一种可移动式低放射性废水的高效减容组合工装和方法与流程

1.本发明属于低放射性废水处理技术领域，具体涉及一种可移动式低放射性废水的高效减容组合工装。


背景技术：

2.当今世界核能已经成为一种应用极其广泛的能源，在看得见和看不见的领域，均有快速发展态势和积极应用，但是核的固有属性决定了一旦发生自然灾害或人为破坏，势必造成严重而又深远的影响，为了保护环境和人类的健康，实现可持续性发展，不管是核事故应急处理，还是核电站、核设施的运行及退役，其产生的大量低放射性废水，都必须经过安全、经济和有效的处理。所有的处理方法中，就地处理不仅能节约极大成本，还能有效避免因转运而带来的各种威胁。
3.随着核科学核技术的发展，核电站、后处理工厂、退役和治理等核设施的运行，产生了大量的低放射性废水，这些低放射性废水具有体量大、影响范围广的特点，是国家环保部门重点关注的对象，也是放射性三废治理的重点内容。
4.常用的处理低放废水的主要方法有蒸发法、离子交换法、絮凝沉淀法等，但是蒸发法具有耗能大、占地面积大的缺点，离子交换法、絮凝沉淀法具有二次废物不易处理的缺点
5.目前，低放射性废水常用的方法有絮凝沉淀法、蒸发浓缩法、离子交换法、多级反渗透法等，处理后的废液分为两部分，分别为净化水和浓缩液。其中，净化水满足排放限值后，即可向环境排放。浓缩液包含了绝大部分核素，需要进一步处理。处理浓缩液的常用方法是水泥固化，但是该方法是增容过程，增容比通常为2～3倍。
6.发明人在实际使用过程中发现，这些现有技术至少存在以下技术问题：
7.1.不符合放射性废物最小化的原则；
8.2.增加了处置费用；
9.3.占用了更多的存储/处置空间；
10.4.处理设备占地面积大、移动不便，以致于偏远地区废水处理不及时。


技术实现要素：

11.针对现有技术中存在的不符合放射性废物最小化的原则；增加了处置费用；占用了更多的存储/处置空间；处理设备占地面积大、移动不便，以致于偏远地区废水处理不及时的问题，本发明提出了一种可移动式低放射性废水的高效减容组合工装，其目的为：通过将和废水处理装置集成在同一方舱车体上，来达到便于转移处理废水的目的；通过利用多级反渗透设计，来达到更好的过滤处理水效果；利用桶内干燥及数，减少处理后的污染物占地面积，减小处置费用，使得放射性废物达到最小化。
12.为实现上述目的本发明所采用的技术方案是：提供一种可移动式低放射性废水的高效减容组合工装，所述一种可移动式低放射性废水的高效减容组合工装设置在方舱车体上，所述一种可移动式低放射性废水的高效减容组合工装包括预处理单元，多级反渗透单
元，连续电除盐单元，电渗析单元，mvr蒸发单元和桶内干燥单元，其中，
13.预处理单元的浓缩液出口与多级反渗透单元的进口相连；
14.多级反渗透单元的浓缩液出口与连续电除盐单元的进口相连；
15.连续电除盐单元的净化液出口与电渗析单元的进口相连；
16.电渗析单元的浓水出口与mvr蒸发单元的进口相连；
17.mvr蒸发单元的净化液出口连接至桶内干燥单元的进口。
18.其进一步的优选技术方案为：所述一种可移动式低放射性废水的高效减容组合工装中包括循环处理管道，所述电渗析单元还设置有淡水出水口，循环处理管道的进水口与所述电渗析单元的淡水出水口相连，循环处理管道的出水口狱所述多级反渗透单元相连。
19.其进一步的优选技术方案为：所述预处理单元包括y型过滤器、自清洗过滤器、袋式过滤器、精密过滤器和超滤膜，所述y型过滤器、自清洗过滤器、袋式过滤器、精密过滤器和超滤膜依次连接，超滤膜滤出侧设置有所述浓缩液出口。
20.其进一步的优选技术方案为：所述多级反渗透单元包括三级或四级反渗透设备。
21.其进一步的优选技术方案为：所述连续电除盐单元包括阴、阳离子膜，所述阴、阳离子膜中填充有阴、阳离子树脂。
22.其进一步的优选技术方案为：所述电渗析单元内设置有阴阳电极，所述阴阳电极之间设置有若干交替排列的阴离子膜和阳离子膜。
23.其进一步的优选技术方案为：所述桶内干燥单元的干燥装置选自电加热装置、微波加热装置、热风加热装置中的一种。
24.其进一步的优选技术方案为：所述方舱车体车尾设置有待处理废水收集仓，所述待处理废水收集仓上设置有出水口。
25.其进一步的优选技术方案为：待处理废水收集仓上的所述出水口与所述预处理单元连接，所述预处理单元设置在所述方舱车体的车尾处。
26.其进一步的优选技术方案为：使用步骤如下：
27.s1：将待处理的含有放射性核素的原水分别经过y型过滤器、粗过滤器、精密过滤器等预处理装置过滤掉不溶性颗粒，得到预处理废水；
28.s2：将所述预处理废水送入超滤装置，过滤掉细菌、蛋白质、油脂等大分子有机物，得到过滤水；
29.s3：将所述过滤水通过低压反渗透装置过滤掉95％的2价及以上核素，得到低压反渗透水；
30.s4：将所述低压反渗透水送入两级高压反渗透装置，过滤掉99％的1价以及上核素，得到浓水和淡水，所述浓水盐分约为20g/l～50g/l，所述淡水的电阻率大于15mω
·
cm；
31.s5：将所述淡水返回至所述多级反渗透单元二次处理，将所述浓水送入mvr蒸发器蒸发处理，得到蒸发后的浓水，所述蒸发后的浓水盐分大于300g/l；
32.s6：将所述蒸发后的浓水送入桶内干燥装置，经过干燥，得到盐饼，所述盐饼的含水率小于1％。
33.相比现有技术，本发明的技术方案具有如下优点/有益效果：
34.1.克服了常用反渗透技术在处理放射性废水过程中对1价核素(如137cs、131i等)的过滤效果不足的问题，并采用循环处理的模式，提高了淡水回收率。以放射性废物的最小
化为原则，实现了低放射性废水处理的减容效果的最大化。
35.以盐分为1g/l的低放射性废水的减容为例，设定待处理的放射性废水的总体积为100t，用mvr蒸发后的盐分为300g/l，浓缩倍数为300倍。浓水的总体积为。若采用水泥固化方法处理放射性废水，则产生的浓水体积约333.3l。若采用水泥固化技术处理，增容倍数按照2.5倍考虑，则固化体的体积833l。若采用桶内干燥方法处理，固化体的密度近似按照2kg/l考虑，则浓缩比近似为6.6倍，固化体的体积近似为50.5l。因此，水泥固化体积和桶内干燥方法的体积比近似为833/50.5＝16.5倍。同时减容比为100000/50.5＝1980倍，即减容比达到103以上。而水泥固化的减容为100000/833＝120，减容比为102以上。
36.2.同时，由于桶内干燥技术减小了90％存储/处置体积，节约了处置场的存储空间，具有良好的社会效益。
37.3.具有较好的经济效益；
38.采用桶内干燥技术的减容比高出一个数量级，因此处置费用也减小一个数量级。假设一个废物桶(200l)的处置费用按照10000元估计，对于年处理量为10000m3的核设施，其处置费用约100万，而桶内干燥的处理费用约10万，节约成本近90％。而且，处理量越大，经济效益约明显。
39.4.节能效果明显
40.本装置首先用多级反渗透方法实现废水的浓缩，比常用的蒸发方法节能90％以上，实现了“绿色、环保”的理念。同时，采用电渗析 mvr蒸发方法实现浓水的处理，均能够极大的降低了能耗。而且，具备强制循环的mvr蒸发器，不仅节能效果明显，而且更加有利于处理高盐分、高结垢物等复杂工况下废液的浓缩。
41.5.装备整体可快速移动，抵近用户现场
42.本装置采用最先进的工艺设备配备军用汽车底盘和军用方舱，属于典型的军选民用技术，处理效率达到国际先进水平。本装置处理后，自动更换过滤系统并实现自封装，避免二次废物扩散，处理达标后直接就地排放，支持各类现场环境的快速恢复，有效解决环保设施建设审批困难大、运行费用高等问题，还可实现组网运行。
附图说明
43.为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
44.图1是本发明一种可移动式低放射性废水的高效减容组合工装的使用方法的流程图。
具体实施方式
45.为使本发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下提供的本发明的实
施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。
46.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中可以不对其进行进一步定义和解释。
47.实施例1：
48.如图1所示，一种可移动式低放射性废水的高效减容组合工装，所述一种可移动式低放射性废水的高效减容组合工装设置在方舱车体上，所述一种可移动式低放射性废水的高效减容组合工装包括预处理单元，多级反渗透单元，连续电除盐单元，电渗析单元，mvr蒸发单元和桶内干燥单元，其中，
49.预处理单元的浓缩液出口与多级反渗透单元的进口相连；
50.多级反渗透单元的浓缩液出口与连续电除盐单元的进口相连；
51.连续电除盐单元的净化液出口与电渗析单元的进口相连；
52.电渗析单元的浓水出口与mvr蒸发单元的进口相连；
53.mvr蒸发单元的净化液出口连接至桶内干燥单元的进口。
54.所述一种可移动式低放射性废水的高效减容组合工装中包括循环处理管道，所述电渗析单元还设置有淡水出水口，循环处理管道的进水口与所述电渗析单元的淡水出水口相连，循环处理管道的出水口狱所述多级反渗透单元相连。
55.所述预处理单元包括y型过滤器、自清洗过滤器、袋式过滤器、精密过滤器和超滤膜，所述y型过滤器、自清洗过滤器、袋式过滤器、精密过滤器和超滤膜依次连接，超滤膜滤出侧设置有所述浓缩液出口。
56.所述多级反渗透单元包括三级或四级反渗透设备。
57.所述连续电除盐单元包括阴、阳离子膜，所述阴、阳离子膜中填充有阴、阳离子树脂。
58.所述电渗析单元内设置有阴阳电极，所述阴阳电极之间设置有若干交替排列的阴离子膜和阳离子膜。
59.所述桶内干燥单元的干燥装置选自电加热装置、微波加热装置、热风加热装置中的一种。
60.所述方舱车体车尾设置有待处理废水收集仓，所述待处理废水收集仓上设置有出水口。
61.待处理废水收集仓上的所述出水口与所述预处理单元连接，所述预处理单元设置在所述方舱车体的车尾处。
62.其使用步骤如下：
63.s1：将待处理的含有放射性核素的原水分别经过y型过滤器、粗过滤器、精密过滤器等预处理装置过滤掉不溶性颗粒，得到预处理废水；
64.s2：将所述预处理废水送入超滤装置，过滤掉细菌、蛋白质、油脂等大分子有机物，得到过滤水；
65.s3：将所述过滤水通过低压反渗透装置过滤掉95％的2价及以上核素，得到低压反渗透水；
66.s4：将所述低压反渗透水送入两级高压反渗透装置，过滤掉99％的1价以及上核
素，得到浓水和淡水，所述浓水盐分约为20g/l～50g/l，所述淡水的电阻率大于15mω
·
cm；
67.s5：将所述淡水返回至所述多级反渗透单元二次处理，将所述浓水送入mvr蒸发器蒸发处理，得到蒸发后的浓水，所述蒸发后的浓水盐分大于300g/l；
68.s6：将所述蒸发后的浓水送入桶内干燥装置，经过干燥，得到盐饼，所述盐饼的含水率小于1％。
69.通过将和废水处理装置集成在同一方舱车体上，来达到便于转移处理废水的目的；通过利用多级反渗透设计，来达到更好的过滤处理水效果；利用桶内干燥及数，减少处理后的污染物占地面积，减小处置费用，使得放射性废物达到最小化。
70.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
71.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
72.以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。