一种长流道的分离放射性废水中硼和放射性核素的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及放射性废水处理领域，尤其是一种采用长流道来分离放射性废水中棚 和放射性核素的方法。
【背景技术】
[0002] 在传统压水堆核电厂中采用棚进行反应性化学补偿控制，棚浓度的调节是由化学 容积控制系统（简称化容系统）完成的。电厂运行期间，由于调棚和化容下泄操作频繁，产 生大量含棚废液。排出的棚废液通过棚回收系统浓缩和净化后，在电厂内回用。
[0003] 在美国AP1000核电站的设计中取消了棚回收系统，冷却剂流出液中的棚基本上 全部排入厂址环境受纳水体。
[0004] 棚酸具有急性毒性、慢性毒性和生殖毒性，进入水体中会影响生态环境及人类健 康。由于内陆电厂的循环冷却水的稀释能力远小于沿海电厂，且受纳水体为宝贵的淡水资 源，因此，内陆厂址需严格控制排放废液中棚的含量。 阳〇化]目前可采用除棚的工艺主要有蒸发、化学沉淀、离子交换、反渗透等。蒸发为二代 加核电站棚回收系统采用的除棚工艺，其优点是工艺成熟，工程运行经验多，缺点是占地面 积大、能耗高、浓缩液中放射性核素活度高；离子交换对棚有较高的去污因子，但目前市场 上的离子交换树脂对棚的工作交换容量都较低，处理含棚废液会产生大量的废树脂；反渗 透法为海水淡化中除棚的主要工艺，为了保证除棚效率，反渗透除棚需调节棚溶液进水抑 值，由于棚酸为一元弱酸，调节抑值需加入大量碱，造成二次污染，且反渗透膜会对核素和 棚同时截留，同样会在浓水侧造成放射性核素的累积。同时，反渗透对棚酸的截留效果远低 于其它离子，在棚的去污因子和浓缩倍数之间构成矛盾。当提高浓缩倍数时，反渗透对棚的 去污因子降低。在典型的反渗透系统中，当回收率达到80%W上时，棚的去除率不足30%。
[0006] 在进行含棚放射性废液的处理时，可能会有不同的需求，除了棚的分离需求，还可 能有放射性核素的分离要求。本发明所提供的方法可将含棚放射性废水分离为Ξ股液流： 低棚含量、低放射性含量的液流；高棚含量、低放射性含量的液流和低棚含量、高放射性含 量的液流。除此之外，还可W将上述Ξ种液流中的任意两股液流进行渗混，W满足不同的分 罔需求。
【发明内容】
[0007] 针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种长流道的分离放射性废 水中棚的方法，将含棚放射性废水分离为Ξ股液流：低棚含量、低放射性含量的液流；高棚 含量、低放射性含量的液流和低棚含量；高放射性含量的液流。
[0008] 为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
[0009] 一种长流道的分离放射性废水中棚和放射性核素的方法，该方法包括如下步骤：
[0010] 步骤1)设置膜堆，在该膜堆中交替排布若干个间隔一定距离的阳极和阴极，由相 邻的所述阳极和所述阴极构成一电场，在该电场的阳极和阴极之间设置一个垂直于电场方 向的阳离子交换膜和阴离子交换膜，所述阳离子交换膜靠近阴极，与该阴极之间构成阴极 室，所述阴离子交换膜靠近阳极，与该阳极之间构成阳极室，阳离子交换膜与阴离子交换膜 之间构成淡水室；
[0011] 步骤2)在所述阳极室内填充强酸性阳离子交换树脂，在所述阴极室内填充强碱 性阴离子交换树脂，在所述淡水室内填充有混合离子交换树脂；
[0012] 步骤3)串联阴极室、串联阳极室、串联淡水室构成Ξ条流道，向运Ξ条流道内通 入放射性废水，淡水室中的棚酸根离子在电场的作用下迁移至阳极室，淡水室中的核素离 子迁移至阴极室，从而分离淡水室内放射性废水中的棚和放射性核素；
[0013] 在分离过程中，控制处于同一电场的阳极室与淡水室中棚的平均浓度的比值不大 于35。
[0014] 进一步，控制处于同一电场的所述阳极室与所述淡水室中棚的平均浓度的比值不 大于20。
[0015] 进一步，调节进入所述步骤3)中的放射性废水的抑值至9W上。
[0016] 进一步，所述步骤3)中所述放射性废水在所述淡水室中流向与在所述阳极室和 所述阴极室中流向相反，且垂直于所述电场的方向。
[0017] 进一步，串联了所述阳极室的流道和串联了所述阴极室的流道的入水取自串联了 所述淡水室的流道的出水。
[0018] 进一步，在经过预定数量的所述阳极室后，向下一阳极室中通入棚浓度低于该阳 极室的放射性废水，来控制在同一电场的阳极室与淡水室中棚的平均浓度的比值。
[0019] 本发明分离放射性废水中棚和放射性核素的方法利用了棚酸为一元弱酸，含棚放 射性废液首先进入淡水室，在电场的作用下，水中W离子态形式存在的棚酸根离子不断沿 阴极至阳极的方向迁移进入阳极室，因此阳极室出水中棚酸的含量升高。放射性核素大部 分W阳离子的形态存在，淡水室中放射性核素沿阳极至阴极的方向迁移进入阴极室，由于 阳离子无法透过阴离子交换膜，阴离子无法透过阳离子交换膜，因此阳极室中的阳离子和 阴极室中的阴离子均无法进入淡水室。最终的结果是阳极室出水中流出高棚含量、低放射 性含量的液流；阴极室出水中流出低棚含量、高放射性含量的液流；淡水室出水中流出低 棚含量、低放射性含量的液流。
[0020] 值得注意的是在分离过程中，必须要控制阳极室中棚的平均浓度与淡水室中棚的 平均浓度的比值，该比值不应大于35,优选的是不大于20。
[0021] 提升放射性废水的PH值能够提高分离棚的效果。
【附图说明】
[0022] 图1为本发明中长流道的分离放射性废水中棚和放射性核素中膜堆的示意图；
[0023] 图2为向图1中所示膜堆中通入放射性废水的示意图。
【具体实施方式】
[0024] 下面，参考附图，对本发明进行更全面的说明，附图中示出了本发明的示例性实施 例。然而，本发明可W体现为多种不同形式，并不应理解为局限于运里叙述的示例性实施 例。而是，提供运些实施例，从而使本发明全面和完整，并将本发明的范围完全地传达给本 领域的普通技术人员。
[0025] 为了易于说明，在运里可W使用诸如"上"、"下""左""右"等空间相对术语，用于 说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图 中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中 的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征"下"的元件将定位在其他元件或特征"上"。 因此，示例性术语"下"可W包含上和下方位两者。装置可其他方式定位（旋转90度 或位于其他方位），运里所用的空间相对说明可相应地解释。