CN101020585A

CN101020585A - 医院放射性污水处理自动控制方法及其装置

Info

Publication number: CN101020585A
Application number: CN 200710013418
Authority: CN
Inventors: 焦其禄
Original assignee: JINAN HUYITE ENVIRONMENT PROTECTION EQUIPMENT CO Ltd
Current assignee: Shandong Dahua Yite Environmental Protection Engineering Co., Ltd.
Priority date: 2007-01-30
Filing date: 2007-01-30
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2027-01-30
Also published as: CN100522828C

Abstract

本发明公开了一种医院放射性污水处理自动控制方法及其装置。该方法包括如下步骤：当衰减池都为空时，污水首先进入第一个衰减池，第一个池注满，关闭进水阀门，打开第二个池子的进水阀门，污水进入第二个池子，当最后一个池子注水达95％时，排空第一池，然后关闭最后一池的进水阀门，打开第一池的进水阀门，以后重复同样的步骤。为实现该方法的装置包括：生物降解池与2－10个衰减池连接，每个衰减池有一进水口和出水口，分别与进水管和排水管连接；每个衰减池都有进水电动阀门和排水电动阀门，侧壁上安装有液位传感器；电动阀门、液位传感器与现场控制器连接。所述的衰减池的数量是三个。该方法和装置使放射性污水达标排放，避免了对周围环境及人体的危害。

Description

医院放射性污水处理自动控制方法及其装置

所属技术领域

本发明涉及一种放射性污水处理自动控制方法，特别涉及一种储存式医院放射性污水处理自动控制方法。

本发明还涉及一种医院放射性污水处理装置，该装置包括生物降解池和衰减池。

背景技术

医院核医学科在应用核素进行诊断和治疗过程中，会产生大量的含放射性污水，这些污水直接排放会对周围环境产生较大影响，使污水流经区域的群体受到有害辐射，对人体健康造成危害，为解决核素的有害辐射，必须对含放射性药物的污水进行处理使其达标排放，放射性核素有一个共同的特点是随着时间的延长，核素的放射性强度不断降低，使其储存足够时间(十个半衰期左右)达到《医用放射性废物管理卫生防护标准》然后排放。

目前，采用贮存方法处理放射性污水的医院，通常是建一个生物降解池和三个衰减池，污水经过生物降解池后从第一个衰减池的下部流入，上部有一出水管，与第二个衰减池的下部相连，当水位达到上部的出水管的位置，则沿着管道流入第二个衰减池，第二个衰减池的上部也有一条出水管，与第三个衰减池的下部相连，当第二个衰减池的水位达到上部的出水管的位置，则沿管道流入第三个衰减池，第三个衰减池的上部有一出水管，与外界的下水道相通，当第三个衰减池的水位达到出水管的位置则从出水管直接流入下水道内。但是，由于每个衰减池之间是相连通的，衰减池下部新进入的污水很容易和上部的污水混合，没有经过衰减就从上部的排水管排出，达不到排放的标准，从而对周围环境和人体健康造成危害。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种医院放射性污水处理自动控制方法，其能准确的控制放射性污水的储存时间，使其衰减达到排放标准后再进行排放，避免了对周围环境的污染及对人体的危害。

本发明另一个要解决的技术问题是提供一种放射性污水处理装置，它能有效防止放射性污水相混合，单独储存，单独排放，使放射性污水衰减达到排放标准后再进行排放，避免了对周围环境的污染及对人体的危害。

对于本发明的医院放射性污水处理自动控制方法来说，上述技术问题是这样加以解决的：打开衰减池的进水阀门，向池内注水；检测这个衰减池内的液位是否达到95％，若检测结果为否，则续继注水；若检测结果为是，则开始检测下一衰减池是否为空，若检测结果为否，则排空此池内的污水；若检测结果为是，则上一池续继注水，直至注满，然后关闭上一池的进水阀门，打开下一池的进水阀门，向池内注水，开始下一个同样的步骤。

对于本发明的医院放射性污水处理装置来说，上述技术问题是这样加以解决的：该装置包括生物降解池和衰减池，所述的生物降解池与2-10个衰减池连接，每个衰减池有一进水口，分别与从生物降解池出来的进水管连接，还有一出水口，分别与排水管连接；每个衰减池的进水管处都有进水电动阀门，排水管处都有排水电动阀门；衰减池的侧壁上安装有液位传感器；电动阀门、液位传感器与现场控制器连接。

作为上述医院放射性污水处理自动控制方法的一种优选方案是对只有三个衰减池的装置的控制方法，这样在确保放射性污水达标排放的基础上，减少了控制步骤。

对于上述装置中的现场控制器由可编程控制器组成，现场控制器与中央控制机之间通过信息线连接，中央控制机由工控微机组成，这样中央控制机可设置在距离生物降解池和衰减池较远的地点，能过工控微机屏幕上的人机交互界面可随时显示工作情况，并进行控制，大大减轻了管理人员的工作强度，也防止了放射性污水对工作人员身体的危害。

对于上述装置中的衰减池侧壁上还安装有活度检测仪，与现场控制器连接，这样可随时检测各衰减池中污水的活度值，当达到排放标准时，可随时排放。

对于上述装置中的排水管出口处连接至少一台排放泵，与现场控制器连接，这样可加快污水的排放速度。

对于上述装置中还有一条排气管，排气管的一端分别与每个衰减池的顶部相连，另一端伸出，这样可以把污水储存过程中产生的有害气体排出，保护整个装置的安全。

对于上述装置中还有一条溢水管，分别与每个衰减池的上部相通，这样一旦控制失灵而此时管理人员又不在，没有及时打开排水阀门排放，这时污水可通过溢水管流到其他空池中，避免放射性污水外溢对周围环境和人体的危害，提高的装置的安全性能。

作为上述装置的一种优选方案是衰减池的数量为三个，这样在确保放射性污水达标排放的基础上，减少了控制步骤，并方便现场安装和施工。

由于上述的医院放射性污水处理自动控制方法中，整个处理过程实现了电脑控制全自动化运行，能准确控制其储存时间，通过微机屏幕的人机交互界面随时显示工作情况，大大减轻了管理人员的劳动强度；医院放射性污水处理装置中每个衰减池都有独自的进水口和排水口，单独储存，单独排放，避免了污水的混合，并且使放射性污水衰减符合排放标准后再进行排放，避免了对周围环境和人体的危害。

附图说明

下面结合附图对本发明医院放射性污水处理自动控制方法及其装置作进一步详细说明。

图1为医院放射性污水处理自动控制方法流程图。

图2为医院放射性污水处理自动控制方法优选实施例流程图。

图3为医院放射性污水处理装置第一种实施方式的结构示意图。

图4为医院放射性污水处理装置的方框图。

图5为医院放射性污水处理装置第二种实施方式的结构示意图。

图6为医院放射性污水处理装置第三种实施方式的结构示意图。

具体实施方式

图1是对相邻两个衰减池控制方法的流程图，首先打开衰减池的进水阀门；向池内注水，检测池中是否已注水到95％，若检测结果为否，则续继注水；若检测结果为是，则开始检测下一衰减池是否为空，若检测结果为否，则打开此池的排水阀门和排放泵排空池内的污水；若检测结果为是，则上一池续继注水，直至注满，然后关闭上一池的进水阀门，打开下一池的进水阀门，向池内注水，以后重复同样的步骤。

参见图2，医院放射性污水处理装置的自动控制方法优选实施例的流程图，包括一个生物降解池和三个衰减池。步骤300为初始动作。在步骤301中，关闭各衰减池的进、排水阀和排放泵。步骤302中，打开1号衰减池的进水阀。在步骤303中，检测1号衰减池的液位是否还到上限位。若为是，则在步骤304中关闭1号衰减池的进水阀和步骤305中打开2号衰减池的进水阀。若步骤303中为否，则回到步骤302。在步骤306中，检测2号衰减池的液位是否达到上限位。若为是，则步骤307中关闭2号衰减池的进水阀和步骤308中打开3号衰减池进水阀，向3号池里注水。若步骤306中为否，则回到步骤305。在步骤309中，检测3号衰减池的液位是否达到标定的95％。若为是，则步骤310中打开1号衰减池的排水阀和排放泵，从1号衰减池向外排水。步骤309中若为否，则回到步骤308。步骤311中检测1号衰减池是否排空。若为是，则步骤312中关闭1号衰减池的排水阀、3号衰减池的进水阀和排放泵，则时步骤313中打开1号衰减池的进水阀，向其内注水。若步骤311中为否，则回到步骤310。在步骤314中，检测1号衰减池的液位是否达到标定的95％。若为是，则步骤315中打开2号衰减池的排水阀和排放泵，从2号池中向外排水。在步骤314中若为否，则回到步骤313。步骤316中检测2号衰减池是否排空。若为是，则步骤317中关闭2号衰减池的排水阀、1号衰减池的进水阀和排放泵，同时步骤318中打开2号衰减池的进水阀，向2号池内注水。在步骤319中检测2号衰减池的液位是否已达上限位的95％。若为是，则步骤320中打开3号衰减池的排水阀和排放泵，从3号池中向外排水。若步骤319为否，则回到步骤318。步骤321中检测3号衰减池是否排空。若为否，则回到步骤320。若步骤321为否，则回到步骤320，续继向外排水。若步骤321为是，则步骤322中关闭3号衰减池的排水阀、2号衰减池的进水阀和排放泵，同时回到步骤308中打开3号衰减池的进水阀，向内注水，开始下一个循环。

图3是医院放射性污水处理装置第一种实施方式的结构示意图，该装置是由生物降解池30与三个衰减池31组成，每个衰减池31都有一进水口，分别与从生物降解池30出来的进水管32相连，每个衰减池31下部都有一出水口，分别与排水管33相连；每一进水口和排水口处分别安接有进水电动阀门34和排水电动阀门40；每个衰减池31的侧壁上安装有液位传感器35，液位传感器35随时把衰减池31的液面高度数值传到现场控制器和中央控制机，显示在文本显示器和人机交互界面上；每个衰减池30的侧壁上可以选择安装活度检测仪36，污水活度可显示在系统的显示器上，随时检测各污水池的活度值，当活度值符合排放标准时，可随时启动排水阀40和排放泵37进行排放；排水管33的出口处设有排放泵37，排放泵电机功率在2.5千瓦以上，必要时可加至两台以上；每个衰减池的顶壁上都有排气口，与排气管38相连，排气管38的出口伸出，另处还有一条溢水管39，分别与每个衰减池31的上部相连；每个衰减池31的顶壁上还开有人孔41，出故障时人员可进入池内检修，侧壁上有一取样阀接口，安有水龙头，可随时取水检测经过衰减的污水是否达标。

图4是医院放射性污水处理装置的方框图，进水电动阀门35、排水电动阀门40、液位传感器35、活度检测仪36、排放泵37通过控制线与现场控制器2连接，现场控制器2由可编程控制器21组成，现场控制器2与中央控制机1之间通过信息线连接，中央控制机1由工控微机11和打印机12组成。中控微机采用Windows98/XP/NT/2000作为操作系统，人机交互界面以友好的动态图形界面，使用直观的图形、数字、文字实时动态的反映污水处理系统的现场情况，如：每个衰减池的液位、进出水阀的开关状态、已存储的天数、排放泵的运行状态，并可用鼠标或键盘向现场发布各种命令，以上的数据都会形成历史数据库，供运行和管理人员随时查询，并可以报表的形式由打印机输出，如果某个衰减池的液位达到了超高限位，微机上会发出声光报警信号，屏幕上对应池的高位报警灯会闪烁；现场控制器2由可编程控制器21组成，现场控制器上装有一块TD200文本显示器，能够以汉字和数字方式实时显示每个衰减池的实时液位、进出水阀的实时状态、已存储的实时天数、排放泵的运行或故障状态、高限位报警状态。现场控制器2与中央控制机1之间通过工业以太网现场总线或双绞屏蔽线连接，双绞屏蔽线距离可达1200米，加设多个中继器可增至9600米，方便中央控制机的位置设置。

图5是医院放射性污水处理装置第二种实施方式的结构示意图，该装置是由生物降解池30与两个衰减池31组成，衰减池31的上部有进水口，分别连接从生物降解池30出来的进水管32，下部有出水口，分别连接排水管33；每一进水口和排水口处分别安接有进水动阀门34和排水电动阀门40；衰减池的侧壁上安装有液位传感器35和活度检测仪36，随时把衰减池的液面高度数值和污水活度值传到现场控制器和中央控制机，排水管33的出口处设有排放泵37，排放泵37电机功率在2.5千瓦以上，必要时可加至两台以上；每个衰减池的顶壁上都有排气口，与排气管38相连，排气管38的出口伸出，另处还有一条溢水管39，分别与衰减池31的上部相连；衰减池31的顶壁上还开有人孔41，出故障时人员可进入池内检修。该装置的控制方法为下列步骤：首先当两个衰减池都为空时，先打开1号衰减池的进水阀门，其他阀门均为关闭状态，放射性污水进入1号池中；当1号池中污水已满时，关闭1号池进水阀门的同时打开2号池的进水阀门；当2号池内的污水已达上限位的95％时，打开1号池的排水阀门和排放泵，向处排水，此时污水仍可进入2号池内，当1号池已被排空时，关闭1号池的排水阀门和排放泵和2号池进水阀门的同时，打开1号池的进水阀门，向内注水，以后按照此方法不断的循环。

图6是医院放射性污水处理装置第三种实施方式的结构示意图，该装置是由生物降解池30与六个衰减池31组成，其中三个衰减池31叠放在另外三个池的上面，中间有支架支撑，每个池的上部有进水口分别与进水管32相连，下部有出水口分别与排水管相连33，进水口和出水口处安装进水电动阀门34和排水电动阀门40，每个衰减池31的侧壁上安装有液位传感器35和活度检测仪36，排水管33处有排放泵37，排气管38与每个衰减池相连，高度相同的池子问有溢水管39相连。该装置的控制方法为：当六个池子都为空时，先打开1号衰减池的进水阀门，其他阀门均为关闭状态，放射性污水进入1号池中；当1号池中污水已满时，关闭1号池进水阀门的同时打开2号池的进水阀门，向内注水，以此方法当6号池内的污水达上限位的95％时，打开1号池的排水阀门和排放泵，向外排水，此时污水仍可进入6号池内，当1号池已被排空时，关闭1号池的排水阀门和排放泵和6号池进水阀门的同时，打开1号池的进水阀门，向内注水，以后按照此方法不断的循环。

医院放射性污水处理装置还可以由生物降解池与十个衰减池组成，每个池子的连接和控制方法与上述的第三种实施方式相同。

医院放射性污水处理装置中的衰减池的排列方式不受以上所述的限制，根据实际安装场地来定，医院每天排放的放射性污水量如果较大，增加池子的数量，可将池子叠放，以减少占地面积，有效利用空间。

该医院放射性污水处理自动控制方法及装置是根据放射性物质随时间进行衰减的原理制成的，将放射性污水收集到衰减池中集中储存，储存时间为十个半衰期，达到排放标准即可。现在医院用的放射性药物主要是和多种碘同位素的标记物，在碘同位素中以1²⁵I半衰期最长但用量较少，以¹³¹I最多，^99mTc半衰期6小时，¹³¹I半衰期为8.04天，因^99mTc半衰期较短，按照放射性污水储存超过10个半衰期即可直接排放的要求，只要超过60小时，大概两天半的时间即可排放，对环境不会造成影响，因此主要考虑的是含¹³¹I污水的处理，¹³¹I的十个半衰期大概是80天，衰减池的容积根据具体的排污量设计，衰减池的个数不限(至少两个)，只要在最后一个衰减池进满水前，第一个衰减池储存污水达到排放标准即可。

假定每天排入衰减池的废液中含有活度为N₀的放射性核素，经过一定时间t后其放射性活度变为：N_t＝N_oe^-λt

公式中：N₀为每天排入污池的核素活度

N_t为N₀经过t时间后的活度、t为时间

λ为衰变常数，不同的核素λ值不同，¹³¹I的λ常数为0.0862

当t为以下值时根据公式可做出下表：

t	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
t	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	e^-λt	0.917	0.846	0.772	0.708	0.65	0.596	0.547	0.502	0.46	0.422
∑Nt	0.917No	1.763No	2.535No	3.243No	3.893No	4.489No	5.036No	5.538No	5.998No	6.42No	e^-λt	0.917	0.846	0.772	0.708	0.65	0.596	0.547	0.502	0.46	0.422
∑Nt	0.917No	1.763No	2.535No	3.243No	3.893No	4.489No	5.036No	5.538No	5.998No	6.42No	t	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
e^-λt	0.387	0.355	0.326	0.299	0.274	0.252	0.231	0.212	0.194	0.178	t	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
e^-λt	0.387	0.355	0.326	0.299	0.274	0.252	0.231	0.212	0.194	0.178	∑Nt	6.807No	7.162No	7.524No	7.823No	8.097No	8.349No	8.58No	8.792No	8.986No	9.164No
t	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	∑Nt	6.807No	7.162No	7.524No	7.823No	8.097No	8.349No	8.58No	8.792No	8.986No	9.164No
t	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	e^λt	0.163	0.15	0.137	0.126	0.116	0.106	0.097	0.089	0.082	0.075
∑Nt	9.327No	9.477No	9.614No	9.74No	9.856No	9.962No	10.059No	10.148No	10.23No	10.305No	e^λt	0.163	0.15	0.137	0.126	0.116	0.106	0.097	0.089	0.082	0.075

表中：∑Nt为累计值，即每天定量进入的放射性污水经过t时间后池内污水的总活度值，当每天进入污水池核素为2mci时，30天注满一个污水池，此时池中的总活度为20.6mci，污水注满水池后，静止存放2个月(即60天)，其活度变为：

N₆₀＝20.6×e^-60λ＝0.114mci＝4.22×10⁶Bq(1mci＝3.7×10⁷Bq)

按每天排入的废液容量500L计，30天衰变池的废液总量为15000L，废液的放射性浓度为：

4.22×10⁶Bq/1.5×10⁴L＝2.81×10²Bq/L

符合《医院污水处理技术指南》中规定的放射性废液排放标准3.7×10²Bq/L。

Claims

1、一种医院放射性污水处理自动控制方法，包括2-10衰减池，该方法包括下列步骤：

(1)打开衰减池的进水阀门，向池内注水；

(2)检测这个衰减池内的液位是否达到上限位的95％，若检测结果为否，则返回步骤(1)；

(3)若步骤(2)中的检测结果为是，则开始检测下一衰减池是否达到下限位，若检测结果为否，则排空此池内的污水；

(4)若步骤(3)中的检测结果为是，则上一池续继注水，直至注满，然后关闭上一池的进水阀门，打开下一池的进水阀门，向池内注水，返回步骤(1)，开始下一个同样的步骤。

2、按照权利要求1所述的医院放射性污水处理自动控制方法，其特征在于：所述的衰减池有三个，其方法包括下列步骤：

(1)当三个衰减池均为空池时，所有阀门和排放泵都为关闭，则自动将1号衰减池进水阀打开，此时污水只能进入1号衰减池；

(2)检测1号衰减池液位是否达到上限位，若检测结果为否，则返回步骤(1)；

(3)若步骤(2)中的检测结果为是，则关闭1号衰减池进水阀，同时打开2号衰减池进水阀；

(4)检测2号衰减池液位是否达到上限位，若检测结果为否，则返回步骤(3)；

(5)若步骤(4)中检测结果为是，则关闭2号衰减池进水阀，同时打开3号衰减池进水阀；

(6)检测3号衰减池液位是否达到上限位的95％，若检测结果为否，则返回步骤(5)；

(7)若步骤(6)中检测结果为是，则开启1号衰减池出水阀和排水泵开始排水，此时污水仍可进入3号衰减池；

(8)检测1号衰减池是否达到下限位，若检测结果为否，则返回步骤(7)；

(9)若步骤(8)中检测结果为是，则关闭3号衰减池进水阀、1号衰减池的出水阀和排放泵，同是打开1号衰减池的进水阀；

(10)检测1号衰减池液位是否达到上限位的95％，若检测结果为否，则返回步骤(9)；

(11)若步骤(10)中检测结果为是，则打开2号衰减池出水阀和排水泵；

(12)检测2号衰减池是否达到下限位，若检测结果为否，则返回步骤(11)；

(13)若步骤(12)中检测结果为是，则关闭2号衰减池出水阀、1号衰减池进水阀和排水泵，同时打开2号进水阀；

(14)检测2号衰减池液位是否达到上限位的95％，若检测结果为否，则返回步骤(13)；

(15)若步骤(14)中检测结果为是，则打开3号衰减池出水阀和排水泵，开始排放污水；

(16)检测3号衰减池液位是否达到下限位，若检测结果为否，则返回步骤(15)；

(17)若步骤(16)中检测结果为是，则关闭3号衰减池出水阀、2号衰减池进水阀和排水泵，打开3号进水阀，污水进入3号衰减池；

(18)检测3号衰减池液位是否达到上限位的95％，若检测结果为否，则返回步骤(17)；

(19)若步骤(18)中检测结果为是，则关闭3号衰减池排水阀、2号衰减池进水阀和排放泵，同时返回步骤(5)。

3、一种采用权利要求1所述医院放射性污水处理自动控制方法的装置，该装置包括生物降解池(30)和衰减池(31)，其特征在于：所述的生物降解池(30)与2-10个衰减池(31)连接，每个衰减池(31)有一进水口，分别与从生物降解池(30)出来的进水管(32)连接，还有一出水口，分别与排水管(33)连接；每个衰减池(31)的进水管(32)处都有进水电动阀门(34)，排水管(33)处都有排水电动阀门(40)；衰减池(31)的侧壁上安装有液位传感器(35)；电动阀门(34、40)、液位传感器(35)与现场控制器(2)连接。

4、根据权利要求3所述的放射性污水处理装置，其特征在于：所述的现场控制器(2)由可编程控制器(21)组成，现场控制器(2)与中央控制机(1)之间通过信息线连接，中央控制机(1)由工控微机(11)组成。

5、根据权利要求3或4所述的放射性污水处理装置，其特征在于：所述的衰减池侧壁上还安装有活度检测仪(36)，与现场控制器(2)连接。

6、根据权利要求3或4所述的放射性污水处理装置，其特征在于：所述的排水管出口处连接至少一台排放泵(37)，与现场控制器(2)连接。

7、根据权利要求3或4所述的放射性污水处理装置，其特征在于：还有一条排气管(38)，排气管(38)的一端分别与每个衰减池的顶部相连，另一端伸出。

8、根据权利要求3或4所述的放射性污水处理装置，其特征在于：还有一条溢水管(39)，分别与每个衰减池的上部相通。

9、根据权利要求3或4所述的放射性污水处理装置，其特征在于：所述的衰减池(31)的数量为三个。