CN110745973A - 一种带有监控装置的核废水处理系统 - Google Patents

Abstract

一种带有监控装置的核废水处理系统，包括初期过滤装置、中期过滤装置和后期过滤装置，初期过滤装置包括废水箱和第一过滤器，废水箱与第一过滤器连接；中期过滤装置包括第二过滤器、一级多介质过滤器和保安过滤器，第二过滤器分别连通第一过滤器和一级多介质过滤器，一级多介质过滤器与保安过滤器连接；后期过滤装置包括二级多介质过滤器和反渗透膜器，反渗透膜器通过高压泵与保安过滤器连接，反渗透膜器与二级多介质过滤器连接；本发明达到有效去除核辐射废水中的泥沙、铁锈或其他大颗粒杂质，高效吸附核辐射废水中的放射性元素，获得无放射性净水的效果，并且在各个过滤装置均设置有监控装置，以此达到检测净化水是否达标。

Description

一种带有监控装置的核废水处理系统

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种带有监控装置的核废水处理系统。

背景技术

我国放射性废水按放射性活度高低分为高、中、低和弱放射性废水，废水来源包括核电站废水、铀矿选冶废水、乏燃料后处理废水以及医院、科研等单位产生的废水。铀矿选冶产生的废水主要含有的核素包括U、Ra以及微量的Po 和Pb210，属于低放射性废水。核电站废水主要包括主设备和辅助设备排空水、反应堆排放水、第二回路废水、清洗废液、离子交换装置再生废水和专用洗涤水等，主要为中低放射性废水，上述核废水放射性浓度都很高，危险性极大。

目前核废水的处理方法主要有离子交换法和蒸发浓缩法。

离子交换法：许多放射性核素在水中呈离子状态，特别是经过化学沉淀处理后的放射性废水，由于除去了悬浮的和胶体的放射性核素，剩下的几乎是呈离子状态的核素，其中大多数是阳离子。并且放射性核素在水中是微量存在的，因而很适合离子交换处理，并且在没有非放射性离子干扰的情况下，离子交换能够长时间有效工作。大多数阳离子交换树脂对放射性锶有高的去除能力和大的交换容量；酚醛型阳树脂能有效去除放射性铯，大孔型阳树脂不仅能去除放射性阳离子，还能通过吸附去除以胶体形式存在的锆、铌、钴和以络合物形式存在的钌等。但是，该法存在一个较致命的弱点，当废液中放射性核素或非放射性离子含量较高时，树脂床很快会穿透而失效，而通常处理放射性废水的树脂是不进行再生处理的，所以一旦失效应立即更换。

蒸发浓缩法：将放射性废水送入蒸发装置，同时导入加热蒸汽将水蒸发成水蒸气，而放射性核素则留在水中。蒸发过程中形成的凝结水排放或回用，浓缩液则进一步进行固化处理。蒸发浓缩法不适合处理含有挥发性核素和易起泡沫的废水；热能消耗大，运行成本较高；同时在设计和运行时还要考虑腐蚀、结垢、爆炸等潜在威胁。

且在净化的过程中由于缺乏监控装置，导致无法得知净化的效果，进而无法判断净化是否达标。

发明内容

本发明的目的在于针对背景技术中的缺陷，提出一种带有监控装置的核废水处理系统，达到有效去除核辐射废水中的泥沙、铁锈或其他大颗粒杂质，高效吸附核辐射废水中的放射性元素，获得无放射性净水的效果，并且在各个过滤装置均设置有监控装置，以此达到检测净化水是否达标。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种带有监控装置的核废水处理系统，包括通过流通管依次连接的初期过滤装置、中期过滤装置和后期过滤装置，所述初期过滤装置包括废水箱和第一过滤器，所述废水箱通过提升泵与所述第一过滤器连接；所述中期过滤装置包括第二过滤器、一级多介质过滤器和保安过滤器，所述第二过滤器分别连通所述第一过滤器和一级多介质过滤器，所述一级多介质过滤器与所述保安过滤器连接；所述后期过滤装置包括二级多介质过滤器和反渗透膜器，所述反渗透膜器通过高压泵与所述保安过滤器连接，所述反渗透膜器与所述二级多介质过滤器连接；

还包括监控装置，所述监控装置包括原水检测组件、纯水检测组件和控制单元，所述原水检测组件和纯水检测组件分别与所述控制单元连接；

所述原水检测组件设置有多个，均与所述第一过滤器、第二过滤器、一级多介质过滤器和保安过滤器相互连接，所述反渗透膜器与所述纯水检测组件相互连接。

优选的，所述原水检测组件和纯水检测组件均包括检测探头、原水箱和控制器，每个过滤器件流向下一个过滤器件的所述流通管均开设有分支管道连通所述原水箱；

每一组所述原水检测组件仅设置有一个所述检测探头，所述纯水检测组件设置有多个所述检测探头；

所述检测探头用于检测所述原水箱中的水的水质，并将水质检测值发送给所述控制器。

优选的，所述控制单元包括控制芯片，所述控制芯片与所述控制器相互连接；

所述控制器接收所述检测探头发送的水质检测值并发送给所述控制芯片。

优选的，所述监控装置还包括通讯模块，所述控制单元还包括数据线路；

所述控制芯片通过数据线路与所述通讯模块进行数据传输，将水质检测值通过所述数据线路传输给所述通讯模块。

优选的，所述检测探头包括但不限于TDS检测探头、电导率检测探头、浊度检测探头、余氯总氯检测探头和PH监测探头。

优选的，所述一级多介质过滤器的过滤介质为沸石；

所述第二过滤器为活性炭过滤器，其过滤介质为活性炭；

所述二级多介质过滤器的过滤介质为沸石与活性炭。

优选的，所述保安过滤器的过滤介质包括但不限于pp棉和滤带。

优选的，所述二级多介质过滤器与所述第二过滤器单向连通，连通方向为所述二级多介质过滤器到所述第二过滤器；

所述二级多介质过滤器通过排水泵与所述废水箱连接；

所述第二过滤器、一级多介质过滤器和保安过滤器分别通过支管与所述排水泵连接。

优选的，所述第一过滤器包括但不限于膜片过滤器和叠片过滤器。

优选的，所述反渗透膜器还连接有净水箱。

有益效果：本发明采用吸附+膜分离法组合式处理工艺，利用叠片过滤器过滤特性，有效去除核辐射废水中的泥沙、铁锈或其他大颗粒杂质，保护后续处理单元元器件；然后多介质过滤器，可高效吸附核辐射废水中的放射性元素；然后，废水通过膜分离系统，分离出废水中的放射性重金属元素，获得无放射性净水。膜分离浓水进入二级多介质吸附器循环系统循环处理。整个处理流程合理适用于产业化，并且处理性能高效，去除效果明显；并对每个过滤装置过滤完的水进行检测，比较每次过滤后的水质指标，通过指标判断过滤效果。

附图说明

图1是本发明的核废水处理系统的模块示意图；

图2是本发明的核废水处理系统的结构示意图。

其中：废水箱1、提升泵2、第一过滤器3、第二过滤器4、一级多介质过滤器5、保安过滤器6、高压泵7、二级多介质过滤器8、反渗透膜器9、净水箱 10、排水泵11、监控装置12、原水检测组件13、原水箱131、检测探头132、控制器133、纯水检测组件14、控制单元15、控制芯片151、数据线路152、通讯模块16。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本实施例的一种带有监控装置的核废水处理系统，如图2所示，包括初期过滤装置、中期过滤装置和后期过滤装置，所述初期过滤装置包括废水箱1和第一过滤器3，所述中期过滤装置包括第二过滤器4、一级多介质过滤器5和保安过滤器6；所述后期过滤装置包括二级多介质过滤器8和反渗透膜器9；

如图1所示，系统还包括监控装置12，所述监控装置12包括原水检测组件 13、纯水检测组件14和控制单元15，所述原水检测组件13和纯水检测组件14 分别与所述控制单元15连接；

所述原水检测组件13设置有多个，均与所述第一过滤器、第二过滤器、一级多介质过滤器和保安过滤器相互连接，所述反渗透膜器与所述纯水检测组件 14相互连接。

所述原水检测组件13和纯水检测组件14均包括检测探头132、原水箱131 和控制器133，每个过滤器件流向下一个过滤器件的所述流通管均开设有分支管道连通所述原水箱131；

每一组所述原水检测组件13仅设置有一个所述检测探头132，所述纯水检测组件14设置有多个所述检测探头132；

所述检测探头132用于检测所述原水箱131中的水的水质，并将水质检测值发送给所述控制器133。

所述控制单元15包括控制芯片151，所述控制芯片151与所述控制器133 相互连接；

所述控制器133接收所述检测探头132发送的水质检测值并发送给所述控制芯片151。

所述监控装置12还包括通讯模块16，所述控制单元15还包括数据线路152；

所述控制芯片151通过数据线路152与所述通讯模块16进行数据传输，将水质检测值通过所述数据线路152传输给所述通讯模块16。

所述检测探头132包括但不限于TDS检测探头、电导率检测探头、浊度检测探头、余氯总氯检测探头和PH检测探头。

所述初期过滤装置、中期过滤装置和后期过滤装置中的每一个过滤器均通过所述流通管依次连接，每个过滤器件流向下一个过滤器件的所述流通管均开设有分支管道连通所述原水箱131，比如利用原水检测组件13进行检测，第一过滤器3过滤完后的水大部分通过流通管流通至第二过滤器4，小部分通过分支管道流通至原水箱131内，作为所述第一过滤器3过滤完后的原水，并对其进行检测，首先利用所述检测探头132对原水进行检测，检测探头132根据水质检测种类进行更换，如检测TDS则更换TDS检测探头132，也可采用TDS检测笔进行检测，检测出某一项水质检测值后，发送给控制器133，所述控制器133内嵌有判断装置并设定有预设值，利用判断装置判断水质检测值与预设值，判断装置为现有技术，水质检测值大于预设值时，控制器133再将水质检测值发送给控制芯片151，所述控制芯片151通过数据线路152将水质检测值发送给通讯模块16，通讯模块16外接显示终端，如常规的显示器，在显示终端上显示出每一个过滤器过滤后的水质检测值，通过对每一次过滤后的水进行检测，可以判断出哪个过滤器的过滤效果最好，并且达到实时监控的效果。

所述纯水检测组件14则与所述反渗透膜器进行连接，所述反渗透膜器作为最终过滤步骤，其最后出来的水为最终纯水，利用纯水检测组件14进行检测判断最终过滤后的水是否达标，符合可用水的水质标准。

由于纯水最终检测的项目较多，因此设置多个检测探头132同时检测，而每一组原水检测组件13仅检测每一次过滤之后的水，并非最终纯水，因此可用于单独检测一项水质检测项目。

所述废水箱1通过提升泵2与所述第一过滤器3连接；所述第二过滤器4 分别连通所述第一过滤器3和一级多介质过滤器5，所述一级多介质过滤器5与所述保安过滤器6连接；所述反渗透膜器9通过高压泵7与所述保安过滤器6 连接，所述反渗透膜器9与所述二级多介质过滤器8连接，所述二级多介质过滤器8与所述第二过滤器4单向连通，连通方向为所述二级多介质过滤器8到所述第二过滤器4，所述二级多介质过滤器8通过排水泵11与所述废水箱1连接，所述第二过滤器4、一级多介质过滤器5和保安过滤器6分别通过支管与所述排水泵11连接。

在本实施例中，废水箱1存储有大量核废水，通过所述提升泵2将所述废水箱1里的核废水泵压至所述第一过滤器3，在本实施例中，所述第一过滤器3 采用膜片过滤器或者叠片过滤器等现有技术中的过滤装置，核废水经过所述第一过滤器3过滤，然后再流向所述第二过滤器4，所述第一过滤器3的主要作用是过滤掉核废水中掺杂的泥沙、铁锈等大颗粒杂质，过滤掉大颗粒杂质的核废水再流经第二过滤器4，所述第二过滤器4的过滤介质采用活性炭，所述第二过滤器4内部结构分为上下两层，第一层设置有颗粒状活性炭，第二层设置有粉末状活性炭，第一层颗粒状活性炭主要过滤掉第一过滤器3中未完全过滤的大颗粒杂质，第二层粉末状用于过滤掉核废水中悬浮的杂质，经过两层活性炭过滤后的核废水流至一级多介质过滤器5，所述一级多介质过滤器5中主要设置的过滤物为沸石，沸石内部具备有晶体结构，这些晶体结构形成很多空腔，在这些空腔内存在有很多水分子，在遇到高温时会被排出，但是并不会破坏沸石内部的晶体结构，排空水分子后的沸石可以吸附核废水中的污染物，同时为了让沸石可以排空内部晶体结构的水分子重新吸收污染物，需要对一级多介质过滤器5中的核废水进行加热，因此在所述一级多介质过滤器5内部设置有加热棒，所述加热棒为插电式加热棒。

在经过所述一级多介质过滤器5的过滤后，核废水流至所述保安过滤器6，所述保安过滤器6的过滤介质主要为PP棉和滤带，用于过滤掉在所述第一过滤器3和一级多介质过滤器5中带出来的活性炭粉末和沸石粉末，然后再经过所述高压泵7的压取，来到所述反渗透膜器9，反渗透技术对中低浓度放射性废水处理具有浓缩和深度净化的功能，对于中低浓度的放射性废水，采用2级反渗透净化，且由于没有耐辐射的特种膜元件，因此需要经常性更换反渗透膜，本实施例所用反渗透膜器9为现有技术，但是由于反渗透膜器9为筒状物，因此在该筒状物的顶部开设有闸门，方便打开所述闸门可以取出并更换新的反渗透膜。

经过反渗透膜器9的过滤后得到最终的符合标准的纯净水，排至所述净水箱10内，对于经过所述反渗透膜器9过滤后剩下的废水会经过所述二级多介质过滤器8，所述二级多介质过滤器8的过滤介质为活性炭和沸石的混合物，利用该混合物彻底对核废水中存在的杂质进行过滤。

对于所述二级多介质过滤器8过滤后的剩下的废水通过所述排水泵11排至所述废水箱1，同样的，所述第二过滤器4、一级多介质过滤器5和保安过滤器6同样分出多条支管连通至所述排水泵11，将过滤后的废水排放至所述废水箱1，经过二次循环处理，实现最大程度上的将废水净化。

本实施例中，输送废水到各个过滤装置均通过管道运输，管道均由耐腐蚀材料制作而成，防止在运输中管道破裂，导致废水泄露。

在本发明中，还可通过PLC控制系统来控制各个过滤装置的自动化启停等， PLC控制系统与现有技术并无差别。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带有监控装置的核废水处理系统，其特征在于：包括通过流通管依次连接的初期过滤装置、中期过滤装置和后期过滤装置，所述初期过滤装置包括废水箱和第一过滤器，所述废水箱通过提升泵与所述第一过滤器连接；所述中期过滤装置包括第二过滤器、一级多介质过滤器和保安过滤器，所述第二过滤器分别连通所述第一过滤器和一级多介质过滤器，所述一级多介质过滤器与所述保安过滤器连接；所述后期过滤装置包括二级多介质过滤器和反渗透膜器，所述反渗透膜器通过高压泵与所述保安过滤器连接，所述反渗透膜器与所述二级多介质过滤器连接；

还包括监控装置，所述监控装置包括原水检测组件、纯水检测组件和控制单元，所述原水检测组件和纯水检测组件分别与所述控制单元连接；

所述原水检测组件设置有多个，均与所述第一过滤器、第二过滤器、一级多介质过滤器和保安过滤器相互连接，所述反渗透膜器与所述纯水检测组件相互连接。

2.根据权利要求1所述一种带有监控装置的核废水处理系统，其特征在于：

所述原水检测组件和纯水检测组件均包括检测探头、原水箱和控制器，每个过滤器件流向下一个过滤器件的所述流通管均开设有分支管道连通所述原水箱；

每一组所述原水检测组件仅设置有一个所述检测探头，所述纯水检测组件设置有多个所述检测探头；

所述检测探头用于检测所述原水箱中的水的水质，并将水质检测值发送给所述控制器。

3.根据权利要求2所述一种核废水处理装置，其特征在于：

所述控制单元包括控制芯片，所述控制芯片与所述控制器相互连接；

所述控制器接收所述检测探头发送的水质检测值并发送给所述控制芯片。

4.根据权利要求3所述一种带有监控装置的核废水处理系统，其特征在于：

所述监控装置还包括通讯模块，所述控制单元还包括数据线路；

所述控制芯片通过数据线路与所述通讯模块进行数据传输，将水质检测值通过所述数据线路传输给所述通讯模块。

5.根据权利要求2所述一种带有监控装置的核废水处理系统，其特征在于：

所述检测探头包括但不限于TDS检测探头、电导率检测探头、浊度检测探头、余氯总氯检测探头和PH监测探头。

6.根据权利要求1所述一种带有监控装置的核废水处理系统，其特征在于：

所述一级多介质过滤器的过滤介质为沸石；

所述第二过滤器为活性炭过滤器，其过滤介质为活性炭；

所述二级多介质过滤器的过滤介质为沸石与活性炭。

7.根据权利要求1所述一种带有监控装置的核废水处理系统，其特征在于：

所述保安过滤器的过滤介质包括但不限于pp棉和滤带。

8.根据权利要求1所述一种带有监控装置的核废水处理系统，其特征在于：

所述二级多介质过滤器与所述第二过滤器单向连通，连通方向为所述二级多介质过滤器到所述第二过滤器；

所述二级多介质过滤器通过排水泵与所述废水箱连接；

所述第二过滤器、一级多介质过滤器和保安过滤器分别通过支管与所述排水泵连接。

9.根据权利要求1所述一种带有监控装置的核废水处理系统，其特征在于：

所述第一过滤器包括但不限于膜片过滤器和叠片过滤器。

10.根据权利要求1所述一种带有监控装置的核废水处理系统，其特征在于：

所述反渗透膜器还连接有净水箱。

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