申请日2007.04.13
公开(公告)日2007.10.24
IPC分类号G21F9/06; G21F9/04
摘要
一种浓缩处理低放废水的方法，该方法采用两级连续电除盐装置浓缩处理低放废水，原水进入净化级连续电除盐装置，同时施加电压。净化级的淡水出水中放射性核素离子得到去除。净化级的浓水出水部分循环至净化级装置的浓水进水口，部分排放，同时通过原水补充与排放量相当的水量。浓缩级的淡水进水来自净化级的浓水出水。浓缩级的淡水出水返回到净化级装置的淡水进水口进行再处理。浓缩级的浓水出水部分循环至浓缩级的浓水进水口，部分排放，通过净化级的浓水出水补充与排放量相当的水量。浓缩级所排放的浓水出水为整个系统的浓缩废水。本发明最大的优点是放射性废水的浓缩比高，二次放射性废物产生量少，同时运行费用低，容易实现自动化控制。
権利要求書
1.一种处理低放废水的方法，其特征是该方法按如下步骤进行：
1)整个工艺由净化级和浓缩级两级处理装置串联而成，其中净化级处理装置I由1 台或1台以上连续电除盐装置并联而成，对低放废水进行净化和初级浓缩，浓缩级处理装 置II由1台连续电除盐装置构成，对低放废水进行深度浓缩;
2)使原水进入净化级处理装置I的淡水进水口，同时对装置施加电压;
3)净化级处理装置I的淡水出水即为整个系统的淡水出水，该出水中放射性核素离 子已经得到了去除;
4)使净化级处理装置I的浓水出水进入浓缩级处理装置II的淡水进水口，同时对装 置施加电压;
5)浓缩级处理装置II的淡水出水返回到净化级处理装置I的淡水进水口进行再处 理;
6)浓缩级处理装置II所排放的浓水出水即为整个系统的浓缩废水。
2.按照权利要求1所述的处理低放废水的方法，其特征在于：净化级处理装置I的 浓水出水一部分循环至净化级处理装置I的浓水进水口，一部分排放，通过原水补充与浓 水排放量相当的水量。
3.按照权利要求1所述的处理低放废水的方法，其特征在于：浓缩级处理装置II的 浓水出水一部分循环至浓缩级处理装置II的浓水进水口，一部分排放，通过净化级的浓水 出水补充与浓水排放量相当的水量。
4.按照权利要求2所述的处理低放废水的方法，其特征在于：净化级处理装置I的 浓水排放量与进入该装置的原水总流量的比值为1%～10%。
5.按照权利要求3所述的处理低放废水的方法，其特征在于：浓缩级处理装置II的 浓水排放量与进入该装置的净化级浓水出水总流量的比值为1%～10%。
说明书
一种浓缩处理低放废水的方法
技术领域
本发明涉及一种浓缩处理低放废水的方法，特别是涉及一种利用连续电除盐浓缩处理 低放废水的方法，属于放射性废水处理技术领域。
背景技术
国家标准《放射性废物的分类》(GB9133-1995)中根据放射性浓度水平将放射性液 体废物分为三级，其中低放废水指的是放射性浓度水平小于或等于4×106Bq/L的废水。
放射性废水的处理几乎尝试了各种先进的水处理工艺。在低放废水处理中，离子交 换是其中最普遍使用的工艺，该工艺技术比较成熟，而且具有效率高、工艺简单、易操 作等优点。由于放射性废水处理的特殊性，当树脂吸附饱和以后进行再生，不仅会增加 工艺的复杂性，而且会产生大量放射性的废酸和废碱，给后续处理带来困难，因此在核 工业放射性废水处理中离子交换树脂一般不再生。当除盐器进口和出口之间的压差超过 一定的数值、壳体表面辐射剂量率大于一定的数值、去污系数降低、树脂已化学饱和或 者树脂物理损坏的情况下，需要对树脂进行更换，因此树脂的平均寿命一般都不长，因 处理对象而异，短至周余(放射性废物)，长可达1年(一回路冷却水)，冷凝水树脂的 平均寿命是一到两个月。这样就会产生大量放射性废树脂。
随着膜技术的发展，部分研究者也开展了利用反渗透处理放射性废水的研究。但由 于膜技术本身的工艺特点，利用膜技术处理放射性废水存在两个方面的主要缺陷：一是 在处理过程中会造成对膜组件的放射性污染，因而增加了二次放射性废物的产生量;二 是产水率低，处理过程会产生大量的浓缩液，对于这些浓缩液，后续处理依然是一个难 题。
曾经或正在开发的低放废水处理技术还包括萃取、吸附以及电解等等。这些技术本 身存在不同程度的缺陷，目前尚未发展到能够达到工业化应用的程度，更无法取代传统 的离子交换工艺在低放废水处理中的地位。
在民用水处理领域，特别是在超纯水的生产领域有一种新型的水处理技术-连续电 除盐，目前已经在电子、电力、医药和生物技术等诸多领域得到了广泛的应用，该技术 可以取代传统的离子交换工艺，稳定连续地生产高纯水。该工艺与离子交换工艺相比， 具有工艺上的先进性，有望取代离子交换工艺进行低放废水的处理。
连续电除盐又称电去离子、填充床电渗析，英文名称为electrodeionization或者 Continuous Elecctrodeionization，简称EDI、CDI或者CEDI。该技术是在阴极和阳 极之间交替排列阴阳例子交换膜，将离子交换树脂填充在阴阳离子交换膜之间形成淡水 室。在除盐过程中，水中的离子被离子交换树脂吸附后，在直流电压的作用下，分别通 过阴阳离子交换膜被清除。少量水分子在电场的作用下分解为氢离子和氢氧根离子，这 些离子可以对离子交换树脂进行连续再生，从而使离子交换树脂保持在最佳的工作状 态。
EDI技术是电渗析与离子交换有机结合形成的新型膜分离技术，它既保留了电渗析 可连续脱盐及离子交换树脂可深脱盐的优点，又克服了电渗析浓差极化所造成的不良影 响及离子交换树脂需用酸、碱再生的麻烦和造成的环境污染。与传统的离子交换树脂相 比，EDI具有树脂用量少，占地面积小，不用酸碱再生，无废酸、废碱排放，产水水质 好，容易实现自动化等特点。
与离子交换工艺相比，在核工业低放废水处理中采用技术，其技术先进性主要体现 在：EDI运行时树脂可连续在线再生，因此装置表面辐射剂量率可长期保持在较低的水 平;由于EDI中树脂被压紧，固定在一个固定的位置不动，树脂之间没有摩擦，因此 EDI中树脂的物理损坏极少，使用寿命大大延长，根据EDI生产厂商提供的资料，民用 领域中有的EDI装置运行时间已经达到了18年，其树脂的使用寿命远远超过了离子交 换工艺中树脂的使用寿命;EDI处理后二次放射性废物仍旧残留在水中，没有发生相的 转移，理论上不会产生其它形式的放射性废物。因此，利用EDI技术处理低放废水，可 有效降低放射性废物的产生量。
但是，EDI工艺处理低放废水也面临着浓缩液产生量过大的难题。在利用离子交换 工艺处理低放废水时，放射性核素离子被吸附到了离子交换树脂中，而利用EDI工艺处 理低放废水时，放射性核素离子被浓缩到了浓水中。在一般情况下，EDI所产生的浓水 的体积占原水体积的6%~10%左右，远大于离子交换工艺中所产生的放射性废树脂的量， 这就使得EDI工艺相对于离子交换工艺不具有明显的优势。
发明内容
针对连续电除盐技术处理低放废水时浓水产量大的问题，本发明的目的是提供一种 浓缩处理低放废水的方法，该工艺能够对低放废水进行高度浓缩处理，使得放射性浓水 产生量少，同时工艺的淡水出水可以达到复用或者排放的程度。
本发明的技术方案如下：
一种处理低放废水的方法，其特征是该方法按如下步骤进行：
1)整个工艺由净化级和浓缩级两级处理装置串联而成，其中净化级处理装置I由1 台或1台以上连续电除盐装置并联而成，对低放废水进行净化和初级浓缩，浓缩级处理装 置II由1台连续电除盐装置构成，对低放废水进行深度浓缩;
2)使原水进入净化级处理装置I的淡水进水口，同时对装置施加电压;
3)净化级处理装置I的淡水出水即为整个系统的淡水出水，该出水中放射性核素离 子已经得到了去除;
4)使净化级处理装置I的浓水出水进入浓缩级处理装置II的淡水进水口，同时对装 置施加电压;
5)浓缩级处理装置II的淡水出水返回到净化级处理装置I的淡水进水口进行再处 理;
6)浓缩级处理装置II所排放的浓水出水即为整个系统的浓缩废水。
本发明的优选方案是：净化级处理装置I的浓水出水部分循环至净化级处理装置I 的浓水进水口，部分排放，通过原水补充与浓水排放量相当的水量。
本发明的另一优选技术方案是：浓缩级处理装置II的浓水出水部分循环至浓缩级装 置的浓水进水口，部分排放，通过净化级的浓水出水补充与浓水排放量相当的水量。
为提高系统的浓缩比和浓缩倍数，本发明中净化级处理装置I的浓水排放量与进入 该装置的原水总流量的比值为1%～10%。浓缩级处理装置II的浓水排放量与进入该装置 的净化级浓水出水总流量的比值为1%～10%。
普通连续电除盐装置的浓缩倍数最高只能达到20倍，使用本发明处理低放废水时， 浓缩倍数可以达到100～10000倍。与现有低放废水的处理技术相比，本发明具有以下 优点：系统处理过程中树脂得到连续自动再生，因此放射性核素离子只在液相中转移， 不会转移到固相中，没有放射性固体废物产生;经本发明工艺处理后，低放废水的浓缩 倍数可以达到100-10000倍，因此放射性液体废物产生量少;在处理过程中没有相变， 因此能耗低，运行费用省。
