废液(即高氚低TDS废液)进入高氚低TDS废液收集子槽中,对于这部分高氚废液,首先是进入第一超滤工艺单元中采用超滤工艺4进行处理,超滤工艺4可以有效去除高氚废液中以颗粒物和胶体态存在的放射性核素,进而进入第一离子交换工艺单元中采用离子交换工艺6去除高氚废液中以离子态存在的核素,处理后的高氚废液收集在高氚废液中间槽8内(节点N01至节点N35);对于收集在高氚高TDS废液收集子槽中的少部分高氚废液(高氚高TDS废液),先进入第一节能蒸发工艺单元中进行节能蒸发工艺14处理,处理后再收集在高氚废液中间槽8内(节点N05至N06);收集在高氚废液中间槽8内的处理后废液通过取样,满足排放标准的直接监测排放(经过节点N09),不满足排放标准的可进入第一离子交换工艺单元中通过离子交换精处理10进行再处理,处理后的液态流出物收集在流出物排放槽12内监测待排放(节点N36至节点N02),对于压水堆核电厂来说,高氚废液可能含硼,因此经离子交换精处理10后的高氚废液还可以进入第一除硼精处理单元中进行除硼精处理16(节点N20至节点N21),除硼后的高氚废液再进入流出物排放槽12中。
[0151] 低氚废液处理系统包括低氚低TDS废液处理子系统、低氚高TDS废液处理子系统和低氚废液中间槽9。
[0152] 低氚低TDS废液处理子系统包括依次相连的低氚低TDS废液收集槽2、第二超滤工艺单元以及第二离子交换工艺单元。其中,低氚低TDS废液收集槽2,用于收集低氚低TDS废液;第二超滤工艺单元,用于对低氚低TDS废液进行超滤工艺5处理;第二离子交换工艺单元,其输出端与低氚废液中间槽9相连,用于对低氚低TDS废液进行离子交换工艺7处理。
[0153] 低氚高TDS废液处理子系统包括低氚高TDS废液收集槽3和第二节能蒸发工艺单元。低氚高TDS废液收集槽3,用于收集低氚高TDS废液;第二节能蒸发工艺单元,其输入端与低氚高TDS废液收集槽3相连,其输出端与低氚废液中间槽9相连,用于对低氚高TDS废液进行节能蒸发工艺15处理;经第二离子交换工艺单元处理后的低氚低TDS废液和经第二节能蒸发工艺单元处理后的低氚高TDS废液收集在低氚废液中间槽9内。
[0154] 优选的,低氚废液处理系统还包括第二离子交换精处理单元、第二除硼精处理单元和流出物复用槽13。第二离子交换精处理单元,其输入端与低氚废液中间槽9相连,用于对低氚废液进行离子交换精处理11;第二除硼精处理单元,其输入端与第二离子交换精处理单元相连,用于对低氚废液进行除硼精处理17;流出物复用槽13,与第二离子交换精处理单元的输出端和第二除硼精处理单元的输出端相连,用于收集经过第二离子交换精处理单元处理后的低氚废液和经过第二除硼精处理单元处理后的低氚废液。
[0155] 核电厂的低氚低TDS废液和低氚高TDS废液分别收集在低氚低TDS废液收集槽2和低氚高TDS废液收集槽3内,低氚低TDS废液首先进入第二超滤工艺单元采用超滤工艺5进行处理,超滤工艺5可以有效去除低氚废液中以颗粒物和胶体态存在的放射性核素,进而进入第二离子交换工艺单元中采用离子交换工艺7进行处理,去除低氚废液中以离子态存在的核素,处理后的低氚低TDS废液收集在低氚废液中间槽9内(节点N03至节点N37);低氚高TDS废液先进入第二节能蒸发工艺单元中采用节能蒸发工艺14进行处理,处理后的低氚高TDS废液收集在低氚废液中间槽9内(节点N07至节点N08);收集在低氚废液中间槽9内的处理后废液通过取样,满足复用标准的直接待进一步处理后复用(依次经过节点N17和N10),不满足复用标准的进入第二离子交换精处理单元中通过离子交换精处理11进行再处理,处理后的液态流出物收集在流出物复用槽12内监测待排放(节点N38至节点N04);对于压水堆核电厂,由于低氚废液可能含硼,经离子交换精处理11后的低氚废液还可以进入第一除硼精处理单元中进行除硼精处理17(节点N22至节点N23),除硼后的低氚废液再进入流出物复用槽13内。
[0156] 本实施例中,为了处理二次废物,优选所述核电厂放射性废液处理系统还包括二次废物处理系统,所述二次废物处理系统包括水泥固定工艺单元、聚合物固化工艺单元和浓缩液干燥处理单元。其中,
[0157] 水泥固定工艺单元,与第一超滤工艺单元和第二超滤工艺单元分别相连,用于对第一超滤工艺单元和第二超滤工艺单元中产生的废膜进行水泥固定工艺18处理(经过节点N24和节点N25);
[0158] 聚合物固化工艺单元,与第一离子交换工艺单元和第二离子交换工艺单元分别相连,用于对第一离子交换工艺单元和第二离子交换工艺单元中产生的废树脂进行聚合物固化工艺19处理(分别经过节点N32和节点N33);
[0159] 浓缩液干燥处理单元,与第一节能蒸发工艺单元和第二节能蒸发工艺单元分别相连,用于对第一节能蒸发工艺单元和第二节能蒸发工艺单元中产生的浓缩液进行浓缩液干燥工艺20处理(分别经过节点N28和N31)。
[0160] 优选的,第一超滤工艺单元还与第一节能蒸发工艺单元相连,第一节能蒸发工艺单元还用于处理第一超滤工艺单元中产生的浓缩液(经过节点N27);
[0161] 第二超滤工艺单元还与第二节能蒸发工艺单元相连,第二节能蒸发工艺单元还用于处理第二超滤工艺单元中产生的浓缩液(经过节点N30)。
[0162] 水泥固定工艺单元通过水泥固定工艺18来处理第一超滤工艺单元和第二超滤工艺单元中产生的废膜,废膜通过水泥固定在钢桶中,形成稳定的钢桶废物包,处理后送至废物库暂存(节点N24至节点N26;节点N25至节点N26);聚合物固化单元通过聚合物固化工艺19来处理第一离子交换工艺单元和第二离子交换工艺单元中产生的废树脂,聚合物固化在常温下进行,将环氧树脂基固化剂和凝固剂混合后与废树脂或放射性盐混合完成固化,具有操作简单、包容率高、废物抗浸出性能好等优点,处理后送至废物库暂存(节点N32至节点N34;节点N33至节点N34);浓缩液干燥工艺单元通过浓缩物干燥工艺20处理第一节能蒸发工艺单元和第二节能蒸发工艺单元产生的浓缩液,将浓缩液在钢桶内烘干,再运输至废物库,并装入混凝土高完整性容器(HIC)中暂存,再送至废物库暂存(节点N28至节点N29;节点N31至节点N29)。
[0163] 本发明系统通过配套不同类型的处理工艺处理不同类型的二次废物,有针对性的处理可以有效减少二次废物以及处理二次废物所带来的固体废物。
[0164] 优选的,低氚低TDS废液收集槽的输出端还分别与低氚高TDS废液收集槽和高氚废液收集槽相连,低氚高TDS废液收集槽的输出端还分别与高氚废液收集槽1和第二超滤工艺单元相连,低氚废液中间槽的输出端还与流出物排放槽12相连,流出物复用槽的输出端还与流出物排放槽12相连。
[0165] 具体的,低氚低TDS废液收集槽2和低氚高TDS废液收集槽3分别通过单向管线(节点N11至节点N12;节点N13至节点N14)与高氚废液收集槽1相连,即只允许低氚废液排向高氚废液处理系统中,以避免高氚废液进入到低氚废液处理系统而造成氚污染。
[0166] 低氚低TDS废液收集槽2通过单向管线与低氚高TDS废液收集槽3相连(通过节点N15),若经过取样监测,低氚低TDS废液收集槽2内的低氚废液中的TDS较高时,可以排向低氚高TDS废液收集槽3,并进入第二节能蒸发工艺单元中采用节能蒸发工艺15进行处理后收集在低氚废液中间槽9中(节点N15至节点N08,经过节点N07),当低氚高TDS废液收集槽3内的低氚废液中的TDS较低时,可直接进入第二超滤工艺单元和第二离子交换工艺单元中经过超滤工艺5和离子交换工艺7进行处理后收集在低氚废液中间槽9中(节点N16至节点N37),这主要是考虑到核电厂运行时产生的低氚高TDS废液的量较少,而低氚低TDS废液的量较大,因此尽可能利用低氚高TDS废液收集槽3,以减少低氚低TDS废液收集槽2的利用,确保低氚废液处理系统对低氚低TDS废液有充足的收集容积。
[0167] 低氚废液中间槽9和流出物复用槽13分别通过单向管线与流出物排放槽12相连(节点N17至节点N19,通过节点N18;节点N18至节点N19),目的是当核电厂暂时不需要复用废液,且低氚废液中间槽9或流出物复用槽13内的处理后废液满足排放标准时,可以排向流出物排放槽12内监测待排放。
[0168] 本发明处理装置能够处理核电厂运行中产生的放射性废液,并且可以对核电厂放射性废液进行复用及二次废物处理。
[0169] 可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本发明的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的保护范围。