CN107068228A - 一种核电厂低放射性工艺废水深度处理装置及其处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种核电厂低放射性工艺废水深度处理装置及其处理方法，所述核电厂低放射性工艺废水深度处理装置包括依次连通的初过滤装置、重金属捕捉剂加药***、特种絮凝剂加药***、深度过滤装置、离子交换***和除硼***。本发明提出重金属捕捉+絮凝+离子交换+除硼树脂的深度处理工艺，可以有效去除水体中胶体态和部分胶体态核素，避免了离子交换树脂的污堵现象，提高离子交换树脂的使用效率和使用寿命，并可深度去除废水中硼元素，有效限制排放水体中的硼元素含量小于0.5mg/L。

Description

一种核电厂低放射性工艺废水深度处理装置及其处理方法
技术领域
本发明涉及一种核电厂低放射性工艺废水深度处理装置及其处理方法，特别是核电厂工艺废水的硼达标排放处理。
背景技术
核电厂低放射性工艺废水的处理通常采用蒸发和离子交换的处理工艺。离子交换树脂床的处理可以去除大部分的放射性离子，使废水的放射性满足环境排放要求，但往往废水中的硼元素含量仍较高。硼是压水堆核电厂中与放射性废液一起排放的特征化学污染物，而且排放量较大，尤其是没有硼回收***的堆型中，硼的排放浓度更高。因此，有必要对核电厂工艺废水进行深度处理，以保证电厂放射性废水排放***中硼浓度满足污水排放限值要求，保证电厂受纳水体硼浓度满足环境质量标准要求。
世界卫生组织(WHO)建议硼健康准则值为0.3mg/kg。我国尚没有针对电厂废水排放行业标准，因此水污染物排放应执行GB8978-1996《污水综合排放标准》，该标准没有设置对硼含量限值，仅部分省份和地区根据GB8978细化了地方污水综合排放标准，规定了排放废液的硼浓度限值。上海市污水综合排放标准(DB31/199-2009)将硼列为第二类污染物，废液总排口处的硼浓度须小于5mg/L。辽宁省污水综合排放标准(DB21/1627-2008)规定了在单位排放口，直接排入受纳水体的废水中硼最高允许浓度为2mg/L。
专利CN104867528A《一种核电站废水的处理方法》中提到采用反渗透实现硼的去除或浓缩，反渗透对硼的截留效果并不佳，以其实施例介绍来看，淡水侧硼含量仍有100ppm，远不能满足环境水域的排放要求。
发明内容
核电厂低放射性工艺废水的传统处理工艺存在着一些问题，比如其中部分重金属离子呈胶体态或部分胶体态，极易堵塞离子交换树脂的现象，从而降低了离子交换树脂使用效率和使用寿命；部分堆型无硼回收***，而在工艺废水处理时并没有硼元素的处理环节，导致大量的硼元素排放至受纳水体，对水体环境造成污染。因此，本发明提出了一种核电厂低放射性工艺废水深度处理装置及其处理方法，采用重金属捕捉和絮凝处理工艺，有效去除呈胶体态和部分胶体态的放射性核素，以提高离子交换床对放射性核素阴阳离子的处理效率，最后采用两级除硼树脂有效去除水体中硼元素，使出水满足环境排放要求。
本发明采用的技术手段如下：
一种核电厂低放射性工艺废水深度处理装置，其特征在于：包括依次连通的初过滤装置、重金属捕捉剂加药***、特种絮凝剂加药***、深度过滤装置、离子交换***和除硼***。
所述初过滤装置内的填料为石英砂、活性炭或沸石，或包含石英砂、活性炭和沸石的混合填料。
所述重金属捕捉剂加药***包括重金属捕捉剂加药箱，带有搅拌器的反应池和提升泵；
所述重金属捕捉剂加药箱的出药口通过计量泵Ⅰ与所述带有搅拌器的反应池的进药口连通；
所述带有搅拌器的反应池的进料口与所述初过滤装置的出料口连通，所述带有搅拌器的反应池的出料口通过所述提升泵与所述特种絮凝剂加药***连通。
所述重金属捕捉剂加药***包括管道静态混合器，所述管道静态混合器的进料口与所述初过滤装置的出料口连通，所述管道静态混合器的出料口与所述特种絮凝剂加药***连通，所述管道静态混合器上设有重金属捕捉剂加药管路。
所述特种絮凝剂加药***包括管道混合器和絮凝剂加药箱；
所述管道混合器的进料口与所述重金属捕捉剂加药***之间设有在线流量计，所述管道混合器的出料口与所述深度过滤装置之间设有流动电流仪；
所述絮凝剂加药箱的出药口通过计量泵Ⅱ与所述管道混合器的进药口连通；
所述特种絮凝剂加药***还包括与所述计量泵、所述在线流量计和所述流动电流控制仪电连接的PLC控制器；
工作状态下，所述在线流量计和所述流动电流控制仪的计量反馈通过所述PLC控制器控制所述计量泵Ⅱ加药频率。
所述深度过滤装置内的填料为活性炭或沸石，或包含活性炭和沸石的混合填料。
所述离子交换***包括依次连通的阳离子交换树脂床和离子交换树脂混床；
所述阳离子交换树脂床与所述深度过滤装置连通；
所述除硼***包括依次连通的一级除硼树脂床和二级除硼树脂床；
所述离子交换树脂混床与所述一级除硼树脂床连通。
本发明还公开了一种核电厂低放射性工艺废水深度处理方法，其特征在于：核电厂低放射性工艺废水经过初过滤装置除去悬浮物和颗粒物杂质后，进入重金属捕捉剂加药***，并加入重金属捕捉剂，经15s-10min的反应时间后，进入特种絮凝剂加药***，根据位于所述特种絮凝剂加药***的进料端的在线流量计和位于所述特种絮凝剂加药***的出料端的流动电流控制仪的计量反馈并通过PLC控制器控制特种絮凝剂的加药频率(以保证适当的特种絮凝剂加药，使出水中没有过量的特种絮凝剂或胶体)，之后进入深度过滤器，吸附截留絮凝颗粒后进入离子交换***(去除核电厂低放射性工艺废水中的放射性核素离子)和除硼***(去除核电厂低放射性工艺废水中的硼元素)，使出水硼元素含量小于0.5mg/L。
所述重金属捕捉剂为有机硫类、二硫代胺基甲酸盐类或聚胺类。
所述重金属捕捉剂加药***可根据核电厂低放射性工艺废水的水质和重金属捕捉剂类型设计成两种类型。
类型一：所述重金属捕捉剂加药***包括重金属捕捉剂加药箱，带有搅拌器的反应池和提升泵；
所述重金属捕捉剂加药箱的出药口通过计量泵Ⅰ与所述带有搅拌器的反应池的进药口连通；
所述带有搅拌器的反应池的进料口与所述初过滤装置的出料口连通，所述带有搅拌器的反应池的出料口通过所述提升泵与所述特种絮凝剂加药***连通。
类型二：所述重金属捕捉剂加药***包括管道静态混合器，所述管道静态混合器的进料口与所述初过滤装置的出料口连通，所述管道静态混合器的出料口与所述特种絮凝剂加药***连通，所述管道静态混合器上设有重金属捕捉剂加药管路。
本发明提出重金属捕捉+絮凝+离子交换+除硼树脂的深度处理工艺，可以有效去除水体中胶体态和部分胶体态核素，避免了离子交换树脂的污堵现象，提高离子交换树脂的使用效率和使用寿命，并可深度去除废水中硼元素，有效限制排放水体中的硼元素含量小于0.5mg/L。
基于上述理由本发明可在核电厂废水处理等领域广泛推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的具体实施方式中一种核电厂低放射性工艺废水深度处理装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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。
如图1所示，本发明用于核电厂低放射性工艺废水的处理，工艺废水来水首先进入初过滤装置1(所述初过滤装置1为内部填料为20-50目活性炭的过滤器)，去除水中悬浮物和颗粒物杂质；之后进入带有搅拌器的反应池2中，重金属捕捉剂预先溶解在重金属捕捉剂加药箱12中，通过计量泵Ⅰ13加药至带有搅拌器的反应池2中，反应完成后，通过提升泵3进入管道混合器5，特种絮凝剂预先溶解在絮凝剂加药箱14中，通过计量泵Ⅱ15加入到管道混合器5中，管道混合器5的进料口与所述重金属捕捉剂加药***之间设有在线流量计4，管道混合器5的出料口与所述深度过滤装置7之间设有流动电流仪6，流动电流仪6和在线流量计4信号均给到PLC控制器，控制计量泵Ⅱ15的加药频率；之后废水继续进入深度过滤装置7(所述深度过滤装置7为内部填料为50-100目活性炭的过滤器)，吸附截留胶体絮凝颗粒，用于去除全部胶体颗粒。经过阳离子交换树脂床8和离子交换树脂混床9的处理，进入一级除硼树脂床10和二级除硼树脂床11，出水硼元素含量可小于0.5mg/L，胶体态核素铁(Fe)、钴(Co)、锰(Mn)、银(Ag)的去除率达99.9％以上，重金属元素Cr、Zn的去除率达99％以上。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种核电厂低放射性工艺废水深度处理装置，其特征在于：包括依次连通的初过滤装置、重金属捕捉剂加药***、特种絮凝剂加药***、深度过滤装置、离子交换***和除硼***。
2.根据权利要求1所述的一种核电厂低放射性工艺废水深度处理装置，其特征在于：所述初过滤装置内的填料为石英砂、活性炭或沸石，或包含石英砂、活性炭和沸石的混合填料。
3.根据权利要求1所述的一种核电厂低放射性工艺废水深度处理装置，其特征在于：所述重金属捕捉剂加药***包括重金属捕捉剂加药箱，带有搅拌器的反应池和提升泵；
所述重金属捕捉剂加药箱的出药口通过计量泵Ⅰ与所述带有搅拌器的反应池的进药口连通；
所述带有搅拌器的反应池的进料口与所述初过滤装置的出料口连通，所述带有搅拌器的反应池的出料口通过所述提升泵与所述特种絮凝剂加药***连通。
4.根据权利要求1所述的一种核电厂低放射性工艺废水深度处理装置，其特征在于：所述重金属捕捉剂加药***包括管道静态混合器，所述管道静态混合器的进料口与所述初过滤装置的出料口连通，所述管道静态混合器的出料口与所述特种絮凝剂加药***连通，所述管道静态混合器上设有重金属捕捉剂加药管路。
5.根据权利要求1所述的一种核电厂低放射性工艺废水深度处理装置，其特征在于：所述特种絮凝剂加药***包括管道混合器和絮凝剂加药箱；
所述管道混合器的进料口与所述重金属捕捉剂加药***之间设有在线流量计，所述管道混合器的出料口与所述深度过滤装置之间设有流动电流仪；
所述絮凝剂加药箱的出药口通过计量泵Ⅱ与所述管道混合器的进药口连通；
所述特种絮凝剂加药***还包括与所述计量泵、所述在线流量计和所述流动电流控制仪电连接的PLC控制器；
工作状态下，所述在线流量计和所述流动电流控制仪的计量反馈通过所述PLC控制器控制所述计量泵Ⅱ加药频率。
6.根据权利要求1所述的一种核电厂低放射性工艺废水深度处理装置，其特征在于：
所述深度过滤装置内的填料为活性炭或沸石，或包含活性炭和沸石的混合填料。
7.根据权利要求1所述的一种核电厂低放射性工艺废水深度处理装置，其特征在于：所述离子交换***包括依次连通的阳离子交换树脂床和离子交换树脂混床；
所述阳离子交换树脂床与所述深度过滤装置连通；
所述除硼***包括依次连通的一级除硼树脂床和二级除硼树脂床；
所述离子交换树脂混床与所述一级除硼树脂床连通。
8.一种核电厂低放射性工艺废水深度处理方法，其特征在于：核电厂低放射性工艺废水经过初过滤装置除去悬浮物和颗粒物杂质后，进入重金属捕捉剂加药***，并加入重金属捕捉剂，经15s-10min的反应时间后，进入特种絮凝剂加药***，根据位于所述特种絮凝剂加药***的进料端的在线流量计和位于所述特种絮凝剂加药***的出料端的流动电流控制仪的计量反馈并通过PLC控制器控制特种絮凝剂的加药频率，之后进入深度过滤器，吸附截留絮凝颗粒后进入离子交换***和除硼***，使出水硼元素含量小于0.5mg/L。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述重金属捕捉剂为有机硫类、二硫代胺基甲酸盐类或聚胺类。
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