CN115497658A - 用于洗浴放射性废液预处理的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于洗浴放射性废液预处理的方法及系统，该方法包括以下步骤：1)将洗浴放射性废液调整pH值为第一预设的pH值，后与双氧水混合，再通入芬顿氧化单元，芬顿氧化单元填充有芬顿催化剂，洗浴放射性废液中的有机物被氧化分解；2)将氧化分解后的出水调整pH值为第二预设的pH值，后进行絮凝沉淀，然后固液分离得到上清液；3)将上清液进行超滤，得到超滤产水；4)将超滤产水进行反渗透去除有机物，进行分离浓缩，分别得到反渗透产水、反渗透浓水。该方法对有机物去除率高，系统COD总去除率可达98％以上；采用芬顿催化剂有效减少二次放射性废物量。

Description

用于洗浴放射性废液预处理的方法及系统

技术领域

本发明属于废液处理技术领域，具体涉及一种用于洗浴放射性废液预处理的方法及系统。

背景技术

核设施在运行过程中会产生各种各样的放射性废液，这些放射性废液需要有效处理以保护周围的环境和居民。常用的放射性废液处理技术主要有蒸发、离子交换或膜处理技术等。在放射性废液处理之前通常需要适当的预处理以保证后续工艺设备的稳定和安全运行。因为放射性废液除了含有放射性核素外，还含有固体颗粒物、有机物、无机盐等非放射性物质。这些非放射性物质的存在常常会影响放射性废液处理的有效性和安全性，因此在放射性核素处理之前应尽可能去除这些非放射性物质。

洗浴放射性废液是核设施产生的一类特殊放射性废液，是超标的洗衣水和淋浴水，除含有放射性核素外，还含有表面活性剂等有机物。洗浴放射性废液在放射性核素去除前要先去除有机物，否则对后续的蒸发、离子交换或膜处理产生不利影响，甚至影响其正常运行。

对于这类废液常用的预处理方法有臭氧氧化(O₃氧化)、紫外线处理(UV处理)、芬顿氧化(Feton氧化)或者某些方法的联用。臭氧氧化对于COD的去除率能达到50％左右，无二次废物产生，但需要良好的通风来排放残余的臭氧和生成的二氧化碳。紫外线处理常需要与臭氧氧化法或其它氧化法等联用。紫外线/臭氧工艺在水处理方面效果显著，但工艺复杂，初期投资及后续运行费用很高。臭氧/紫外线/双氧水联用工艺在处理难降解有机污染物方面显现出了十分突出的能力。但该工艺的实际应用也存在一系列的挑战难题，如臭氧发生操作复杂、氧化剂O₃/H₂O₂利用率偏低以及需要后处理工艺(如活性炭吸附等)减少O₃残留造成的二次污染问题等。芬顿氧化是一种强效、低成本氧化手段，广泛用于废水中有机物去除。传统的芬顿氧化法是在酸性条件下采用二价铁盐和双氧水进行氧化，二价铁盐的加入产生了大量铁泥，增加了后续二次废物处理费用。

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，提供一种用于洗浴放射性废液预处理的方法及系统，对洗浴放射性废液中的有机物去除率高。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是提供一种用于洗浴放射性废液预处理的方法，包括以下步骤：

1)将洗浴放射性废液调整pH值为第一预设的pH值，后与双氧水混合，再通入芬顿氧化单元，芬顿氧化单元填充有芬顿催化剂，洗浴放射性废液中的有机物被氧化分解；

2)将氧化分解后的出水调整pH值为第二预设的pH值，后进行絮凝沉淀，然后固液分离，得到上清液；

3)将上清液进行超滤，得到超滤产水；

4)将超滤产水进行反渗透除有机物，进行分离浓缩，分别得到反渗透产水、反渗透浓水。

优选的是，芬顿催化剂含有硫酸铁、硫酸铁水合物、硫酸亚铁、硫酸亚铁水合物中的至少一种。

优选的是，芬顿催化剂为芬顿催化氧化填料，其为固体球状催化剂，粒径为1～3mm。

优选的是，洗浴放射性废液包括：锶离子、铯离子、钙离子、镁离子、表面活性剂、洗涤有机物。

优选的是，所述步骤1)中，调整pH值为第一预设的pH值后，洗浴放射性废液为酸性；

所述步骤2)中，调整pH值为第二预设的pH值后，洗浴放射性废液为中性或碱性。

优选的是，所述步骤1)中第一预设的pH值为1～6；

双氧水相对于洗浴放射性废液的投加量为0.5～3.0mL/L；

芬顿催化剂堆积体积与洗浴放射性废液体积比为1:1～1:4；

洗浴放射性废液中的有机物氧化反应温度为15～40℃，反应时间2～6h。

优选的是，所述步骤2)中第二预设的pH值为7～9；

进行絮凝沉淀时，投加絮凝剂聚合氧化铝(PAC)溶液，聚合氧化铝质量浓度为5％～10％，加药量为100～300mg/L；投加助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)溶液，聚丙烯酰胺质量浓度为0.1％～0.2％，加药量为0.3～3mg/L。

优选的是，反渗透为1～3级反渗透。

本发明还提供一种上述的用于洗浴放射性废液预处理的方法所用的系统，包括：

反应装置，用于通入洗浴放射性废液，将洗浴放射性废液调整pH值为第一预设的pH值，后与双氧水混合，再通入芬顿催化氧化单元，芬顿催化氧化单元填充有芬顿催化剂，洗浴放射性废液中的有机物被氧化分解；

分离装置，与反应单元连接，分离单元用于将氧化分解后的出水调整pH值为第二预设的pH值，后进行絮凝沉淀，然后固液分离，得到上清液；

超滤装置，与分离单元连接，超滤单元用于将上清液进行超滤，得到超滤产水；

反渗透装置，与超滤单元连接，反渗透单元用于将超滤产水进行反渗透去除有机物，进行分离浓缩，分别得到反渗透产水、反渗透浓水。

优选的是，反应装置包括：

第一pH值调整单元，用于洗浴放射性废液调整pH值为第一预设的pH值；

双氧水单元，与第一pH值调整单元连接，双氧水单元用于将第一预设的pH值的洗浴放射性废液与双氧水混合；

芬顿氧化单元，与双氧水单元连接，芬顿氧化单元填充有芬顿催化剂，在芬顿氧化单元，洗浴放射性废液中的有机物被氧化分解。

优选的是，分离装置包括：

第二pH值调整单元，与反应单元连接，第二pH值调整单元用于将氧化分解后的出水调整pH值为第二预设的pH值；

沉淀单元，与第二pH值调整单元连接，沉淀单元用于将第二预设的pH值的氧化分解后的出水进行絮凝沉淀；

固液分离器，与沉淀单元连接，固液分离器用于固液分离，得到上清液。

优选的是，超滤装置包括：

超滤供水箱，与分离装置连接，超滤供水箱用于将上清液存水；

超滤膜组件，与超滤供水箱连接，超滤膜组件用于超滤，得到超滤产水、超滤错水，超滤错水回流到超滤供水箱；

超滤产水箱，与超滤膜组件连接，超滤产水流入到超滤产水箱。

优选的是，超滤装置还包括：超滤供水箱和超滤膜组件之间的管线上设置的依次连接的多介质过滤器、精密过滤器，上清液依次流经多介质过滤器、精密过滤器用于去除废水中的胶体、悬浮固体颗粒、大分子微粒。

优选的是，超滤膜组件的超滤膜公称孔径范围为0.03μm～0.1μm。

优选的是，反渗透装置包括：

第一级反渗透膜组件，与超滤装置连接，超滤产水进入第一级反渗透膜组件，第一级反渗透膜组件产水进入反渗透产水箱；

第二级反渗透膜组件，与第一级反渗透膜组件连接，第一级反渗透膜组件浓水进入第二级反渗透膜组件，第二级反渗透膜组件产水进入反渗透产水箱；

第三级反渗透膜组件，与第二级反渗透膜组件连接，第二级反渗透膜组件浓水进入第三级反渗透膜组件，第三级反渗透膜组件产水进入反渗透产水箱，第三级反渗透膜组件浓水进入反渗透浓水箱；

反渗透产水箱，分别与第一级反渗透膜组件、第二级反渗透膜组件、第三级反渗透膜组件连接；

反渗透浓水箱，与第三级反渗透膜组件连接。

优选的是，所述的用于洗浴放射性废液预处理的方法所用的系统，

第一级反渗透膜组件为三段式，各段膜壳数量比值为2:1:1；

第二级反渗透膜组件为两段式，两段膜壳数量比值为1:1；

第三级反渗透膜组件为两段式，两段膜壳数量比值为1:1。

优选的是，所述的用于洗浴放射性废液预处理的方法所用的系统，还包括：

排放设施或深度净化装置，与反渗透产水箱连接，反渗透产水进入排放设施进行排放或深度净化装置进行深度净化；

蒸发浓缩装置或水泥固化装置，与反渗透浓水箱连接，反渗透浓水进入蒸发浓缩装置进行蒸发浓缩或水泥固化装置进行水泥固化。

本发明中的用于洗浴放射性废液预处理的方法及系统，采用了芬顿催化氧化、超滤和反渗透技术来处理洗浴放射性废液中的有机物，对有机物去除率高，系统COD总去除率可达98％以上；采用芬顿催化剂代替了传统芬顿氧化的二价铁盐，有效减少二次放射性废物量百分之九十以上。该方法对铯的总去除率约为95％以上，对锶的总去除率约为98％以上。该方法中反渗透对盐分和放射性核素有浓缩作用，浓缩倍数大约10倍，后续的浓缩处理设备其处理能力可大大减小。本发明所提供的方法处理工艺简单、操作方便，污染物去除率高，安全可靠、二次废物产生量更少、设备维修及维护简单，更适用于处理核设施中的洗浴放射性废液。

附图说明

图1是本发明实施例2中的用于洗浴放射性废液预处理的方法的流程图。

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洗浴放射性废液预处理的方法，包括以下步骤：

1)将洗浴放射性废液调整pH值为第一预设的pH值，后与双氧水混合，再通入芬顿氧化单元，芬顿氧化单元填充有芬顿催化剂，洗浴放射性废液中的有机物被氧化分解；

2)将氧化分解后的出水调整pH值为第二预设的pH值，后进行絮凝沉淀，然后固液分离，得到上清液；

3)将上清液进行超滤，得到超滤产水；

4)将超滤产水进行反渗透去除有机物，进行分离浓缩，分别得到反渗透产水、反渗透浓水。

本实施例还提供一种上述的用于洗浴放射性废液预处理的方法所用的系统，包括：

反应装置，用于通入洗浴放射性废液，将洗浴放射性废液调整pH值为第一预设的pH值，后与双氧水混合，再通入芬顿氧化单元，芬顿氧化单元填充有芬顿催化剂，洗浴放射性废液中的有机物被氧化分解；

分离装置，与反应单元连接，分离单元用于将氧化分解后的出水调整pH值为第二预设的pH值，后进行絮凝沉淀，然后固液分离，得到上清液；

超滤装置，与分离单元连接，超滤单元用于将上清液进行超滤，得到超滤产水；

反渗透装置，与超滤单元连接，反渗透单元用于将超滤产水进行反渗透去除有机物，进行分离浓缩，分别得到反渗透产水、反渗透浓水。

本实施例中的用于洗浴放射性废液预处理的方法及系统，采用了芬顿催化氧化、超滤和反渗透技术来处理洗浴放射性废液中的有机物，对有机物去除率高，系统COD总去除率可达98％以上；采用芬顿催化剂代替了传统芬顿氧化的二价铁盐，有效减少二次放射性废物量百分之九十以上。该方法对铯的总去除率约为95％以上，对锶的总去除率约为98％以上。该方法中反渗透对盐分和放射性核素有浓缩作用，浓缩倍数大约10倍，后续的浓缩处理设备其处理能力可大大减小。本实施例所提供的方法处理工艺简单、操作方便，污染物去除率高，安全可靠、二次废物产生量更少、设备维修及维护简单，更适用于处理核设施中的洗浴放射性废液。

实施例2

本实施例提供一种用于洗浴放射性废液预处理的系统，包括：

反应装置，用于通入洗浴放射性废液，将洗浴放射性废液调整pH值为第一预设的pH值，后与双氧水混合，再通入芬顿氧化单元，芬顿氧化单元填充有芬顿催化剂，洗浴放射性废液中的有机物被氧化分解；

分离装置，与反应单元连接，分离单元用于将氧化分解后的出水调整pH值为第二预设的pH值，后进行絮凝沉淀，然后固液分离，得到上清液；

超滤装置，与分离单元连接，超滤单元用于将上清液进行超滤，得到超滤产水；

反渗透装置，与超滤单元连接，反渗透单元用于将超滤产水进行反渗透去除有机物，进行分离浓缩，分别得到反渗透产水、反渗透浓水。

优选的是，反应装置包括：

第一pH值调整单元，用于洗浴放射性废液调整pH值为第一预设的pH值；

双氧水单元，与第一pH值调整单元连接，双氧水单元用于将第一预设的pH值的洗浴放射性废液与双氧水混合；

芬顿氧化单元，与双氧水单元连接，芬顿氧化单元填充有芬顿催化剂，在芬顿氧化单元，洗浴放射性废液中的有机物被氧化分解。

优选的是，分离装置包括：

第二pH值调整单元，与反应单元连接，第二pH值调整单元用于将氧化分解后的出水调整pH值为第二预设的pH值；

沉淀单元，与第二pH值调整单元连接，沉淀单元用于将第二预设的pH值的氧化分解后的出水进行絮凝沉淀；

固液分离器，与沉淀单元连接，固液分离器用于固液分离，得到上清液。

优选的是，超滤装置包括：

超滤供水箱，与分离装置连接，超滤供水箱用于将上清液存水；

超滤膜组件，与超滤供水箱连接，超滤膜组件用于超滤，得到超滤产水、超滤错水，超滤错水回流到超滤供水箱；

超滤产水箱，与超滤膜组件连接，超滤产水流入到超滤产水箱。

优选的是，超滤装置还包括：超滤供水箱和超滤膜组件之间的管线上设置的依次连接的多介质过滤器、精密过滤器，上清液依次流经多介质过滤器、精密过滤器用于去除废水中的胶体、悬浮固体颗粒、大分子微粒。

优选的是，超滤膜组件的超滤膜公称孔径范围为0.03μm～0.1μm。超滤膜采用中空纤维膜，膜材质PVDF。

优选的是，反渗透装置包括：

第一级反渗透膜组件，与超滤装置连接，超滤产水进入第一级反渗透膜组件，第一级反渗透膜组件产水进入反渗透产水箱；

第二级反渗透膜组件，与第一级反渗透膜组件连接，第一级反渗透膜组件浓水进入第二级反渗透膜组件，第二级反渗透膜组件产水进入反渗透产水箱；

第三级反渗透膜组件，与第二级反渗透膜组件连接，第二级反渗透膜组件浓水进入第三级反渗透膜组件，第三级反渗透膜组件产水进入反渗透产水箱，第三级反渗透膜组件浓水进入反渗透浓水箱；

反渗透产水箱，分别与第一级反渗透膜组件、第二级反渗透膜组件、第三级反渗透膜组件连接；

反渗透浓水箱，与第三级反渗透膜组件连接。

具体的，本实施例中用于洗浴放射性废液预处理的方法所用的系统，还包括：反渗透增压泵、保安过滤器、第一级增压泵、第二级增压泵、第三级高压泵，

在超滤装置与第一级反渗透膜组件之间的连接管线上依次设置有反渗透增压泵、保安过滤器、第一级增压泵，

第二级增压泵设置于第一级反渗透膜组件、第二级反渗透膜组件之间的连接管线上，

第三级增压泵设置于第二级反渗透膜组件、第三级反渗透膜组件之间的连接管线上。

具体的，本实施例中超滤产水经反渗透增压泵提升进入保安过滤器，保安过滤器出水再经第一级增压泵进入第一级反渗透膜组件，第一级反渗透膜组件产水进入反渗透产水箱。第一级反渗透膜组件浓水经第二级增压泵进入第二级反渗透膜组件，第二级反渗透膜组件产水进入反渗透产水箱，第二级反渗透膜组件浓水经第三级高压泵加压进入第三级反渗透膜组件，第三级反渗透膜组件产水进入反渗透产水箱，第三级反渗透膜组件浓水进入反渗透浓水箱。所述保安过滤器用于去除水中的颗粒杂质，保护后续工艺的反渗透膜组件。反渗透膜组件用于进一步去除洗浴放射性废液中的有机物，同时对放射性核素进行分离浓缩。

优选的是，所述的用于洗浴放射性废液预处理的方法所用的系统，

第一级反渗透膜组件为三段式，各段膜壳数量比值为2:1:1；

第二级反渗透膜组件为两段式，两段膜壳数量比值为1:1；

第三级反渗透膜组件为两段式，两段膜壳数量比值为1:1。

优选的是，所述的用于洗浴放射性废液预处理的方法所用的系统，还包括：

排放设施或深度净化装置，与反渗透产水箱连接，反渗透产水进入排放设施进行排放或深度净化装置进行深度净化；

蒸发浓缩装置或水泥固化装置，与反渗透浓水箱连接，反渗透浓水进入蒸发浓缩装置进行蒸发浓缩或水泥固化装置进行水泥固化。

如图1所示，本实施例提供一种使用上述用于洗浴放射性废液预处理的系统的方法，包括以下步骤：

1)洗浴放射性废液在废液接收槽收集，取样检测后送入第一pH值调整单元将洗浴放射性废液调整pH值为第一预设的pH值，调整pH值后自流进入双氧水单元与双氧水混合，在洗浴放射性废液与双氧水充分混合后进入芬顿氧化单元，芬顿氧化单元填充有芬顿催化剂，在芬顿氧化单元，洗浴放射性废液中的有机物被充分氧化分解；

2)将氧化分解后的出水进入第二pH值调整单元，调整pH值为第二预设的pH值，调整pH值后进入沉淀单元进行絮凝沉淀，然后固液分离，得到上清液；

3)上清液进入超滤供水箱，超滤供水箱中存水经过多介质过滤器和精密过滤器过滤后，初步去除废水中的胶体、悬浮固体颗粒、大分子微粒，然后进入超滤膜组件，超滤产水进入超滤产水箱，超滤错流水回流至超滤供水箱；

4)超滤产水经反渗透增压泵提升进入保安过滤器，保安过滤器出水再经第一级增压泵进入第一级反渗透膜组件，第一级反渗透膜组件产水进入反渗透产水箱。第一级反渗透膜组件浓水经第二级增压泵进入第二级反渗透膜组件，第二级反渗透膜组件产水进入反渗透产水箱，第二级反渗透膜组件浓水经第三级高压泵加压进入第三级反渗透膜组件，第三级反渗透膜组件产水进入反渗透产水箱，第三级反渗透膜组件浓水进入反渗透浓水箱。所述保安过滤器用于去除水中的颗粒杂质，保护后续工艺的反渗透膜组件。反渗透膜组件用于进一步去除洗浴放射性废液中的有机物，同时对放射性核素进行分离浓缩。

优选的是，芬顿催化剂含有硫酸铁、硫酸铁水合物、硫酸亚铁、硫酸亚铁水合物中的至少一种。

具体的，本实施例中的芬顿催化剂含有硫酸铁。

优选的是，芬顿催化剂为芬顿催化氧化填料，其为固体球状催化剂，粒径为1～3mm。

优选的是，洗浴放射性废液包括：锶离子、铯离子、钙离子、镁离子、表面活性剂、洗涤有机物。

优选的是，所述步骤1)中，调整pH值为第一预设的pH值后，洗浴放射性废液为酸性；

所述步骤2)中，调整pH值为第二预设的pH值后，洗浴放射性废液为中性或碱性。

优选的是，所述步骤1)中第一预设的pH值为1～6；

双氧水相对于洗浴放射性废液的投加量为0.5～3.0mL/L；

芬顿催化剂堆积体积与洗浴放射性废液体积比为1:1～1:4；

洗浴放射性废液中的有机物氧化反应温度为15～40℃，反应时间2～6h。

优选的是，所述步骤2)中第二预设的pH值为7～9；

进行絮凝沉淀时，投加聚合氧化铝(PAC)溶液，聚合氧化铝质量浓度为5％～10％，加药量为100～300mg/L；投加聚丙烯酰胺(PAM)溶液，聚丙烯酰胺质量浓度为0.1％～0.2％，加药量为0.3～3mg/L。

优选的是，反渗透为1～3级反渗透。

本实施例设计加工的用于洗浴放射性废液预处理的系统，处理模拟洗浴放射性废液。系统的设计处理量为2m³/h，采用同位素来模拟放射性废液，模拟洗浴放射性废液中Cs⁺浓度910μg/L，Sr²⁺浓度的浓度为170μg/L。

核素Cs⁺和Sr²⁺的浓度采用ICP-MS电感藕合等离子体质谱仪测定。

在配制模拟洗浴放射性废液时，采用洗衣粉、洗衣液或沐浴露等模拟废液中表面活性剂等有机物，将上述物质充分溶解到自来水中。模拟洗浴放射性废液中COD浓度为592～611mg/L。

具体的，本实施例中上述模拟洗浴放射性废液在废液接收槽配制完成，经过第一pH值调整单元，调整pH值为1，自流进入双氧水单元，双氧水的投加量为0.5ml/L，在此充分混合后进入芬顿氧化单元。芬顿氧化单元填充有芬顿催化剂，芬顿催化剂堆积体积与原水体积比为1:1。在芬顿氧化单元，氧化反应温度15℃，反应时间2小时，废液中的有机物被充分氧化分解。

氧化分解后的出水进入第二pH值调整单元，调整pH值为7后进入沉淀单元进行絮凝沉淀。投加絮凝剂聚合氧化铝(PAC)溶液，PAC质量浓度5％，加药量100mg/L；投加助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)溶液，PAM质量浓度0.2％，PAM加药量0.3mg/L。

上述模拟洗浴放射性废液经过芬顿氧化处理，絮凝沉降后取上清液后进行测定，模拟洗浴放射性废液中COD去除率可达72％。锶铯核素浓度不变。

固液分离后，上清液进入超滤供水箱。

超滤供水箱中存水通过多介质过滤器和精密过滤器去除废水中的胶体、悬浮固体颗粒、大分子微粒，然后进入超滤膜组件，超滤膜采用中空纤维膜，膜材质PVDF，超滤膜公称孔径0.03μm～0.1μm。经超滤净化后，超滤产水进入超滤产水箱，超滤错流水回流至超滤供水箱。

经测定，超滤对COD的去除率约为15％。

超滤产水经反渗透增压泵提升进入保安过滤器，保安过滤器出水再经第一级增压泵进入第一级反渗透膜组件，第一级反渗透膜组件产水进入反渗透产水箱。第一级反渗透膜组件浓水经第二级增压泵进入第二级反渗透膜组件，第二级反渗透膜组件产水进入反渗透产水箱，第二级反渗透膜组件浓水经第三级高压泵加压进入第三级反渗透膜组件，第三级反渗透膜组件产水进入反渗透产水箱，第三级反渗透膜组件浓水进入反渗透浓水箱。所述保安过滤器用于去除水中的颗粒杂质，保护后续工艺的反渗透膜组件。反渗透膜组件用于进一步去除洗浴放射性废液中的有机物，同时对放射性核素进行分离浓缩。一级反渗透膜组件三段式，各段膜壳数量比值为2:1:1，二级反渗透膜组件两段式，两段膜壳数量比值为1:1，三级反渗透膜组件两段式，两段膜壳数量比值为1:1。

经测定，反渗透系统的单体COD去除率可达95.6％。产水总回收率在90％左右。

第一级反渗透膜组件的一级反渗透膜对铯和锶去除率分别为98.31％、98.32％，第二级反渗透膜组件的二级反渗透膜对铯和锶去除率分别为98.05％、99.56％，第三级反渗透膜组件的三级反渗透膜对铯和锶去除率分别为95.93％、99.28％。

本实施例中的用于洗浴放射性废液预处理的方法及系统，采用了芬顿催化氧化、超滤和反渗透技术来处理洗浴放射性废液中的有机物，对有机物去除率高，系统COD总去除率可达98％以上；采用芬顿催化剂代替了传统芬顿氧化的二价铁盐，有效减少二次放射性废物量百分之九十以上。该方法对铯的总去除率约为95％以上，对锶的总去除率约为98％以上。该方法中反渗透对盐分和放射性核素有浓缩作用，浓缩倍数大约10倍，后续的浓缩处理设备其处理能力可大大减小。本实施例所提供的方法处理工艺简单、操作方便，污染物去除率高，安全可靠、二次废物产生量更少、设备维修及维护简单，更适用于处理核设施中的洗浴放射性废液。采用超滤膜组件、反渗透膜组件进一步去除有机污染物，并截留放射性核素，大大减少了后续放射性废液的处理量。

实施例3

本实施例设计加工的用于洗浴放射性废液预处理的系统，处理模拟洗浴放射性废液。系统的设计处理量为2m³/h，采用同位素来模拟放射性废液，模拟洗浴放射性废液中Cs⁺浓度910μg/L，Sr²⁺浓度的浓度为170μg/L。

核素Cs⁺和Sr²⁺的浓度采用ICP-MS电感藕合等离子体质谱仪测定。

在配制模拟洗浴放射性废液时，采用洗衣粉、洗衣液或沐浴露等模拟废液中表面活性剂等有机物，将上述物质充分溶解到自来水中。模拟洗浴放射性废液中COD浓度为592～611mg/L。

本实施例提供一种使用实施例2中的用于洗浴放射性废液预处理的系统的方法，与实施例2中的方法的区别为：

具体的，本实施例中上述模拟洗浴放射性废液在废液接收槽配制完成，经过第一pH值调整单元，调整pH值为3，自流进入双氧水单元，双氧水的投加量为1ml/L，在此充分混合后进入芬顿氧化单元。芬顿氧化单元填充有芬顿催化剂，芬顿催化剂含有硫酸铁和硫酸铁水合物(质量比1:1)，芬顿催化剂堆积体积与原水体积比为1:3。在芬顿氧化单元，氧化反应温度30℃，反应时间4小时，废液中的有机物被充分氧化分解。

氧化分解后的出水进入第二pH值调整单元，调整pH值为8后进入沉淀单元进行絮凝沉淀。投加絮凝剂聚合氧化铝(PAC)溶液，PAC质量浓度7％，加药量200mg/L；投加助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)溶液，PAM质量浓度0.15％，PAM加药量3mg/L。

上述模拟洗浴放射性废液经过芬顿氧化处理，絮凝沉降后取上清液后进行测定，模拟洗浴放射性废液中COD去除率可达84％。锶铯核素浓度不变。

固液分离后，上清液进入超滤供水箱。

超滤供水箱中存水通过多介质过滤器和精密过滤器去除废水中的胶体、悬浮固体颗粒、大分子微粒，然后进入超滤膜组件，超滤膜采用中空纤维膜，膜材质PVDF，超滤膜公称孔径0.1μm。经超滤净化后，超滤产水进入超滤产水箱，超滤错流水回流至超滤供水箱。

经测定，超滤对COD的去除率约为20％。

超滤产水经反渗透增压泵提升进入保安过滤器，保安过滤器出水再经第一级增压泵进入第一级反渗透膜组件，第一级反渗透膜组件产水进入反渗透产水箱。第一级反渗透膜组件浓水经第二级增压泵进入第二级反渗透膜组件，第二级反渗透膜组件产水进入反渗透产水箱，第二级反渗透膜组件浓水经第三级高压泵加压进入第三级反渗透膜组件，第三级反渗透膜组件产水进入反渗透产水箱，第三级反渗透膜组件浓水进入反渗透浓水箱。所述保安过滤器用于去除水中的颗粒杂质，保护后续工艺的反渗透膜组件。反渗透膜组件用于进一步去除洗浴放射性废液中的有机物，同时对放射性核素进行分离浓缩。一级反渗透膜组件三段式，各段膜壳数量比值为2:1:1，二级反渗透膜组件两段式，两段膜壳数量比值为1:1，三级反渗透膜组件两段式，两段膜壳数量比值为1:1。

经测定，反渗透系统的单体COD去除率在98.4％。产水总回收率在90％左右。

第一级反渗透膜组件的一级反渗透膜对铯和锶去除率分别为98.41％、98.42％，第二级反渗透膜组件的二级反渗透膜对铯和锶去除率分别为98.25％、99.35％，第三级反渗透膜组件的三级反渗透膜对铯和锶去除率分别为95.34％、99.23％。

本实施例中的用于洗浴放射性废液预处理的方法及系统，采用了芬顿催化氧化、超滤和反渗透技术来处理洗浴放射性废液中的有机物，对有机物去除率高，系统COD总去除率可达98％以上；采用芬顿催化剂代替了传统芬顿氧化的二价铁盐，有效减少二次放射性废物量百分之九十以上。该方法对铯的总去除率约为95％以上，对锶的总去除率约为98％以上。该方法中反渗透对盐分和放射性核素有浓缩作用，浓缩倍数大约10倍，后续的浓缩处理设备其处理能力可大大减小。本实施例所提供的方法处理工艺简单、操作方便，污染物去除率高，安全可靠、二次废物产生量更少、设备维修及维护简单，更适用于处理核设施中的洗浴放射性废液。采用超滤膜组件、反渗透膜组件进一步去除有机污染物，并截留放射性核素，大大减少了后续放射性废液的处理量。

实施例4

本实施例设计加工的用于洗浴放射性废液预处理的系统，处理模拟洗浴放射性废液。系统的设计处理量为2m³/h，采用同位素来模拟放射性废液，模拟洗浴放射性废液中Cs⁺浓度910μg/L，Sr²⁺浓度的浓度为170μg/L。

核素Cs⁺和Sr²⁺的浓度采用ICP-MS电感藕合等离子体质谱仪测定。

在配制模拟洗浴放射性废液时，采用洗衣粉、洗衣液或沐浴露等模拟废液中表面活性剂等有机物，将上述物质充分溶解到自来水中。模拟洗浴放射性废液中COD浓度为592～611mg/L。

本实施例提供一种使用实施例2中的用于洗浴放射性废液预处理的系统的方法，与实施例2中的方法的区别为：

具体的，本实施例中上述模拟洗浴放射性废液在废液接收槽配制完成，经过第一pH值调整单元，调整pH值为6，自流进入双氧水单元，双氧水的投加量为3ml/L，在此充分混合后进入芬顿氧化单元。芬顿氧化单元填充有芬顿催化剂，芬顿催化剂含有硫酸亚铁、硫酸亚铁水合物(质量比为2:1)，芬顿催化剂堆积体积与原水体积比为1:4。在芬顿氧化单元，氧化反应温度40℃，反应时间6小时，废液中的有机物被充分氧化分解。

氧化分解后的出水进入第二pH值调整单元，调整pH值为9后进入沉淀单元进行絮凝沉淀。投加絮凝剂聚合氧化铝(PAC)溶液，PAC质量浓度10％，加药量300mg/L；投加助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)溶液，PAM质量浓度0.1％，PAM加药量1mg/L。

上述模拟洗浴放射性废液经过芬顿氧化处理，絮凝沉降后取上清液后进行测定，模拟洗浴放射性废液中COD去除率可达78％。锶铯核素浓度不变。

固液分离后，上清液进入超滤供水箱。

超滤供水箱中存水通过多介质过滤器和精密过滤器去除废水中的胶体、悬浮固体颗粒、大分子微粒，然后进入超滤膜组件，超滤膜采用中空纤维膜，膜材质PVDF，超滤膜公称孔径0.03μm。经超滤净化后，超滤产水进入超滤产水箱，超滤错流水回流至超滤供水箱。

经测定，超滤对COD的去除率约为20％。

超滤产水经反渗透增压泵提升进入保安过滤器，保安过滤器出水再经第一级增压泵进入第一级反渗透膜组件，第一级反渗透膜组件产水进入反渗透产水箱。第一级反渗透膜组件浓水经第二级增压泵进入第二级反渗透膜组件，第二级反渗透膜组件产水进入反渗透产水箱，第二级反渗透膜组件浓水经第三级高压泵加压进入第三级反渗透膜组件，第三级反渗透膜组件产水进入反渗透产水箱，第三级反渗透膜组件浓水进入反渗透浓水箱。所述保安过滤器用于去除水中的颗粒杂质，保护后续工艺的反渗透膜组件。反渗透膜组件用于进一步去除洗浴放射性废液中的有机物，同时对放射性核素进行分离浓缩。一级反渗透膜组件三段式，各段膜壳数量比值为2:1:1，二级反渗透膜组件两段式，两段膜壳数量比值为1:1，三级反渗透膜组件两段式，两段膜壳数量比值为1:1。

经测定，反渗透系统的单体COD去除率可达95％。产水总回收率在90％左右。

第一级反渗透膜组件的一级反渗透膜对铯和锶去除率分别为98.43％、98.45％，第二级反渗透膜组件的二级反渗透膜对铯和锶去除率分别为98.35％、99.45％，第三级反渗透膜组件的三级反渗透膜对铯和锶去除率分别为95.54％、99.33％。

本实施例中的用于洗浴放射性废液预处理的方法及系统，采用了芬顿催化氧化、超滤和反渗透技术来处理洗浴放射性废液中的有机物，对有机物去除率高，系统COD总去除率可达98％以上；采用芬顿催化剂代替了传统芬顿氧化的二价铁盐，有效减少二次放射性废物量百分之九十以上。该方法对铯的总去除率约为95％以上，对锶的总去除率约为98％以上。该方法中反渗透对盐分和放射性核素有浓缩作用，浓缩倍数大约10倍，后续的浓缩处理设备其处理能力可大大减小。本实施例所提供的方法处理工艺简单、操作方便，污染物去除率高，安全可靠、二次废物产生量更少、设备维修及维护简单，更适用于处理核设施中的洗浴放射性废液。采用超滤膜组件、反渗透膜组件进一步去除有机污染物，并截留放射性核素，大大减少了后续放射性废液的处理量。

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 (16)

1.一种用于洗浴放射性废液预处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将洗浴放射性废液调整pH值为第一预设的pH值，后与双氧水混合，再通入芬顿氧化单元，芬顿氧化单元填充有芬顿催化剂，洗浴放射性废液中的有机物被氧化分解；

2)将氧化分解后的出水调整pH值为第二预设的pH值，进行絮凝沉淀，然后固液分离，得到上清液；

3)将上清液进行超滤，得到超滤产水；

4)将超滤产水进行反渗透去除有机物，进行分离浓缩，分别得到反渗透产水、反渗透浓水。

2.根据权利要求1所述的用于洗浴放射性废液预处理的方法，其特征在于，芬顿催化剂含有硫酸铁、硫酸铁水合物、硫酸亚铁、硫酸亚铁水合物中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的用于洗浴放射性废液预处理的方法，其特征在于，洗浴放射性废液包括：锶离子、铯离子、钙离子、镁离子、表面活性剂、洗涤有机物。

4.根据权利要求1所述的用于洗浴放射性废液预处理的方法，其特征在于，所述步骤1)中，调整pH值为第一预设的pH值后，洗浴放射性废液为酸性；

所述步骤2)中，调整pH值为第二预设的pH值后，洗浴放射性废液为中性或碱性。

5.根据权利要求1所述的用于洗浴放射性废液预处理的方法，其特征在于，所述步骤1)中第一预设的pH值为1～6；

双氧水相对于洗浴放射性废液的投加量为0.5～3.0mL/L；

芬顿催化剂堆积体积与洗浴放射性废液体积比为1:1～1:4；

洗浴放射性废液中的有机物氧化反应温度为15～40℃，反应时间2～6h。

6.根据权利要求1所述的用于洗浴放射性废液预处理的方法，其特征在于，所述步骤2)中第二预设的pH值为7～9；

进行絮凝沉淀时，投加絮凝剂聚合氧化铝溶液，聚合氧化铝质量浓度为5％～10％，加药量为100～300mg/L；投加助凝剂聚丙烯酰胺溶液，聚丙烯酰胺质量浓度为0.1％～0.2％，加药量为0.3～3mg/L。

7.根据权利要求1～6任意一项所述的用于洗浴放射性废液预处理的方法，其特征在于，反渗透为1～3级反渗透。

8.一种权利要求1～7任意一项所述的用于洗浴放射性废液预处理的方法所用的系统，其特征在于，包括：

反应装置，用于通入洗浴放射性废液，将洗浴放射性废液调整pH值为第一预设的pH值，后与双氧水混合，再通入芬顿氧化单元，芬顿氧化单元填充有芬顿催化剂，洗浴放射性废液中的有机物被氧化分解；

分离装置，与反应单元连接，分离单元用于将氧化分解后的出水调整pH值为第二预设的pH值，后进行絮凝沉淀，然后固液分离，得到上清液；

超滤装置，与分离单元连接，超滤单元用于将上清液进行超滤，得到超滤产水；

反渗透装置，与超滤单元连接，反渗透单元用于将超滤产水进行反渗透去除有机物，进行分离浓缩，分别得到反渗透产水、反渗透浓水。

9.根据权利要求8所述的用于洗浴放射性废液预处理的方法所用的系统，其特征在于，反应装置包括：

第一pH值调整单元，用于洗浴放射性废液调整pH值为第一预设的pH值；

双氧水单元，与第一pH值调整单元连接，双氧水单元用于将第一预设的pH值的洗浴放射性废液与双氧水混合；

芬顿氧化单元，与双氧水单元连接，芬顿氧化单元填充有芬顿催化剂，在芬顿氧化单元，洗浴放射性废液中的有机物被氧化分解。

10.根据权利要求8所述的用于洗浴放射性废液预处理的方法所用的系统，其特征在于，分离装置包括：

第二pH值调整单元，与反应单元连接，第二pH值调整单元用于将氧化分解后的出水调整pH值为第二预设的pH值；

沉淀单元，与第二pH值调整单元连接，沉淀单元用于将第二预设的pH值的氧化分解后的出水进行絮凝沉淀；

固液分离器，与沉淀单元连接，固液分离器用于固液分离，得到上清液。

11.根据权利要求8所述的用于洗浴放射性废液预处理的方法所用的系统，其特征在于，超滤装置包括：

超滤供水箱，与分离装置连接，超滤供水箱用于将上清液存水；

超滤膜组件，与超滤供水箱连接，超滤膜组件用于超滤，得到超滤产水、超滤错水，超滤错水回流到超滤供水箱；

超滤产水箱，与超滤膜组件连接，超滤产水流入到超滤产水箱。

12.根据权利要求11所述的用于洗浴放射性废液预处理的方法所用的系统，其特征在于，超滤装置还包括：超滤供水箱和超滤膜组件之间的管线上设置的依次连接的多介质过滤器、精密过滤器，上清液依次流经多介质过滤器、精密过滤器用于去除废水中的胶体、悬浮固体颗粒、大分子微粒。

13.根据权利要求11所述的用于洗浴放射性废液预处理的方法所用的系统，其特征在于，超滤膜组件的超滤膜公称孔径范围为0.03μm～0.1μm。

14.根据权利要求8所述的用于洗浴放射性废液预处理的方法所用的系统，其特征在于，反渗透装置包括：

第一级反渗透膜组件，与超滤装置连接，超滤产水进入第一级反渗透膜组件，第一级反渗透膜组件产水进入反渗透产水箱；

第二级反渗透膜组件，与第一级反渗透膜组件连接，第一级反渗透膜组件浓水进入第二级反渗透膜组件，第二级反渗透膜组件产水进入反渗透产水箱；

第三级反渗透膜组件，与第二级反渗透膜组件连接，第二级反渗透膜组件浓水进入第三级反渗透膜组件，第三级反渗透膜组件产水进入反渗透产水箱，第三级反渗透膜组件浓水进入反渗透浓水箱；

反渗透产水箱，分别与第一级反渗透膜组件、第二级反渗透膜组件、第三级反渗透膜组件连接；

反渗透浓水箱，与第三级反渗透膜组件连接。

15.根据权利要求14所述的用于洗浴放射性废液预处理的方法所用的系统，其特征在于，

第一级反渗透膜组件为三段式，各段膜壳数量比值为2:1:1；

第二级反渗透膜组件为两段式，两段膜壳数量比值为1:1；

第三级反渗透膜组件为两段式，两段膜壳数量比值为1:1。

16.根据权利要求14所述的用于洗浴放射性废液预处理的方法所用的系统，其特征在于，还包括：

排放设施或深度净化装置，与反渗透产水箱连接，反渗透产水进入排放设施进行排放或深度净化装置进行深度净化；

蒸发浓缩装置或水泥固化装置，与反渗透浓水箱连接，反渗透浓水进入蒸发浓缩装置进行蒸发浓缩或水泥固化装置进行水泥固化。

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