放射性水处理工艺.doc

放射性水处理工艺一、离子交换工艺离子交换技术在PWR一回路的补给水制备、冷却剂净化、废水处理方面得到了广泛应用，在二回路系统中，还用来处理凝结水和蒸汽发生器的排污水。最常用的有机合成离子交换树脂（又称骨架）是由苯乙烯与二乙烯苯聚合而成的高分子化合物。在聚合体骨架上引进各种基团，即得到不同性能的离子交换树脂，其中强酸与强碱树脂已在核工业中得到广泛应用。1、离子交换过程若将含合有B离子的溶液在一定温度下以一定速度通过结构为R-A型树脂床，则有下面离子交换过程：其中，R为不溶性树脂本体；A为交换基团中能够发生交换作用的离子；B为溶液中的交换离子。2、净化效率与去污因子 净化效率与去污因子用以衡量离子交换树脂床的功效。 净化效率h：流经树脂床后，溶液中核素被去除的份额：式中，c1、c2分别为树脂床进出口溶液中的核素浓度，或进出口料液的比放射性。 去污因子DF：树脂床进出口料液中特定核素的浓度或放射性强度之比：（虽然人们常用DF表示离子交换系统的性能，但在核电厂中树脂饱和常常不是决定树脂更换的主要因素，而决定因素往往是树脂床的辐射剂量过大或树脂层压降过高。）3、放射性核素的离子交换过程一般了解。（废水处理系统中，设置离子交换系统的主要目的在于去除微量的放射性核素。在带硼运行反应堆中，离子交换过程往往是在含有常量浓度的阳离子（如，Li+、NH4+）和阴离子（如，硼酸离子）溶液中进行的。）4、离子交换树脂的再生一般了解。（在树脂达到饱和（或失效）后，需进行再生，将已交换上去的杂质离子洗脱，并代之以新的H+或OH-离子，使之重新获得离子交换能力。常用的再生方法是化学药剂法，又称酸、碱再生法。再生实际上是交换过程的逆过程，如阳离子交换树脂的再生反应为：另外，为防止PWR一回路不锈钢材料的氯离子应力腐蚀，阴树脂宜用硝酸再生。）5、废水处理水质较纯净、放射性水平较低的废水可以直接用离子交换法处理；而放射性水平较高的废水则需先经蒸发、冷凝及冷却，而后再用离子交换处理。二、蒸发工艺蒸发是处理放射性废水的主要手段。蒸发是通过加热方法使溶剂沸腾，从而使挥发性与非挥发性溶质分离的方法。经过蒸发，放射性废水大部分转化成干净的二次蒸汽冷凝液，可以排放或复用，浓缩液可以进行固化处理。蒸发对于非挥发性核素的去除效率很高，但成本较高，多数情况下仅限于处理放射性较高的废水。蒸发单元一般由预热器、蒸发器、雾沫去除器、冷凝器构成。典型蒸发装置：U型管卧式蒸发器。三、超细过滤工艺对过滤介质的基本要求，除截留粒度（或称过滤精度）外，还有：足够的强度、耐腐蚀性和辐照稳定性、具有足够的过滤杂质负荷量、易于再生、运行阻力小、制造方便、价格低廉等。典型过滤介质：烧结微孔过滤介质、磁过滤器。四、膜分离工艺反渗透与电渗析法都属于膜分离工艺（或称隔膜分离技术）。该技术发展于20世纪50年代。它们多用于常温水处理，设备紧凑简单、效率高、运行方便，在工业废水净化、海水淡化等领域已得到广泛应用。目前，还有一些燃料电池技术与此技术有一定关系。现在，在放射性废水处理方面也已得到应用。美国已将反渗透工艺列入水冷堆废水处理的标准设计，而电渗析工艺也在一些核工业废水处理中得到应用。反渗透的基本原理：用一种能令水透过而不让溶质通过的薄膜，将两种浓度不同的溶液隔开，稀溶液中的水会透过薄膜而进入浓溶液，这种现象称为渗透现象，两侧液面的静压差称为渗透压。如果在浓溶液臆测加上超过渗透压的压力，就会产生渗透的反过程，浓溶液的水透过半透膜进入稀溶液，此即反渗透。电渗析法则是将两块电极放入水溶液中，通以直流电，在两极间分别放入只让阳离