技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及放射性廢水處理，具體涉及一種通過(guò)碟管式反滲透膜技術(shù)處理放射性廢水的方法和裝置。

背景技術(shù)：

對(duì)于核工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)生的放射性廢水，絮凝沉淀、砂濾、硅藻土過(guò)濾、超濾、選擇性離子交換、反滲透膜處理、蒸發(fā)、電滲析都是處理它們的常用方法。

每種處理方法都有其適用范圍和技術(shù)特點(diǎn)，目前的研究主要集中在研究不同的處理方法對(duì)反應(yīng)堆堆芯融化情況下放射性廢水的去污效率，結(jié)合處理流量和工藝特點(diǎn)選擇出適用的放射性廢水處理技術(shù)。

放射性廢水處理技術(shù)的重點(diǎn)是提高放射性廢水的去污因子，使排放出水中的放射性核素的濃度盡可能低，并使放射性濃縮液的體積盡量小。在目前國(guó)內(nèi)外技術(shù)條件下，放射性廢水膜處理系統(tǒng)雖然有較高的去污因子，但其很低的濃縮倍數(shù)(通常只有5-10)限制了其廣泛使用。同時(shí)，常規(guī)反滲透膜處理系統(tǒng)對(duì)進(jìn)水的嚴(yán)格要求也嚴(yán)重限制了其使用，若采用硅藻土過(guò)濾等預(yù)處理將極大增加固體廢物的產(chǎn)生量。

本發(fā)明通過(guò)選擇高抗污染的碟管式反滲透膜組件而可以簡(jiǎn)化復(fù)雜的預(yù)處理工藝，并通過(guò)碟管式反滲透膜組件的優(yōu)化組合處理同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高效處理和高倍數(shù)濃縮。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的之一是提供一種放射性廢水處理方法，其中使放射性廢水通過(guò)碟管式反滲透(DTRO)膜組件進(jìn)行處理，其中去污因子達(dá)至少500，并且濃縮倍數(shù)達(dá)至少25倍。

在本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方案中，可以使放射性廢水依次通過(guò)第一級(jí)膜組件和第二級(jí)膜組件，得到第二級(jí)清水；從第一級(jí)膜組件送出的第一級(jí)濃水進(jìn)入第三級(jí)膜組件，得到濃縮液。

根據(jù)本發(fā)明的方法，一方面，可以將從第二級(jí)膜組件送出的第二級(jí)濃水和從第三級(jí)膜組件送出的濃縮級(jí)清水都返回送入第一級(jí)膜組件進(jìn)行再處理。

另一方面，在本發(fā)明的方法中，放射性廢水在進(jìn)料到膜組件之前，可以經(jīng)過(guò)砂濾、超濾或pH值調(diào)節(jié)的預(yù)處理，其中如果進(jìn)行pH值調(diào)節(jié)，則可以將放射性廢水的pH值調(diào)節(jié)到6-8。

又一方面，在本發(fā)明的方法中，放射性廢水在處理前的含鹽量?jī)?yōu)選不超過(guò)5g/L。

本發(fā)明的另一目的是提供一種用于本發(fā)明放射性廢水處理方法的放射性廢水處理裝置，其包括第一級(jí)、第二級(jí)和第三級(jí)碟管式反滲透膜組件以及用于提供放射性廢水的供水泵，其中第一級(jí)膜組件的清水出口與第二級(jí)膜組件的進(jìn)口相連，第一級(jí)膜組件的濃水出口與第三級(jí)膜組件的進(jìn)口相連。

一方面，第二級(jí)膜組件的濃水出口和第三級(jí)膜組件的清水出口都與第一級(jí)膜組件的進(jìn)口相連。

另一方面，所述放射性廢水處理裝置還包括分別用于第一級(jí)、第二級(jí)和第三級(jí)碟管式反滲透膜組件的第一級(jí)、第二級(jí)和第三級(jí)高壓泵和循環(huán)泵。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的放射性廢水處理方法的工藝流程圖。

圖2A和圖2B分別是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的放射性廢水處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖和實(shí)物圖。

圖3A和圖3B分別是用于本發(fā)明的碟管式反滲透膜組件的流道示意圖和實(shí)物圖。

圖4是對(duì)比例2的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

放射性廢水處理不同于諸如焦化廢水、制藥廢水、紡織/印染廢水、石油/化工廢水、垃圾滲濾液之類的一般性廢水處理，這是因?yàn)椋?)放射性核素離子的排放質(zhì)量濃度極低，超出了常規(guī)廢水處理技術(shù)的能力；環(huán)境排放要求放射性活度為10Bq/L，以⁹⁰Sr和¹³⁷Cs為例，各自對(duì)應(yīng)的核素質(zhì)量濃度分別為2.0×10^-13mg/L和3.0×10^-13mg/L。2)對(duì)二次放射性廢物產(chǎn)生量的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于常規(guī)的廢水處理，放射性廢水處理的一個(gè)重要原則就是放射性廢物最小化。3)需要考慮放射性條件下設(shè)備的可操作性和可維護(hù)性。

基于放射性廢水處理的上述特殊要求，本發(fā)明人設(shè)計(jì)完成本發(fā)明的放射性廢水處理方法和裝置，其中在保證放射性核素離子的排放質(zhì)量濃度極低的同時(shí)，所產(chǎn)生的放射性廢物的量最少。

在本文中，除了放射性活度外，“去污因子”也用來(lái)衡量放射性核素離子的排放質(zhì)量濃度，該因子按(原水的放射性活度)/(清水的放射性活度)來(lái)計(jì)算。本文所用的“濃縮倍數(shù)”用來(lái)衡量所產(chǎn)生的放射性廢物的量，可以按(原水體積)/(濃縮液體積)來(lái)計(jì)算。

根據(jù)本發(fā)明的放射性廢水處理方法，放射性廢水經(jīng)過(guò)DTRO膜組件處理后，去污因子達(dá)至少500，并且濃縮倍數(shù)達(dá)至少25倍，這既達(dá)到了生活污水的排放標(biāo)準(zhǔn)10Bq/L，又確保了放射性廢物的產(chǎn)生量盡可能地少。這也是本發(fā)明方法顯著不同于現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)廢水處理方法的一個(gè)關(guān)鍵所在。現(xiàn)有技術(shù)的廢水處理方法中，要么從不考慮濃縮倍數(shù)這一參數(shù)，要么為了同時(shí)追求達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)和濃縮倍數(shù)而不得不采用復(fù)雜的工藝和設(shè)備。本發(fā)明通過(guò)使用DTRO膜組件處理放射性廢水，成功實(shí)現(xiàn)了通過(guò)簡(jiǎn)單易操作的工藝和裝置使得放射性廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)放射性廢物的產(chǎn)生量最少。

在本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方案中，使用三級(jí)DTRO膜組件處理放射性廢水。圖1是三級(jí)DTRO膜組件處理放射性廢水的示例性工藝流程圖。

根據(jù)圖1，放射性廢水依次通過(guò)第一級(jí)膜組件和第二級(jí)膜組件，得到第二級(jí)清水；從第一級(jí)膜組件送出的第一級(jí)濃水進(jìn)入第三級(jí)膜組件，得到濃縮液。從第二級(jí)膜組件送出的第二級(jí)濃水和從第三級(jí)膜組件送出的濃縮級(jí)清水可以返回送入第一級(jí)膜組件進(jìn)行再處理。

盡管圖1中示出了對(duì)原水進(jìn)行預(yù)處理，但這不是必須的步驟。由于本發(fā)明所用的膜組件是DTRO膜組件，可以在沒(méi)有對(duì)原水進(jìn)行任何形式的預(yù)處理情況下，直接處理放射性廢水，并達(dá)到要求的排放標(biāo)準(zhǔn)。不像現(xiàn)有技術(shù)中許多放射性廢水處理工藝，需要首先通過(guò)復(fù)雜的超濾工藝預(yù)處理廢水，才能將經(jīng)預(yù)處理的廢水送去進(jìn)行反滲透處理。顯然，在本發(fā)明的方法中，預(yù)處理工藝的省去能夠簡(jiǎn)化處理設(shè)備，大大降低處理成本。

如果對(duì)原水進(jìn)行預(yù)處理，可以是砂濾、超濾或pH值調(diào)節(jié)之類的操作，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際情況容易確定的。如果進(jìn)行pH值調(diào)節(jié)，優(yōu)選將放射性廢水的pH值調(diào)節(jié)到6-8。在該pH值下，一方面DTRO膜組件的反滲透處理效果最好，另一方面能保證DTRO膜組件具有較長(zhǎng)的使用壽命。

同樣，盡管圖1中示出了對(duì)二級(jí)清水進(jìn)行離子交換，但該步驟是可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇的。事實(shí)上，對(duì)于核設(shè)施常規(guī)排放的放射性廢水，其放射性活度一般在1000Bq/L至10000Bq/L(總β)，它們通過(guò)本發(fā)明方法的兩級(jí)DTRO膜組件處理，二級(jí)清水的放射性活度往往已經(jīng)低于10Bq/L，符合生活污水的排放標(biāo)準(zhǔn)。甚至對(duì)于非常規(guī)泄漏的放射性廢水，比如2011年日本福島核泄漏所產(chǎn)生的放射性廢水，其放射性活度可以高達(dá)50000Bq/L；這種高放射性廢水通過(guò)本發(fā)明的兩級(jí)DTRO膜組件處理，第二級(jí)清水的放射性活度也接近10Bq/L(例如下文的實(shí)施例1)。

但是，如果追求所排放的污水最好能夠接近自然界水本底，這種情況下可以將從第二級(jí)膜組件送出的第二級(jí)清水送去進(jìn)一步精細(xì)處理。在本發(fā)明的方法中，如果從第二級(jí)膜組件送出的第二級(jí)清水的放射性活度大于1Bq/L，則對(duì)第二級(jí)清水進(jìn)行精細(xì)處理。關(guān)于精細(xì)處理，優(yōu)選離子交換處理或電滲析處理。本發(fā)明方法所處理的放射性廢水即使放射性活度高達(dá)50000Bq/L，通過(guò)一步精細(xì)處理，仍可以獲得接近自然界水本底的水，其放射性活度約為0.5Bq/L。

另一方面，由于通過(guò)本發(fā)明方法的二級(jí)DTRO膜組件處理得到的二級(jí)清水已經(jīng)非常干凈，如果對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的離子交換處理，所用的離子交換樹(shù)脂可以長(zhǎng)時(shí)間使用，一般使用2-3年后才需要更換，從而顯著減少了廢樹(shù)脂的產(chǎn)生量，降低了整套工藝的處理成本。最終移出的廢樹(shù)脂可以與從第三級(jí)膜組件排放的濃縮液一起固化處置。

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的一些DTRO膜組件水處理方法，隨著水質(zhì)要求提高來(lái)相應(yīng)增加DTRO膜組件的級(jí)數(shù)。但是，在本發(fā)明的放射性廢水處理方法中，絕不能單純地為了追求水質(zhì)提高而無(wú)限制地增加清水處理膜組件的級(jí)數(shù)，這是因?yàn)樵黾拥那逅幚砟そM件同樣也會(huì)增加濃縮液的量，而濃縮液總量的增加必然使得濃縮倍數(shù)降低，從而導(dǎo)致產(chǎn)生更多的廢物需要固化處置。另外，如果增加濃水處理膜組件的級(jí)數(shù)，首先所增加級(jí)數(shù)的濃水處理膜組件的出水放射性濃度很高，回流不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致出水的放射性活度增加；其次生產(chǎn)工藝上難于控制并使得處理成本增加。必須基于去污因子和濃縮倍數(shù)的雙重考慮，合理配置清水、濃水處理膜組件的級(jí)數(shù)。在本發(fā)明方法不包括精細(xì)處理步驟的一個(gè)實(shí)施方案中，去污因子可以為500至5000，并且濃縮倍數(shù)可以至少為25倍?？梢詫牡谌?jí)膜組件送出的濃縮級(jí)清水返回送入第一級(jí)膜組件進(jìn)行再處理而不排放濃縮液，直至濃縮液的含鹽量達(dá)到125g/L才予以排放。

本發(fā)明的方法優(yōu)選三級(jí)DTRO膜組件，即兩級(jí)串聯(lián)清水處理膜組件和一級(jí)濃水處理膜組件，其中第三級(jí)膜組件排放的濃水可以達(dá)到DTRO膜組件濃水的最大值，增加濃縮級(jí)數(shù)并不能進(jìn)一步提高濃縮倍數(shù)。

此外，現(xiàn)有技術(shù)教導(dǎo)DTRO膜組件尤其適用于高濃度污水的處理。但是，本發(fā)明人注意到原水含鹽量升高，處理能耗也會(huì)相應(yīng)增加，因此放射性廢水在處理前的含鹽量?jī)?yōu)選不超過(guò)5g/L。

本發(fā)明還提供一種用于本發(fā)明方法的放射性廢水處理裝置。圖2A和圖2B分別是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的放射性廢水處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖和實(shí)物圖。在圖2A和圖2B中，放射性廢水處理裝置包括第一級(jí)碟管式反滲透膜組件1、第二級(jí)碟管式反滲透膜組件10和第三級(jí)碟管式反滲透膜組件9以及用于提供放射性廢水的供水泵8，其中第一級(jí)膜組件1的清水出口與第二級(jí)膜組件10的進(jìn)口相連，第一級(jí)膜組件1的濃水出口與第三級(jí)膜組件9的進(jìn)口相連；第二級(jí)膜組件10的濃水出口和第三級(jí)膜組件9的清水出口都與第一級(jí)膜組件1的進(jìn)口相連。圖中還示出了分別用于第一級(jí)、第二級(jí)和第三級(jí)碟管式反滲透膜組件的第一級(jí)高壓泵7和循環(huán)泵4、第二級(jí)高壓泵6和循環(huán)泵3以及第三級(jí)高壓泵5和循環(huán)泵2。

本發(fā)明方法所用的碟管式反滲透(DTRO)膜組件是公知的，但現(xiàn)有技術(shù)中主要將其用于處理垃圾滲濾液。如上所述，由于放射性廢水處理的特殊要求，并不能簡(jiǎn)單將現(xiàn)有的DTRO膜組件處理其它廢水的方法和裝置直接移植用來(lái)處理放射性廢水，這也反向印證了現(xiàn)有技術(shù)為什么至今為止仍未能將DTRO膜組件用于處理放射性廢水。

圖3A和3B分別示出了本發(fā)明所用的碟管式膜組件的流道示意(工作原理)圖和實(shí)物圖。從圖中可以看到，碟管式膜組件主要由過(guò)濾膜片2、導(dǎo)流盤(pán)5、中心拉桿、耐壓套管6、兩端法蘭8各種密封件及聯(lián)接螺栓等部件組成。把過(guò)濾膜片和導(dǎo)流盤(pán)疊放在一起，用中心拉桿和端蓋法蘭進(jìn)行固定，然后置入耐壓套管中，就形成一個(gè)碟管式膜組件。

如圖3A所示，料液通過(guò)過(guò)濾膜片2堆與耐壓套管6之間的間隙后經(jīng)原水通道1進(jìn)入底部導(dǎo)流盤(pán)5，被處理的液體以最短的距離快速流經(jīng)過(guò)濾膜片2，然后以180°逆轉(zhuǎn)到另一膜面，再?gòu)拇肆魅氲较乱粋€(gè)過(guò)濾膜片，從而在膜表面形成由導(dǎo)流盤(pán)圓周到圓中心，再到圓周，再到圓中心的切向流過(guò)濾，濃縮液最后從進(jìn)料端法蘭8處流出。料液流經(jīng)過(guò)濾膜的同時(shí)，透過(guò)液通過(guò)中心收集管7不斷排出。濃縮液與透過(guò)液通過(guò)安裝于導(dǎo)流盤(pán)上的O型墊圈3隔離。

供水泵、DTRO膜組件所用的高壓泵和循環(huán)泵可以是本領(lǐng)域常用的各種泵，例如柱塞泵、離心泵等。但是，在本發(fā)明中，高壓泵要滿足高揚(yáng)程、低流量的要求，而循環(huán)泵相反要滿足低揚(yáng)程、高流量的要求。

本發(fā)明放射性廢水處理裝置的操作步驟如下：首先啟動(dòng)原水供水泵；完全打開(kāi)第一級(jí)膜組件的濃水出口閥，啟動(dòng)第一級(jí)高壓泵和循環(huán)泵(變頻控制)，調(diào)節(jié)壓力到2.5至7MPa(具體壓力根據(jù)放射性原水的濃度確定)；完全打開(kāi)第二級(jí)膜組件的濃水出口閥，啟動(dòng)第二級(jí)高壓泵和循環(huán)泵(變頻控制)，調(diào)節(jié)壓力到2.5至7MPa(具體壓力根據(jù)放射性原水的濃度確定)；最后完全打開(kāi)第三級(jí)膜組件的濃水出口閥，啟動(dòng)第三級(jí)高壓泵和循環(huán)泵(變頻控制)，調(diào)節(jié)壓力到2.5至7MPa(具體壓力根據(jù)放射性原水的濃度確定)。

本發(fā)明包括但不限于如下的實(shí)施方式：

實(shí)施方式1、一種放射性廢水處理方法，其特征在于將放射性廢水通過(guò)碟管式反滲透膜組件進(jìn)行處理，其中去污因子達(dá)至少500，并且濃縮倍數(shù)達(dá)至少25倍。

實(shí)施方式2、根據(jù)實(shí)施方式1所述的方法，其特征在于放射性廢水依次通過(guò)第一級(jí)膜組件和第二級(jí)膜組件，得到第二級(jí)清水；從第一級(jí)膜組件送出的第一級(jí)濃水進(jìn)入第三級(jí)膜組件，得到濃縮液。

實(shí)施方式3、根據(jù)實(shí)施方式2所述的方法，其特征在于從第二級(jí)膜組件送出的第二級(jí)濃水返回送入第一級(jí)膜組件。

實(shí)施方式4、根據(jù)實(shí)施方式2或3所述的方法，其特征在于從第三級(jí)膜組件送出的濃縮級(jí)清水返回送入第一級(jí)膜組件。

實(shí)施方式5、根據(jù)實(shí)施方式2至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于如果從第二級(jí)膜組件送出的第二級(jí)清水的放射性活度大于1Bq/L，則將第二級(jí)清水送去精細(xì)處理，優(yōu)選離子交換處理或電滲析處理。

實(shí)施方式6、根據(jù)實(shí)施方式2至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于從第三級(jí)膜組件送出的濃縮級(jí)清水返回送入第一級(jí)膜組件進(jìn)行再處理而不排放濃縮液，直至濃縮液的含鹽量達(dá)到125g/L才予以排放。

實(shí)施方式7、根據(jù)實(shí)施方式1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于放射性廢水在進(jìn)料到碟管式反滲透膜組件之前，經(jīng)過(guò)砂濾、超濾或pH值調(diào)節(jié)的預(yù)處理。

實(shí)施方式8、根據(jù)實(shí)施方式7所述的方法，其特征在于放射性廢水在進(jìn)料到膜組件之前將其pH值調(diào)節(jié)到6-8。

實(shí)施方式9、根據(jù)實(shí)施方式1至8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于放射性廢水在處理前的含鹽量不超過(guò)5g/L。

實(shí)施方式10、一種用于根據(jù)實(shí)施方式1至9中任一項(xiàng)所述方法的放射性廢水處理裝置，其包括第一級(jí)、第二級(jí)和第三級(jí)碟管式反滲透膜組件以及用于提供放射性廢水的供水泵，其中第一級(jí)膜組件的清水出口與第二級(jí)膜組件的進(jìn)口相連，第一級(jí)膜組件的濃水出口與第三級(jí)膜組件的進(jìn)口相連。

實(shí)施方式11、根據(jù)實(shí)施方式10所述的裝置，其特征在于第二級(jí)膜組件的濃水出口與第一級(jí)膜組件的進(jìn)口相連。

實(shí)施方式12、根據(jù)實(shí)施方式10或11所述的裝置，其特征在于第三級(jí)膜組件的清水出口與第一級(jí)膜組件的進(jìn)口相連。

實(shí)施方式13、根據(jù)實(shí)施方式10至12中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于所述裝置還包括分別用于第一級(jí)、第二級(jí)和第三級(jí)碟管式反滲透膜組件的第一級(jí)、第二級(jí)和第三級(jí)高壓泵和循環(huán)泵。

實(shí)施方式14、根據(jù)實(shí)施方式10至13中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于所述裝置還包括用于處理第二級(jí)清水的精細(xì)處理裝置，優(yōu)選離子交換器或電滲析器。

下面借助實(shí)施例來(lái)舉例說(shuō)明本發(fā)明，但這些實(shí)施例絕不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。

實(shí)施例中所用裝置如下：

實(shí)施例1

啟動(dòng)原水供水泵，將10噸含鹽量為5g/L、總β放射性活度為50000Bq/L(核電站和核設(shè)施放射性廢水濃度可能達(dá)到的最大水平)的廢水送入圖2B所示裝置進(jìn)行處理。

完全打開(kāi)第一級(jí)膜組件的濃水出口閥，啟動(dòng)第一級(jí)高壓泵(變頻控制，變頻頻率50Hz)，延時(shí)3分鐘啟動(dòng)第一級(jí)循環(huán)泵，調(diào)節(jié)第一級(jí)膜組件的濃水出口閥使得第一級(jí)高壓泵的出口壓力達(dá)到5.5MPa。完全打開(kāi)第二級(jí)膜組件的濃水出口閥，啟動(dòng)第二級(jí)高壓泵，延時(shí)3分鐘啟動(dòng)第二級(jí)循環(huán)泵(變頻控制，變頻頻率50Hz)，調(diào)節(jié)第二級(jí)膜組件的濃水出口閥使得第二級(jí)高壓泵的出口壓力達(dá)到3.5MPa。完全打開(kāi)第三級(jí)膜組件的濃水出口閥，啟動(dòng)第三級(jí)高壓泵，延時(shí)3分鐘啟動(dòng)第三級(jí)循環(huán)泵(變頻控制，變頻頻率30Hz)，調(diào)節(jié)第三級(jí)膜組件的濃水出口閥使得第三級(jí)高壓泵的出口壓力為7MPa。

經(jīng)過(guò)處理，第一級(jí)膜組件排放的清水的總β放射性活度為500Bq/L，第二級(jí)膜組件排放的清水的放射性活度為10Bq/L，兩級(jí)膜系統(tǒng)的去污因子為5000，需要進(jìn)行水泥固化的濃縮液體積為0.4立方米(含鹽量125g/L)，由此整個(gè)工藝的放射性廢水的濃縮倍數(shù)為25倍。

如果將第二級(jí)膜組件排放的清水送入離子交換器進(jìn)行進(jìn)一步處理，可以得到的清水總體積為9.6噸，并且最終清水的總β放射性活度為0.5Bq/L，由此整個(gè)工藝的去污因子為100000。

鑒于水泥固化的增容比一般為3，則需要固化的廢物體積為1.2立方米，固化體處置成本如果按10萬(wàn)元/立方米計(jì)算，則廢液濃縮后的處置成本為12萬(wàn)元。

實(shí)施例2

按實(shí)施例1中所用的裝置和操作條件處理10噸含鹽量為5g/L、總β放射性活度為10000Bq/L的廢水。

經(jīng)過(guò)處理，第一級(jí)膜組件排放的清水的總β放射性活度為100Bq/L，第二級(jí)膜組件排放的清水的放射性活度為2Bq/L，兩級(jí)膜系統(tǒng)的去污因子為5000，需要進(jìn)行水泥固化的濃縮液體積為0.4立方米(含鹽量125g/L)，由此整個(gè)工藝的放射性廢水的濃縮倍數(shù)為25倍。

如果將第二級(jí)膜組件排放的清水送入離子交換器進(jìn)行進(jìn)一步處理，可以得到的清水總體積為9.6噸，并且最終清水的總β放射性活度為0.1Bq/L，由此整個(gè)工藝的去污因子為100000。

鑒于水泥固化的增容比一般為3，則需要固化的廢物體積為1.2立方米，固化體處置成本如果按10萬(wàn)元/立方米計(jì)算，則廢液濃縮后的處置成本為12萬(wàn)元。

實(shí)施例3

按實(shí)施例1中所用的裝置和操作條件處理10噸含鹽量為5g/L、總β放射性活度為5000Bq/L的廢水。

經(jīng)過(guò)處理，第一級(jí)膜組件排放的清水的總β放射性活度為50Bq/L，第二級(jí)膜組件排放的清水的放射性活度為1Bq/L，兩級(jí)膜系統(tǒng)的去污因子為5000，需要進(jìn)行水泥固化的濃縮液體積為0.4立方米(含鹽量125g/L)，由此整個(gè)工藝的放射性廢水的濃縮倍數(shù)為25倍。

如果將第二級(jí)膜組件排放的清水送入離子交換器進(jìn)行進(jìn)一步處理，可以得到的清水總體積為9.6噸，并且最終清水的總β放射性活度為0.05Bq/L，由此整個(gè)工藝的去污因子為100000。

鑒于水泥固化的增容比一般為3，則需要固化的廢物體積為1.2立方米，固化體處置成本如果按10萬(wàn)元/立方米計(jì)算，則廢液濃縮后的處置成本為12萬(wàn)元。

實(shí)施例4

按實(shí)施例1中所用的裝置和操作條件處理10噸含鹽量為5g/L、總β放射性活度為1000Bq/L的廢水。

經(jīng)過(guò)處理，第一級(jí)膜組件排放的清水的總β放射性活度為10Bq/L，第二級(jí)膜組件排放的清水的放射性活度為0.2Bq/L，兩級(jí)膜系統(tǒng)的去污因子為5000，需要進(jìn)行水泥固化的濃縮液體積為0.4立方米(含鹽量125g/L)，由此整個(gè)工藝的放射性廢水的濃縮倍數(shù)為25倍。

鑒于水泥固化的增容比一般為3，則需要固化的廢物體積為1.2立方米，固化體處置成本如果按10萬(wàn)元/立方米計(jì)算，則廢液濃縮后的處置成本為12萬(wàn)元。

實(shí)施例5

啟動(dòng)原水供水泵，將10噸含鹽量為1g/L、總β放射性活度為10000Bq/L的廢水送入圖2B所示裝置進(jìn)行處理。

完全打開(kāi)第一級(jí)膜組件的濃水出口閥，啟動(dòng)第一級(jí)高壓泵(變頻控制，變頻頻率45Hz)，延時(shí)3分鐘啟動(dòng)第一級(jí)循環(huán)泵，調(diào)節(jié)第一級(jí)膜組件的濃水出口閥使得第一級(jí)高壓泵的出口壓力達(dá)到2.2MPa。完全打開(kāi)第二級(jí)膜組件的濃水出口閥，啟動(dòng)第二級(jí)高壓泵，延時(shí)3分鐘啟動(dòng)第二級(jí)循環(huán)泵(變頻控制，變頻頻率45Hz)，調(diào)節(jié)第二級(jí)膜組件的濃水出口閥使得第二級(jí)高壓泵的出口壓力達(dá)到2.2MPa。完全打開(kāi)第三級(jí)膜組件的濃水出口閥，啟動(dòng)第三級(jí)高壓泵，延時(shí)3分鐘啟動(dòng)第三級(jí)循環(huán)泵(變頻控制，變頻頻率30Hz)，調(diào)節(jié)第三級(jí)膜組件的濃水出口閥使得第三級(jí)高壓泵的出口壓力為5.5MPa。

經(jīng)過(guò)處理，第一級(jí)膜組件排放的清水的總β放射性活度為200Bq/L，第二級(jí)膜組件排放的清水的放射性活度為4Bq/L，兩級(jí)膜系統(tǒng)的去污因子為2500，需要進(jìn)行水泥固化的濃縮液體積為0.2立方米(含鹽量50g/L)，由此整個(gè)工藝的放射性廢水的濃縮倍數(shù)為50倍。

如果將第二級(jí)膜組件排放的清水送入離子交換器進(jìn)行進(jìn)一步處理，可以得到的清水總體積為9.8噸，并且最終清水的總β放射性活度為0.2Bq/L，由此整個(gè)工藝的去污因子為50000。

鑒于水泥固化的增容比一般為3，則需要固化的廢物體積為0.6立方米，固化體處置成本如果按10萬(wàn)元/立方米計(jì)算，則廢液濃縮后的處置成本為6萬(wàn)元。

實(shí)施例6

按實(shí)施例5中所用的裝置和操作條件處理10噸含鹽量為1g/L、總β放射性活度為5000Bq/L的廢水。

經(jīng)過(guò)處理，第一級(jí)膜組件排放的清水的總β放射性活度為100Bq/L，第二級(jí)膜組件排放的清水的放射性活度為2Bq/L，兩級(jí)膜系統(tǒng)的去污因子為2500，需要進(jìn)行水泥固化的濃縮液體積為0.2立方米(含鹽量50g/L)，由此整個(gè)工藝的放射性廢水的濃縮倍數(shù)為50倍。

如果將第二級(jí)膜組件排放的清水送入離子交換器進(jìn)行進(jìn)一步處理，可以得到的清水總體積為9.8噸，并且最終清水的總β放射性活度為0.1Bq/L，由此整個(gè)工藝的去污因子為50000。

鑒于水泥固化的增容比一般為3，則需要固化的廢物體積為0.6立方米，固化體處置成本如果按10萬(wàn)元/立方米計(jì)算，則廢液濃縮后的處置成本為6萬(wàn)元。

實(shí)施例7

按實(shí)施例5中所用的裝置和操作條件處理10噸含鹽量為1g/L、總β放射性活度為1000Bq/L的廢水。

經(jīng)過(guò)處理，第一級(jí)膜組件排放的清水的總β放射性活度為20Bq/L，第二級(jí)膜組件排放的清水的放射性活度為0.4Bq/L，兩級(jí)膜系統(tǒng)的去污因子為2500，需要進(jìn)行水泥固化的濃縮液體積為0.2立方米(含鹽量50g/L)，由此整個(gè)工藝的放射性廢水的濃縮倍數(shù)為50倍。

鑒于水泥固化的增容比一般為3，則需要固化的廢物體積為0.6立方米，固化體處置成本如果按10萬(wàn)元/立方米計(jì)算，則廢液濃縮后的處置成本為6萬(wàn)元。

實(shí)施例8

啟動(dòng)原水供水泵，將10噸含鹽量為0.1g/L、總β放射性活度為5000Bq/L的廢水送入圖2B所示裝置進(jìn)行處理。

完全打開(kāi)第一級(jí)膜組件的濃水出口閥，啟動(dòng)第一級(jí)高壓泵(變頻控制，變頻頻率40Hz)，延時(shí)3分鐘啟動(dòng)第一級(jí)循環(huán)泵，調(diào)節(jié)第一級(jí)膜組件的濃水出口閥使得第一級(jí)高壓泵的出口壓力達(dá)到2.2MPa。完全打開(kāi)第二級(jí)膜組件的濃水出口閥，啟動(dòng)第二級(jí)高壓泵，延時(shí)3分鐘啟動(dòng)第二級(jí)循環(huán)泵(變頻控制，變頻頻率40Hz)，調(diào)節(jié)第二級(jí)膜組件的濃水出口閥使得第二級(jí)高壓泵的出口壓力達(dá)到2.2MPa。完全打開(kāi)第三級(jí)膜組件的濃水出口閥，啟動(dòng)第三級(jí)高壓泵，延時(shí)3分鐘啟動(dòng)第三級(jí)循環(huán)泵(變頻控制，變頻頻率30Hz)，調(diào)節(jié)第三級(jí)膜組件的濃水出口閥使得第三級(jí)高壓泵的出口壓力為3.5MPa。

經(jīng)過(guò)處理，第一級(jí)膜組件排放的清水的總β放射性活度為125Bq/L，第二級(jí)膜組件排放的清水的放射性活度為10Bq/L，兩級(jí)膜系統(tǒng)的去污因子為500，需要進(jìn)行水泥固化的濃縮液體積為0.1立方米(含鹽量10g/L)，由此整個(gè)工藝的放射性廢水的濃縮倍數(shù)為100倍。

如果將第二級(jí)膜組件排放的清水送入離子交換器進(jìn)行進(jìn)一步處理，可以得到的清水總體積為9.9噸，并且最終清水的總β放射性活度為0.5Bq/L，由此整個(gè)工藝的去污因子為10000。

鑒于水泥固化的增容比一般為3，則需要固化的廢物體積為0.3立方米，固化體處置成本如果按10萬(wàn)元/立方米計(jì)算，則廢液濃縮后的處置成本為3萬(wàn)元。

實(shí)施例9

按實(shí)施例8中所用的裝置和操作條件處理10噸含鹽量為0.1g/L、總β放射性活度為1000Bq/L的廢水。

經(jīng)過(guò)處理，第一級(jí)膜組件排放的清水的總β放射性活度為25Bq/L，第二級(jí)膜組件排放的清水的放射性活度為2Bq/L，兩級(jí)膜系統(tǒng)的去污因子為500，需要進(jìn)行水泥固化的濃縮液體積為0.1立方米(含鹽量10g/L)，由此整個(gè)工藝的放射性廢水的濃縮倍數(shù)為100倍。

如果將第二級(jí)膜組件排放的清水送入離子交換器進(jìn)行進(jìn)一步處理，可以得到的清水總體積為9.9噸，并且最終清水的總β放射性活度為0.1Bq/L，由此整個(gè)工藝的去污因子為10000。

鑒于水泥固化的增容比一般為3，則需要固化的廢物體積為0.3立方米，固化體處置成本如果按10萬(wàn)元/立方米計(jì)算，則廢液濃縮后的處置成本為3萬(wàn)元。

對(duì)比例1

根據(jù)與實(shí)施例5相同的方式處理10噸含鹽量為1g/L、總β放射性活度為10000Bq/L的放射性廢水，不同之處在于從第一級(jí)DTRO膜組件送出的濃水并不經(jīng)過(guò)第三級(jí)DTRO膜組件進(jìn)一步處理，而是直接作為濃縮液。

經(jīng)過(guò)處理，各級(jí)出水的總β放射性活度如下：第一級(jí)膜組件200Bq/L，第二級(jí)膜組件4Bq/L，離子交換器0.2Bq/L；因此，第一級(jí)膜組件的去污因子為50，第二級(jí)膜組件的去污因子為50，整個(gè)工藝的去污因子為50000。

但是，該工藝處理后排放的清水總體積為9噸，需要進(jìn)行水泥固化的濃縮液體積為1立方米，因此濃縮倍數(shù)為10倍。

鑒于水泥固化的增容比一般為3，則需要固化的廢物體積為3立方米，固化體處置成本如果按10萬(wàn)元/立方米，則廢液濃縮后的處置成本為30萬(wàn)元。顯然，處理成本為實(shí)施例5的5倍。

對(duì)比例2

根據(jù)圖4所示的流程圖處理10噸含鹽量為1g/L、總β放射性活度為10000Bq/L的放射性廢水，其中4個(gè)DTRO膜組件兩兩串聯(lián)構(gòu)成兩組第一級(jí)和第二級(jí)膜組件，這兩組膜組件彼此并聯(lián)，并且從這兩組膜組件的第一級(jí)膜組件送出的濃水并不經(jīng)過(guò)第三級(jí)DTRO膜組件進(jìn)一步處理，而是直接作為濃縮液。

經(jīng)過(guò)處理，各級(jí)出水的總β放射性活度如下：第一級(jí)膜組件200Bq/L，第二級(jí)膜組件4Bq/L，離子交換器0.2Bq/L；因此，第一級(jí)膜組件的去污因子為50，第二級(jí)膜組件的去污因子為50，整個(gè)工藝的去污因子為50000。

但是，該工藝處理后排放的清水總體積為9噸，需要進(jìn)行水泥固化的濃縮液體積同樣為1立方米，因此濃縮倍數(shù)為10倍。

鑒于水泥固化的增容比一般為3，則需要固化的廢物體積為3立方米，固化體處置成本如果按10萬(wàn)元/立方米，則廢液濃縮后的處置成本為30萬(wàn)元。顯然，處理成本仍為實(shí)施例5的5倍。