CN114291920A - 核电站含联氨废液处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及核电站废液处理系统技术领域，公开了一种核电站含联氨废液处理方法，包括：获取待处理废液的废液体积和第一联氨浓度；根据废液体积和第一联氨浓度确定第一指定浓度的氧化剂的第一添加量；将第一添加量的氧化剂加入待处理废液，并加入催化剂，使催化剂在待处理废液中的浓度为第二指定浓度；同时使待处理废液的pH值处于预设pH范围；待待处理废液中的联氨与氧化剂反应第一指定时长后，获取待处理废液的第二联氨浓度；当第二联氨浓度小于预设排放阈值时，判定待处理废液的联氨浓度达标。本发明提供的方法可有效提升核电站含联氨废液的处理效率，大幅降低联氨的排放量，降低核电站含联氨废液排放对环境的影响。
Description
技术领域
本发明属于核电站废液处理系统技术领域，具体涉及一种核电站含联氨废液处理方法。
背景技术
联氨作为核电站二回路除氧剂、pH调节剂和蒸汽发生器(SG)保养液使用，故核电站在冲洗、保养、换水等操作中会产生大量含联氨废液，其主要包括调试期间设备冲洗水、系统停运期间的保养液和正常运行期间系统含联氨流体的疏排、泄漏，其中以SG保养液中的联氨浓度最高、总量相对集中。
联氨具有生态毒性，且在自然条件下分解速率极低，直接排放对环境具有长期潜在危害。因此，核电站含联氨废液排放前需要监测联氨浓度，联氨浓度达标后才可实施排放。
目前，含联氨废液处理方法通常采用的是空气静置接触法和曝气法，但该方法处理周期长，处理效率低，不能满足核电站含联氨废液排放工艺要求。然而一些核电站每年含联氨废液的平均排放量偏高，达到20-25kg/机组，远高于参考排放水平(0.4-1kg/机组)。因此，针对核电站含联氨废液处理技术的研究具有必要性和紧迫性，这不仅符合核电站运行的环保需求，也符合核电站科研创新的技术需求。
发明内容
针对现有的核电站含联氨废液排放量大且废液中联氨浓度偏高的问题，本发明提供了一种核电站含联氨废液处理方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
本发明提供了一种核电站含联氨废液处理方法，包括：
获取常规岛废液收集罐内待处理废液的废液体积和第一联氨浓度；
根据所述废液体积和所述第一联氨浓度确定第一指定浓度的氧化剂的第一添加量；
将所述第一添加量的氧化剂加入所述待处理废液，并加入催化剂，使所述催化剂在所述待处理废液中的浓度为第二指定浓度；同时使所述待处理废液的pH值处于预设pH范围；
待所述待处理废液中的联氨与所述氧化剂反应第一指定时长后，获取所述待处理废液的第二联氨浓度；
当所述第二联氨浓度小于预设排放阈值时，判定所述待处理废液的联氨浓度达标。
优选的，将所述第一添加量的氧化剂加入所述待处理废液，使得所述氧化剂在所述待处理废液中的浓度为所述第一联氨浓度的2-3倍。
优选的，所述氧化剂为双氧水；所述催化剂为水溶性铜盐。
优选的，所述第二指定浓度为0.05mg/kg-0.5mg/kg。
优选的，所述预设pH范围为6-10.5。
优选的，所述第一指定时长为1小时-5小时。
优选的，所述第二联氨浓度的排放阈值为2.5mg/kg。
优选的，所述联氨与所述氧化剂反应的温度为20℃-30℃，压强为0.08MPa-0.12MPa。
优选的，所述核电站含联氨废液处理方法还包括：
当所述第二联氨浓度大于或等于所述预设排放阈值时，判定所述待处理废液的联氨浓度不达标；
根据所述废液体积和所述第二联氨浓度确定所述氧化剂的第二添加量；
将所述第二添加量的氧化剂加入所述待处理废液，并加入催化剂，使所述催化剂在所述待处理废液中的浓度为第三指定浓度；同时使所述待处理废液的pH值处于所述预设pH范围；
待所述待处理废液中的联氨与所述氧化剂反应第二指定时长后，获取所述待处理废液的第三联氨浓度；
当所述第三联氨浓度小于所述预设排放阈值时，判定所述待处理废液的联氨浓度达标。
优选的，将所述第二添加量的氧化剂加入所述待处理废液，使得所述氧化剂在所述待处理废液中的浓度为第二联氨浓度的2-3倍。
优选的，所述第三指定浓度为0.05mg/kg-0.5mg/kg。
优选的，所述第二指定时长为0.5小时-3小时。
与现有技术相比，本发明提供的核电站含联氨废液处理方法具有处理效率高，速度快，操作简单，成本低的优点，能够实现有效降低核电站含联氨废液的联氨浓度，大幅降低核电站含联氨废液排放对海洋环境的影响。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的核电站含联氨废液处理方法的流程示意图；
图2为本发明另一实施例提供的核电站含联氨废液处理方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例公开了一种核电站含联氨废液处理方法，包括：
S10、获取常规岛废液收集罐内待处理废液的废液体积和第一联氨浓度。
具体的，待常规岛废液收集罐内溶液达到液位要求后，循环3h，取样测量废液中的第一联氨浓度。
S20、根据所述废液体积和所述第一联氨浓度确定第一指定浓度的氧化剂的第一添加量。
具体的，所述氧化剂优选双氧水。从化学性质来说，联氨是还原性物质，双氧水既有强氧化性又有强还原性，与联氨发生反应后生产氮气和水，无二次污染，同时，双氧水取用方便，价格低廉，有利于核电站含联氨废液处理成本的控制。
在优选的实施例中，所述氧化剂的第一添加量为使得所述氧化剂在所述待处理废液中的浓度为所述第一联氨浓度的2-3倍，以提升联氨废液的处理效率。
S30、将所述第一添加量的氧化剂加入所述待处理废液，并加入催化剂，使所述催化剂在所述待处理废液中的浓度为第二指定浓度；同时使所述待处理废液的pH值处于预设pH范围。
具体的，可通过加药装置进行添加氧化剂。
具体的，所述催化剂优选水溶性铜盐，进一步的，所述催化剂优选硫酸铜。
在优选的实施例中，所述催化剂的添加量为使得所述催化剂在所述待处理废液中的浓度为0.05mg/kg-0.5mg/kg。所述催化剂的加入可以提升联氨与双氧水的反应速率，进而提高核电站含联氨废液的处理效率。进一步的，可调节所述待处理废液的pH值为6-10.5，在该pH范围内，有利于加快联氨和双氧水的反应速率。具体的，可以使用氢氧化钠或盐酸调节待处理废液的pH。
S40、待所述待处理废液中的联氨与所述氧化剂反应第一指定时长后，获取所述待处理废液的第二联氨浓度。
具体的，可以控制联氨与双氧水的反应温度为20℃-30℃，压强为0.08MPa-0.12MPa，进行反应1小时-5小时，优选的，进行反应1小时-3小时。
S50、当所述第二联氨浓度小于预设排放阈值时，判定所述待处理废液的联氨浓度达标。
具体的，当联氨浓度小于常规岛废液收集系统预设的联氨排放限值2.5mg/kg时，即可判定待处理废液的联氨浓度达标，实施排放操作。
如图2所示，在本发明提供的另一实施例中，所述核电站含联氨废液处理方法还包括：
S60、当所述第二联氨浓度大于或等于所述预设排放阈值时，判定所述待处理废液的联氨浓度不达标。
具体的，当经过上述S10-S40步骤处理的废液的联氨浓度大于或等于常规岛废液收集系统预设的联氨排放限值2.5mg/kg时，判定待处理废液的联氨浓度不达标，需要进行进一步的处理。
S70、根据所述废液体积和所述第二联氨浓度确定所述氧化剂的第二添加量；
具体的，所述氧化剂选用双氧水。进一步的，所述氧化剂的第二添加量为使得所述氧化剂在所述待处理废液中的浓度为所述第二联氨浓度的2-3倍。
S80、将所述第二添加量的氧化剂加入所述待处理废液，并加入催化剂，使所述催化剂在所述待处理废液中的浓度为第三指定浓度；同时使所述待处理废液的pH值处于所述预设pH范围。
具体的，所述催化剂可选用硫酸铜。进一步的，所述催化剂的添加量为使得所述催化剂在所述待处理废液中的浓度为0.05mg/kg-0.5mg/kg。进一步的，可调节所述待处理废液的pH值为6-10.5。
S90、待所述待处理废液中的联氨与所述氧化剂反应第二指定时长后，获取所述待处理废液的第三联氨浓度。
具体的，可以控制联氨与双氧水的反应温度为20℃-30℃，压强为0.08MPa-0.12MPa，进行反应0.5小时-3小时，优选的，进行反应0.5小时-2小时。
S100、当所述第三联氨浓度小于所述预设排放阈值时，判定所述待处理废液的联氨浓度达标。
具体的，当第三联氨浓度小于常规岛废液收集系统预设的联氨排放限值2.5mg/kg时，即可判定待处理废液的联氨浓度达标，实施排放操作。
本发明实施例提供的核电站含联氨废液处理方法具有处理效率高，速度快，操作简单，成本低的优点，能够实现有效降低核电站含联氨废液的联氨浓度，减少联氨的排放量，大幅降低核电站含联氨废液排放对海洋环境的影响。
下面结合具体实验例对本发明提供的核电站含联氨废液处理方法进行进一步的说明。具体实验如下：
使用双氧水处理400m3联氨浓度约为100mg/kg的核电站废液：向废液中加入质量分数为30％，密度为1.1g/cm3的双氧水258L,并进行搅拌，调节废液的pH为6-10.5，控制反应温度为20℃-30℃，压强为0.08MPa-0.12MPa，观察并记录进行反应一定时长后废液中联氨浓度的变化。结果如下表1所示。
表1使用双氧水处理时联氨的浓度变化
| 反应时间(h) | 废液中联氨的浓度(mg/kg) |
| 3 | 90.54 |
| 6 | 90.37 |
| 24 | 77.78 |
| 48 | 65.76 |
| 72 | 54.81 |
| 96 | 47.52 |
从表1结果可以看出，使用双氧水处理联氨废液的过程中，联氨浓度基本呈线性降低，处理96h后联氨浓度由100mg/kg降低为47.52mg/kg，每天降幅约为13.12mg/kg。
进一步的，使用双氧水和硫酸铜处理400m3联氨浓度约为100mg/kg的核电站废液：向废液中加入质量分数为30％，密度为1.1g/cm3的双氧水258L和无水硫酸铜粉末300g,并进行搅拌，调节废液的pH为6-10.5，控制反应温度为20℃-30℃，压强为0.08MPa-0.12MPa，观察并记录进行反应一定时长后废液中联氨浓度的变化。结果如下表2所示。
表2使用双氧水和硫酸铜联合处理时联氨的浓度变化
从表2结果可以看出，使用双氧水和硫酸铜催化氧化处理联氨废液的过程中，处理1h后联氨浓度降低到1mg/kg以下，低于常规岛废液收集系统联氨排放限值2.5mg/kg，处理3h后联氨浓度接近0.2mg/kg，可大幅提高核电站含联氨废液处理效率，相对于采用静置空气接触法处理联氨效率能够提高95％。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种核电站含联氨废液处理方法，其特征在于，包括：
获取常规岛废液收集罐内待处理废液的废液体积和第一联氨浓度；
根据所述废液体积和所述第一联氨浓度确定第一指定浓度的氧化剂的第一添加量；
将所述第一添加量的氧化剂加入所述待处理废液，并加入催化剂，使所述催化剂在所述待处理废液中的浓度为第二指定浓度；同时使所述待处理废液的pH值处于预设pH范围；
待所述待处理废液中的联氨与所述氧化剂反应第一指定时长后，获取所述待处理废液的第二联氨浓度；
当所述第二联氨浓度小于预设排放阈值时，判定所述待处理废液的联氨浓度达标。
2.根据权利要求1所述的核电站含联氨废液处理方法，其特征在于，将所述第一添加量的氧化剂加入所述待处理废液，使得所述氧化剂在所述待处理废液中的浓度为所述第一联氨浓度的2-3倍。
3.根据权利要求1所述的核电站含联氨废液处理方法，其特征在于，所述氧化剂为双氧水；所述催化剂为水溶性铜盐。
4.根据权利要求1所述的核电站含联氨废液处理方法，其特征在于，所述第二指定浓度为0.05mg/kg-0.5mg/kg。
5.根据权利要求1所述的核电站含联氨废液处理方法，其特征在于，所述预设pH范围为6-10.5。
6.根据权利要求1所述的核电站含联氨废液处理方法，其特征在于，所述第一指定时长为1小时-5小时。
7.根据权利要求1所述的核电站含联氨废液处理方法，其特征在于，所述第二联氨浓度的排放阈值为2.5mg/kg。
8.根据权利要求1所述的核电站含联氨废液处理方法，其特征在于，所述联氨与所述氧化剂反应的温度为20℃-30℃，压强为0.08MPa-0.12MPa。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的核电站含联氨废液处理方法，其特征在于，还包括：
当所述第二联氨浓度大于或等于所述预设排放阈值时，判定所述待处理废液的联氨浓度不达标；
根据所述废液体积和所述第二联氨浓度确定所述氧化剂的第二添加量；
将所述第二添加量的氧化剂加入所述待处理废液，并加入催化剂，使所述催化剂在所述待处理废液中的浓度为第三指定浓度；同时使所述待处理废液的pH值处于所述预设pH范围；
待所述待处理废液中的联氨与所述氧化剂反应第二指定时长后，获取所述待处理废液的第三联氨浓度；
当所述第三联氨浓度小于所述预设排放阈值时，判定所述待处理废液的联氨浓度达标。
10.根据权利要求9所述的核电站含联氨废液处理方法，其特征在于，将所述第二添加量的氧化剂加入所述待处理废液，使得所述氧化剂在所述待处理废液中的浓度为第二联氨浓度的2-3倍。
11.根据权利要求9所述的核电站含联氨废液处理方法，其特征在于，所述第三指定浓度为0.05mg/kg-0.5mg/kg。
12.根据权利要求9所述的核电站含联氨废液处理方法，其特征在于，所述第二指定时长为0.5小时-3小时。
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