技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及放射性廢水處理，具體涉及一種通過碟管式反滲透膜技術(shù)處理放射性廢水的方法和裝置。

背景技術(shù)：

對于核工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)生的放射性廢水，絮凝沉淀、砂濾、硅藻土過濾、超濾、選擇性離子交換、反滲透膜處理、蒸發(fā)、電滲析都是處理它們的常用方法。

每種處理方法都有其適用范圍和技術(shù)特點，目前的研究主要集中在研究不同的處理方法對反應(yīng)堆堆芯融化情況下放射性廢水的去污效率，結(jié)合處理流量和工藝特點選擇出適用的放射性廢水處理技術(shù)。

放射性廢水處理技術(shù)的重點是提高放射性廢水的去污因子，使排放出水中的放射性核素的濃度盡可能低，并使放射性濃縮液的體積盡量小。在目前國內(nèi)外技術(shù)條件下，放射性廢水膜處理系統(tǒng)雖然有較高的去污因子，但其很低的濃縮倍數(shù)(通常只有5-10)限制了其廣泛使用。同時，常規(guī)反滲透膜處理系統(tǒng)對進(jìn)水的嚴(yán)格要求也嚴(yán)重限制了其使用，若采用硅藻土過濾等預(yù)處理將極大增加固體廢物的產(chǎn)生量。

本發(fā)明通過選擇高抗污染的碟管式反滲透膜組件而可以簡化復(fù)雜的預(yù)處理工藝，并通過碟管式反滲透膜組件的優(yōu)化組合處理同時實現(xiàn)了高效處理和高倍數(shù)濃縮。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的之一是提供一種放射性廢水處理方法，其中使放射性廢水通過碟管式反滲透(DTRO)膜組件進(jìn)行處理，其中去污因子達(dá)至少500，并且濃縮倍數(shù)達(dá)至少25倍。

在本發(fā)明方法的一個實施方案中，可以使放射性廢水依次通過第一級膜組件和第二級膜組件，得到第二級清水；從第一級膜組件送出的第一級濃水進(jìn)入第三級膜組件，得到濃縮液。

根據(jù)本發(fā)明的方法，一方面，可以將從第二級膜組件送出的第二級濃水和從第三級膜組件送出的濃縮級清水都返回送入第一級膜組件進(jìn)行再處理。

另一方面，在本發(fā)明的方法中，放射性廢水在進(jìn)料到膜組件之前，可以經(jīng)過砂濾、超濾或pH值調(diào)節(jié)的預(yù)處理，其中如果進(jìn)行pH值調(diào)節(jié)，則可以將放射性廢水的pH值調(diào)節(jié)到6-8。

又一方面，在本發(fā)明的方法中，放射性廢水在處理前的含鹽量優(yōu)選不超過5g/L。

本發(fā)明的另一目的是提供一種用于本發(fā)明放射性廢水處理方法的放射性廢水處理裝置，其包括第一級、第二級和第三級碟管式反滲透膜組件以及用于提供放射性廢水的供水泵，其中第一級膜組件的清水出口與第二級膜組件的進(jìn)口相連，第一級膜組件的濃水出口與第三級膜組件的進(jìn)口相連。

一方面，第二級膜組件的濃水出口和第三級膜組件的清水出口都與第一級膜組件的進(jìn)口相連。

另一方面，所述放射性廢水處理裝置還包括分別用于第一級、第二級和第三級碟管式反滲透膜組件的第一級、第二級和第三級高壓泵和循環(huán)泵。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的放射性廢水處理方法的工藝流程圖。

圖2A和圖2B分別是根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的放射性廢水處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖和實物圖。

圖3A和圖3B分別是用于本發(fā)明的碟管式反滲透膜組件的流道示意圖和實物圖。

圖4是對比例2的工藝流程圖。

具體實施方式

放射性廢水處理不同于諸如焦化廢水、制藥廢水、紡織/印染廢水、石油/化工廢水、垃圾滲濾液之類的一般性廢水處理，這是因為：1)放射性核素離子的排放質(zhì)量濃度極低，超出了常規(guī)廢水處理技術(shù)的能力；環(huán)境排放要求放射性活度為10Bq/L，以⁹⁰Sr和¹³⁷Cs為例，各自對應(yīng)的核素質(zhì)量濃度分別為2.0×10^-13mg/L和3.0×10^-13mg/L。2)對二次放射性廢物產(chǎn)生量的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于常規(guī)的廢水處理，放射性廢水處理的一個重要原則就是放射性廢物最小化。3)需要考慮放射性條件下設(shè)備的可操作性和可維護(hù)性。

基于放射性廢水處理的上述特殊要求，本發(fā)明人設(shè)計完成本發(fā)明的放射性廢水處理方法和裝置，其中在保證放射性核素離子的排放質(zhì)量濃度極低的同時，所產(chǎn)生的放射性廢物的量最少。

在本文中，除了放射性活度外，“去污因子”也用來衡量放射性核素離子的排放質(zhì)量濃度，該因子按(原水的放射性活度)/(清水的放射性活度)來計算。本文所用的“濃縮倍數(shù)”用來衡量所產(chǎn)生的放射性廢物的量，可以按(原水體積)/(濃縮液體積)來計算。

根據(jù)本發(fā)明的放射性廢水處理方法，放射性廢水經(jīng)過DTRO膜組件處理后，去污因子達(dá)至少500，并且濃縮倍數(shù)達(dá)至少25倍，這既達(dá)到了生活污水的排放標(biāo)準(zhǔn)10Bq/L，又確保了放射性廢物的產(chǎn)生量盡可能地少。這也是本發(fā)明方法顯著不同于現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)廢水處理方法的一個關(guān)鍵所在?，F(xiàn)有技術(shù)的廢水處理方法中，要么從不考慮濃縮倍數(shù)這一參數(shù)，要么為了同時追求達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)和濃縮倍數(shù)而不得不采用復(fù)雜的工藝和設(shè)備。本發(fā)明通過使用DTRO膜組件處理放射性廢水，成功實現(xiàn)了通過簡單易操作的工藝和裝置使得放射性廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，同時放射性廢物的產(chǎn)生量最少。

在本發(fā)明方法的一個實施方案中，使用三級DTRO膜組件處理放射性廢水。圖1是三級DTRO膜組件處理放射性廢水的示例性工藝流程圖。

根據(jù)圖1，放射性廢水依次通過第一級膜組件和第二級膜組件，得到第二級清水；從第一級膜組件送出的第一級濃水進(jìn)入第三級膜組件，得到濃縮液。從第二級膜組件送出的第二級濃水和從第三級膜組件送出的濃縮級清水可以返回送入第一級膜組件進(jìn)行再處理。

盡管圖1中示出了對原水進(jìn)行預(yù)處理，但這不是必須的步驟。由于本發(fā)明所用的膜組件是DTRO膜組件，可以在沒有對原水進(jìn)行任何形式的預(yù)處理情況下，直接處理放射性廢水，并達(dá)到要求的排放標(biāo)準(zhǔn)。不像現(xiàn)有技術(shù)中許多放射性廢水處理工藝，需要首先通過復(fù)雜的超濾工藝預(yù)處理廢水，才能將經(jīng)預(yù)處理的廢水送去進(jìn)行反滲透處理。顯然，在本發(fā)明的方法中，預(yù)處理工藝的省去能夠簡化處理設(shè)備，大大降低處理成本。

如果對原水進(jìn)行預(yù)處理，可以是砂濾、超濾或pH值調(diào)節(jié)之類的操作，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實際情況容易確定的。如果進(jìn)行pH值調(diào)節(jié)，優(yōu)選將放射性廢水的pH值調(diào)節(jié)到6-8。在該pH值下，一方面DTRO膜組件的反滲透處理效果最好，另一方面能保證DTRO膜組件具有較長的使用壽命。

同樣，盡管圖1中示出了對二級清水進(jìn)行離子交換，但該步驟是可以根據(jù)實際情況進(jìn)行選擇的。事實上，對于核設(shè)施常規(guī)排放的放射性廢水，其放射性活度一般在1000Bq/L至10000Bq/L(總β)，它們通過本發(fā)明方法的兩級DTRO膜組件處理，二級清水的放射性活度往往已經(jīng)低于10Bq/L，符合生活污水的排放標(biāo)準(zhǔn)。甚至對于非常規(guī)泄漏的放射性廢水，比如2011年日本福島核泄漏所產(chǎn)生的放射性廢水，其放射性活度可以高達(dá)50000Bq/L；這種高放射性廢水通過本發(fā)明的兩級DTRO膜組件處理，第二級清水的放射性活度也接近10Bq/L(例如下文的實施例1)。

但是，如果追求所排放的污水最好能夠接近自然界水本底，這種情況下可以將從第二級膜組件送出的第二級清水送去進(jìn)一步精細(xì)處理。在本發(fā)明的方法中，如果從第二級膜組件送出的第二級清水的放射性活度大于1Bq/L，則對第二級清水進(jìn)行精細(xì)處理。關(guān)于精細(xì)處理，優(yōu)選離子交換處理或電滲析處理。本發(fā)明方法所處理的放射性廢水即使放射性活度高達(dá)50000Bq/L，通過一步精細(xì)處理，仍可以獲得接近自然界水本底的水，其放射性活度約為0.5Bq/L。

另一方面，由于通過本發(fā)明方法的二級DTRO膜組件處理得到的二級清水已經(jīng)非常干凈，如果對其進(jìn)行進(jìn)一步的離子交換處理，所用的離子交換樹脂可以長時間使用，一般使用2-3年后才需要更換，從而顯著減少了廢樹脂的產(chǎn)生量，降低了整套工藝的處理成本。最終移出的廢樹脂可以與從第三級膜組件排放的濃縮液一起固化處置。

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的一些DTRO膜組件水處理方法，隨著水質(zhì)要求提高來相應(yīng)增加DTRO膜組件的級數(shù)。但是，在本發(fā)明的放射性廢水處理方法中，絕不能單純地為了追求水質(zhì)提高而無限制地增加清水處理膜組件的級數(shù)，這是因為增加的清水處理膜組件同樣也會增加濃縮液的量，而濃縮液總量的增加必然使得濃縮倍數(shù)降低，從而導(dǎo)致產(chǎn)生更多的廢物需要固化處置。另外，如果增加濃水處理膜組件的級數(shù)，首先所增加級數(shù)的濃水處理膜組件的出水放射性濃度很高，回流不當(dāng)會導(dǎo)致出水的放射性活度增加；其次生產(chǎn)工藝上難于控制并使得處理成本增加。必須基于去污因子和濃縮倍數(shù)的雙重考慮，合理配置清水、濃水處理膜組件的級數(shù)。在本發(fā)明方法不包括精細(xì)處理步驟的一個實施方案中，去污因子可以為500至5000，并且濃縮倍數(shù)可以至少為25倍?？梢詫牡谌壞そM件送出的濃縮級清水返回送入第一級膜組件進(jìn)行再處理而不排放濃縮液，直至濃縮液的含鹽量達(dá)到125g/L才予以排放。

本發(fā)明的方法優(yōu)選三級DTRO膜組件，即兩級串聯(lián)清水處理膜組件和一級濃水處理膜組件，其中第三級膜組件排放的濃水可以達(dá)到DTRO膜組件濃水的最大值，增加濃縮級數(shù)并不能進(jìn)一步提高濃縮倍數(shù)。

此外，現(xiàn)有技術(shù)教導(dǎo)DTRO膜組件尤其適用于高濃度污水的處理。但是，本發(fā)明人注意到原水含鹽量升高，處理能耗也會相應(yīng)增加，因此放射性廢水在處理前的含鹽量優(yōu)選不超過5g/L。

本發(fā)明還提供一種用于本發(fā)明方法的放射性廢水處理裝置。圖2A和圖2B分別是根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的放射性廢水處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖和實物圖。在圖2A和圖2B中，放射性廢水處理裝置包括第一級碟管式反滲透膜組件1、第二級碟管式反滲透膜組件10和第三級碟管式反滲透膜組件9以及用于提供放射性廢水的供水泵8，其中第一級膜組件1的清水出口與第二級膜組件10的進(jìn)口相連，第一級膜組件1的濃水出口與第三級膜組件9的進(jìn)口相連；第二級膜組件10的濃水出口和第三級膜組件9的清水出口都與第一級膜組件1的進(jìn)口相連。圖中還示出了分別用于第一級、第二級和第三級碟管式反滲透膜組件的第一級高壓泵7和循環(huán)泵4、第二級高壓泵6和循環(huán)泵3以及第三級高壓泵5和循環(huán)泵2。

本發(fā)明方法所用的碟管式反滲透(DTRO)膜組件是公知的，但現(xiàn)有技術(shù)中主要將其用于處理垃圾滲濾液。如上所述，由于放射性廢水處理的特殊要求，并不能簡單將現(xiàn)有的DTRO膜組件處理其它廢水的方法和裝置直接移植用來處理放射性廢水，這也反向印證了現(xiàn)有技術(shù)為什么至今為止仍未能將DTRO膜組件用于處理放射性廢水。

圖3A和3B分別示出了本發(fā)明所用的碟管式膜組件的流道示意(工作原理)圖和實物圖。從圖中可以看到，碟管式膜組件主要由過濾膜片2、導(dǎo)流盤5、中心拉桿、耐壓套管6、兩端法蘭8各種密封件及聯(lián)接螺栓等部件組成。把過濾膜片和導(dǎo)流盤疊放在一起，用中心拉桿和端蓋法蘭進(jìn)行固定，然后置入耐壓套管中，就形成一個碟管式膜組件。

如圖3A所示，料液通過過濾膜片2堆與耐壓套管6之間的間隙后經(jīng)原水通道1進(jìn)入底部導(dǎo)流盤5，被處理的液體以最短的距離快速流經(jīng)過濾膜片2，然后以180°逆轉(zhuǎn)到另一膜面，再從此流入到下一個過濾膜片，從而在膜表面形成由導(dǎo)流盤圓周到圓中心，再到圓周，再到圓中心的切向流過濾，濃縮液最后從進(jìn)料端法蘭8處流出。料液流經(jīng)過濾膜的同時，透過液通過中心收集管7不斷排出。濃縮液與透過液通過安裝于導(dǎo)流盤上的O型墊圈3隔離。

供水泵、DTRO膜組件所用的高壓泵和循環(huán)泵可以是本領(lǐng)域常用的各種泵，例如柱塞泵、離心泵等。但是，在本發(fā)明中，高壓泵要滿足高揚程、低流量的要求，而循環(huán)泵相反要滿足低揚程、高流量的要求。

本發(fā)明放射性廢水處理裝置的操作步驟如下：首先啟動原水供水泵；完全打開第一級膜組件的濃水出口閥，啟動第一級高壓泵和循環(huán)泵(變頻控制)，調(diào)節(jié)壓力到2.5至7MPa(具體壓力根據(jù)放射性原水的濃度確定)；完全打開第二級膜組件的濃水出口閥，啟動第二級高壓泵和循環(huán)泵(變頻控制)，調(diào)節(jié)壓力到2.5至7MPa(具體壓力根據(jù)放射性原水的濃度確定)；最后完全打開第三級膜組件的濃水出口閥，啟動第三級高壓泵和循環(huán)泵(變頻控制)，調(diào)節(jié)壓力到2.5至7MPa(具體壓力根據(jù)放射性原水的濃度確定)。

本發(fā)明包括但不限于如下的實施方式：

實施方式1、一種放射性廢水處理方法，其特征在于將放射性廢水通過碟管式反滲透膜組件進(jìn)行處理，其中去污因子達(dá)至少500，并且濃縮倍數(shù)達(dá)至少25倍。

實施方式2、根據(jù)實施方式1所述的方法，其特征在于放射性廢水依次通過第一級膜組件和第二級膜組件，得到第二級清水；從第一級膜組件送出的第一級濃水進(jìn)入第三級膜組件，得到濃縮液。

實施方式3、根據(jù)實施方式2所述的方法，其特征在于從第二級膜組件送出的第二級濃水返回送入第一級膜組件。

實施方式4、根據(jù)實施方式2或3所述的方法，其特征在于從第三級膜組件送出的濃縮級清水返回送入第一級膜組件。

實施方式5、根據(jù)實施方式2至4中任一項所述的方法，其特征在于如果從第二級膜組件送出的第二級清水的放射性活度大于1Bq/L，則將第二級清水送去精細(xì)處理，優(yōu)選離子交換處理或電滲析處理。

實施方式6、根據(jù)實施方式2至5中任一項所述的方法，其特征在于從第三級膜組件送出的濃縮級清水返回送入第一級膜組件進(jìn)行再處理而不排放濃縮液，直至濃縮液的含鹽量達(dá)到125g/L才予以排放。

實施方式7、根據(jù)實施方式1至6中任一項所述的方法，其特征在于放射性廢水在進(jìn)料到碟管式反滲透膜組件之前，經(jīng)過砂濾、超濾或pH值調(diào)節(jié)的預(yù)處理。

實施方式8、根據(jù)實施方式7所述的方法，其特征在于放射性廢水在進(jìn)料到膜組件之前將其pH值調(diào)節(jié)到6-8。

實施方式9、根據(jù)實施方式1至8中任一項所述的方法，其特征在于放射性廢水在處理前的含鹽量不超過5g/L。

實施方式10、一種用于根據(jù)實施方式1至9中任一項所述方法的放射性廢水處理裝置，其包括第一級、第二級和第三級碟管式反滲透膜組件以及用于提供放射性廢水的供水泵，其中第一級膜組件的清水出口與第二級膜組件的進(jìn)口相連，第一級膜組件的濃水出口與第三級膜組件的進(jìn)口相連。

實施方式11、根據(jù)實施方式10所述的裝置，其特征在于第二級膜組件的濃水出口與第一級膜組件的進(jìn)口相連。

實施方式12、根據(jù)實施方式10或11所述的裝置，其特征在于第三級膜組件的清水出口與第一級膜組件的進(jìn)口相連。

實施方式13、根據(jù)實施方式10至12中任一項所述的裝置，其特征在于所述裝置還包括分別用于第一級、第二級和第三級碟管式反滲透膜組件的第一級、第二級和第三級高壓泵和循環(huán)泵。

實施方式14、根據(jù)實施方式10至13中任一項所述的裝置，其特征在于所述裝置還包括用于處理第二級清水的精細(xì)處理裝置，優(yōu)選離子交換器或電滲析器。

下面借助實施例來舉例說明本發(fā)明，但這些實施例絕不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。

實施例中所用裝置如下：

實施例1

啟動原水供水泵，將10噸含鹽量為5g/L、總β放射性活度為50000Bq/L(核電站和核設(shè)施放射性廢水濃度可能達(dá)到的最大水平)的廢水送入圖2B所示裝置進(jìn)行處理。

完全打開第一級膜組件的濃水出口閥，啟動第一級高壓泵(變頻控制，變頻頻率50Hz)，延時3分鐘啟動第一級循環(huán)泵，調(diào)節(jié)第一級膜組件的濃水出口閥使得第一級高壓泵的出口壓力達(dá)到5.5MPa。完全打開第二級膜組件的濃水出口閥，啟動第二級高壓泵，延時3分鐘啟動第二級循環(huán)泵(變頻控制，變頻頻率50Hz)，調(diào)節(jié)第二級膜組件的濃水出口閥使得第二級高壓泵的出口壓力達(dá)到3.5MPa。完全打開第三級膜組件的濃水出口閥，啟動第三級高壓泵，延時3分鐘啟動第三級循環(huán)泵(變頻控制，變頻頻率30Hz)，調(diào)節(jié)第三級膜組件的濃水出口閥使得第三級高壓泵的出口壓力為7MPa。

經(jīng)過處理，第一級膜組件排放的清水的總β放射性活度為500Bq/L，第二級膜組件排放的清水的放射性活度為10Bq/L，兩級膜系統(tǒng)的去污因子為5000，需要進(jìn)行水泥固化的濃縮液體積為0.4立方米(含鹽量125g/L)，由此整個工藝的放射性廢水的濃縮倍數(shù)為25倍。

如果將第二級膜組件排放的清水送入離子交換器進(jìn)行進(jìn)一步處理，可以得到的清水總體積為9.6噸，并且最終清水的總β放射性活度為0.5Bq/L，由此整個工藝的去污因子為100000。

鑒于水泥固化的增容比一般為3，則需要固化的廢物體積為1.2立方米，固化體處置成本如果按10萬元/立方米計算，則廢液濃縮后的處置成本為12萬元。

實施例2

按實施例1中所用的裝置和操作條件處理10噸含鹽量為5g/L、總β放射性活度為10000Bq/L的廢水。

經(jīng)過處理，第一級膜組件排放的清水的總β放射性活度為100Bq/L，第二級膜組件排放的清水的放射性活度為2Bq/L，兩級膜系統(tǒng)的去污因子為5000，需要進(jìn)行水泥固化的濃縮液體積為0.4立方米(含鹽量125g/L)，由此整個工藝的放射性廢水的濃縮倍數(shù)為25倍。

如果將第二級膜組件排放的清水送入離子交換器進(jìn)行進(jìn)一步處理，可以得到的清水總體積為9.6噸，并且最終清水的總β放射性活度為0.1Bq/L，由此整個工藝的去污因子為100000。

鑒于水泥固化的增容比一般為3，則需要固化的廢物體積為1.2立方米，固化體處置成本如果按10萬元/立方米計算，則廢液濃縮后的處置成本為12萬元。

實施例3

按實施例1中所用的裝置和操作條件處理10噸含鹽量為5g/L、總β放射性活度為5000Bq/L的廢水。

經(jīng)過處理，第一級膜組件排放的清水的總β放射性活度為50Bq/L，第二級膜組件排放的清水的放射性活度為1Bq/L，兩級膜系統(tǒng)的去污因子為5000，需要進(jìn)行水泥固化的濃縮液體積為0.4立方米(含鹽量125g/L)，由此整個工藝的放射性廢水的濃縮倍數(shù)為25倍。

如果將第二級膜組件排放的清水送入離子交換器進(jìn)行進(jìn)一步處理，可以得到的清水總體積為9.6噸，并且最終清水的總β放射性活度為0.05Bq/L，由此整個工藝的去污因子為100000。

鑒于水泥固化的增容比一般為3，則需要固化的廢物體積為1.2立方米，固化體處置成本如果按10萬元/立方米計算，則廢液濃縮后的處置成本為12萬元。

實施例4

按實施例1中所用的裝置和操作條件處理10噸含鹽量為5g/L、總β放射性活度為1000Bq/L的廢水。

經(jīng)過處理，第一級膜組件排放的清水的總β放射性活度為10Bq/L，第二級膜組件排放的清水的放射性活度為0.2Bq/L，兩級膜系統(tǒng)的去污因子為5000，需要進(jìn)行水泥固化的濃縮液體積為0.4立方米(含鹽量125g/L)，由此整個工藝的放射性廢水的濃縮倍數(shù)為25倍。

鑒于水泥固化的增容比一般為3，則需要固化的廢物體積為1.2立方米，固化體處置成本如果按10萬元/立方米計算，則廢液濃縮后的處置成本為12萬元。

實施例5

啟動原水供水泵，將10噸含鹽量為1g/L、總β放射性活度為10000Bq/L的廢水送入圖2B所示裝置進(jìn)行處理。

完全打開第一級膜組件的濃水出口閥，啟動第一級高壓泵(變頻控制，變頻頻率45Hz)，延時3分鐘啟動第一級循環(huán)泵，調(diào)節(jié)第一級膜組件的濃水出口閥使得第一級高壓泵的出口壓力達(dá)到2.2MPa。完全打開第二級膜組件的濃水出口閥，啟動第二級高壓泵，延時3分鐘啟動第二級循環(huán)泵(變頻控制，變頻頻率45Hz)，調(diào)節(jié)第二級膜組件的濃水出口閥使得第二級高壓泵的出口壓力達(dá)到2.2MPa。完全打開第三級膜組件的濃水出口閥，啟動第三級高壓泵，延時3分鐘啟動第三級循環(huán)泵(變頻控制，變頻頻率30Hz)，調(diào)節(jié)第三級膜組件的濃水出口閥使得第三級高壓泵的出口壓力為5.5MPa。

經(jīng)過處理，第一級膜組件排放的清水的總β放射性活度為200Bq/L，第二級膜組件排放的清水的放射性活度為4Bq/L，兩級膜系統(tǒng)的去污因子為2500，需要進(jìn)行水泥固化的濃縮液體積為0.2立方米(含鹽量50g/L)，由此整個工藝的放射性廢水的濃縮倍數(shù)為50倍。

如果將第二級膜組件排放的清水送入離子交換器進(jìn)行進(jìn)一步處理，可以得到的清水總體積為9.8噸，并且最終清水的總β放射性活度為0.2Bq/L，由此整個工藝的去污因子為50000。

鑒于水泥固化的增容比一般為3，則需要固化的廢物體積為0.6立方米，固化體處置成本如果按10萬元/立方米計算，則廢液濃縮后的處置成本為6萬元。

實施例6

按實施例5中所用的裝置和操作條件處理10噸含鹽量為1g/L、總β放射性活度為5000Bq/L的廢水。

經(jīng)過處理，第一級膜組件排放的清水的總β放射性活度為100Bq/L，第二級膜組件排放的清水的放射性活度為2Bq/L，兩級膜系統(tǒng)的去污因子為2500，需要進(jìn)行水泥固化的濃縮液體積為0.2立方米(含鹽量50g/L)，由此整個工藝的放射性廢水的濃縮倍數(shù)為50倍。

如果將第二級膜組件排放的清水送入離子交換器進(jìn)行進(jìn)一步處理，可以得到的清水總體積為9.8噸，并且最終清水的總β放射性活度為0.1Bq/L，由此整個工藝的去污因子為50000。

鑒于水泥固化的增容比一般為3，則需要固化的廢物體積為0.6立方米，固化體處置成本如果按10萬元/立方米計算，則廢液濃縮后的處置成本為6萬元。

實施例7

按實施例5中所用的裝置和操作條件處理10噸含鹽量為1g/L、總β放射性活度為1000Bq/L的廢水。

經(jīng)過處理，第一級膜組件排放的清水的總β放射性活度為20Bq/L，第二級膜組件排放的清水的放射性活度為0.4Bq/L，兩級膜系統(tǒng)的去污因子為2500，需要進(jìn)行水泥固化的濃縮液體積為0.2立方米(含鹽量50g/L)，由此整個工藝的放射性廢水的濃縮倍數(shù)為50倍。

鑒于水泥固化的增容比一般為3，則需要固化的廢物體積為0.6立方米，固化體處置成本如果按10萬元/立方米計算，則廢液濃縮后的處置成本為6萬元。

實施例8

啟動原水供水泵，將10噸含鹽量為0.1g/L、總β放射性活度為5000Bq/L的廢水送入圖2B所示裝置進(jìn)行處理。

完全打開第一級膜組件的濃水出口閥，啟動第一級高壓泵(變頻控制，變頻頻率40Hz)，延時3分鐘啟動第一級循環(huán)泵，調(diào)節(jié)第一級膜組件的濃水出口閥使得第一級高壓泵的出口壓力達(dá)到2.2MPa。完全打開第二級膜組件的濃水出口閥，啟動第二級高壓泵，延時3分鐘啟動第二級循環(huán)泵(變頻控制，變頻頻率40Hz)，調(diào)節(jié)第二級膜組件的濃水出口閥使得第二級高壓泵的出口壓力達(dá)到2.2MPa。完全打開第三級膜組件的濃水出口閥，啟動第三級高壓泵，延時3分鐘啟動第三級循環(huán)泵(變頻控制，變頻頻率30Hz)，調(diào)節(jié)第三級膜組件的濃水出口閥使得第三級高壓泵的出口壓力為3.5MPa。

經(jīng)過處理，第一級膜組件排放的清水的總β放射性活度為125Bq/L，第二級膜組件排放的清水的放射性活度為10Bq/L，兩級膜系統(tǒng)的去污因子為500，需要進(jìn)行水泥固化的濃縮液體積為0.1立方米(含鹽量10g/L)，由此整個工藝的放射性廢水的濃縮倍數(shù)為100倍。

如果將第二級膜組件排放的清水送入離子交換器進(jìn)行進(jìn)一步處理，可以得到的清水總體積為9.9噸，并且最終清水的總β放射性活度為0.5Bq/L，由此整個工藝的去污因子為10000。

鑒于水泥固化的增容比一般為3，則需要固化的廢物體積為0.3立方米，固化體處置成本如果按10萬元/立方米計算，則廢液濃縮后的處置成本為3萬元。

實施例9

按實施例8中所用的裝置和操作條件處理10噸含鹽量為0.1g/L、總β放射性活度為1000Bq/L的廢水。

經(jīng)過處理，第一級膜組件排放的清水的總β放射性活度為25Bq/L，第二級膜組件排放的清水的放射性活度為2Bq/L，兩級膜系統(tǒng)的去污因子為500，需要進(jìn)行水泥固化的濃縮液體積為0.1立方米(含鹽量10g/L)，由此整個工藝的放射性廢水的濃縮倍數(shù)為100倍。

如果將第二級膜組件排放的清水送入離子交換器進(jìn)行進(jìn)一步處理，可以得到的清水總體積為9.9噸，并且最終清水的總β放射性活度為0.1Bq/L，由此整個工藝的去污因子為10000。

鑒于水泥固化的增容比一般為3，則需要固化的廢物體積為0.3立方米，固化體處置成本如果按10萬元/立方米計算，則廢液濃縮后的處置成本為3萬元。

對比例1

根據(jù)與實施例5相同的方式處理10噸含鹽量為1g/L、總β放射性活度為10000Bq/L的放射性廢水，不同之處在于從第一級DTRO膜組件送出的濃水并不經(jīng)過第三級DTRO膜組件進(jìn)一步處理，而是直接作為濃縮液。

經(jīng)過處理，各級出水的總β放射性活度如下：第一級膜組件200Bq/L，第二級膜組件4Bq/L，離子交換器0.2Bq/L；因此，第一級膜組件的去污因子為50，第二級膜組件的去污因子為50，整個工藝的去污因子為50000。

但是，該工藝處理后排放的清水總體積為9噸，需要進(jìn)行水泥固化的濃縮液體積為1立方米，因此濃縮倍數(shù)為10倍。

鑒于水泥固化的增容比一般為3，則需要固化的廢物體積為3立方米，固化體處置成本如果按10萬元/立方米，則廢液濃縮后的處置成本為30萬元。顯然，處理成本為實施例5的5倍。

對比例2

根據(jù)圖4所示的流程圖處理10噸含鹽量為1g/L、總β放射性活度為10000Bq/L的放射性廢水，其中4個DTRO膜組件兩兩串聯(lián)構(gòu)成兩組第一級和第二級膜組件，這兩組膜組件彼此并聯(lián)，并且從這兩組膜組件的第一級膜組件送出的濃水并不經(jīng)過第三級DTRO膜組件進(jìn)一步處理，而是直接作為濃縮液。

經(jīng)過處理，各級出水的總β放射性活度如下：第一級膜組件200Bq/L，第二級膜組件4Bq/L，離子交換器0.2Bq/L；因此，第一級膜組件的去污因子為50，第二級膜組件的去污因子為50，整個工藝的去污因子為50000。

但是，該工藝處理后排放的清水總體積為9噸，需要進(jìn)行水泥固化的濃縮液體積同樣為1立方米，因此濃縮倍數(shù)為10倍。

鑒于水泥固化的增容比一般為3，則需要固化的廢物體積為3立方米，固化體處置成本如果按10萬元/立方米，則廢液濃縮后的處置成本為30萬元。顯然，處理成本仍為實施例5的5倍。