0引言

    我國(guó)核工業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展，形成了從鈾礦開采到乏燃料后處理的完整的核燃料循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈條。針對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的放射性廢液，各核設(shè)施均建立了成熟工程化應(yīng)用的固定式放射性廢液處理設(shè)施/磁翻板液位計(jì)，其可以很好地處理核設(shè)施正常運(yùn)行工況下產(chǎn)生的各類放射性廢液，處理后的水質(zhì)達(dá)到排放要求。然而對(duì)于相關(guān)核電廠以及核技術(shù)利用單位產(chǎn)生的一些零星放射性廢液以及各類異常工況下的少量超標(biāo)放射性廢液，如采用建造傳統(tǒng)的固定式設(shè)施來處理該類廢液，其設(shè)施的利用率不高，不但將大大增加相應(yīng)的固定資產(chǎn)投資，同時(shí)還將帶來后期退役處理的額外成本，收益投資比很低。磁翻板液位計(jì)置可以很好解決以上問題。

    目前山東海陽AP1000核電項(xiàng)目采用移動(dòng)式低放廢液處理磁翻板液位計(jì)處理設(shè)計(jì)基準(zhǔn)工況下的廢液。該廢液產(chǎn)生的概率低，因此適宜于采用移動(dòng)式處理磁翻板液位計(jì)進(jìn)行處理。這樣可明顯減少核電站固定式廢物處理設(shè)施和相應(yīng)投資，提高核電站廢液處理設(shè)施的利用率，顯著降低核電站設(shè)施退役負(fù)擔(dān)和廢物量。據(jù)報(bào)道，除山東海陽核電項(xiàng)目之外，國(guó)內(nèi)多個(gè)在建核電項(xiàng)目均是采用磁翻板液位計(jì)置。［1，2］

    本文通過前期調(diào)研和選取離子交換材料的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選擇羅門哈斯陽樹脂作為處理鍶、銫、鈷的離子交換材料，選擇羅門哈斯陰樹脂作為處理碘的離子交換材料，設(shè)計(jì)了一套離子交換處理試驗(yàn)磁翻板液位計(jì)，并試驗(yàn)了該磁翻板液位計(jì)對(duì)模擬廢水(含鍶、銫、鈷、碘)的處理效果［3，4］。

    1模擬廢水配置

    本實(shí)驗(yàn)考慮了核電廠產(chǎn)生的放射性廢水中，主要核素包括Co、Cs、Sr、I等。用去離子水配制含硝酸鍶(Sr(NO3)2)、硝酸銫(CsNO3)、硝酸鈷(Co(NO3)2)、碘化鈉(NaI)的模擬廢水，模擬非放廢水含有鍶(Sr)、銫(Cs)、鈷(Co)各10mg/L、碘(I)400mg/L。每次試驗(yàn)前均取原水樣分析檢測(cè)。

    2試驗(yàn)磁翻板液位計(jì)及方法離子交換處理磁翻板液位計(jì)主要包括供水單元、離子交換單元等。供水單元:由廢水配水罐、循環(huán)水泵、液位計(jì)等組成，完成廢水配制、試驗(yàn)原水供料任務(wù)。離子交換單元: 由進(jìn)料泵、流量計(jì)、壓力表、樹脂吸附單元組成，去除離子態(tài)的核素。磁翻板液位計(jì)入水接口采用可拆卸方式，磁翻板液位計(jì)可移動(dòng)。

模擬廢水通過進(jìn)料泵依次經(jīng)過 4 臺(tái)串聯(lián)的離子交換床單元( 2 級(jí)陽樹脂 + 1 級(jí)陰樹脂 + 1 級(jí)混合樹脂) ，設(shè)計(jì)處理能力50 L/h。系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行 1 h 后，間隔一定時(shí)間在每臺(tái)離子交換柱下游出口取樣檢測(cè)。 

    3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

    離子交換磁翻板液位計(jì)處理模擬廢水的試驗(yàn)結(jié)果如圖 1、圖 2、圖 3、 圖 4 所示。如圖 1、圖 2、圖 3 所示，第一級(jí)陽樹脂對(duì)鍶、銫、鈷的去污因子 DF 為 103 ～ 104，由于第一陽樹脂的出水中，鍶、銫、鈷的濃度接近檢測(cè)下限，經(jīng)過第二級(jí)陽樹脂的處理，鍶、銫、鈷的濃度已低于檢測(cè)下限，因此第二級(jí)陽樹脂對(duì)鍶、銫、鈷的去除效果不明顯。根據(jù)本次實(shí)驗(yàn)，陰樹脂和混合樹脂對(duì)鍶、銫、鈷基本沒有去除作用。整個(gè)磁翻板液位計(jì)對(duì)鍶、銫、鈷的 DF 可達(dá) 103 ～ 104。在實(shí)驗(yàn)過程中去污因子會(huì)有波動(dòng)。

 

    如圖4所示，兩級(jí)陽樹脂對(duì)碘基本沒有去除作用，陰樹脂對(duì)碘的去污因子DF為102～103，由于經(jīng)過陰樹脂的處理，碘的濃度已低于檢測(cè)下限，因此混合樹脂對(duì)碘的去除效果不明顯。整個(gè)磁翻板液位計(jì)對(duì)碘的DF可達(dá)103。在實(shí)驗(yàn)過程中去污因子會(huì)有波動(dòng)。

    4結(jié)語

    根據(jù)本次中試實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可得出以下結(jié)論。1)鍶、銫、鈷濃度約10mg/L，碘濃度約400mg/L時(shí)，整個(gè)磁翻板液位計(jì)(2級(jí)陽樹脂+1級(jí)陰樹脂+1級(jí)混合樹脂)對(duì)鍶、銫、鈷和碘的去污因子可達(dá)103。2)根據(jù)本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果，混合樹脂對(duì)鍶、銫、鈷和碘的去除效果不明顯，整個(gè)工藝流程可以簡(jiǎn)化為2級(jí)陽樹脂+1級(jí)陰樹脂。但是考慮到實(shí)際廢水中的放射性核素不止這幾種，保守考慮，在實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，在2級(jí)陽樹脂+1級(jí)陰樹脂后可加1級(jí)混合樹脂，對(duì)放射性核素進(jìn)行更深一步的去除。