CN109809593A - 适用于不同含盐量低水平放射性废水处理的设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种适用于不同含盐量低水平放射性废水处理的设备及方法，所述设备包括依次连接的预处理单元、超高压反渗透单元、高压反渗透单元。不同含盐量的低水平放射性废水处理依次采取预处理、超高压反渗透、高压反渗透的方法进行处理，处理后的净化水排放至净化水接收槽，剩余的浓缩液排放至浓缩液接收槽。本方法能够处理含盐量为20mg/L～50000mg/L的低水平放射性废水，通过本方法处理可以将废液浓缩成含盐量为80000mg/L～120000mg/L的浓缩液，净化水的放射性活度浓度可以降到排放限值以下。

Description

适用于不同含盐量低水平放射性废水处理的设备及方法

技术领域

本发明涉及低水平放射性废水处理技术领域，具体是一种适用于不同含盐量低水平放射性废水处理的设备及方法。

背景技术

核工业相关核设施在运行、检修、退役和事故处置过程中会产生不同特性的放射性废水，其中以放射性活度浓度不超过4×10⁶Bq/L的低水平放射性废水的为主。低放废水的含盐量变化范围很大，有的废水含盐量只有几十mg/L，有的废水含盐量可能高达上万mg/L。对低水平放射性废水处理目前采取的方法主要有化学絮凝法、蒸发法、离子交换法和膜分离法等。

化学絮凝法具有工艺简单的优点，但絮凝剂种类需根据废水特性进行合理选择，絮凝剂的投药量也需根据废水特性的变化进行调节，且存在只能去除废水中以胶体状态存在的放射性核素、净化效率不高的缺点。蒸发法处理系统设备组成复杂，能耗高，操作使用和运行维护的工作量大。如果用蒸发法处理高含盐量的废水，高含盐量放射性废水中通常含有较高浓度的氯离子，高氯离子含量的废水如果直接进入蒸发系统处理，蒸残液中氯离子浓度可能达几万mg/L，会大大增加蒸发系统设备管路发生晶间腐蚀及应力腐蚀破裂的风险。离子交换法主要适用于含盐量较低的废水的处理。如果使用离子交换系统处理较高含盐量的废水，水中的大量盐分将会使离子交换树脂的交换容量很快消耗殆尽，树脂消耗量将会很大，二次废物量也会明显增多。膜分离法具有设备简单、占地少、系统运行控制简便等优点，但是通常的膜分离处理系统只能对放射性废水进行初步浓缩处理，处理后所剩余的浓缩液必须采用蒸发等方法进一步处理后才能达到固化的要求。

中国专利201410010846.3发明的一种放射性废水处理的方法和装置中，采用三级碟管式反渗透膜组件对废液进行浓缩和净化，碟管式膜组件的膜片装填密度较低，单位体积组件的膜面积有限，若要达到一定的处理量，需要膜柱数量较多。而且每个碟管式膜组件内的密封圈达400个，一旦有泄漏则必须拆柱检修更换，对于放射性操作的情形，频繁的检修不切实际。中国专利201410028695.4采用“反渗透+膜蒸馏”的工艺处理放射性废液，其方法中的反渗透单元只能对废液进行初步浓缩，反渗透浓缩后的废液还需要采用膜蒸馏单元处理后才能达到与蒸发工艺相近的浓缩倍数。这种方法存在的问题是工艺设备复杂，需要采用额外的热源对废液进行加热，能耗仍然较高，而且并不适用于高含盐量的废水的处理。中国专利201510547353.8公开的一种高盐含量放射性废液处理装置及方法中，也是采用的碟管式反渗透膜组件，其主要适用对象则是核燃料元件厂产生的含有大量硝酸钠、硝酸铵无机盐的放射性废水，对于低含盐量废水和含有硬度离子的高含盐废水并不适用。

发明内容

本发明提供一种适用于不同含盐量低水平放射性废水处理的设备及方法，本发明运行压力高，最高能够达到12MPa；适用对象广，能够处理含盐量从几十到五万mg/L的废水；处理效果优异，无需额外的浓缩或净化装置，即可将浓缩液浓缩到能够直接水泥固化的含盐量水平，同时保证净化水合格。

一种适用于不同含盐量低水平放射性废水处理的设备，包括依次连接的预处理单元、超高压反渗透单元、高压反渗透单元；

所述预处理单元包括依次通过管路连接的供料泵、前置过滤器、吸附过滤器和树脂软化器，所述供料泵用于将废水的压力提高后送入前置过滤器进行过滤，截留废水中的悬浮杂质和少许油分；所述吸附过滤器用于去除废水中的部分核素，树脂软化器用于去除废液中的硬度离子；

所述超高压反渗透单元包括依次连接的第一进水箱、第二进水箱、加压泵、超高压泵、一段超高压反渗透组件、二段超高压反渗透组件、浓缩液过滤器和换热器；第一进水箱和第二进水箱交替充当供料箱和浓缩液箱使用，供料箱的出口与加压泵连接，一段超高压反渗透组件的浓缩液出口与二段超高压反渗透组件的进口连接，一段超高压反渗透组件和二段超高压反渗透组件的透过液出口与高压反渗透单元的进口连通；二段超高压反渗透组件的浓缩液出口通过超高压泵接入换热器，换热器的出口通过浓缩液过滤器与浓缩液箱连通；

所述高压反渗透单元包括依次连接的中间水箱、中间加压泵、高压泵、一段高压反渗透组件、二段高压反渗透组件；所述中间水箱用于暂存来自超高压反渗透单元的净化水，若中间水箱内的水不合格，则将其送入中间加压泵，再送入高压泵加压后依次送入一段高压反渗透组件、二段高压反渗透组件，一段高压反渗透组件的浓缩液出口与二段高压反渗透组件的进口连通，二段高压反渗透的浓缩液从二段高压反渗透组件的浓缩液出口流出返回到超高压反渗透单元的第一进水箱或第二进水箱，二段高压反渗透组件的净化水通过管道与外部的净化水接收槽连通。

进一步的，第一进水箱和第二进水箱的进口通过阀门与预处理单元中树脂软化器的出口连接，第一进水箱和第二进水箱的出口与加压泵的进口连接，加压泵的出口与超高压泵的低压入口连接，超高压泵的高压出口与一段超高压反渗透组件的进口连接，二段超高压反渗透组件的浓缩液出口与超高压泵的高压入口连接，超高压泵的低压出口与换热器的进口连接，换热器的出口与浓缩液过滤器的进口连接，浓缩液过滤器的出口与第一进水箱和第二进水箱的进口通过阀门连接。

进一步的，所述超高压反渗透单元的操作压力为2MPa～12MPa，所述高压反渗透单元的操作压力为1MPa～6MPa。

进一步的，所述浓缩液过滤器内装填大尺寸滤芯，滤芯直径为160～162mm、长度为508～1016mm。

进一步的，所述树脂软化器内装填弱酸性阳离子交换树脂。

进一步的，供料泵与前置过滤器之间的管路上设有前置过滤器入口阀，吸附过滤器与树脂软化器之间的管路上设有吸附过滤器出口阀和树脂软化器入口阀，树脂软化器的出口与超高压反渗透单元的进口之间的管路上设有树脂软化器出口阀，供料泵的出口与超高压反渗透单元的进口之间的管路上设有前置过滤器旁路阀，进水吸附过滤器出口阀和树脂过滤器入口阀的节点与超高压反渗透单元的进口之间的管路上设有树脂软化器旁路阀。

进一步的，二段高压反渗透组件的净化水的输出管道上设有三通阀，三通阀的第一端与二段高压反渗透组件的透过液出口连通，第二端和第三端分别与净化水接收槽和中间水箱连通。

一种适用于不同含盐量低水平放射性废水处理的方法，其采用上述设备进行，所述方法包括如下步骤：不同含盐量的低水平放射性废水处理依次采取预处理、超高压反渗透、高压反渗透的方法进行处理，处理后的净化水排放至净化水接收槽，剩余的浓缩液排放至浓缩液接收槽。

进一步的，所述方法具体为：

在预处理单元，废液贮槽内贮存的低水平放射性废水先由供料泵送入前置过滤器进行过滤，截留废水中的悬浮杂质和少许油分，前置过滤器出水进入吸附过滤器，将废水中的核素去除一部分，吸附过滤器出水再进入树脂软化器内，软化器内装填的树脂将废水中的硬度离子交换去除，树脂软化器出水到达超高压反渗透单元的进水箱贮存；

在超高压反渗透单元，进水箱内的废水由加压泵送出、经超高压泵加压后进入超高压反渗透组件进行处理，超高压反渗透处理后的浓缩液经过浓缩液过滤器过滤后返回进水箱中，超高压反渗透组件的透过水进入超高压反渗透单元内；超高压反渗透单元内的进水箱设置两个，两个进水箱交替作为超高压反渗透组件的供料箱和浓缩液贮存箱，即当其中一个进水箱作为供料箱时，另一个则作为浓缩液贮存箱；当浓缩液箱达到高液位时，停止超高压反渗透组件的运行，切换相应阀门，转入下一次循环；在下一次循环中，上一循环中用于贮存浓缩液的进水箱则作为供料箱，而上一循环中用于供料的进水箱则作为浓缩液贮存箱；利用两个进水箱交替作为供料箱和浓缩液贮存箱，废水被超高压反渗透组件不断浓缩，不同含盐量的放射性废水均可被浓缩处理成含盐量为8万～12万mg/L的浓缩液；

在高压反渗透单元，中间水箱内的水再由中间加压泵送出、经高压泵加压后进入高压反渗透组件进行再次处理，高压反渗透组件的浓缩液返回到超高压反渗透单元的进水箱中，透过水则排往净化水接收贮槽；

所述浓缩液过滤器内装填大尺寸滤芯，滤芯直径为160～162mm、长度为508～1016mm；

所述超高压反渗透单元的操作压力为2MPa～12MPa，所述高压反渗透单元的操作压力为1MPa～6MPa。

进一步的，所述换热器用于将废水在循环浓缩过程中产生的热量及时导出，控制废水的温度为10℃～30℃。

本方法能够处理含盐量为20mg/L～50000mg/L的低水平放射性废水，通过本方法处理可以将废液浓缩成含盐量为80000mg/L～120000mg/L的浓缩液，净化水的放射性活度浓度可以降到排放限值以下。

附图说明

图1是本发明适用于不同含盐量低水平放射性废水处理的设备的结构示意图；

图2是本发明中预处理单元A的结构示意图；

图3是本发明中超高压反渗透单元B的结构示意图；

图4是本发明中高压反渗透单元C的结构示意图。

图中：A-预处理单元；B-超高压反渗透单元；C-高压反渗透单元；1-供料泵；2-前置过滤器；3-吸附过滤器；4-树脂软化器；5-前置过滤器旁路阀；6-前置过滤器入口阀；7-吸附过滤器出口阀；8-树脂软化器入口阀；9-树脂软化器旁路阀；10-树脂软化器出口阀；11-第一进水箱；12-第二进水箱；13-加压泵；14-超高压泵；15-一段超高压反渗透组件；16-二段超高压反渗透组件；17-浓缩液过滤器；18-换热器；19-中间水箱；20-中间加压泵；21-高压泵；22-一段高压反渗透组件；23-二段高压反渗透组件；24-三通阀。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，本发明适用于不同含盐量低水平放射性废水处理的设备其中一个实施例包括依次连接的预处理单元A、超高压反渗透单元B、高压反渗透单元C。

(1)预处理单元A

请结合图2所示，所述预处理单元A包括依次通过管路连接的供料泵1、前置过滤器2、吸附过滤器3和树脂软化器4。供料泵1与前置过滤器2之间的管路上设有前置过滤器入口阀6，吸附过滤器3与树脂软化器4之间的管路上设有吸附过滤器出口阀7和树脂软化器入口阀8，树脂软化器4的出口与超高压反渗透单元B的进口之间的管路上设有树脂软化器出口阀10，供料泵1的出口与超高压反渗透单元B的进口之间的管路上设有前置过滤器旁路阀5，进水吸附过滤器出口阀7和树脂软化器入口阀8的节点与超高压反渗透单元B的进口之间的管路上设有树脂软化器旁路阀9。前置过滤器2、吸附过滤器3和树脂软化器4的底部设有出口以及阀门，用于排放使用。

外部废液贮槽内贮存的低水平放射性废水先送至供料泵1，将废水的压力提高到0.1～0.5MPa后送入前置过滤器2进行过滤。前置过滤器2可以截留废水中的悬浮杂质和少许油分。前置过滤器2出水进入吸附过滤器3，将废水中的核素去除一部分。吸附过滤器3出水再进入树脂软化器4内，树脂软化器4内装填的树脂将废液中的Ca、Mg等硬度离子交换去除，树脂软化器4出水到达超高压反渗透单元B中的进水箱贮存。

本发明预处理单元A的特点与创新之处在于：

所采用的“前置过滤+吸附过滤+树脂软化”的预处理工艺，相比较其他方法所采用的砂滤、微滤或超滤工艺而言，设备组成简单、控制运行简便、能够去除废水中的硬度离子防止反渗透膜结垢。

所采用的供料泵1为磁力驱动离心泵，特点是利用磁力耦合器传递动力，完全无泄漏，能够解决废液处理工艺中采用的普通离心泵可能泄漏的问题，尤其适用于放射性废液处理场合。

所采用的前置过滤器2内装填大尺寸滤芯，滤芯直径为160～162mm、长度为508～1016mm，对于相同处理量的过滤器，比传统的小尺寸滤芯装填数量少，便于安装和更换，缩短更换操作时间，可以减少设备维护检修工作中对人员的放射性照射。

所采用的吸附过滤器3内装填选择性吸附颗粒滤料或选择性吸附滤芯，能够吸附废水中的铯、钴、锰等放射性核素，提高本发明的去污效果，降低最终净化水的放射性。

采用树脂软化器4对废水进行预处理，树脂软化器4内装填弱酸性阳离子交换树脂，这种树脂具有交换容量大、二次废物产生量少的特点，可以去除废水中的Ca、Mg等硬度离子，防止这些硬度离子在后续反渗透单元中结垢而导致反渗透膜去污和透水性能的下降。

(2)超高压反渗透单元B

请结合参阅图3，所述超高压反渗透单元B包括第一进水箱11、第二进水箱12、加压泵13、超高压泵14、一段超高压反渗透组件15、二段超高压反渗透组件16、浓缩液过滤器17和换热器18。第一进水箱11和第二进水箱12的进口通过阀门与预处理单元A中树脂软化器4的出口连接，以接入预处理出水，第一进水箱11和第二进水箱12的出口与加压泵13的进口连接，加压泵13的出口与超高压泵14的低压入口连接，超高压泵14的高压出口与一段超高压反渗透组件15的进口连接，一段超高压反渗透组件15的浓缩液出口与二段超高压反渗透组件16的进口连接，一段超高压反渗透组件15和二段超高压反渗透组件16的透过液出口与高压反渗透单元C的中间水箱19连通，二段超高压反渗透组件16的浓缩液出口与超高压泵14的高压入口连接，超高压泵14的低压出口与换热器18的进口连接，换热器18的出口与浓缩液过滤器17的进口连接，浓缩液过滤器17的出口与第一进水箱11和第二进水箱12的进口通过阀门连接。

经过预处理单元A预处理出水进入第一进水箱11，第一进水箱11出水进入加压泵13，被加压到0.2～0.5MPa后入超高压泵14的低压入口，经过加压到2～12MPa后由超高压泵14的高压出口流出，进入一段超高压反渗透组件15。

在一段超高压反渗透组件15内，废水中的盐分、放射性核素以及其他溶解性成分等杂质被截留，被截留的杂质随浓缩液从浓缩液出口流出，透过反渗透膜的净化水从一段超高压反渗透组件15的透过液出口排出。从一段超高压反渗透组件15浓缩液出口流出的废水再进入到二段超高压反渗透组件16。在二段超高压反渗透组件16内，废水进一步浓缩为含盐量最高为12万mg/L的浓缩液，然后从二段超高压反渗透组件16流出进入超高压泵14的高压进口，净化水从二段超高压反渗透组件16的透过液出口排出。一段超高压反渗透组件15和二段超高压反渗透组件16的透过液汇合后排至高压反渗透单元C的中间水箱19。

二段超高压反渗透组件16的浓缩液进入超高压泵14的高压进口后，在超高压泵14内与低压入口进来的废水进行相互作用，回收一部分能量，然后从低压出口流出，进入换热器18。在换热器18内，浓缩液与外部循环冷却水机产生的冷水进行热交换，降低温度。所述换热器18可将废水在循环浓缩过程中产生的热量及时导出，控制废水的温度为10℃～30℃。从换热器18内流出的降温后的浓缩液再进入浓缩液过滤器17，在浓缩液过滤器17内将浓缩液中形成的悬浮杂质过滤掉，经过过滤的浓缩液进入第二进水箱12。

在运行过程中，第一进水箱11和第二进水箱12交替充当供料箱和浓缩液箱。当第一进水箱11作为供料箱且其中废水已经排完，同时第二进水箱12作为浓缩液箱且其已经装满浓缩液时，即完成一次循环。此时切换水箱相关阀门，将第二进水箱12作为供料箱，第一进水箱11作为浓缩液箱，开始下一循环的运行。

超高压反渗透单元B的特点与创新之处在于：

采用超高压卷式反渗透膜组件进行循环浓缩的方式，最高操作压力达到12MPa，浓缩液的含盐量最高能够达到12万mg/L，不需与其他浓缩技术相结合，也不需要采用多级，就可以将放射性废水浓缩到可以直接固化的水平。

由于设置了换热器18，可将废水在循环浓缩过程中产生的热量及时导出，控制废水的温度为10～30℃，可防止废水温度升高后反渗透膜对废水中盐分和放射性核素的截留性能出现下降。

由于设置了浓缩液过滤器17，能够克服废水浓缩过程中由于设备管道腐蚀、盐分析出等原因而导致的浓缩液中悬浮杂质含量升高的问题。浓缩液过滤器17内装填大尺寸滤芯，滤芯直径为160～162mm、长度为508～1016mm，便于安装和更换，缩短更换操作时间，可以减少设备维护检修工作中对人员的放射性照射。

所采用的超高压泵14为超级双相不锈钢材质的一体化能量回收泵，超高压泵14具有低压入口、高压出口、高压入口和低压出口四个接口，能够回收反渗透浓缩液中50％～80％的能量，同时具有设备体积小，耐腐蚀，振动和噪声小等优点。

(3)高压反渗透单元C

请结合参阅图4，所述高压反渗透单元C包括中间水箱19、中间加压泵20、高压泵21、一段高压反渗透组件22、二段高压反渗透组件23。

来自超高压反渗透单元B的净化水先暂存在中间水箱19内，对中间水箱19内的净化水进行取样，测量其放射性浓度，若达到合格标准，则将其直接排放或通过中间加压泵20进行排放。

若中间水箱19内的水不合格，则将其送入中间加压泵20，加压到0.2～0.5MPa的压力后，再送入高压泵21，将其压力提高到1.0～6.0MPa。高压泵21出水进入一段高压反渗透组件22，在一段高压反渗透组件22内，超高压反渗透净化水中残留的盐分、放射性核素以及其他溶解性成分等杂质被进一步截留，被截留的杂质随浓缩液从浓缩液出口流出，透过反渗透膜的净化水从透过液出口排出。从一段高压反渗透组件22浓缩液出口流出的废液再进入到二段高压反渗透组件23。在二段高压反渗透组件23内，废液进行第二段处理，二段高压反渗透的浓缩液从二段高压反渗透组件23的浓缩液出口流出，返回到超高压反渗透单元B的第一进水箱11或第二进水箱12。二段高压反渗透组件23的净化水通常能够达到合格标准，从透过液出口排出后，经三通阀24排至外部的净化水接收槽。若万一出现二段高压反渗透净化水仍不合格的情形，可以切换三通阀24，将净化水返回中间水箱19进行循环处理。

高压反渗透单元C的特点与创新之处：

一段高压反渗透组件22、二段高压反渗透组件23采用高压卷式反渗透组件，操作压力为1.0～6.0Mpa；

高压反渗透组件的透过水能够进行直接排放或循环净化，保证最终净化水达到排放标准；

从中间水箱19排放净化水时，可以利用中间加压泵20进行排放，不需要设置额外的排放泵。

本发明实施例还提供一种不同含盐量的低水平放射性废水处理方法，其可采用上述设备进行，所述方法包括如下步骤：

不同含盐量的低水平放射性废水处理依次采取预处理、超高压反渗透、高压反渗透的方法进行处理，处理后的净化水排放至净化水接收槽，剩余的浓缩液排放至浓缩液接收槽。具体的：

在预处理单元A，废液贮槽内贮存的低水平放射性废水先由供料泵送入前置过滤器进行过滤，截留废水中的悬浮杂质和少许油分。前置过滤器出水进入吸附过滤器，将废水中的核素去除一部分。吸附过滤器出水再进入树脂软化器内，软化器内装填的树脂将废水中的Ca、Mg等硬度离子交换去除，软化器出水到达进水箱贮存。

在超高压反渗透单元B，进水箱内的废水由加压泵送出、经超高压泵加压后进入超高压反渗透组件进行处理，超高压反渗透处理后的浓缩液经过浓缩液过滤器过滤后返回进水箱中，超高压反渗透组件的透过水进入中间水箱内。超高压反渗透单元B内的进水箱设置两个，两个进水箱交替作为超高压反渗透组件的供料箱和浓缩液贮存箱，即当其中一个进水箱作为供料箱时，另一个则作为浓缩液贮存箱。当浓缩液箱达到高液位时，停止超高压反渗透组件的运行，切换相应阀门，转入下一次循环。在下一次循环中，上一循环中用于贮存浓缩液的进水箱则作为供料箱，而上一循环中用于供料的进水箱则作为浓缩液贮存箱。利用两个进水箱交替作为供料箱和浓缩液贮存箱，废水被超高压反渗透组件不断浓缩，不同含盐量的放射性废水(20mg/L～50000mg/L)均可被浓缩处理成含盐量为8万～12万mg/L的浓缩液。

在高压反渗透单元C，中间水箱内的水再由中间加压泵送出、经高压泵加压后进入高压反渗透组件进行再次处理。高压反渗透组件的浓缩液返回到超高压反渗透单元B的第一进水箱11或第二进水箱12中，透过水则排往净化水接收贮槽。

本方法能够处理含盐量为20mg/L～50000mg/L的低水平放射性废水，通过本方法处理可以将废液浓缩成含盐量为80000mg/L～120000mg/L的浓缩液，净化水的放射性活度浓度可以降到排放限值以下。

下面以一具体实施案例说明本发明的效果：

处理某核设施产生的放射性废水，废水总体积为30m³，含盐量1780mg/L，放射性活度浓度为640Bq/L，废水中主要放射性核素为Mn-54和Cs-137。

处理开始时，只运行预处理单元A和超高压反渗透单元B，超高压反渗透进水压力为1.8MPa，透过水流量为1.3m³/h，浓缩液流量5.0m³/h。按照第一进水箱和第二进水箱交替作为供料箱和浓缩液箱的方式运行。当处理进行到浓缩液体积剩余1.87m³时，浓缩液全部存于第一进水箱内。

在废水结束阶段，第一进水箱内浓缩液体积从1.87m³减少到0.6m³，对应浓缩倍数从16提高到50。在此期间，超高压反渗透进水压力从4.0MPa提高到9.8MPa，透过水流量为1.0m³/h～0.6m³/h。透过水电导率从303.9μS/cm升高到2578μS/cm，浓缩液电导率相应从48700μS/cm升高到119000μS/cm，最终浓缩液的含盐量为96500mg/L。高压反渗透进水压力为2.5MPa，高压反渗透透过水流量为1.1m³/h，浓缩液流量为2.2m³/h。

处理结束时，经取样检测，超高压反渗透浓缩液的放射性活度浓度为10515.9Bq/L，超高压反渗透透过水的放射性活度浓度为139.2Bq/L，高压反渗透透过水的放射性活度浓度为6.67Bq/L。

本发明之所以能够达到可以将废液含盐量直接浓缩到80000～120000mg/L，浓缩液可以直接固化处理的效果，在于两个方面：一是所采用的反渗透膜元件的特性；二是所采用的“预处理+超高压反渗透+高压反渗透”的处理工艺。

(1)本发明所用反渗透膜元件能够承受最高12MPa的压力，放射性废水处理领域所用的反渗透膜元件通常只能承受最高4MPa的压力。反渗透浓缩处理废水过程中，废水的含盐量越来越高，为了维持一定的透过水量，所需要的操作压力也越来越高，在4MPa的压力下，浓缩液的含盐量只能达到30000mg/L，而在12MPa的压力下浓缩液含盐量可以达到80000～120000mg/L。只有高含盐量的浓缩液才能采取水泥固化的方式直接处理，达不到80000～120000mg/L含盐量的浓缩液必须采取其他方法进一步浓缩后才能水泥固化处理。

(2)采取本发明“预处理+超高压反渗透+高压反渗透”的处理工艺也是达到上述效果的条件之一。一方面，通过本发明所述的预处理方式，去除了废水中的悬浮物、硬度等有害物质，保证了超高压反渗透的浓缩过程能正常进行；另一方面，采用增设高压反渗透单元的方式，保证了超高压反渗透的透过水能够达到合格标准。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于不同含盐量低水平放射性废水处理的设备，其特征在于：包括依次连接的预处理单元、超高压反渗透单元、高压反渗透单元；

所述预处理单元包括依次通过管路连接的供料泵、前置过滤器、吸附过滤器和树脂软化器，所述供料泵用于将废水的压力提高后送入前置过滤器进行过滤，截留废水中的悬浮杂质和少许油分；所述吸附过滤器用于去除废水中的部分核素，树脂软化器用于去除废液中的硬度离子；

所述超高压反渗透单元包括依次连接的第一进水箱、第二进水箱、加压泵、超高压泵、一段超高压反渗透组件、二段超高压反渗透组件、浓缩液过滤器和换热器；第一进水箱和第二进水箱交替充当供料箱和浓缩液箱使用，供料箱的出口与加压泵连接，一段超高压反渗透组件的浓缩液出口与二段超高压反渗透组件的进口连接，一段超高压反渗透组件和二段超高压反渗透组件的透过液出口与高压反渗透单元的进口连通；二段超高压反渗透组件的浓缩液出口通过超高压泵接入换热器，换热器的出口通过浓缩液过滤器与浓缩液箱连通；

所述高压反渗透单元包括依次连接的中间水箱、中间加压泵、高压泵、一段高压反渗透组件、二段高压反渗透组件；所述中间水箱用于暂存来自超高压反渗透单元的净化水，若中间水箱内的水不合格，则将其送入中间加压泵，再送入高压泵加压后依次送入一段高压反渗透组件、二段高压反渗透组件，一段高压反渗透组件的浓缩液出口与二段高压反渗透组件的进口连通，二段高压反渗透的浓缩液从二段高压反渗透组件的浓缩液出口流出返回到超高压反渗透单元的第一进水箱或第二进水箱，二段高压反渗透组件的净化水通过管道与外部的净化水接收槽连通。

2.如权利要求1所述的适用于不同含盐量低水平放射性废水处理的设备，其特征在于：第一进水箱和第二进水箱的进口通过阀门与预处理单元中树脂软化器的出口连接，第一进水箱和第二进水箱的出口与加压泵的进口连接，加压泵的出口与超高压泵的低压入口连接，超高压泵的高压出口与一段超高压反渗透组件的进口连接，二段超高压反渗透组件的浓缩液出口与超高压泵的高压入口连接，超高压泵的低压出口与换热器的进口连接，换热器的出口与浓缩液过滤器的进口连接，浓缩液过滤器的出口与第一进水箱和第二进水箱的进口通过阀门连接。

3.如权利要求1所述的适用于不同含盐量低水平放射性废水处理的设备，其特征在于：所述超高压反渗透单元的操作压力为2MPa～12MPa，所述高压反渗透单元的操作压力为1MPa～6MPa。

4.如权利要求1所述的适用于不同含盐量低水平放射性废水处理的设备，其特征在于：所述浓缩液过滤器内装填大尺寸滤芯，滤芯直径为160～162mm、长度为508～1016mm。

5.如权利要求1所述的适用于不同含盐量低水平放射性废水处理的设备，其特征在于：所述树脂软化器内装填弱酸性阳离子交换树脂。

6.如权利要求1所述的适用于不同含盐量低水平放射性废水处理的设备，其特征在于：供料泵与前置过滤器之间的管路上设有前置过滤器入口阀，吸附过滤器与树脂软化器之间的管路上设有吸附过滤器出口阀和树脂软化器入口阀，树脂软化器的出口与超高压反渗透单元的进口之间的管路上设有树脂软化器出口阀，供料泵的出口与超高压反渗透单元的进口之间的管路上设有前置过滤器旁路阀，进水吸附过滤器出口阀和树脂软化器入口阀的节点与超高压反渗透单元的进口之间的管路上设有树脂软化器旁路阀。

7.如权利要求1所述的适用于不同含盐量低水平放射性废水处理的设备，其特征在于：二段高压反渗透组件的净化水的输出管道上设有三通阀，三通阀的第一端与二段高压反渗透组件的透过液出口连通，第二端和第三端分别与净化水接收槽和中间水箱连通。

8.一种适用于不同含盐量低水平放射性废水处理的方法，其特征在于使用权利要求1-7中任一项所述设备进行，所述方法包括如下步骤：不同含盐量的低水平放射性废水处理依次采取预处理、超高压反渗透、高压反渗透的方法进行处理，处理后的净化水排放至净化水接收槽，剩余的浓缩液排放至浓缩液接收槽。

9.如权利要求8所述的适用于不同含盐量低水平放射性废水处理的方法，其特征在于：所述方法具体为：

在预处理单元，废液贮槽内贮存的低水平放射性废水先由供料泵送入前置过滤器进行过滤，截留废水中的悬浮杂质和少许油分，前置过滤器出水进入吸附过滤器，将废水中的核素去除一部分，吸附过滤器出水再进入树脂软化器内，软化器内装填的树脂将废水中的硬度离子交换去除，树脂软化器出水到达超高压反渗透单元的进水箱贮存；

在超高压反渗透单元，进水箱内的废水由加压泵送出、经超高压泵加压后进入超高压反渗透组件进行处理，超高压反渗透处理后的浓缩液经过浓缩液过滤器过滤后返回进水箱中，超高压反渗透组件的透过水进入超高压反渗透单元内；超高压反渗透单元内的进水箱设置两个，两个进水箱交替作为超高压反渗透组件的供料箱和浓缩液贮存箱，即当其中一个进水箱作为供料箱时，另一个则作为浓缩液贮存箱；当浓缩液箱达到高液位时，停止超高压反渗透组件的运行，切换相应阀门，转入下一次循环；在下一次循环中，上一循环中用于贮存浓缩液的进水箱则作为供料箱，而上一循环中用于供料的进水箱则作为浓缩液贮存箱；利用两个进水箱交替作为供料箱和浓缩液贮存箱，废水被超高压反渗透组件不断浓缩，不同含盐量的放射性废水均可被浓缩处理成含盐量为8万～12万mg/L的浓缩液；

在高压反渗透单元，中间水箱内的水再由中间加压泵送出、经高压泵加压后进入高压反渗透组件进行再次处理，高压反渗透组件的浓缩液返回到超高压反渗透单元的进水箱中，透过水则排往净化水接收贮槽；

所述浓缩液过滤器内装填大尺寸滤芯，滤芯直径为160～162mm、长度为508～1016mm；

所述超高压反渗透单元的操作压力为2MPa～12MPa，所述高压反渗透单元的操作压力为1MPa～6MPa。

10.如权利要求1所述的适用于不同含盐量低水平放射性废水处理的设备，其特征在于：所述换热器用于将废水在循环浓缩过程中产生的热量及时导出，控制废水的温度为10℃～30℃。