650MW压水堆工艺废水处理单元运行优化

【摘 要】福岛核事故产生了大量的放射性废水，也导致大量的放射性废水排入海洋，大量的囤积在容器中的放射性废水如何处理，如何减少其对环境的影响，引起了业界广泛的关注。核电站正常运行中向环境排放的放射性废物主要是放射性废水，放射性废水的最小化及其安全处置既涉及环境安全也与电厂经济效益密切相关，受到管理部门、运营公司以及公众的高度关注。本文以650MW压水堆秦山第二核电厂为参考，主要阐述工艺废水的运行处理方式，以及自机组投产以来工艺废水处理单元所碰到的问题以及解决方案，对核电厂废液处理最小化有一定的实际意义，同时也能产生长远的经济效益和良好的社会效应。也是核安全文化追求卓越、持续改进的体现。

【关键词】工艺废水;过滤器;110mAg;运行优化

1 废水处理系统设计准则

秦山第二核电厂放射性废水处理系统（TEU）采用的基本处理方式主要有过滤、离子交换和蒸发。它将产生的废水分成三类收集、贮存和处理，即地面废水、工艺废水和化学废水。

废液的分类准则如下：

工艺排水一般是化学物质含量低的放射性废液（划分界限取决于经济因素，目的是尽可能减少处理的总成本，其中包括固体废物的处理）;

化学排水一般是含化学物质高的放射性废液;

地面排水一般是化学成分不同的低放射性废液（其放射性浓度低于排放限值）。

对于不同类型的废液设置了不同的贮槽，即工艺排水槽、化学排水槽和地面排水槽。收集在不同贮槽中的废液可以通过取样（REN）放射性浓度和物理化学特性等决定是经过过滤后直接将废液排往TER系统，还是必须通过蒸发或除盐来处理。

2 工艺废水处理单元运行中出现的问题及处理方法

2.1 工艺废水单元的堵塞问题及应对措施

秦山第二核电厂从投运以来，工艺废水处理单元发生了堵塞、树脂频繁失效等问题，经过逐步改进，系统运行逐步恢复正常。导致系统堵塞的原因和诸多处理措施主要包括以下几个方面：

1）工艺废水单元水质差，存在浊度高甚至是浑浊的现象。目前通过对地坑、贮罐的定期清淤以及严格检修废水的分类倾倒等方式解决水质差的问题，工艺废水入口增加滤网，滤除进入系统的大颗粒杂质;

2）通过技改将预过滤器的过滤孔径由5μm改型成1μm，改善下游除盐床的运行条件;

3）前置过滤器破损后杂质堵塞在除盐床上部滤头导致除盐床堵塞。解决该问题的办法是除盐床入口管改造增加可拆卸盲板，便于用吸尘器等工具清理聚积在上部滤头处的大颗粒杂质;

4）降低系统除盐流量，降低流量运行最主要的原因是给离子交换提供足够的时间;

7）对收集在工艺废水贮罐中的废液增加分析项目和根据分析结果选择处理工艺，对水质差、电导率高、110mAg比活度高的废液进行蒸发处理，提高下游除盐床的使用寿命;

8）避免含磷酸盐高的设备冷却水进入工艺废水系统，降低除盐床的使用寿命。

2.2 110mAg问题及应对措施

2.2.1 110mAg的来源及其理化特性

2.2.2 降低110mAg排放量的主要措施

减少向TER排放废水中110mAg的含量主要有以下措施：

1）废液处理系统（TEU）工艺废水单元的除盐床采用大孔树脂，以尽可能吸附胶体态110mAg;

2）对含110mAg特别高的TEU工艺废水、放射性除盐床树脂冲排水等通过蒸发分离的方式进行处理，避免废液处理系统除盐床110mAg污染;

3）将硼回收系统树脂型号变更成大孔树脂，以吸附胶体态110mAg，减少TEP浓缩液中110mAg的含量;

4）尽量避免对放射性除盐床进行反冲洗操作;

5）合理安排主动排氚;

6）尽可能利用自然衰变。

2.3 TEU除盐床去污因子低

化学人员针对近期TEU除盐床去污因子低问题进行分析，并且做了几个专项试验，得出如下结论：

3）降低流速至2t/h可增强树脂床对9TEU002BA中110mAg的去除效果，但是现场运行工况只能将流量最低将至3t/h，不能完全达到最理想流速;可以考虑对其中一台工艺废水泵技改，采用小泵;

4）由试验结果可以看出，钠含量会使树脂净化效果降低，而本次9TEU002BA样品中含有较高含量的钠，这也是引起9TEU除盐床净化效率降低的一个原因;

5）1.0μm的过滤器对树脂中110mAg的去除有一定效果，可以考虑实际运行中添加絮凝剂或调节溶液pH来提高过滤器的过滤效果，从而提高除盐床的净化效率;

6）引起9TEU002BA水样中110mAg核素净化低的原因还不明确，但根据分析数据猜测，可能是胶体形态的110mAg，其粒径小，用树脂的离子交换功能无法去除，只能通过静电吸附、机械筛分等物理作用来去除。

3 结束语

总的来说，秦山第二核电厂作为650MW压水堆核电机组，其工艺废水处理工艺属于上世纪90年代水平的传统处理工艺，系统运行基本稳定，维护简单，但处理效果一般。当前国家环保法规越来越严格，人民群众的环保意识也越来越强，优化运行方式、引进先进废水处理设备与技术改进系统配置显得非常迫切和重要。在电厂出现预期的燃料包壳破损等工况下，系统运行的缺陷将明显暴露出来，对排放量的影响也会非常显著。因此，新技术、新设备、新工艺，才是提高电厂综合运行管理水平，是确保废液处理系统长期稳定运行和废液处理最小化的制胜法宝。

【参考文献】

[2]崔安熙.秦山地区核电站废物最小化若干问题研究[D].中国辐射防护研究研究院，2009，06.

[3]张志银.中国核电工程有限公司.低、中放废水处理最小化工艺技术研究报告（A版）[Z].2010，6.

[5]陈济东.大亚湾核电站系统及运行[M].北京： 原子能出版社，1994.