CN209312448U - 一种核生化洗消废液处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种核生化洗消废液处理系统，包括内设置有潜水泵的废水池，潜水泵、增压泵、电动阀、袋式过滤器、管式微滤器、保安过滤器、一级高压泵、高压纳滤器进口依次顺序连通；高压纳滤器的一价离子出口通过二级高压泵连通高压反渗透进口，高压反渗透的浓水出口连通保安过滤器进口，高压反渗透的淡水出口连通选择性吸附装置；高压纳滤器的高价离子出口通过三级高压泵连通超高压反渗透，超高压反渗透淡水出口连通废水池，其浓水出口连通浓水箱。本实用新型用于含过饱和三合二的核生化洗消废液的处理，出水能够满足国标要求就地槽式排放，部分核素离子被高倍浓缩，大大减少了废液体积。

Description

一种核生化洗消废液处理系统

技术领域

本实用新型属于一种特种废液处理系统，具体涉及一种核生化洗消废液处理系统。

背景技术

近些年来，随着核能的不断开发应用，与之相伴随的核事故几率也不断加大。与此同时，全世界恐怖活动的数量及危害程度呈递增趋势，多数恐怖组织都追求使用核生化武器，给国家主权和人民生命造成极大威胁。核生化事故后快速洗消能够极大的减少人员伤亡，但是由于洗消过程中普遍采用过饱和三合二等洗消剂，再加上放射性核素种类多、衰变周期长等因素，因此核生化洗消废液具有固形物含量高、氧化性强、辐射剂量大等特点，处理难度极大。

目前国内大多数厂家采用絮凝沉淀、离子交换、吸附和蒸发等组合工艺来处理此类核生化洗消废液，但是普遍存在处理能力差、耗能大、工艺流程长以及二次废物多等缺点。也有少数国内厂家和国外厂家采用絮凝沉淀、吸附以及反渗透等组合工艺来处理，但是由于预处理工艺中添加了过量的高分子絮凝剂来沉淀洗消废液中的固形物，因此在反渗透单元造成了有机污染，再加上废液中离子浓度较高，大大降低了反渗透膜的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型是为了克服现有技术中存在的缺点而提出的，其目的是提供一种核生化洗消废液处理系统。

本实用新型的技术方案是：

一种核生化洗消废液处理系统，包括废水池，所述废水池内设置有潜水泵，潜水泵、增压泵、Ⅰ号电动阀、袋式过滤器、管式微滤器、保安过滤器、一级高压泵、高压纳滤器进口通过管路依次顺序连通；

高压纳滤器的一价离子出口通过二级高压泵和管路连通高压反渗透进口，高压反渗透的浓水出口通过管路连通保安过滤器进口，高压反渗透的淡水出口连通选择性吸附装置；

高压纳滤器的高价离子出口通过三级高压泵和管路连通超高压反渗透，超高压反渗透淡水出口连通废水池，其浓水出口连通浓水箱；

潜水泵与增压泵之间的管路上设置有pH传感器；增压泵和Ⅰ号电动阀之间的管路上设置有Ⅰ号压力传感器；袋式过滤器和管式微滤器之间的管路上设置有Ⅱ号压力传感器；管式微滤器和保安过滤器之间的管路上依次设置有Ⅰ号流量传感器、Ⅰ号电导率传感器和Ⅰ号加药装置；一级高压泵和高压纳滤器进口之间的管路上依次设置有Ⅱ号加药装置和Ⅲ号压力传感器；二级高压泵和高压反渗透之间的管路上设置有Ⅱ号电导率传感器和Ⅳ号压力传感器；高压反渗透和选择性吸附装置之间的管路上设置有Ⅴ号压力传感器；选择性吸附装置出口管路上设置有Ⅱ号流量传感器和Ⅲ号电导率传感器；三级高压泵和超高压反渗透之间的管路上设置有Ⅵ号压力传感器；超高压反渗透和浓水箱之间的管路上设置有Ⅱ号电动阀、Ⅲ号流量传感器和Ⅳ号电导率传感器。

还包括控制系统，控制系统分别与潜水泵、pH传感器、增压泵、Ⅰ~Ⅵ号压力传感器、Ⅰ~Ⅱ号电动阀、Ⅰ~Ⅲ号流量传感器、Ⅰ~Ⅳ号电导率传感器、Ⅰ~Ⅱ号加药装置、一级高压泵、二级高压泵、以及三级高压泵通过电信号连接。

所述废水池为自升式水囊；所述浓水箱为带有铅层屏蔽和内表面防腐处理的不锈钢水罐。

所述潜水泵为水处理上通用的不锈钢水泵；所述增压泵为扬程30米左右的不锈钢水泵；所述一级高压泵为400米扬程的不锈钢高压水泵；所述二级高压泵为800米扬程的不锈钢高压水泵；所述三级高压泵为1200米扬程的不锈钢高压水泵。

所述袋式过滤器为水处理上通用的不锈钢过滤器，内装精度5微米~20微米的布袋；所述保安过滤器为不锈钢压力容器，内装5微米熔喷滤芯。

所述高压反渗透为脱盐率99.5%以上的海水淡化膜；所述超高压反渗透为工作压力120bar、耐受含盐量60g/L以上和脱盐率99.5%以上的反渗透膜。

所述管式微滤为带有错流冲刷功能、精度0.1微米的无机膜过滤器；所述高压纳滤为二价离子分离效率95%以上的纳滤膜。

所述Ⅰ~Ⅱ号加药装置为带有计量泵的自动药剂添加装置，根据工艺要求分别添加还原剂和阻垢剂。

所述选择性吸附装置为表面负载纳米零价铁的多孔无机吸附材料。

所述pH传感器、Ⅰ~Ⅵ号压力传感器、Ⅰ~Ⅲ号流量传感器和Ⅰ~Ⅳ号电导率传感器为带有4~20mA输出信号的通用型传感器；所述Ⅰ~Ⅱ号电动阀为水处理上通用的常闭型电动阀。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供了一种核生化洗消废液处理系统，用于含过饱和三合二的核生化洗消废液的处理，用于核生化事故救援、恐怖袭击等现场应急处置和保障。本实用新型主要采用管式膜、高压纳滤、超高压反渗透以及选择性吸附等组合工艺，出水能够满足国标要求就地槽式排放，部分核素离子被高倍浓缩，大大减少了废液体积，废液中的固形物最终通过絮凝离心分离的工艺以污泥的形式排出收集。核生化洗消废液处理系统兼顾固形物含量高和含盐量高等特点，能够在现场进行快速处理，是核生化事故救援的有效保障。

附图说明

图1是本实用新型一种核生化洗消废液处理系统的结构示意图。

其中：

1 废水池 2 潜水泵

3 pH传感器 4 增压泵

5 Ⅰ号压力传感器 6 Ⅰ号电动阀

7 袋式过滤器 8 管式微滤器

9 Ⅰ号流量传感器 10 Ⅰ号电导率传感器

11 Ⅰ号加药装置 12 保安过滤器

13 一级高压泵 14 高压纳滤

15 二级高压泵 16 高压反渗透

17 选择性吸附装置 18 三级高压泵

19 超高压反渗透 20 浓水箱

21 控制系统 22 Ⅱ号压力传感器

23 Ⅱ号加药装置 24 Ⅲ号压力传感器

25 Ⅱ号电导率传感器 26 Ⅳ号压力传感器

27 Ⅴ号压力传感器 28 Ⅱ号流量传感器

29 Ⅲ号电导率传感器 30 Ⅵ号压力传感器

31 Ⅱ号电动阀 32 Ⅲ号流量传感器

33 Ⅳ号电导率传感器。

具体实施方式

下面结合说明书附图及实施例对本实用新型一种核生化洗消废液处理系统进行详细说明：

如图1所示，一种核生化废液处理系统，包括废水池1，所述废水池1内设置有潜水泵2，潜水泵2、增压泵4、Ⅰ号电动阀6、袋式过滤器7、管式微滤器8、保安过滤器12、一级高压泵13、高压纳滤器14进口通过管路依次顺序连通；

高压纳滤器14的一价离子出口通过二级高压泵15和管路连通高压反渗透16进口，高压反渗透16的浓水出口通过管路连通保安过滤器12进口，高压反渗透16的淡水出口连通选择性吸附装置17；

高压纳滤器14的高价离子出口通过三级高压泵18和管路连通超高压反渗透19，超高压反渗透19淡水出口连通废水池1，其浓水出口连通浓水箱20；

潜水泵2与增压泵4之间的管路上设置有pH传感器3；增压泵4和Ⅰ号电动阀6之间的管路上设置有Ⅰ号压力传感器5；袋式过滤器7和管式微滤器8之间的管路上设置有Ⅱ号压力传感器22；管式微滤器8和保安过滤器12之间的管路上依次设置有Ⅰ号流量传感器9、Ⅰ号电导率传感器10和Ⅰ号加药装置11；一级高压泵13和高压纳滤器14进口之间的管路上依次设置有Ⅱ号加药装置23和Ⅲ号压力传感器24；二级高压泵15和高压反渗透16之间的管路上设置有Ⅱ号电导率传感器25和Ⅳ号压力传感器26；高压反渗透16和选择性吸附装置17之间的管路上设置有Ⅴ号压力传感器27；选择性吸附装置17出口管路上设置有Ⅱ号流量传感器28和Ⅲ号电导率传感器29；三级高压泵18和超高压反渗透19之间的管路上设置有Ⅵ号压力传感器30；超高压反渗透19和浓水箱20之间的管路上设置有Ⅱ号电动阀31、Ⅲ号流量传感器32和Ⅳ号电导率传感器33。

还包括控制系统21，控制系统21分别与潜水泵2、pH传感器3、增压泵4、Ⅰ~Ⅵ号压力传感器5/22/24/26/27/30、Ⅰ~Ⅱ号电动阀6/31、Ⅰ~Ⅲ号流量传感器9/28/32、Ⅰ~Ⅳ号电导率传感器10/25/29/33、Ⅰ~Ⅱ号加药装置11/23、一级高压泵13、二级高压泵15、以及三级高压泵18通过电信号连接。

所述废水池1为自升式水囊，主要作用为现场收集洗消废液，与管式微滤器8、超高压反渗透19管路连接。

潜水泵2为水处理上通用的不锈钢水泵；

增压泵4为扬程30米左右的不锈钢水泵；

Ⅰ~Ⅱ号电动阀6/31为水处理上通用的常闭型电动阀；

袋式过滤器7为水处理上通用的不锈钢过滤器，内装精度5微米~20微米的布袋；

管式微滤8为带有错流冲刷功能、精度0.1微米的无机膜过滤器；

Ⅰ~Ⅱ号加药装置11/23为带有计量泵的自动药剂添加装置，根据工艺要求分别添加还原剂和阻垢剂；

保安过滤器12为不锈钢压力容器，内装5微米熔喷滤芯；

一级高压泵13为400米扬程的不锈钢高压水泵；

高压纳滤14为二价离子分离效率95%以上的纳滤膜；

二级高压泵15为800米扬程的不锈钢高压水泵；

高压反渗透16为脱盐率99.5%以上的海水淡化膜；

选择性吸附装置17为表面负载纳米零价铁的多孔无机吸附材料；

三级高压泵18为1200米扬程的不锈钢高压水泵；

超高压反渗透19为工作压力120bar、耐受含盐量60g/L以上和脱盐率99.5%以上的反渗透膜；浓水箱20为带有铅层屏蔽和内表面防腐处理的不锈钢水罐；

pH传感器3、Ⅰ~Ⅵ号压力传感器5/22/24/26/27/30、Ⅰ~Ⅲ号流量传感器9/28/32和Ⅰ~Ⅳ号电导率传感器10/25/29/33均为带有4~20mA输出信号的通用型传感器，均安装在系统主管路上。

利用本实用新型核生化废液处理系统进行核生化废液的工艺方法为：

核生化事故发生后，救援人员现场处理时首先使用过饱和三合二洗消剂对现场污染人员和环境进行洗消，并将产生的洗消废水收集在废水池1内。核生化洗消废液处理系统工作时，废液首先通过潜水泵2抽吸进入系统管路，按顺序依次进入增压泵4、Ⅰ号电动阀6、袋式过滤器7、管式微滤8、保安过滤器12、一级高压泵13、高压纳滤14、二级高压泵15、高压反渗透16和选择性吸附装置17。袋式过滤器7负责拦截废液中的大颗粒物；管式微滤8用于过滤废液中未溶解的悬浮态三合二，防止其堵塞后续膜处理单元；保安过滤器12是膜处理单元的最后一道屏障，用于过滤5微米以上的各种杂质；由于三合二具有非常强的氧化性，废液进入高压纳滤14前需要进行PH调节，pH传感器3将采集到的废液PH值以4~20mA的信号传输至控制系统21，控制系统21采用模糊控制实时精确调节加药装置11的加药量，将亚硫酸氢钠溶液添加入管路，确保废液PH为中性；废液进入高压纳滤14后进行一价离子和二价及以上离子分离并拦截灭活后的生物毒剂，高价态离子在三级高压泵18的作用下继续进入超高压反渗透19，被高倍浓缩后进入浓水箱20，部分淡水返回原水池1；废液中的一价离子继续进入高压反渗透16，在二级高压泵15的作用下进一步过滤净化，大部分核素离子随浓水回流至保安过滤器12前循环过滤，部分逃逸的核素离子随淡水进入选择性吸附装置17，最终在零价铁的作用下被牢牢固定在吸附材料表面，其余的常规离子随淡水排出。整个工作过程由控制系统21集中控制，控制系统21根据压力传感器、流量传感器和电导率传感器反馈的信号实时调节一级高压泵13、二级高压泵15和三级高压泵18的频率和电动阀的开度，精确控制高压纳滤14、高压反渗透16、超高压反渗透19的压力和流量，使其达到最高过滤效率，确保最终淡水达标排放。

本申请核生化洗消废液处理系统采用以管式微滤为主体的预处理工艺，不添加高分子絮凝材料，能够有效防止后续膜处理单元的污染。另外膜处理单元采用高压纳滤、高压反渗透以及超高压反渗透相结合的膜分离工艺，将废液中的各种离子分批处理，降低处理难度，兼顾净化和浓缩。最后采用负载纳米零价铁的选择性吸附材料，能够针对废液中残存的核素离子选择性吸附，并依靠零价铁的化学特性将核素离子牢牢固定在吸附材料表面，避免了脱附现象的发生。采用本装置的处理工艺过滤效率高，浓缩倍数高，适用面广，能够适用于多种高固形物和高盐废液的净化，完全满足核生化洗消废液的处理要求。

Claims (10)

1.一种核生化洗消废液处理系统，包括废水池（1），其特征在于：所述废水池（1）内设置有潜水泵（2），潜水泵（2）、增压泵（4）、Ⅰ号电动阀（6）、袋式过滤器（7）、管式微滤器（8）、保安过滤器（12）、一级高压泵（13）、高压纳滤器（14）进口通过管路依次顺序连通；

高压纳滤器（14）的一价离子出口通过二级高压泵（15）和管路连通高压反渗透（16）进口，高压反渗透（16）的浓水出口通过管路连通保安过滤器（12）进口，高压反渗透（16）的淡水出口连通选择性吸附装置（17）；

高压纳滤器（14）的高价离子出口通过三级高压泵（18）和管路连通超高压反渗透（19），超高压反渗透（19）淡水出口连通废水池（1），其浓水出口连通浓水箱（20）；

潜水泵（2）与增压泵（4）之间的管路上设置有pH传感器（3）；增压泵（4）和Ⅰ号电动阀（6）之间的管路上设置有Ⅰ号压力传感器（5）；袋式过滤器（7）和管式微滤器（8）之间的管路上设置有Ⅱ号压力传感器（22）；管式微滤器（8）和保安过滤器（12）之间的管路上依次设置有Ⅰ号流量传感器（9）、Ⅰ号电导率传感器（10）和Ⅰ号加药装置（11）；一级高压泵（13）和高压纳滤器（14）进口之间的管路上依次设置有Ⅱ号加药装置（23）和Ⅲ号压力传感器（24）；二级高压泵（15）和高压反渗透（16）之间的管路上设置有Ⅱ号电导率传感器（25）和Ⅳ号压力传感器（26）；高压反渗透（16）和选择性吸附装置（17）之间的管路上设置有Ⅴ号压力传感器（27）；选择性吸附装置（17）出口管路上设置有Ⅱ号流量传感器（28）和Ⅲ号电导率传感器（29）；三级高压泵（18）和超高压反渗透（19）之间的管路上设置有Ⅵ号压力传感器（30）；超高压反渗透（19）和浓水箱（20）之间的管路上设置有Ⅱ号电动阀（31）、Ⅲ号流量传感器（32）和Ⅳ号电导率传感器（33）。

2.根据权利要求1所述的一种核生化洗消废液处理系统，其特征在于：还包括控制系统（21），控制系统（21）分别与潜水泵（2）、pH传感器（3）、增压泵（4）、Ⅰ~Ⅵ号压力传感器（5/22/24/26/27/30）、Ⅰ~Ⅱ号电动阀（6/31）、Ⅰ~Ⅲ号流量传感器（9/28/32）、Ⅰ~Ⅳ号电导率传感器（10/25/29/33）、Ⅰ~Ⅱ号加药装置（11/23）、一级高压泵（13）、二级高压泵（15）、以及三级高压泵（18）通过电信号连接。

3.根据权利要求1所述的一种核生化洗消废液处理系统，其特征在于：所述废水池（1）为自升式水囊；所述浓水箱（20）为带有铅层屏蔽和内表面防腐处理的不锈钢水罐。

4.根据权利要求1所述的一种核生化洗消废液处理系统，其特征在于：所述潜水泵（2）为水处理上通用的不锈钢水泵；所述增压泵（4）为扬程30米左右的不锈钢水泵；所述一级高压泵（13）为400米扬程的不锈钢高压水泵；所述二级高压泵（15）为800米扬程的不锈钢高压水泵；所述三级高压泵（18）为1200米扬程的不锈钢高压水泵。

5.根据权利要求1所述的一种核生化洗消废液处理系统，其特征在于：所述袋式过滤器（7）为水处理上通用的不锈钢过滤器，内装精度5微米~20微米的布袋；所述保安过滤器（12）为不锈钢压力容器，内装5微米熔喷滤芯。

6.根据权利要求1所述的一种核生化洗消废液处理系统，其特征在于：所述高压反渗透（16）为脱盐率99.5%以上的海水淡化膜；所述超高压反渗透（19）为工作压力120bar、耐受含盐量60g/L以上和脱盐率99.5%以上的反渗透膜。

7.根据权利要求1所述的一种核生化洗消废液处理系统，其特征在于：所述管式微滤（8）为带有错流冲刷功能、精度0.1微米的无机膜过滤器；所述高压纳滤（14）为二价离子分离效率95%以上的纳滤膜。

8.根据权利要求1所述的一种核生化洗消废液处理系统，其特征在于：所述Ⅰ~Ⅱ号加药装置（11/23）为带有计量泵的自动药剂添加装置，根据工艺要求分别添加还原剂和阻垢剂。

9.根据权利要求1所述的一种核生化洗消废液处理系统，其特征在于：所述选择性吸附装置（17）为表面负载纳米零价铁的多孔无机吸附材料。

10.根据权利要求1所述的一种核生化洗消废液处理系统，其特征在于：所述pH传感器（3）、Ⅰ~Ⅵ号压力传感器（5/22/24/26/27/30）、Ⅰ~Ⅲ号流量传感器（9/28/32）和Ⅰ~Ⅳ号电导率传感器（10/25/29/33）为带有4~20mA输出信号的通用型传感器；所述Ⅰ~Ⅱ号电动阀（6/31）为水处理上通用的常闭型电动阀。