CN113053552A - 用于非工艺放射性废水预处理的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于非工艺放射性废水预处理的方法及装置，包括以下步骤：1)将非工艺放射性废水由供料槽输送至高效液体过滤器，直到充满液体；2)非工艺放射性废水通过高效液体过滤器内的滤芯，将滤液输送返回供料槽，如此循环，在滤芯表面形成预涂敷层，构成深层过滤，预涂敷层用于拦截过滤更细小的颗粒；3)将供料槽内的非工艺放射性废水再次输送到高效液体过滤器，固体颗粒被拦截在滤芯上，过滤处理后的放射性滤液输送到滤液收集槽收集；4)滤芯上的固体颗粒积累形成预设厚度的滤饼，高效液体过滤器进出口压差达到预设值，过滤完毕，停止过滤。该发明二次废物体积小，最终产生的废滤芯几乎不沾污放射性成分，便于后续处理处置。
Description
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种用于非工艺放射性废水预处理的方法及装置。
背景技术
放射性废水的处理技术主要有蒸发、离子交换或膜处理技术等。这些技术用于去除放射性废水中放射性核素之前，应尽量去除放射性废水中非放的固体颗粒物等杂质，尤其是处理非工艺放射性废水时，否则会影响工艺设备的正常安全稳定运行。非工艺废水中含有大量非放射性固体颗粒等杂质，例如泥沙等。在蒸发浓缩过程中，放射性废水中的固体颗粒物，例如泥沙在蒸发过程中进一步浓缩累积，造成浓缩液排料过程中堵塞在蒸发器下出料口、出口管道及阀门处，严重影响了蒸发器出料及后续蒸发器正常运行。固体颗粒物对离子交换或膜处理设备也存在严重的影响，甚至使其不能正常运行。
为了保证放射性废水处理工艺设备的使用寿命，保证工艺设备正常安全稳定运行，减少放射性废物的产生量，非工艺放射性废水处理之前需要对废水进行预处理，预处理工艺目的是在主要处理工艺之前，尽量去除放射性废水中非放固体颗粒物等。然后通过后续主要处理工艺再去除放射性核素离子。
常用的非工艺放射性废水预处理工艺有化学凝聚沉淀、过滤等。化学凝聚沉淀会产生大量二次废物——放射性泥浆，后续处理处置困难；目前放射性废水预处理常用的过滤工艺设备有管道过滤器、布袋过滤器等，运行经验表明：管道过滤器或布袋过滤器等容易堵塞，滤芯更换频次高，二次废物是含有放射性废水的泥浆，二次放射性废物体积大、数量多，后续处理处置难度大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种用于非工艺放射性废水预处理的方法及装置，过滤精度高，对非工艺放射性废水中的固体颗粒物去除率高。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是提供一种用于非工艺放射性废水预处理的方法，包括以下步骤：
1)将非工艺放射性废水由供料槽输送至高效液体过滤器，直到高效液体过滤器内充满液体；
2)在高效液体过滤器内，非工艺放射性废水通过高效液体过滤器内的滤芯，将滤液输送返回供料槽，如此循环，在高效液体过滤器内的滤芯表面形成预涂敷层，构成深层过滤，相对于滤芯过滤而言，预涂敷层用于拦截过滤更细小的颗粒；
3)将供料槽内的非工艺放射性废水再次输送到高效液体过滤器，非工艺放射性废水中的固体颗粒被拦截在高效液体过滤器的滤芯上，过滤处理后的放射性滤液输送到滤液收集槽收集；
4)当高效液体过滤器滤芯上的固体颗粒积累形成预设厚度的滤饼，高效液体过滤器进出口压差达到预设值，过滤完毕，停止过滤。
非工艺放射性废水包括核设施橙区设备表面去污水、橙区地面去污水、超标的淋浴水和超标的洗衣水。
优选的是，所述步骤4)中高效液体过滤器的进出口压差为50～500kPa。
优选的是，所述步骤4)之后还包括以下步骤：
5)向高效液体过滤器内通入压缩空气，对滤饼进行吹扫、干燥，压缩空气穿过高效液体过滤器的滤芯，从高效液体过滤器的干燥气出口排出，再经由气液分离器除去干燥过后气体里面的水分，向高效液体过滤器内持续通入压缩空气对滤饼进行干燥，直到获得达到预设含水率要求的滤饼；
6)高效液体过滤器内的压力由其顶部干燥气出口排出，打开其底部排渣阀，准备排渣，通入压缩空气对高效液体过滤器的滤芯进行反吹，反吹结束后将振碎后的滤饼由高效液体过滤器的滤饼下料口送至滤饼收集桶收集。
优选的是，所述步骤5)之后还包括步骤i)将经过气液分离器进行气液分离后的液体输送到供料槽内。
优选的是，所述步骤5)中滤饼干燥时间为5min～50min。
优选的是，高效液体过滤器的滤芯过滤精度为5～50μm。
优选的是，气液分离器滤芯的过滤精度1～5μm。
本发明还提供一种上述的用于非工艺放射性废水预处理的方法所用的装置，包括：
高效液体过滤器，其滤芯用于在其上形成预涂覆层，还用于非工艺放射性废水的过滤，高效液体过滤器包括：进料口、废水返回口、滤液出口，滤液出口用于排出滤液；
供料槽，包括：供料槽第一入口、供料槽第二入口、供料槽出口，供料槽第一入口用于通入非工艺放射性废水，供料槽出口与进料口连接，供料槽第二入口与废水返回口连接，非工艺放射性废水由供料槽第一入口进入供料槽内，经由供料槽出口排出再经由进料口进入高效液体过滤器内通过滤芯，滤液通过废水返回口排出再经由供料槽第二入口进入供料槽内，如此循环，在高效液体过滤器内的滤芯表面形成预涂敷层，构成深层过滤，预涂敷层用于拦截过滤更细小的颗粒；
滤液收集槽，与滤液出口连接，滤液收集槽用于收集滤液。
优选的是，所述的装置，还包括：
气液分离器，与高效液体过滤器连接，向高效液体过滤器内通入压缩空气，对滤饼进行吹扫、干燥，压缩空气穿过高效液体过滤器的滤芯，从高效液体过滤器的干燥气出口排出，再经由气液分离器除去干燥过后气体里面的水分；
滤饼收集桶，与高效液体过滤器连接，高效液体过滤器内的压力由其顶部干燥气出口排出，打开其底部排渣阀，准备排渣，通入压缩空气对高效液体过滤器的滤芯进行反吹，反吹结束后将振碎后的滤饼由高效液体过滤器的滤饼下料口送至滤饼收集桶收集。
优选的是，气液分离器的液体出口与供料槽连接，气液分离器还用于将进行气液分离后的液体输送到供料槽内。
本发明采用了高效液体过滤器作为预处理的核心设备，来去除非工艺放射性废水中固体颗粒物等杂质。该发明二次废物体积小，最终产生的废滤芯几乎不沾污放射性成分，便于后续处理处置。
本发明中的用于非工艺放射性废水预处理的方法和装置，过滤精度高，对非工艺放射性废水中的固体颗粒物去除率高，去除率可达到98％以上，产生的滤渣含水率不超过40％，可以有效保证非工艺放射性废水后续处理工艺连续稳定运行，有效减少二次放射性废物产生量。与采用了化学沉淀、管道过滤器或布袋过滤器等预处理工艺相比，本发明所提供的方法稳定性更高、二次废物产生量更少、设备维修及维护更简单，更适用于处理核设施中非工艺放射性废水。
附图说明
图1是本发明实施例2中的用于非工艺放射性废水预处理的方法所用的装置的结构示意图。
图中：1-供料槽；2-高效液体过滤器；3-气液分离器；4-滤液收集槽；5-滤饼收集桶；6-供料槽第一入口；7-供料槽第二入口；8-供料槽出口；9-进料口；10-废水返回口；11-压缩空气干燥口；12-滤液出口；13-干燥气出口；14-滤饼下料口；15-压缩空气反吹口。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
实施例1
本实施例提供一种用于非工艺放射性废水预处理的装置，包括：
高效液体过滤器，其滤芯用于在其上形成预涂覆层，还用于非工艺放射性废水的过滤，高效液体过滤器包括：进料口、废水返回口、滤液出口，滤液出口用于排出滤液；
供料槽，包括：供料槽第一入口、供料槽第二入口、供料槽出口，供料槽第一入口用于通入非工艺放射性废水，供料槽出口与进料口连接，供料槽第二入口与废水返回口连接，非工艺放射性废水由供料槽第一入口进入供料槽内，经由供料槽出口排出再经由进料口进入高效液体过滤器内通过滤芯，滤液通过废水返回口排出再经由供料槽第二入口进入供料槽内，如此循环，在高效液体过滤器内的滤芯表面形成预涂敷层，构成深层过滤，预涂敷层用于拦截过滤更细小的颗粒；
滤液收集槽，与滤液出口连接，滤液收集槽用于收集滤液。
本实施例提供一种使用上述装置用于非工艺放射性废水预处理的方法，包括以下步骤：
1)将非工艺放射性废水由供料槽输送至高效液体过滤器，直到高效液体过滤器内充满液体；
2)在高效液体过滤器内，非工艺放射性废水通过高效液体过滤器内的滤芯，将滤液输送返回供料槽，如此循环，在高效液体过滤器内的滤芯表面形成预涂敷层，构成深层过滤，相对于滤芯过滤而言，预涂敷层用于拦截过滤更细小的颗粒；
3)将供料槽内的非工艺放射性废水再次输送到高效液体过滤器，非工艺放射性废水中的固体颗粒被拦截在高效液体过滤器的滤芯上，过滤处理后的放射性滤液输送到滤液收集槽收集；
4)当高效液体过滤器滤芯上的固体颗粒积累形成预设厚度的滤饼，高效液体过滤器进出口压差达到预设值，过滤完毕，停止过滤。
本实施例中的用于非工艺放射性废水预处理的方法和装置，过滤精度高，对非工艺放射性废水中的固体颗粒物去除率高，去除率可达到98％以上，产生的滤渣含水率不超过40％，可以有效保证非工艺放射性废水后续处理工艺连续稳定运行，有效减少二次放射性废物产生量。与采用了化学沉淀、管道过滤器或布袋过滤器等预处理工艺相比，本实施例所提供的方法稳定性更高、二次废物产生量更少、设备维修及维护更简单，更适用于处理核设施中非工艺放射性废水。
实施例2
如图1所示，本实施例还提供一种用于非工艺放射性废水预处理的方法所用的装置，包括：
高效液体过滤器2，其滤芯用于在其上形成预涂覆层，还用于非工艺放射性废水的过滤，高效液体过滤器2包括：进料口9、废水返回口10、滤液出口12，滤液出口12用于排出滤液；
供料槽1，包括：供料槽第一入口6、供料槽第二入口7、供料槽出口8，供料槽第一入口6用于通入非工艺放射性废水，供料槽出口8与进料口9连接，供料槽第二入口7与废水返回口10连接，非工艺放射性废水由供料槽第一入口6进入供料槽1内，经由供料槽出口8排出再经由进料口9进入高效液体过滤器2内通过滤芯，滤液通过废水返回口10排出再经由供料槽第二入口7进入供料槽1内，如此循环，在高效液体过滤器2内的滤芯表面形成预涂敷层，构成深层过滤，预涂敷层用于拦截过滤更细小的颗粒；
滤液收集槽4，与滤液出口12连接，滤液收集槽4用于收集滤液。
优选的是，所述的装置，还包括：
气液分离器3，与高效液体过滤器2连接，向高效液体过滤器2内通入压缩空气，对滤饼进行吹扫、干燥，压缩空气穿过高效液体过滤器2的滤芯，从高效液体过滤器2的干燥气出口13排出，再经由气液分离器3除去干燥过后气体里面的水分；
滤饼收集桶5，与高效液体过滤器2连接，高效液体过滤器2内的压力由其顶部干燥气出口13排出，打开其底部排渣阀，准备排渣，通入压缩空气对高效液体过滤器2的滤芯进行反吹，反吹结束后将振碎后的滤饼由高效液体过滤器2的滤饼下料口14送至滤饼收集桶5收集。
具体的，本实施例中的高效液体过滤器2包括：压缩空气干燥口11、干燥气出口13、滤饼下料口14、压缩空气反吹口15，压缩空气干燥口11用于通入压缩空气进行吹扫干燥，干燥气出口13与气液分离器3连接，滤饼下料口14与滤饼收集桶5连接，压缩空气反吹口15用于通入压缩空气反吹滤芯。
优选的是，气液分离器3的液体出口与供料槽1连接，气液分离器3还用于将进行气液分离后的液体输送到供料槽1内。
非工艺放射性废水包括核设施橙区设备表面去污水、橙区地面去污水、超标的淋浴水和超标的洗衣水。
本实施例提供一种使用上述装置的用于非工艺放射性废水预处理的方法，包括以下步骤：
1)将非工艺放射性废水首先由供料槽1输送至高效液体过滤器2，非工艺放射性废水由进料口9进入，直到高效液体过滤器2内充满液体；
2)在高效液体过滤器2内，非工艺放射性废水由外向内通过高效液体过滤器2内的滤芯，将滤液通过废水返回口10输送返回供料槽1，如此循环，在高效液体过滤器2内的滤芯表面形成预涂敷层，构成深层过滤，相对于滤芯过滤而言，预涂敷层用于拦截过滤更细小的颗粒；
3)开启供料槽出口8与进料口9之间的管路上的进液泵，将供料槽1内的非工艺放射性废水再次输送到高效液体过滤器2，非工艺放射性废水中的固体颗粒被拦截在高效液体过滤器2的滤芯上，过滤处理后的放射性滤液通过滤液出口12排出，输送到滤液收集槽4收集，收集的滤液进行后续其它处理；
4)当高效液体过滤器2滤芯上的固体颗粒积累形成预设厚度的滤饼，高效液体过滤器2进出口压差达到程序预设值，过滤完毕，停止过滤；
5)向高效液体过滤器2内从压缩空气干燥口11通入压缩空气，对滤饼进行吹扫、干燥，压缩空气从高效液体过滤器2的滤芯的外表面穿过滤芯，从高效液体过滤器2的干燥气出口13排出，再经由气液分离器3除去干燥过后气体里面的水分，向高效液体过滤器2内持续通入压缩空气对滤饼进行干燥，直到获得达到预设含水率要求的滤饼；将经过气液分离器3进行气液分离后的液体输送到供料槽1内；
6)高效液体过滤器2内的压力由其顶部干燥气出口13排出，打开其底部的自控排渣阀，准备排渣，从压缩空气反吹口15通入压缩空气对高效液体过滤器2的滤芯进行反吹，反吹结束后将振碎后的滤饼由高效液体过滤器2的滤饼下料口14送至滤饼收集桶5收集。
优选的是，所述步骤1)中的高效液体过滤器2，拦截非工艺放射性废水中的固体颗粒物，放射性废水中固体颗粒物的重量浓度范围0.1～6％；
所述步骤3)中，收集的滤液进行后续其它处理包括：蒸发、离子交换、膜过滤，由于预处理去除了非工艺放射性废水中的固体颗粒物等杂质，从而保证后续处理工艺的连续稳定运行。
优选的是，所述步骤4)中高效液体过滤器2进出口压差的预设值为50～500kPa。
优选的是，所述步骤5)中滤饼干燥时间为5min～50min。
所述步骤5)中的气液分离器3用于拦截高效液体过滤器2排出的呼排气体中夹带的液滴，液滴返回供料槽1，避免液滴直接进入放射性呼排尾气，减少放射性废气中的液滴夹带。
优选的是，高效液体过滤器2的滤芯过滤精度为5～50μm，高效液体过滤器2的滤芯更换方便，更换的滤芯方便后续处理处置。
优选的是，气液分离器3滤芯的过滤精度1～5μm，气液分离器3滤芯更换后方便后续处理处置。
针对非工艺放射性废水的水质特征，本实施例采用了高效液体过滤器2作为预处理的核心设备，去除非工艺放射性废水中固体颗粒物等杂质。滤芯拦截的固体颗粒物形成滤饼，滤饼被吹扫、干燥，该实施例二次废物体积小，最终产生的废滤芯几乎不沾污放射性成分，便于后续处理处置，形成的滤渣易于后续处理。
具体的，本实施例中高效过滤器滤芯的过滤精度10～30微米。
采用同位素模拟上述的非工艺放射性废水，模拟废水中核素Cs和Sr的浓度均为50μg/L，核素浓度采用ICP-MS测定。
采用200目的石英砂配制模拟废水中的固体悬浮物，模拟废水中固体悬浮物重量浓度为2.2％。
步骤5)的滤饼干燥时间为5min。
通过上述方法经过高效液体过滤器2预处理后，滤液中核素浓度和过滤前模拟废水中的核素浓度相比基本不变，过滤后的滤液浊度为0.09～0.2NTU，固体悬浮物的去除率大于98.5％～99.5％，滤饼干燥20～30分钟，滤渣含水率20％～30％。
本实施例中的用于非工艺放射性废水预处理的方法和装置，过滤精度高，对非工艺放射性废水中的固体颗粒物去除率高，去除率可达到98％以上，产生的滤渣含水率不超过40％，可以有效保证非工艺放射性废水后续处理工艺连续稳定运行，有效减少二次放射性废物产生量。与采用了化学沉淀、管道过滤器或布袋过滤器等预处理工艺相比，本实施例所提供的方法稳定性更高、二次废物产生量更少、设备维修及维护更简单，更适用于处理核设施中非工艺放射性废水。
实施例3
本实施例提供一种用于非工艺放射性废水预处理的装置，与实施例2中的装置的区别为：
高效过滤器滤芯的过滤精度5～15微米。
本实施例提供一种使用上述装置用于非工艺放射性废水预处理的方法，与实施例2中的方法的区别为：
采用同位素模拟放射性废水，模拟废水中核素Cs和Sr的浓度均为50μg/L，核素浓度采用ICP-MS测定。
采用钛白粉和硅藻土配制模拟废水中的固体颗粒物，模拟废液中固体悬浮物重量浓度为0.5％。
步骤5)的滤饼干燥时间为25min。
经过高效液体过滤器预处理后，滤液中核素浓度和过滤前废水中的核素浓度相比基本不变，过滤后的滤液浊度为0.1～0.4NTU，固体悬浮物的去除率大于98％～99％；滤饼干燥15～30分钟，滤渣含水率25％～38％。
实施例4
本实施例提供一种用于非工艺放射性废水预处理的装置，与实施例2中的装置的区别为：
高效过滤器滤芯的过滤精度10～20微米。
本实施例提供一种使用上述装置用于非工艺放射性废水预处理的方法，与实施例2中的方法的区别为：
采用同位素模拟放射性废水，模拟废水中核素Cs和Sr的浓度均为50μg/L，核素浓度采用ICP-MS测定。
采用800目的石英砂配制模拟废水中的固体悬浮物，模拟废水中固体悬浮物重量浓度为5％。
步骤5)的滤饼干燥时间为50min。
经过高效液体过滤器预处理后，滤液中核素浓度和过滤前废水中的核素浓度相比基本不变，过滤后的滤液浊度为0.01～0.1NTU，固体悬浮物的去除率大于99％～99.8％；滤饼干燥20～40分钟，滤渣含水率20％～28％。
实施例5
本实施例提供一种用于非工艺放射性废水预处理的装置，与实施例2中的装置的区别为：
高效过滤器滤芯的过滤精度35～50微米。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于非工艺放射性废水预处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将非工艺放射性废水由供料槽输送至高效液体过滤器，直到高效液体过滤器内充满液体；
2)在高效液体过滤器内，非工艺放射性废水通过高效液体过滤器内的滤芯，将滤液输送返回供料槽，如此循环，在高效液体过滤器内的滤芯表面形成预涂敷层，构成深层过滤，预涂敷层用于拦截过滤更细小的颗粒；
3)将供料槽内的非工艺放射性废水再次输送到高效液体过滤器，非工艺放射性废水中的固体颗粒被拦截在高效液体过滤器的滤芯上，过滤处理后的放射性滤液输送到滤液收集槽收集；
4)当高效液体过滤器滤芯上的固体颗粒积累形成预设厚度的滤饼，高效液体过滤器进出口压差达到预设值，过滤完毕，停止过滤。
2.根据权利要求1所述的用于非工艺放射性废水预处理的方法，其特征在于，所述步骤4)中高效液体过滤器的进出口压差为50～500kPa。
3.根据权利要求1所述的用于非工艺放射性废水预处理的方法，其特征在于，所述步骤4)之后还包括以下步骤：
5)向高效液体过滤器内通入压缩空气，对滤饼进行吹扫、干燥，压缩空气穿过高效液体过滤器的滤芯，从高效液体过滤器的干燥气出口排出，再经由气液分离器除去干燥过后气体里面的水分，向高效液体过滤器内持续通入压缩空气对滤饼进行干燥，直到获得达到预设含水率要求的滤饼；
6)高效液体过滤器内的压力由其顶部干燥气出口排出，打开其底部排渣阀，准备排渣，通入压缩空气对高效液体过滤器的滤芯进行反吹，反吹结束后将振碎后的滤饼由高效液体过滤器的滤饼下料口送至滤饼收集桶收集。
4.根据权利要求3所述的用于非工艺放射性废水预处理的方法，其特征在于，所述步骤5)之后还包括步骤i)将经过气液分离器进行气液分离后的液体输送到供料槽内。
5.根据权利要求3所述的用于非工艺放射性废水预处理的方法，其特征在于，所述步骤5)中滤饼干燥时间为5min～50min。
6.根据权利要求1～5任意一项所述的用于非工艺放射性废水预处理的方法，其特征在于，高效液体过滤器的滤芯过滤精度为5～50μm。
7.根据权利要求1～5任意一项所述的用于非工艺放射性废水预处理的方法，其特征在于，气液分离器滤芯的过滤精度1～5μm。
8.一种权利要求1～7任意一项所述的用于非工艺放射性废水预处理的方法所用的装置，其特征在于，包括：
高效液体过滤器，其滤芯用于在其上形成预涂覆层，还用于非工艺放射性废水的过滤，高效液体过滤器包括：进料口、废水返回口、滤液出口，滤液出口用于排出滤液；
供料槽，包括：供料槽第一入口、供料槽第二入口、供料槽出口，供料槽第一入口用于通入非工艺放射性废水，供料槽出口与进料口连接，供料槽第二入口与废水返回口连接，非工艺放射性废水由供料槽第一入口进入供料槽内，经由供料槽出口排出再经由进料口进入高效液体过滤器内通过滤芯，滤液通过废水返回口排出再经由供料槽第二入口进入供料槽内，如此循环，在高效液体过滤器内的滤芯表面形成预涂敷层，构成深层过滤，预涂敷层用于拦截过滤更细小的颗粒；
滤液收集槽，与滤液出口连接，滤液收集槽用于收集滤液。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：
气液分离器，与高效液体过滤器连接，向高效液体过滤器内通入压缩空气，对滤饼进行吹扫、干燥，压缩空气穿过高效液体过滤器的滤芯，从高效液体过滤器的干燥气出口排出，再经由气液分离器除去干燥过后气体里面的水分；
滤饼收集桶，与高效液体过滤器连接，高效液体过滤器内的压力由其顶部干燥气出口排出，打开其底部排渣阀，准备排渣，通入压缩空气对高效液体过滤器的滤芯进行反吹，反吹结束后将振碎后的滤饼由高效液体过滤器的滤饼下料口送至滤饼收集桶收集。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，气液分离器的液体出口与供料槽连接，气液分离器还用于将进行气液分离后的液体输送到供料槽内。
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