[发明专利]一种用于放射性含硼废液中硼浓缩的装置和方法

说明书

本发明提供一种用于放射性含硼废液中硼浓缩的装置，其特征在于，包括:原水罐、浓缩单元进水泵、对硼具有高截留率的浓缩单元膜组件和产水罐；所述原水罐、浓缩单元进水泵、对硼具有高截留率的浓缩单元膜组件和产水罐依次相连；所述浓缩单元膜组件与所述原水罐相连，其中：所述对硼具有高截留率的浓缩单元膜组件经配置以将硼回收或者作为固体废物；所述浓缩单元膜组件在不调节原水pH值的条件下对硼的截留率大于95％。本发明提供的用于放射性含硼废液中硼浓缩的装置和方法，解决了针对高硼浓度，传统浓缩单元膜组件对硼低截留率问题,提高系统脱硼率，减少最终硼排放浓度和总量，提高处理效率。

技术领域

本发明涉及一种用于放射性含硼废液中硼浓缩的装置和方法。

背景技术

传统压水堆核电厂中，采用硼进行反应性化学补偿控制。电厂运行期间，由于调硼和化容系统下泄操作频繁，将产生大量含硼废液。排出的含硼废液大部分通过硼回收系统浓缩和净化后，在电厂内回用。但每堆年依然还有约0.4吨硼排向环境。

CAP系列核电厂的反应性控制方式与一般压水堆核电厂类似，但CAP系列核电厂在反应性控制中还采用了机械补偿运行模式，可溶硼仅用于补偿由于堆芯燃耗引起的反应性变化，而利用控制棒的动作进行快速反应性变化控制和负荷跟踪，从源头减少了含硼废液的产生。为简化系统设计，原设计中取消了传统压水堆电厂的硼回收系统，含硼废液如果不处理，每堆年大约有约1吨硼通过放射性废液处理系统处理后排入环境。

虽然国家标准中暂无硼的排放限值，但福岛事件后，国家监管对环境保护的要求日益严格，对液态流出物中硼的排放控制更加关注。审评方希望通过设计改进，使核电厂的硼排放浓度和硼排放总量得到有效控制。

目前可采用除硼的工艺主要有蒸发、离子交换、反渗透等。蒸发为现阶段没有硼回收系统的核电站主要采用的除硼工艺，其优点是工艺成熟，工程运行经验较多，缺点是占地面积大、能耗高。离子交换对硼有较高的去污因子，但目前市场上的离子交换树脂对硼的工作交换容量都较低，处理平均硼浓度1000ppm的含硼废液会产生大量的废树脂。膜技术是物理分离过程，不会引入额外的杂质，但现有的膜处理技术主要虽然具有工艺简单、除硼效率高、能耗低等优点，但市场上现有的膜由于自身脱盐层结构的问题，主要是针对小于10ppm的低浓度硼处理，对高硼废水中硼的脱除率较低。而核电厂冷却剂流出液中硼的最高浓度可能达到2700ppm，平均硼浓度约为1000ppm，浓缩后硼浓度甚至达到5000ppm。

如何解决针对高硼浓度依然具有高截留率，且工程应用可实施、操作简单以及效率高成为本发明的重点。通过采用一种对硼具有高截留率的膜产品，组合成为运行流量满足工程应用需求，运行操作简单易控制的用于浓缩放射性废液中硼的膜处理装置和方法，实现对硼的高效浓缩。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种用于放射性含硼废液中硼浓缩的装置和方法。

本发明提供一种用于放射性含硼废液中硼浓缩的装置，其特征在于，包括:原水罐、对硼具有高截留率的浓缩单元膜组件、产水罐和进水泵；所述原水罐、对硼具有高截留率的浓缩单元膜组件、产水罐和进水泵依次相连；其中：

所述对硼具有高截留率的浓缩单元膜组件经配置以将硼回收；

所述浓缩单元膜组件在不调节原水pH值的条件下对硼的截留率大于95％。

优选地，所述进水泵经配置以将所述原水罐中的含硼的放射性废液泵入所述对硼具有高截留率的浓缩单元膜组件。

优选地，所述对硼具有高截留率的浓缩单元膜组件包括支撑基层、活性脱盐层和脱硼层；所述支撑基层、活性脱盐层和脱硼层依次叠加，所述无纺布厚度为80-150μm，所述支撑基层叠加在无纺布上，厚度为20-50μm；所述活性脱盐层和脱硼层依次附着在所述支撑基层上，厚度为0.1-0.5μm，所述活性脱盐层为全芳香致密交联结构，并结合脱盐层中带电官能团调整聚酰胺层表面的电荷密度。