一种塑封核废水长期存放在海底消除污染的方法与流程

1.本发明属于核废水处理方法，具体涉及一种塑封核废水长期存放在海底消除污染的方法。


背景技术：

2.核电站废水主要包括主设备和辅助设备排空水、反应堆排放水、第二回路废水、清洗废液、离子交换装置再生废水和专用洗涤水等，主要为中低放射性废水。
3.2011年“3
·
11大地震”导致福岛第一核电站因海水灌入发生断电，其4个核反应堆中有3个先后发生爆炸和堆芯熔毁，造成灾难性核泄漏。持续冷却堆芯的作业以及雨水、地下水流入反应堆设施产生了大量核污水，并在不断增加。
4.日本采用“边截流边治理”的方式处理核污水问题，一方面在核电机组厂房周边设置地下汲水井，用截流的方式减少地下水流入，同时使用多核素去除设备清除核污水中的放射性物质，处理后的水被称为“处理水”，但多核素去除设备无法有效去除核污水中具有放射性的氚。含氚污染水被存储在大型罐体内，截至2020年9月已达123万吨。
5.近日，有报道称，日本国认为继续修建大罐存放核废水在成本上难以接受，拟花费一年时间修建一段海底隧道，并通过该隧道向远处的海底排放核废水，此方法虽然排水口远离陆地，但并未改变直接向海洋排放的性质。
6.虽然海洋的庞大在一定程度上可以稀释核废水中的放射性元素，但若直接排入海洋中，一是放射性元素会在海洋生物中不断积蓄，人类打捞食用海洋生物，也同样会在人体内不断积蓄，对人体产生危害。二是会污染饮用水，进而污染土壤及陆地动植物。一旦处理不当，很有可能对环境和生物带来巨大危害。


技术实现要素：

7.本发明提供了一种塑封核废水长期存放在海底消除污染的方法，目的在于解决目前核废水难以在陆地长期存放的问题。
8.为此，本发明采用如下技术方案：一种塑封核废水长期存放在海底消除污染的方法，包括以下步骤：1）选定核废水存放海域，要求存放海域海底平静，洋流扰动小；且存放海域地质稳定，避开海底地震带、火山活动区等地质活动活跃区域；便于核废水长期存放；2）将核废水装载至运输船上，调节核废水的密度大于存放地海水密度，便于核废水沉入海底，运输船将核废水转运至存放海域；3）通过运输船上的输送设备将核废水装入柔性塑料筒带内，柔性塑料筒带两端封口，柔性塑料筒带封口时需排出柔性塑料筒带内的气泡；4）将装满核废水的柔性塑料筒带沉入存放海域海底。
9.进一步地，所述步骤3）中，向柔性塑料筒带内连续灌装核废水，柔性塑料筒带中部间隔一段距离封口固定，将柔性塑料筒带分隔为若干储存段，每个储存段内均充满核废水，
相邻储存段内的核废水分隔开。
10.进一步地，所述运输船上设有卷筒装置和塑封组件，卷筒装置用于放置柔性塑料筒带，塑封组件用于对柔性塑料筒带进行塑封固定；核废水装入柔性塑料筒带内时，卷筒装置持续下放柔性塑料筒带，塑封组件间隔一定距离对装满核废水的柔性塑料筒带进行塑封固定，形成储存段。
11.进一步地，所述步骤3）中，装入核废水的柔性塑料筒带浸泡于海水中。
12.进一步地，所述柔性塑料筒带优选耐海水腐蚀类塑料。
13.进一步地，所述柔性塑料筒带选用pvdf或pps类塑料。
14.核污水中含有大量的放射性元素成分，其中氚的含量最高，其次已知对生物可能造成危害的几种放射性元素有钴-60，碳-14和锶-90。氚的原子核由一个质子和两个中子所组成，并带有放射性，会发生β衰变，其半衰期为12.43年。
15.众所周知，江河湖海具有一定的自洁能力，将核废水存放至较深且相对平静的海底，避开海洋鱼类。经过长期存放，核废水中的放射性元素经过衰变，放射性逐步降低，直至降低至安全范围内，对海洋环境无严重影响。
16.本发明的有益效果在于：1.通过该方案将核废水沉至海底，核废水盛放于柔性塑料筒带中，保证核废水与海水隔离，核废水不会泄露至海水中；海水压力与柔性塑料筒带的核废水的水压相平衡，可使柔性塑料筒带长期存放于海底，通过长期存放使核废水中的放射性衰减至安全范围，解决核废水难以存放的问题；2. 柔性塑料筒带中部塑封固定，将柔性塑料筒带分隔为若干储存段，各储存段之间核废水互不相通；若柔性塑料筒带某一位置破裂，则只泄露该储存段内的核废水，不会导致整个柔性塑料筒带中的核废水完全泄露，降低核废水泄露的危害性，风险更小，安全性更高；3.陆地存放核废水需要建设大量金属储存罐，占用大量土地面积，需要工作人员长期维护，成本较高；金属储存罐经长期风吹雨淋，存在破裂导致核废水泄露的风险；通过该方法将核废水沉至海底后，无需后续处理，成本更低，安全性更高，对核废水的处理数量也没有限制，便于处理大量核废水；4. 柔性塑料筒带采用耐腐蚀塑料，可耐海水与核废水的腐蚀，满足核废水在海底长期存放的需求。
具体实施方式
17.下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：一种塑封核废水长期存放在海底消除污染的方法，包括以下步骤：1）选定预处理过的“低放射性核废水”与核废水存放的海域，要求存放海域的地质活动相对平静，洋流扰动小便于核废水长期存放，可优先选择海盆类结构，海盆底部洋流相对稳定。
18.2）将核废水装载至运输船上，在核废水中加入盐类物质，调节核废水的密度大于存放地海水密度，便于核废水沉入海底，运输船将核废水转运至存放海域。运输船选用具备远洋能力的大型船舶，装载量高，一次出海可装载数万吨核废水，便于提高作业效率。
19.3）运输船设有卷筒装置和塑封组件，柔性塑料筒带卷成筒状放置于于卷筒装置上，卷筒装置用于存放并下放柔性塑料筒带，塑封组件用于对柔性塑料筒带进行塑封固定。核废水装入柔性塑料筒带内时，卷筒装置持续下放柔性塑料筒带，柔性塑料筒带封口时需排出柔性塑料筒带内的气泡，防止海底压力过大导致柔性塑料筒带破裂。
20.柔性塑料筒带连续灌装核废水，柔性塑料筒带中部间隔一定距离塑封固定，将柔性塑料筒带分隔为若干储存段。每个储存段内均充满核废水，相邻储存段内的核废水分隔开。
21.为了核废水能在海底长时间存放，柔性塑料筒带选用耐海水腐蚀类塑料，优选pvdf或pps类塑料。
22.在技术要求必要时，可以对柔性筒带采用“波纹管”技术，使其增加一定的“结构刚性”，使得筒带即便出现偶然的局部破裂，但核废水仍然难以流出。
23.4）将装满核废水的柔性塑料筒带沉入存放海域海底。
24.为了便于观测核废水的下沉情况，可对核废水进行染色，优选红色或黄色，可与海水进行区分。并且可通过载人或无人深海潜水器观测核废水的下沉情况。
25.市面上柔性塑料筒带已有16米折径以上的宽幅，若以折径16米计算，则该柔性塑料筒带装满水的横截面积为：s=3.14
×
（16m
×2÷
3.14
÷
2）2≈82m2即每100米长的柔性塑料筒带可储存8200m3的核废水。匡算200条该型号柔性塑料筒可存放164万吨核废水。以日本福岛核事故为例，现总计存放约124万吨核废水，每天还要产生约180吨核废水，因此投放200条该柔性塑料筒理论上可解决该问题。


技术特征：
1.一种塑封核废水长期存放在海底消除污染的方法，其特征在于，包括以下步骤：1）选定核废水存放海域，要求存放海域的海底地质状况相对稳定且洋流扰动较小，便于核废水长期存放；2）将核废水装载至运输船上，调节核废水的密度大于存放地海水密度，便于核废水沉入海底，运输船将核废水转运至存放海域；3）通过运输船上的输送设备将核废水装入柔性塑料筒带内，柔性塑料筒带两端封口，柔性塑料筒带封口时需排出柔性塑料筒带内的气泡；4）将装满核废水的柔性塑料筒带沉入存放海域海底。2.根据权利要求1所述的废水沉海长期存放方法，其特征在于，所述步骤3）中，向柔性塑料筒带内连续灌装核废水，柔性塑料筒带中部间隔一段距离封口固定，将柔性塑料筒带分隔为若干储存段，每个储存段内均充满核废水，相邻储存段内的核废水分隔开。3.根据权利要求2所述的废水沉海长期存放方法，其特征在于，所述运输船上设有卷筒装置和塑封组件，卷筒装置用于放置柔性塑料筒带，塑封组件用于对柔性塑料筒带进行塑封固定；核废水装入柔性塑料筒带内时，卷筒装置持续下放柔性塑料筒带，塑封组件间隔一定距离对装满核废水的柔性塑料筒带进行塑封固定，形成储存段。4.根据权利要求2所述的废水沉海长期存放方法，其特征在于，所述步骤3）中，装入核废水的柔性塑料筒带浸泡于海水中。5.根据权利要求1所述的废水沉海长期存放方法，其特征在于，所述柔性塑料筒带优选耐海水腐蚀类塑料。6.根据权利要求5所述的废水沉海长期存放方法，其特征在于，所述柔性塑料筒带选用pvdf或pps类塑料。

技术总结
本发明公开了一种塑封核废水长期存放在海底消除污染的方法。包括以下步骤：1)选定核废水存放海域，要求存放海域的海底地质状况相对稳定且洋流扰动较小，便于核废水长期存放；2)通过适当的运输船将核废水运至选定的海域，并调节核废水的密度略大于选定海域的海水密度；3)通过船上本发明的专用设备将核废水灌注到本发明专用的柔性塑料筒带内


技术研发人员：徐凯琳 徐宏星
受保护的技术使用者：徐凯琳
技术研发日：2022.01.21
技术公布日：2022/4/8