CN103714875B - 一种核电废水中Ag胶体去除装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种核电废水中Ag胶体去除装置，该装置包括絮凝剂罐、料液罐、混合罐、第一计量泵、第二计量泵、第三计量泵和活性炭柱，所述絮凝剂罐的出液口与所述第一计量泵的进液口管道连接，所述第一计量泵的出液口与所述混合罐的一进液口管道连接，所述料液罐的出液口与所述第二计量泵的进液口管道连接，所述第二计量泵的出液口与所述混合罐的另一进液口管道连接，所述混合罐的出液口与所述第三计量泵的进液口管道连接，所述第三计量泵的出液口与所述活性炭柱的进液口管道连接。本与现有技术相比，该装置能够去除核电废水中的Ag胶体，为后续离子交换工艺提供了保障，避免出现阻塞离子交换柱，导致除盐床下游管道、阀门剂量显著上升等问题。

Description

一种核电废水中Ag胶体去除装置
技术领域
本发明涉及核电废水处理领域，尤其涉及一种核电废水中Ag胶体去除装置。
背景技术
核电厂运行不可避免的产生放射性废液。随着我国核电的发展，核电厂建设对水环境的影响越来越受到关注。我国在役核电厂运行经验表明，110mAg一直是核电厂产生的最主要的放射性核素之一，在核电厂一回路中，109Ag（n，γ）→110mAg，半衰期为249.78天。在通常条件下，110mAg主要以“胶体”态存在，难以通过离子交换的方式进行处理。在核电厂向环境排放的液态流出物中，110mAg已逐渐成为除氚以外的主要核素，所占放射性比例高达75%左右。在向环境排放的废液中，110mAg主要来自一回路的泄漏水、硼回收系统（TEP）主动排氚水、设备检修疏水以及放射性除盐床树脂冲洗水等。随着核电燃耗的提高，110mAg的含量会越来越高，国家环境保护部门对环境和辐射安全越来越重视，必须对Ag胶体进行去除。
目前在核电厂放射性处理系统中一般采用离子交换处理，但是由于Ag胶体的存在，经常会阻塞离子交换柱，导致除盐床下游管道、阀门剂量显著上升等问题。
发明内容
本发明的目的是克服以上现有技术的缺陷，提供一种去除核电废水中的Ag胶体的去除装置。
为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：本发明提供了一种核电废水中Ag胶体去除装置，该装置包括絮凝剂罐、料液罐、混合罐、第一计量泵、第二计量泵、第三计量泵和活性炭柱，所述絮凝剂罐的出液口与所述第一计量泵的进液口管道连接，所述第一计量泵的出液口与所述混合罐的一进液口管道连接，所述料液罐的出液口与所述第二计量泵的进液口管道连接，所述第二计量泵的出液口与所述混合罐的另一进液口管道连接，所述混合罐的出液口与所述第三计量泵的进液口管道连接，所述第三计量泵的出液口与所述活性炭柱的进液口管道连接。
进一步，该装置还包括净化液罐，所述活性炭柱的出液口与所述净化液罐出液口管道连接。
进一步，所述絮凝剂罐、料液罐、混合罐和净化液罐设置有取样点。
进一步，该装置还包括取样器和测量装置，所述取样器用于从所述取样点取出样品，所述测量装置用于对所述样品进行分析测量。
进一步，所述絮凝剂罐中的絮凝剂采用阳性、800万分子量的聚丙烯酰胺。
进一步，所述聚丙烯酰胺的浓度为1-2ppm。
进一步，所述活性炭柱的高度和直径比为4:1-5:1。
进一步，所述活性炭采用椰壳活性炭，其粒度为20-60目。
进一步，所述料液罐中的核电废水的pH值设置为5.0-10.0之间。
本发明的有益效果：本发明提供的核电废水中Ag胶体的去除装置，通过在核电废水中加入絮凝剂并经过活性炭柱的净化后，能够去除核电废水中的Ag胶体，为后续的离子交换工艺提供了保障，避免出现阻塞离子交换柱，导致除盐床下游管道、阀门剂量显著上升等问题。
附图说明
图1为本发明核电废水中Ag胶体的去除装置的结构示意图；
图2为利用本发明的装置处理废水核电后得到的穿透曲线。
具体实施方式
以下结合附图对本实用发明的技术方案和优点作更详细的说明。
如图1所示，一种核电废水中Ag胶体的去除装置，该装置包括絮凝剂罐1、料液罐2、混合罐3、第一计量泵5、第二计量泵6、第三计量泵7、活性炭柱4和净化液罐8。絮凝剂罐1的出液口通过管道与第一计量泵5的进液口连接，第一计量泵5的出液口通过管道与混合罐3的一进液口连接，料液罐2的出液口通过管道与第二计量泵6的进液口连接，第二计量泵6的出液口通过管道与混合罐3的另一进液口连接，混合罐3的出液口通过管道与第三计量泵7的进液口连接，第三计量泵7的出液口通过管道与活性炭柱4的进液口连接，活性炭柱4的出液口通过管道与净化液罐8的进液口连接。为了在处理核废水过程中随时测定絮凝剂罐1和混合罐3中絮凝剂的浓度、料液罐2中核废水的组分或者放射性活度以及净化液罐8中经过处理后的核废水净化液的放射性活度，分别在絮凝剂罐1、料液罐2、混合罐3和净化液罐8处设置取样点9，该装置还包括取样器和测量装置，通过取样器从取样点9取出样品，再利用测量装置对该样品进行测量分析，根据测量分析结果及时判断出核废水的处理结果是否满足排放要求，如果不满足排放要求则需要停止该装置进行相应的处理，满足排放要求后即可进行离子交换和除盐床处理。
装置装配好后，在第一计量泵5和第二计量泵6的控制下，液料罐2中的核电废水与配置好的絮凝剂按照合适的流量比流进混合罐3中，在混合罐3中搅拌约3-5min后，再在第三计量泵7的控制下流经活性炭柱4，经过活性炭柱4的净化后流入净化罐8内。由于絮凝剂是一个大分子有机物，可与水溶液中的胶体可以结合，使得胶体颗粒大量地吸附或团聚在絮凝剂上，形成大颗粒的絮凝物或沉淀，然后通过活性炭颗粒拦截下来，从而完成对核电废水中Ag胶体的净化处理。
其中，絮凝剂罐1中的絮凝剂溶液要现配现用，不可长期放置，溶液配制好后，合理的有效期为7-10天，不能超过10天，超过10天要重新配制，配制时絮凝剂浓度不要过大，最多不能超过500ppm，否则容易结块，从而影响Ag胶体的去除效果。絮凝剂采用聚丙烯酰胺（PAM），最好采用阳性，800万分子量的聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺的浓度在1-10ppm均可，最佳为1-2ppm，具体浓度值根据核电废水中Ag胶体的浓度来调节。核电废水与絮凝剂的流量比根据具体情况调整，只要保证在混合罐3中絮凝剂的浓度为1ppm即可。
活性炭柱4最佳的高度和直径比为4:1-5:1，活性炭的总体积和流进活性炭柱的流量有一定的匹配关系，合适的流量为6-10BV/h(BV是活性炭的实际使用体积)。活性炭可以采用椰壳活性炭、果壳活性炭、柱状活性炭等，最好采用椰壳活性炭，活性炭的粒度可采用20-60目，粒度越小，Ag胶体去除率越高，但是粒度小的活性炭柱压降升高，故需要根据具体实际核电废水处理工程的需要选择合适的粒度。另外，由于核电废水的pH值直接影响胶体的存在形态和荷电状态，故会影响絮凝剂对胶体的吸附和絮凝效果，进而影响Ag胶体的去除效果，所以将核电废水的pH值设置在5.0-10.0之间，最佳的pH为9.0，对Ag胶体的去除率均大于90%。
现利用本发明的装置进行核电废水处理试验，试验中，核电废水中Ag胶体的浓度为0.5ppm，pH=6.2。絮凝剂罐中絮凝剂浓度为5.0ppm。核电废水的流量为1.6ml/min，絮凝剂流量为0.4ml/min，混合搅拌时间为5min，混合罐出口第三计量泵的流量为2.0ml/min。活性炭柱是尺寸为Φ6mm×50mm的玻璃柱，下端采用G4的玻璃砂支撑，活性炭采用20目的椰壳活性炭，装柱高度为30mm，经过本发明的装置处理废水核电后得到如图2所示的穿透曲线。从图2中可以看出，在床体积820以内时，Ag的去除率大于99%。当流出液体积达到1020床体积（处理量为30.6L）时，发生穿透，Ag的去除率约为90%。
综上，本发明提供的核电废水中Ag胶体的去除装置能够有效的去除核电废水中的Ag胶体，为后续的离子交换工艺提供了保障，避免出现阻塞离子交换柱，导致除盐床下游管道、阀门剂量显著上升等问题。另外，该装置产生的二次废物少，处理量为1000个床体积时，Ag胶体去除率仍然为99%，即用该工艺处理1000L的废水，仅需要1L的活性炭，净化液便能满足要求，仅产生1L的活性炭固体废物，大大降低了二次废物的处理费用，降低成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种核电废水中Ag胶体去除装置，其特征在于，该装置包括絮凝剂罐、料液罐、混合罐、第一计量泵、第二计量泵、第三计量泵和活性炭柱，所述絮凝剂罐的出液口与所述第一计量泵的进液口管道连接，所述第一计量泵的出液口与所述混合罐的一进液口管道连接，所述料液罐的出液口与所述第二计量泵的进液口管道连接，所述第二计量泵的出液口与所述混合罐的另一进液口管道连接，所述混合罐的出液口与所述第三计量泵的进液口管道连接，所述第三计量泵的出液口与所述活性炭柱的进液口管道连接。
2.如权利要求1所述的核电废水中Ag胶体去除装置，其特征在于，该装置还包括净化液罐，所述活性炭柱的出液口与所述净化液罐进液口管道连接。
3.如权利要求2所述的核电废水中Ag胶体去除装置，其特征在于，所述絮凝剂罐、料液罐、混合罐和净化液罐分别设置有取样点。
4.如权利要求3所述的核电废水中Ag胶体去除装置，其特征在于，该装置还包括取样器和测量装置，所述取样器用于从所述取样点取出样品，所述测量装置用于对所述样品进行分析测量。
5.如权利要求1-4任一项所述的核电废水中Ag胶体去除装置，其特征在于，所述絮凝剂罐中的絮凝剂采用阳性、800万分子量的聚丙烯酰胺。
6.如权利要求5所述的核电废水中Ag胶体去除装置，其特征在于，所述聚丙烯酰胺的浓度为1-2ppm。
7.如权利要求1所述的核电废水中Ag胶体去除装置，其特征在于，所述活性炭柱的高度和直径比为4:1-5:1。
8.如权利要求7所述的核电废水中Ag胶体去除装置，其特征在于，所述活性炭柱采用椰壳活性炭，其粒度为20-60目。
9.如权利要5所述的核电废水中Ag胶体去除装置，其特征在于，所述料液罐中的核电废水的pH值设置为5.0-10.0之间。
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