移动式放射性废液处理工艺研究

方祥洪　耿忠林　马若霞　杨彬

摘 要：随着核工业的发展，产生了大量的放射性废液。放射性废液必须经过处理达标后才能排放进入环境。在大型核设施运行单位一般均设置有固定式工艺的放射性废液处理装置。一些核技术应用单位产生的少量零星废液，以及固定式装置不便处理和无法处理的废液、核应急、核设施退役等领域，移动式放射性废液处理装置就显得尤为重要。该文通过对现有的国内外移动式放射性废液处理工艺进行研究，以期为移动式放射性废液的处理工艺的研究和开发提供借鉴和参考。

关键词：放射性废液 移动式 处理工艺

中图分类号：TL941 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）04（c）-0100-03

Abstract：With the development of the nuclear industry， a large amount of radioactive waste has been produced. Radioactive waste must be treated to meet the discharge standards then discharge into the environment. In large-scale nuclear facilities units are generally equipped with the devices of fixed process for radioactive liquid waste treatment. Some radioactive applications include a small amount of sporadic liquid waste， as well as fixed devices inconvenient can not treatment the liquid waste， nuclear emergency， nuclear facilities decommissioning and other fields， mobile radioactive liquid waste treatment device is particularly important. In this paper， study on the existing domestic and international mobile radioactive liquid waste treatment technology， to provide the reference for the mobile radioactive liquid waste treatment process research and development.

Key Words：Radioactive liquid waste；Mobile；Treatment process

在核工業的发展过程中，必不可少的会产生大量的放射性废液。为避免对环境造成污染，产生的放射性废液必须经过处理达标后才能排放进入环境。在大型核设施运行单位一般均设置有固定式工艺的处理装置对放射性废液进行有效处理。但一些核技术应用单位产生的少量零星废液，以及固定式装置不便处理和无法处理的废液、核应急、核设施退役等领域，移动式放射性废液处理装置能够弥补固定式装置的不足，对放射性废液进行有效的处理。

1 以离子交换为主工艺的移动式处理系统

我国山东海阳核电采用美国ES公司的移动式放射性废液处理系统就是以离子交换为主工艺的移动式处理系统。该移动式处理系统可处理3种情况下的放射性废液，分别为1.14 m3/h的处理0.25%燃料破损一回路废液的系统、4.54 m3/h的处理蒸汽发生器管道破裂（SGTR）情况下的蒸汽发生器二次侧废液的处理系统、1.14 m3/h的化学废液处理系统。

山东海阳核电处理3种情况下的放射性废液的系统工艺类似，均采用两级颗粒活性炭+四级离子交换树脂的工艺[1]。其工艺流程简图如图1所示。

山东海阳的移动式废液处理工艺中产生的废活性炭和废离子交换树脂采用装高整体性容器（HIC）的处理方式，系统设备布置紧凑，一个集装箱就能布置一套工艺系统。但此工艺的缺点就是产生的二次废物活性炭、树脂的量较大。

2 以膜处理为主工艺的移动式处理系统

我国三门核电采用的是德国汉莎公司的移动式废液处理系统（MBS）。它主要用于处理0.25% 燃料元件包壳破损率下的冷却剂类疏水等超出核岛废液系统处理能力的各类疏水。MBS装载在一个集装箱内，处理能力约为5 m3/h。该系统采用以反渗透为主工艺[2]。其工艺流程简图如图2所示。

三门核电所采用的反渗透膜处理工艺系统能够满足设计要求，处理能力较大，设备布置较为紧凑，但系统较为复杂，产生了浓缩液、活性炭、离子交换树脂、R/O膜组件等二次废物，二次废物处理量较大。

俄罗斯的Aqua-Express移动式放射性废液处理系统用于处理低、中水平放射性废液的处理工艺。该系统采用移动式、模块化的组装方式。该系统适用于非大型核研究中心和其他涉核单位。处理能力达到300 L/h，系统压力不超过0.45 MPa。该系统主要包含3个模块：粗过滤、过滤模块、超滤模块[3]。其工艺流程简图如图3所示。

该工艺设备简单，设备小型化，处理后的放射性废液能够达到排放标准。该系统的优点是产生的二次废物量较少。

中国工程物理研究院研究开发了一套可移动式放射性废水处理装置。该系统的主工艺也采用了膜，处理能力为500 L/h，该移动式废水处理系统共包含3种组合工艺，运行中根据废水中放射性核素的种类及活度，采用不同的运行工艺。

絮凝沉淀并结合中空纤维膜微滤一体化处理工艺（CMF工艺）主要处理含铀、钚、镅等核素的放射性废水，化学沉淀-微滤工艺处理含锶的放射性废水，无机离子交换吸附-微滤膜工艺处理含铯的放射性废水[4-5]。

该工艺是国内自主开发的一套移动式放射性废液处理系统。实现了三套处理工艺的结合，但设备布置不够紧凑，分成了两个集装箱，一辆车辆实现了主工艺，另一辆车辆实现了辅助设备及控制，在实际运行中需进行两辆车辆的拼接安装，操作过程较复杂，且采用的沉淀、吸附交换等工艺二次废物产生量较大。

3 以蒸发工艺为主工艺的移动式处理系统

中国核动力设计研究院开发了一套基于远红外蒸发处理技術的移动式放射性废水处理装置。处理能力为24 L/h，蒸残液最大含盐量为300 g/L。该移动式废水处理系统由供料槽、上料泵、远红外蒸发槽、冷凝器、排放水槽、排水泵及连接管路、阀门等组成[6]。

该系统设置在一个集装箱内，工艺设备布置紧凑，净化系数高，实现了放射性废水处理工艺的小型化、移动化。但采用蒸发工艺能耗较高，工艺管道需设置保温措施，蒸发后产生的蒸残液需要另外的工艺进行处理。

4 结语

移动式放射性废液处理工艺在放射性废水的应急处理、核设施退役产生的废液的处理、核电厂的非正常工况废液处理、核技术利用单位的少量零星废液的处理等领域有非常广泛的应用前景。由于移动式放射性废液处理工艺需要在现场进行组装，因此，在设计开发时应考虑现场的条件，例如现场接口等，还需重点考虑能耗、设备的布置、二次废物的处理等问题。

参考文献

[1] 王道全.海阳核电厂离堆放射性废物处理技术介绍及应用分析[J].科技创新与应用，2013（5）：130.

[2] 靳海睿.三门核电站放射性废物处理工艺[J].辐射防护通讯， 2015（2）：1-6.

[3] Yurii karlin，Sergey Dmitriev，Vadim Iljin，et al.Elaboration of not large mobile modular installation Aqua - Express （300Lh） for LRW cleaning[C].WM03 Conference，2003：1-8.

[4] 肖湘竹，邓玥，张东，等.可移动式放射性废水处理装置工艺流程冷试验[C].中国核学会，2012：240-241.

[5] 邓玥，赵军，张东，等.可移动式放射性废水处理装置[C].中国核物理学会，2009：288-294.

[6] 张永康，沙沙，陈莉，等.放射性废水远红外蒸发处理装置研制[J].辐射防护，2016（1）：53-59.