CN112441639A - 一种实现放射性含氟废水零排放的工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于放射性三废处理技术领域，具体涉及一种实现放射性含氟废水零排放的工艺方法，包括预热、蒸发浓缩、喷雾干燥以及尾气处理及粉末收集步骤。本发明的技术方案不需要添加试剂，无二次污染；废水处理后收集的水可循环使用；将废水中的盐类干燥成粉末，实现固体废物最小化。

Description

一种实现放射性含氟废水零排放的工艺方法
技术领域
本发明属于放射性三废处理技术领域，具体涉及一种实现放射性含氟废水零排放的工艺方法。
背景技术
传统的放射性含氟废水的除氟方法为消石灰沉淀法：利用消石灰中的钙离子，将废水中的氟离子转化成氟化钙不溶物从废水中分离出来，实现氟离子去除，同时载带去除废水中微量的放射性物质铀。
受到氟化钙溶解度的限制，导致消石灰沉淀后产生的沉淀母液中氟化钙含量高，难以达到排放要求，不能满足日益严苛的环保要求，同时消石灰沉淀法存在试剂耗量大、过滤困难、自动化水平低、劳动强度大的问题。
因此，亟待提供一种改进的放射性含氟废水处理工艺，解决现有技术中存在的氟化钙不溶物难以从废水中彻底分离且处理后的废水不能循环使用的缺点。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种实现放射性含氟废水零排放的工艺方法，达到节能减排、废物最小化的目的。
本发明所采取的技术方案为：
一种实现放射性含氟废水零排放的工艺方法，包括如下步骤：
步骤一：预热：利用预热系统的蒸汽将放射性含氟废水预热至80℃；
步骤二：蒸发浓缩：
(a)蒸发：
经过步骤一的放射性废水进入强制循环蒸发浓缩系统与循环料液混合，其中强制循环蒸发浓缩系统主要由强制循环泵、加热器和蒸发结晶器组成，混合后的料液在强制循环泵的作用下以2m/s的流速满管流过强制循环蒸发浓缩系统中的加热器进行热交换；受热后的料液进入强制循环蒸发浓缩系统中的蒸发结晶器；料液在旋转上升的过程中逐渐浓缩富集；与此同时浓缩液中的晶体颗粒逐渐长大至毫米级以上；当料液上升至接近液面时开始迅速闪蒸，闪蒸后的料液由饱和变为过饱和，同时会有部分晶体析出；析出的晶体在强制循环系统中进行沉降、富集；
(b)浓缩：
所述步骤(a)中析出的晶体经过6～8小时的强制循环后，完成蒸发浓缩过程，产生的浓缩液送往喷雾干燥系统进一步处理，其中喷雾干燥系统包括进料泵、喷雾干燥塔、旋风分离器、布袋除尘器和水膜除尘器；步骤(a)中闪蒸后气相中载带的粒径≤10μm的液滴经蒸发结晶器中设置的除沫器进一步净化后，由蒸汽压缩机进行加压、升温后返回预热系统循环利用。
步骤三：喷雾干燥：
将步骤二(b)中蒸发浓缩产生的浓缩液，在进料泵的作用下引入喷雾干燥塔内进行雾化处理；雾化后的料液与喷雾干燥塔底部的热空气进行充分的热交换后，使水分瞬间蒸发汽化，实现水汽与盐分的分离；
步骤四：尾气处理及粉末收集：
步骤三产生的盐类以固体粉料的形式存在，依次经过旋风分离器、布袋除尘器并通过桶装收集；步骤三中产生的尾气由引风机抽出，经水膜除尘器净化后排出。
进一步地，步骤一中采用两级预热模式：首先利用步骤二蒸发浓缩阶段产生的蒸汽冷凝水的热量对废水进行初次加热，使废水升温至65～68℃；再利用蒸汽对废水进行二次加热至80℃。
本发明提供的实现放射性含氟废水零排放的工艺方法，采用“蒸发浓缩+喷雾干燥”的技术路线，克服了传统工艺中的缺点，具有以下技术效果：
1、将放射性含氟废水中的铀、氟处理至满足GB8978-1996排放标准要求；
2、不需要添加试剂，无二次污染；
3、废水处理后收集的水可循环使用、节约资源；
4、将废水中的盐类干燥成粉末，实现固体废物最小化；
5、实现了处理后废水的循环利用；
6、全过程实现了自动化，降低了劳动强度。
附图说明
图1为实现放射性含氟废水零排放的工艺方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明提供了一种实现放射性含氟废水零排放的工艺方法，包括如下步骤：
步骤一：预热：利用预热系统的蒸汽将放射性含氟废水预热至80℃；
步骤二：蒸发浓缩：
(a)蒸发：
经过步骤一的放射性废水进入强制循环蒸发浓缩系统与循环料液混合，其中强制循环蒸发浓缩系统主要由强制循环泵、加热器和蒸发结晶器组成，混合后的料液在强制循环泵的作用下以2m/s的流速满管流过强制循环蒸发浓缩系统中的加热器进行热交换；受热后的料液进入强制循环蒸发浓缩系统中的蒸发结晶器；料液在旋转上升的过程中逐渐浓缩富集；与此同时浓缩液中的晶体颗粒逐渐长大至毫米级以上；当料液上升至接近液面时开始迅速闪蒸，闪蒸后的料液由饱和变为过饱和，同时会有部分晶体析出；析出的晶体在强制循环系统中进行沉降、富集；
(b)浓缩：
所述步骤(a)中析出的晶体经过6～8小时的强制循环后，完成蒸发浓缩过程，产生的浓缩液送往喷雾干燥系统进一步处理，其中喷雾干燥系统包括进料泵、喷雾干燥塔、旋风分离器、布袋除尘器和水膜除尘器；步骤(a)中闪蒸后气相中载带的粒径≤10μm的液滴经蒸发结晶器中设置的除沫器进一步净化后，由蒸汽压缩机进行加压、升温后返回预热系统循环利用。
步骤三：喷雾干燥：
将步骤二(b)中蒸发浓缩产生的浓缩液，在进料泵的作用下引入喷雾干燥塔内进行雾化处理；雾化后的料液与喷雾干燥塔底部的热空气进行充分的热交换后，使水分瞬间蒸发汽化，实现水汽与盐分的分离；
步骤四：尾气处理及粉末收集：
步骤三产生的盐类以固体粉料的形式存在，依次经过旋风分离器、布袋除尘器并通过桶装收集；步骤三中产生的尾气由引风机抽出，经水膜除尘器净化后排出。
进一步地，步骤一中采用两级预热模式：首先利用步骤二蒸发浓缩阶段产生的蒸汽冷凝水的热量对废水进行初次加热，使废水升温至65～68℃；再利用蒸汽对废水进行二次加热至80℃。
利用本方法处理约200m3的放射性含氟废水，在不消耗任何试剂的前提下，将废水中[U]～190μg/L、[F]～4.0g/L，处理至[U]≤0.2μg/L、[F]≤0.4g/L，处理后废水中铀、氟离子含量均满足污水综合排放标准GB8978-1996中的要求，实现了处理后废水的循环利用，同时产生固体废物的量约是原有消石灰生产工艺的15％，实现废物最小化。
本发明提供的实现放射性含氟废水零排放的工艺方法，采用“蒸发浓缩+喷雾干燥”的技术路线，克服了传统工艺中的缺点，具有以下技术效果：
1、将放射性含氟废水中的铀、氟处理至满足GB8978-1996排放标准要求；
2、不需要添加试剂，无二次污染；
3、废水处理后收集的水可循环使用、节约资源；
4、将废水中的盐类干燥成粉末，实现固体废物最小化；
5、实现了处理后废水的循环利用；
6、全过程实现了自动化，降低了劳动强度。

Claims (3)

1.一种实现放射性含氟废水零排放的工艺方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)步骤一：预热：利用预热系统的蒸汽将放射性含氟废水预热至80℃；
(2)步骤二：蒸发浓缩：
a)蒸发：
经过步骤一的放射性废水进入强制循环蒸发浓缩系统与循环料液混合，其中强制循环蒸发浓缩系统由强制循环泵、加热器和蒸发结晶器组成，混合后的料液在强制循环泵的作用下以2m/s的流速满管流过强制循环蒸发浓缩系统中的加热器进行热交换；受热后的料液进入强制循环蒸发浓缩系统中的蒸发结晶器；料液在旋转上升的过程中逐渐浓缩富集；与此同时浓缩液中的晶体颗粒逐渐长大至毫米级以上；当料液上升至接近液面时开始迅速闪蒸，闪蒸后的料液由饱和变为过饱和，同时会有部分晶体析出；析出的晶体在强制循环系统中进行沉降、富集；
b)浓缩：
所述步骤a)中析出的晶体经过6～8小时的强制循环后，完成蒸发浓缩过程，产生的浓缩液送往喷雾干燥系统进一步处理，其中喷雾干燥系统包括进料泵、喷雾干燥塔、旋风分离器、布袋除尘器和水膜除尘器；步骤a)中闪蒸后气相中载带的粒径≤10μm的液滴经蒸发结晶器中设置的除沫器进一步净化后，由蒸汽压缩机进行加压、升温后返回预热系统循环利用；
(3)步骤三：喷雾干燥：
将步骤二b)中蒸发浓缩产生的浓缩液，在进料泵的作用下引入喷雾干燥塔内进行雾化处理；雾化后的料液与喷雾干燥塔底部的热空气进行充分的热交换后，使水分瞬间蒸发汽化，实现水汽与盐分的分离；
(4)步骤四：尾气处理及粉末收集：
步骤三产生的盐类以固体粉料的形式存在，依次经过旋风分离器、布袋除尘器并通过桶装收集；步骤三中产生的尾气由引风机抽出，经水膜除尘器净化后排出。
2.如权利要求1所述的实现放射性含氟废水零排放的工艺方法，其特征在于：所述步骤一中采用两级预热模式：首先利用步骤二蒸发浓缩阶段产生的蒸汽冷凝水的热量对废水进行初次加热，使废水升温至65～68℃；再利用蒸汽对废水进行二次加热至80℃。
3.如权利要求1所述的实现放射性含氟废水零排放的工艺方法，其特征在于：所述步骤二b)中喷雾干燥塔的塔体温度通过电加热以及蒸汽伴热控制在180～220℃。
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