[发明专利]一种高比放放射性废水负压蒸发浓缩处理系统及其方法

说明书

一种高比放放射性废水负压蒸发浓缩处理系统及其方法，该系统中，废水原水槽罐的原水泵入负压蒸发塔，蒸发形成的水蒸汽经第一除雾塔除雾后顺次进初级、次级冷却塔，冷却后的冷凝水泵入冷凝水暂存罐，真空泵从次级冷却塔处抽取真空，负压蒸发塔底的浓集液泵入浓集废水槽罐，再泵出到负压干燥器，干燥后的固体残留物待整备处置，负压干燥器出口水蒸汽进入第二除雾塔，除雾后进入初级冷却塔，本发明系统结构简单，工艺流程合理，处理过程安全可控、便于实现遥控和自动化操作，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于核燃料循环技术领域，具体涉及乏燃料后处理过程中产生的大量高比放放射性废水的负压蒸发浓缩处理系统及方法。

背景技术

完备的核燃料循环体系是核能(电)清洁、高效利用的基础，而乏燃料元件后处理则是核燃料循环的重要环节。核电站运行将产生大量的乏燃料，如果没能得到妥善处置，将对地球生物生物圈产生潜在安全威胁，进而对人类生存环境构成潜在危害，必须寻求更加经济可行的技术对乏燃料进行安全处置。在乏燃料后处置技术领域，水法后处理技术是目前唯一有商业应用的后处理技术，干法和超临界流体萃取法是待开发的新技术。水法后处理技术是专门为提取回收乏燃料中有用核燃料U、Pu设计的，利用萃取剂对U、Pu选择特点实现U、Pu与其他放射性物质分离，最新发展的乏燃料后处理/分离一体化流程，不仅可以实现U、Pu的回收，还能够实现MA和LLFP的分离。但水法后处理技术必须经历固态－溶液－固态转换，处理过程复杂，处理过程中会产生大量二次高放废液，废水中含有大量含有放射性核素U、Pu和其他裂变碎片核素的废水，其放射性比活度很高，处理过程中防护要求高。此外，废水中还含有相当高浓度的氚，按照国家氚环境排放有关标准，不能直接排放。乏燃料处理过程中产生大量二次高放废液用传统的放射性废水处理方法面临诸多问题。例如，传统的离子交换法虽是处理低水平含U废水的适宜方法，目前在国内核设施废水处理工厂得到广泛应用，但由于离子交换阳离子树脂柱离子交换量有限，处理这种含多种放射性阳离子的高浓度废水时，离子交换柱内离子交换树脂会很快饱和且还会产生大量放射性二次固体废物，效率低且不符合废物最小化原则，不适宜处理这类高放废水；传统的絮凝共沉淀是处理低水平含Pu放射性废水成熟技术，但将这种技术应用于处理这种含多种放射性阳离子高浓度废水时，同样会伴随产生大量放射性水平很高的废泥浆，这种高水平放射性泥浆需要进一步的妥善处置，成本比较高，这种方法会额外产生大量高比放固体废物，也不符合废物最小化原则；早期在部分国家曾经使用过天然蒸发池蒸发处理放射性废水技术，利用高温、干燥地区自然挥发对低水平放射性废水进行浓缩处理，但由于这种方法存在较高的放射性废水渗漏等环境风险早就被很多国家禁止使用，这样的技术也不能用于处理含氚废水。因此，开发安全可靠、经济可行的高比放放射性废水的处理技术很有必要，对于完善我国乏燃料元件的后处理技术也有重要意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的诸多问题而提供一种工艺更加简单、处理过程安全可控、便于实现遥控或自动化操作、工艺过程中放射性物质释放风险小、废物最小化的一种高比放放射性废水负压蒸发浓缩处理系统。