[发明专利]一种用于核工业浓缩液减量的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及核三废处理技术领域，特别涉及一种用于核工业浓缩液减量的方法及系统。

背景技术

核工业浓缩液一般指核工业放射性废水经过反渗透等膜分离工艺后产生的除达标排放淡水外的高含盐量浓缩部分。核工业浓缩液一般经过蒸发器处理得到进一步浓缩的蒸残液，而后多采用暂存或水泥固化处置。但水泥固化增容比较高,既占用暂存库贮位,又增加最终处置费用。故将核工业浓缩液进行减量，既符合核工业废物小量化原则，又能够减小最终处置费用，成为必不容缓的事情。

蒸发器在核工业服役多年，使用过程中也出现了不少问题，如能耗较高，腐蚀、结垢、起沫导致去污因子降低、影响处理效率等。由此，核工业急需一种安全、环保且高效的可替代蒸发器的方案。

发明内容

为解决上述问题，本发明的首要目的在于提供一种用于核工业浓缩液减量的方法，该方法通过电渗析正渗透的耦合，能够大大提高浓缩液的浓缩倍数，降低运行能耗，促进核工业废物小量化。本发明的次要目的在于提供一种用于核工业浓缩液减量的系统。

为实现上述目的，本发明一种用于核工业浓缩液减量方法，具体步骤如下：

1）电渗析浓缩：将PH值为6-9、含盐量为15-20g/L、放射性水平为3.7×10⁴ Bq/L的核工业放射性废水进行电渗析处理，得到电渗析浓缩液和电渗析净化液；

2）正渗透深度浓缩：将所述电渗析浓缩液采用正渗透技术进行分离处理；正渗透后获得正渗透净化液和正渗透浓缩液返回步骤1）电渗析过程，所述正渗透净化液与所述电渗析净化液混合，正渗透浓缩液与所述电渗析浓缩液混合；

3）步骤1）和2）同步循环进行，直至所述电渗析净化液放射性水平不高于60Bq/L,然后将所述电渗析净化液直接排出，将所述电渗析浓缩液导出做后续处理。

进一步，所述步骤2）中的所述正渗透净化液和正渗透浓缩液分别以设定流速冲刷用于所述电渗析浓缩的阴离子交换膜和阳离子交换膜；所述正渗透净化液剪切冲刷所述阴离子交换膜和阳离子交换膜的外侧，所述正渗透浓缩液冲刷阴离子交换膜和阳离子交换膜内侧。

进一步，所述设定流速为50-100 L/h。

进一步，所述步骤3）处理后的所述核工业放射性废水的浓缩倍数不低于7倍。

进一步，所述电渗析处理在温度为20-30摄氏度、电流密度为50-200 A/m²的条件下进行。

进一步，所述核工业放射性废水主要离子包括钠、氯、镁、钙、硫酸根、锶、铯、钴、银等。

进一步，所述正渗透的汲取液回收方法为热法回收、电磁回收或膜法回收。

 

一种用于核工业浓缩液减量的系统，其包括电渗析装置和正渗透装置，电渗析装置包括废水处理室，废水处理室两端分别设置有阴极和阳极，自阴极至阳极之间交替排列有阴离子交换膜和阳离子交换膜；交替排列的阴离子交换膜和阳离子交换膜将所述废水处理室分隔成若干个小室；核工业废液通过管路进入各小室后，在直流电场的作用下离子作定向迁移，通过阴离子交换膜、阳离子交换膜分别对阳、阴离子的截留作用，使所述若干个小室分化形成包含电渗析净化液的淡水室和包含电渗析浓缩液的浓水室；淡水室和浓水室交替排列；所述正渗透装置对浓水室内的电渗析浓缩液进行进一步浓缩处理，正渗透装置的净化液出水口与所述淡水室连接，正渗透出的正渗透净化液经管路回流至淡水室内；正渗透后获得正渗透浓缩液经管路回流至所述浓水室。

进一步，所述正渗透装置包括正渗透膜、汲取单元和汲取液回收单元，设置在汲取液回收单元上的所述净化液出水口通过管路与所述淡水室连接；所述汲取单元的废水进口和废水出口分别通过管路与所述浓水室连接；所述浓水室内的电渗析浓缩液经管路及汲取单元的废水进口进入汲取单元，正渗透处理后浓缩液经所述出口及管路返回所述浓水室。

进一步，所述淡水室上设置有正渗透净化液进口，所述正渗透净化液进口紧贴所述阳离子交换膜和阴离子交换膜设置；从该净化液进口喷出的所述正渗透净化液对所述阳离子交换膜和阴离子交换膜的外侧面进行剪切冲刷。

进一步，所述浓水室上设置有正渗透浓缩液进口，所述正渗透浓缩液进口紧贴所述阳离子交换膜和阴离子交换膜设置；从该浓缩液进口喷出的所述正渗透浓缩液对所述阳离子交换膜和阴离子交换膜的内侧面进行剪切冲刷。

进一步，所述正渗透装置包括正渗透膜、汲取单元和汲取液回收单元，设置在汲取液回收单元上的所述出水口通过管路与所述淡水室连接；所述汲取单元设置在所述浓水室内，汲取单元的正渗透膜直接与浓水室内的电渗析浓缩液接触。