CN108597635A - 放射性废油的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及核电站三废处理的技术领域，公开了一种放射性废油的处理方法，先过滤去除放射性废油中的固体沉降物，然后对过滤后的滤油进行处理以除去放射性物质。实验结果意外发现，通过过滤能够降低放射性废油中的放射性水平，过滤后的滤油杂质含量少，放射性水平低，对过滤后的滤油进行处理时危险性小，为后续的滤油的批量化、大规模处理提供便利。上述方法整体工艺简单，技术成本低，较为安全，能够适应于处理易燃易爆危险等级极高的放射性废油。

Description

放射性废油的处理方法

技术领域

本发明涉及核电站的三废处理技术的领域，特别是涉及一种放射性废油的处理方法。

背景技术

随着社会经济的发展，对于电力资源的需求越来越大，核电作为一种高效、清洁的能源已经得到越来越广泛的应用。但在给人们带来巨大的经济利益的同时，核电站运行过程中产生的放射性废物的处理问题也日益严重。

核电站相关磨损设备在运行及维护时需用到润滑油、液压油等，这些油品在使用期间不可避免地会受到污染，因此，在达到使用期限或性能降低等原因被替换下来后便成为了放射性废油。放射性废油具有一定的放射性比活度，并且自身属于易燃物质，如不处理对核电站放射性废物的暂时贮存造成很大的空间压力和管理压力。若遭受地震、海啸等自然灾害，或恐怖袭击时极易给公众和环境带来严重的危害，甚至可能造成社会动荡。因此，必须对放射性废油开展有效的处理。

在放射性废油的处理过程中，稳定化和降低处置费用是必需考虑的，但是处理过程中可能产生的环境问题和社会问题也必须予以重视。目前我国核电站产生的放射性废油，多采用暂存法处理。但暂存法只是权宜之计，不符废物安全的要求，且随着核电站的运行放射性废油的量会越来越多。国际上对放射性废油多采用处理后处置的方式，主要有焚烧法(通过燃烧使废油无机化，放射性核素残留在废渣中)、吸附法(利用吸附剂吸收废油后进行处置)和乳化-固化法(将废油乳化处理后进行水泥固化处置)。上述方法虽然可处理放射性废油，但焚烧法尾气处理难度大，对环境影响较大，受到越来越多的反对。吸附法对吸附剂性能要求高，目前国内比较缺乏高效能吸附剂，需从国外引进，处理成本大。乳化-固化法增容大，产生的二次废物多，且乳化剂开发尚不成熟，固化体的性能有待验证，无法正式用于对放射性废油的处理。

综上，传统的对放射性废油的处理方式处置费用高、处理后产生的二次放射性废物多，不适合批量化、大规模处理放射性废油。特别是对于易燃易爆危险性极高的放射性废油，缺乏行之有效的处理方式。

发明内容

基于此，有必要提供一种有利于实现批量化、大规模处理放射性废油的放射性废油处理方法。

一种放射性废油的处理方法，包括如下步骤：

过滤去除所述放射性废油中的固体沉降物，得到滤油；及

去除所述滤油中的所述放射性物质。

在一个实施方式中，所述过滤去除所述放射性废油中的固体沉降物的操作包括如下步骤：

将放射性废油在过滤精度为80μm～120μm的条件下进行粗过滤，得到粗滤油；

将所述粗滤油在第一过滤精度的条件下进行第一级过滤，得到一级滤油；

将所述一级滤油在第二过滤精度的条件下进行第二级过滤，得到二级滤油；

将所述二级滤油在第三过滤精度的条件下进行第三级过滤，得到三级滤油，其中，所述第一过滤精度、所述第二过滤精度、所述第三过滤精度依次减小。

在一个实施方式中，得到所述三级滤油后，还包括将所述三级滤油返回所述第一级过滤，并循环进行所述第一级过滤、所述第二级过滤以及所述第三级过滤。

在一个实施方式中，所述循环进行所述第一级过滤、所述第二级过滤以及所述第三级过滤的操作中，流速为3L/min～10L/min，处理时间为0.5h～2h。

在一个实施方式中，所述第一过滤精度为40μm～60μm，所述第二过滤精度为5μm～15μm，所述第三过滤精度为1μm～5μm。

在一个实施方式中，所述过滤去除所述放射性废油中的固体沉降物的操作之前，还包括将所述放射性废油静置以使所述放射性废油中形成所述固体沉降物。

在一个实施方式中，所述放射性废油选自含有放射性物质的润滑油及含有放射性物质的液压油中的至少一种。

在一个实施方式中，所述方法包括如下步骤：

将放射性废油收集至储存容器中；

将所述储存容器中的所述放射性废油加入粗过滤器中进行粗过滤，得到粗滤油，其中，所述粗过滤器的过滤精度为80μm～120μm；

将所述粗滤油加入精过滤器中，其中所述精过滤器包括一级过滤器、二级过滤器和三级过滤器，所述一级过滤器具有第一过滤精度，所述二级过滤器具有第二过滤精度，所述三级过滤器具有第三过滤精度，所述第一过滤精度、所述第二过滤精度、所述第三过滤精度依次减小，将所述粗滤油流入所述一级过滤器中进行第一级过滤，得到一级滤油，将所述一级滤油流入所述二级过滤器中进行第二级过滤，得到二级滤油，将所述二级滤油流入所述三级过滤器中进行第三级过滤，得到三级滤油；

将所述三级滤油返回所述一级过滤器中，并循环进行所述第一级过滤、所述第二级过滤以及所述第三级过滤；及

对循环过滤后的所述三级滤油进行处理以去除所述放射性物质。

在一个实施方式中，所述去除所述滤油中的所述放射性物质的操作具体包括如下步骤：

将所述滤油与水按体积比为1～3:1混合，得到油水混合物；

将所述油水混合物静置，分层后得到油相和含有放射性物质的水相；及

分离所述油相与所述水相，并对所述水相进行处理以除去所述放射性物质。

在一个实施方式中，所述对所述水相进行处理以除去所述放射性物质的步骤具体为：将所述水相加入离子交换树脂中过滤，以使所述离子交换树脂吸收所述放射性物质。

上述放射性废油的处理方法，先过滤去除放射性废油中的固体沉降物，然后对过滤后的滤油进行处理以除去放射性物质。该处理方法具有如下有益效果：(1)研究过程中意外发现，放射性废油存放后会出现固体沉降物，基于这一特点，设计一种放射性废油的处理方法的工艺，先过滤去除放射性废油中的固体沉降物，然后对过滤后的滤油进行处理以除去放射性物质。实验结果意外发现，通过过滤能够降低放射性废油中的放射性水平，过滤后的滤油杂质含量少，放射性水平低，对过滤后的滤油进行处理时危险性小，为后续的滤油的批量化、大规模处理提供便利。(2)上述方法整体工艺简单，技术成本低，较为安全，能够适应于处理易燃易爆危险等级极高的放射性废油。

附图说明

图1为一实施方式的放射性废油的处理方法的流程图；

图2为过滤去除放射性废油中的固体沉降物的操作的流程图；

图3为实施例1中过滤得到的滤渣的示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例及附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

文中术语“过滤精度”是指包含杂质的溶液通过过滤网时，允许通过的最大颗粒的尺寸，即过滤器的滤芯的孔径。

请参阅图1，一实施方式的放射性废油的处理方法，包括如下步骤S110～S120。

S110、过滤去除放射性废油中的固体沉降物，得到滤油。

本实施方式中，放射性废油来源于核电站相关磨损设备在运行及维护所使用的润滑油、液压油等。这类放射性废油具有易燃易爆的性质，加上含有的放射性物质，危险性极高。

具体地，放射性废油选自含有放射性物质的润滑油和含有放射性物质的液压油中的至少一种。即放射性废油可来源于润滑油、液压油或者润滑油与液压油的混合物。

具体地，放射性废油中含有的放射性物质例如为¹³⁷Cs、⁶⁰Co等。当然，在其他实施方式中，放射性废油中含有的放射性物质还可以是其他的放射性物质。

在一个实施方式中，过滤去除放射性废油中的固体沉降物的操作之前，还包括将放射性废油静置以使放射性废油中出现固体沉降物。刚收集的放射性废油中没有出现固体沉降物，放置一段时间后，例如5天以上，逐渐出现固体沉降物。出现固体沉降物后再进行过滤操作，便于去除放射性废油中的固体杂质。

优选地，静置的时间为以出现固体沉降物后，继续放置一段时间再进行过滤操作，以更加有效的去除放射性废油中的固体杂质。

具体地，请参阅图2，步骤S110包括如下步骤S111～S115。

S111、将放射性废油在过滤精度为80μm～120μm的条件下进行粗过滤，得到粗滤油。

过滤精度为80μm～120μm的粗过滤能够去除放射性废油中的较大的固体杂质，降低后续过滤时高精度滤芯所承受的负荷。

具体地，将放射性废油在过滤精度为100μm的条件下进行粗过滤。

S112、将S111中得到的粗滤油在第一过滤精度的条件下进行第一级过滤，得到一级滤油。

S113、将S112中得到的一级滤油在第二过滤精度的条件下进行第二级过滤，得到二级滤油。

S114、将S113中得到的二级滤油在第三过滤精度的条件下进行第三级过滤，得到三级滤油。

S115、将S114中得到的三级滤油返回步骤S112中进行第一级过滤，并循环进行第一级过滤、第二级过滤以及第三级过滤。

其中，上述第一过滤精度、第二过滤精度、第三过滤精度依次减小。

可以理解，当进行第三级过滤后，得到的三级滤油已经符合处理标准时，步骤S115也可以省略。

通过粗过滤与过滤精度依次减小的精过滤配合，实现过滤产生的放射性固体最小化，进一步减少放射性废油中的放射性水平，特别是对于含有的固体颗粒物粒径极小的放射性废油也能达到较好的处理效果。

在一个实施方式中，步骤S115循环进行第一级过滤、第二级过滤以及第三级过滤的操作中，液体的流速为3L/min～10L/min，处理时间为0.5h～2h。通过多次循环过滤，降低放射性废油中的放射性水平，最大限度的发挥多次过滤的滤膜的使用价值。

具体地，第一过滤精度为40μm～60μm，第二过滤精度为5μm～15μm，第三过滤精度为1μm～5μm。

进一步地，第一过滤精度为50μm，第二过滤精度为10μm，第三过滤精度为2μm。

第一过滤精度、第二过滤精度及第三过滤精度设计合理，最大限度的发挥多次过滤的滤膜的使用价值，实现二次放射性物质最小化。

具体地，本实施实施方式中，上述处理方法具体包括如下步骤：将放射性废油收集至储存容器中。将储存容器中的放射性废油加入粗过滤器中进行粗过滤，得到粗滤油，其中，粗过滤器的过滤精度为80μm～120μm。将粗滤油加入精过滤器中，其中精过滤器包括一级过滤器、二级过滤器和三级过滤器，一级过滤器具有第一过滤精度，二级过滤器具有第二过滤精度，三级过滤器具有第三过滤精度，且第一过滤精度、第二过滤精度、第三过滤精度依次减小。将粗滤油流入一级过滤器中进行第一级过滤，得到一级滤油，然后将一级滤油流入二级过滤器中进行第二级过滤，得到二级滤油，将二级滤油流入三级过滤器中进行第三级过滤，得到三级滤油。将三级滤油返回一级过滤器中，并循环进行第一级过滤、第二级过滤以及第三级过滤。然后对循环过滤后的三级滤油进行处理以去除放射性物质。上述处理方法所用的装置简单易制备，通过粗过滤与精过滤配合，大大降低放射性废油的放射性水平，实现放射性废油的清洁解控和安全管理。

S120、去除S110中得到的滤油中的放射性物质。

过滤后的滤油杂质含量少，放射性水平低，对过滤后的滤油进行处理时危险性小，为后续的滤油的批量化、大规模处理提供便利。

具体地，可以通过向滤油中加入吸附剂或者乳化剂的方式以除去放射性物质。

本实施方式中，对滤油进行处理以除去放射性物质的操作具体包括如下步骤：将滤油与水按体积比为1～3:1混合，得到油水混合物。将油水混合物静置，分层后得到油相和含有放射性物质的水相。然后分离油相与水相，并对水相进行处理以除去放射性物质。面对易燃易爆危险性极高的滤油处理的问题时，为了不增加滤油的总体积，一般不会向滤油中引入其他的液体。本实施方式反其道而行之，创造性想到的在滤油中加入一定比例的水萃取出滤油中的放射性物质，使得放射性物质转移到水中。处理后油相中含有的放射性物质大大减少，实现对废油的解控，将放射性废油的危险性降至接近零风险级别，处理后油相危险性小、稳定性好，可作为非放射性废物处理。而含有放射性物质的水相采用一般的放射性废水的处理工艺处理即可除去放射性物质，废水的处理较为简易，处理的危险性小。而且该方法整体操作简便，所用原料简单易取，处理成本低。此外，该处理方法所需的水的用量少，处理后得到的含有放射性物质的水相体积小，二次放射性废物少，单位体积的水处理效率高，实现处理产生的二次放射性废物的最小化。

具体地，将滤油与水按体积比为1～3:1混合的操作具体为：将滤油加入反应容器中，其中，反应容器内设有搅拌器。再向该反应容器中加入水，其中，滤油与水的体积比为1～3:1，以及通过搅拌器搅拌滤油与水的混合物。具体地，在搅拌速度为25r/min～35r/min的条件下持续搅拌1天～5天。先加入滤油再加入水，有利于水与油混匀，然后在25r/min～35r/min的搅拌速度下长时间的搅拌，使得放射性物质能够高效率的转入水中。所需水的使用量少，处理后得到的含有放射性物质的水相体积小，二次放射性废物少，单位体积的水处理效率高，实现处理产生的二次放射性废物的最小化。

具体地，对水相进行处理以除去放射性物质的步骤具体为：将水相加入离子交换树脂中过滤，以使离子交换树脂吸收放射性物质。通过离子交换树脂吸收水相中的放射性物质，使得水相中的放射性物质减少，达到排放标准。

当然，在其他实施方式中，还可以通过加入吸附剂等对吸收水相中的放射性物质。

上述放射性废油的处理方法，基于新发现的放射性废油存放后会出现固体沉降物这一特点，设计一种放射性废油的处理方法的工艺，先过滤去除放射性废油中的固体沉降物，然后对过滤后的滤油进行处理以除去放射性物质。实验结果意外发现，通过过滤能够降低放射性废油中的放射性水平，过滤后的滤油杂质含量少，放射性水平低，对过滤后的滤油进行处理时危险性小，为后续的滤油的批量化、大规模处理提供便利。处理方法整体工艺简单，技术成本低，较为安全，能够适应于处理易燃易爆危险等级极高的放射性废油。

进一步地，通过粗过滤与过滤精度依次减小的精过滤配合，可以实现过滤产生的放射性固体最小化，进一步减少放射性废油中的放射性水平，特别是对于含有的固体颗粒物粒径极小的放射性废油也能达到较好的处理效果。

进一步地，对于过滤后的滤油，通过加一定比例的水进行萃取的方式，将油中的放射性物质转移到水中，实现对废油的完全解控，将放射性废油的危险性降至接近零风险级别，处理后油相危险性小、稳定性好，可作为非放射性废物处理。该方案能够有效的处理放射性废油，设计了整套的处理放射性废油的工艺，适合批量化、大规模处理放射性废油。

下面为具体实施例

实施例1

本实施例对放射性废油的处理方法如下：

放射性废油取自国内某核电站2号废油储罐，放射性废油中含有较多可观察到的固体杂质，通过γ谱仪测量放射性废油的初始放射性活度浓度为5.1MBq/t。静置后取上清液，测量放射性活度浓度为1.73MBq/t。上清液经过100μm过滤器中进行粗过滤，得的滤渣和粗滤液，残留在滤膜上的滤渣如图3所示，有少量可观察到的黑色颗粒物。测量过滤后的粗滤液放射性活度浓度为0.65MBq/t，放射性水平比处理前有明显的下降。

实施例2

本实施例对放射性废油的处理方法如下：

放射性废油取自国内某核电站2号废油储罐，按实施例1的方案将放射性废油进行粗过滤，通过γ谱仪测量得到的粗滤液放射性活度浓度为0.65MBq/t。

将粗滤液通过管道加入精过滤器中，其中精过滤器包括一级过滤器、二级过滤器和三级过滤器，一级过滤器的过滤精度为50μm，二级过滤器的过滤精度为10μm，三级过滤器的过滤精度为2μm。粗滤油先流入一级过滤器中进行第一级过滤，得到一级滤油。一级滤油流入二级过滤器中进行第二级过滤，得到二级滤油，二级滤油流入三级过滤器中进行第三级过滤，得到三级滤油。将三级滤油返回一级过滤器中，并循环进行第一级过滤、第二级过滤以及第三级过滤。油的流速为10L/min，循环处理时间为1h。循环处理后三级滤油的放射性活度下降到0.53MBq/t。通过粗过滤与精过滤配合，进一步减少油中的放射性水平。

实施例3

本实施例对放射性废油的处理方法如下：

放射性废油取自国内某核电站1号废油储罐，放射性废油主要来源于核电站相关磨损设备在运行及维护所使用的润滑油和液压油。将废油储罐中的放射性废油通过蠕动泵输送至储存容器中，将装有放射性废油的储存容器转移到过滤装置附近。将储存容器中的放射性废油通过管道加入到过滤精度为100μm的粗过滤器中进行粗过滤，得到粗滤油，将粗滤油加入精过滤器中，其中精过滤器包括一级过滤器、二级过滤器和三级过滤器，一级过滤器的过滤精度为50μm，二级过滤器的过滤精度为10μm，三级过滤器的过滤精度为2μm。粗滤油先流入一级过滤器中进行第一级过滤，得到一级滤油。一级滤油流入二级过滤器中进行第二级过滤，得到二级滤油，二级滤油流入三级过滤器中进行第三级过滤，得到三级滤油。将三级滤油返回一级过滤器中，并循环进行第一级过滤、第二级过滤以及第三级过滤，油的流速为3L/min，循环处理时间为1h。

通过γ谱仪测量处理前后油中的放射性水平，并计算去除效率，处理前放射性活度浓度为0.12MBq/t(1号废油储罐中的废油本身较为洁净)，处理后放射性活度浓度为0.11MBq/t，处理后放射性水平为原来的91.67％，放射性水平下降。通过粗过滤与精过滤配合，对于含有的固体颗粒物粒径极小的放射性废油也能达到较好的处理效果。

实施例4

本实施例对放射性废油的处理方法如下：

放射性废油取自国内某核电站1号废油储罐，放射性废油与实施例3中的放射性废油为不同的批次，本实施例所用的放射性废油比实施例3多放置了一个月，至出现明显的固体沉降物，然后按实施例3的方法对放射性废油的处理方法。

通过γ谱仪测量处理前后油中的放射性水平，并计算去除效率，处理前放射性活度浓度为0.23MBq/t，处理后放射性活度浓度为0.16MBq/t，处理后放射性水平为原来的69.56％，放射性水平明显的下降。与实施例3相比，静置后处理效果更好。

实施例5

对过滤后的滤油进行处理

将实施例3中循环过滤后得到的三级滤油(放射性活度浓度为0.11MBq/t，)泵入反应容器中，反应容器内设有搅拌器。然后再使用蠕动泵向反应容器中加入等体积的去离子水，通过搅拌器搅拌放射性废油与水的混合物，搅拌速度为30r/min，持续搅拌3天，得到油水混合物。将得到的油水混合物静置9天，分层后得到油相和含有放射性物质的水相。分离后的水相清澈无明显油迹。通过γ谱仪测量油相中的放射性水平，放射性活度浓度为0.06MBq/t，放射性水平明显的下降，达到排放标准。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种放射性废油的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

过滤去除所述放射性废油中的固体沉降物，得到滤油；及

去除所述滤油中的所述放射性物质。

2.根据权利要求1所述的放射性废油的处理方法，其特征在于，所述过滤去除所述放射性废油中的固体沉降物的操作包括如下步骤：

将放射性废油在过滤精度为80μm～120μm的条件下进行粗过滤，得到粗滤油；

将所述粗滤油在第一过滤精度的条件下进行第一级过滤，得到一级滤油；

将所述一级滤油在第二过滤精度的条件下进行第二级过滤，得到二级滤油；

将所述二级滤油在第三过滤精度的条件下进行第三级过滤，得到三级滤油，其中，所述第一过滤精度、所述第二过滤精度、所述第三过滤精度依次减小。

3.根据权利要求2所述的放射性废油的处理方法，其特征在于，得到所述三级滤油后，还包括将所述三级滤油返回所述第一级过滤，并循环进行所述第一级过滤、所述第二级过滤以及所述第三级过滤。

4.根据权利要求3所述的放射性废油的处理方法，其特征在于，所述循环进行所述第一级过滤、所述第二级过滤以及所述第三级过滤的操作中，流速为3L/min～10L/min，处理时间为0.5h～2h。

5.根据权利要求2所述的放射性废油的处理方法，其特征在于，所述第一过滤精度为40μm～60μm，所述第二过滤精度为5μm～15μm，所述第三过滤精度为1μm～5μm。

6.根据权利要求1所述的放射性废油的处理方法，其特征在于，所述过滤去除所述放射性废油中的固体沉降物的操作之前，还包括将所述放射性废油静置以使所述放射性废油中形成所述固体沉降物。

7.根据权利要求1所述的放射性废油的处理方法，其特征在于，所述放射性废油选自含有放射性物质的润滑油及含有放射性物质的液压油中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的放射性废油的处理方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

将放射性废油收集至储存容器中；

将所述储存容器中的所述放射性废油加入粗过滤器中进行粗过滤，得到粗滤油，其中，所述粗过滤器的过滤精度为80μm～120μm；

将所述粗滤油加入精过滤器中，其中所述精过滤器包括一级过滤器、二级过滤器和三级过滤器，所述一级过滤器具有第一过滤精度，所述二级过滤器具有第二过滤精度，所述三级过滤器具有第三过滤精度，所述第一过滤精度、所述第二过滤精度、所述第三过滤精度依次减小，将所述粗滤油流入所述一级过滤器中进行第一级过滤，得到一级滤油，将所述一级滤油流入所述二级过滤器中进行第二级过滤，得到二级滤油，将所述二级滤油流入所述三级过滤器中进行第三级过滤，得到三级滤油；

将所述三级滤油返回所述一级过滤器中，并循环进行所述第一级过滤、所述第二级过滤以及所述第三级过滤；及

对循环过滤后的所述三级滤油进行处理以去除所述放射性物质。

9.根据权利要求1所述的放射性废油的处理方法，其特征在于，所述去除所述滤油中的所述放射性物质的操作包括如下步骤：

将所述滤油与水按体积比为1～3:1混合，得到油水混合物；

将所述油水混合物静置，分层后得到油相和含有放射性物质的水相；及

分离所述油相与所述水相，并对所述水相进行处理以除去所述放射性物质。

10.根据权利要求9所述的放射性废油的处理方法，其特征在于，所述对所述水相进行处理以除去所述放射性物质的步骤具体为：将所述水相加入离子交换树脂中过滤，以使所述离子交换树脂吸收所述放射性物质。