0引言

    我國核工業(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。針對每個環(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，其可以很好地處理核設(shè)施正常運行工況下產(chǎn)生的各類放射性廢液，處理后的水質(zhì)達到排放要求。然而對于相關(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。磁翻板液位計置可以很好解決以上問題。

    目前山東海陽AP1000核電項目采用移動式低放廢液處理磁翻板液位計處理設(shè)計基準工況下的廢液。該廢液產(chǎn)生的概率低，因此適宜于采用移動式處理磁翻板液位計進行處理。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)施退役負擔和廢物量。據(jù)報道，除山東海陽核電項目之外，國內(nèi)多個在建核電項目均是采用磁翻板液位計置。［1，2］

    本文通過前期調(diào)研和選取離子交換材料的實驗結(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)計了一套離子交換處理試驗磁翻板液位計，并試驗了該磁翻板液位計對模擬廢水(含鍶、銫、鈷、碘)的處理效果［3，4］。

    1模擬廢水配置

    本實驗考慮了核電廠產(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。每次試驗前均取原水樣分析檢測。

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

模擬廢水通過進料泵依次經(jīng)過 4 臺串聯(lián)的離子交換床單元( 2 級陽樹脂 + 1 級陰樹脂 + 1 級混合樹脂) ，設(shè)計處理能力50 L/h。系統(tǒng)穩(wěn)定運行 1 h 后，間隔一定時間在每臺離子交換柱下游出口取樣檢測。 

    3 試驗結(jié)果與討論

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

 

    如圖4所示，兩級陽樹脂對碘基本沒有去除作用，陰樹脂對碘的去污因子DF為102～103，由于經(jīng)過陰樹脂的處理，碘的濃度已低于檢測下限，因此混合樹脂對碘的去除效果不明顯。整個磁翻板液位計對碘的DF可達103。在實驗過程中去污因子會有波動。

    4結(jié)語

    根據(jù)本次中試實驗結(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，整個磁翻板液位計(2級陽樹脂+1級陰樹脂+1級混合樹脂)對鍶、銫、鈷和碘的去污因子可達103。2)根據(jù)本次實驗結(jié)果，混合樹脂對鍶、銫、鈷和碘的去除效果不明顯，整個工藝流程可以簡化為2級陽樹脂+1級陰樹脂。但是考慮到實際廢水中的放射性核素不止這幾種，保守考慮，在實際系統(tǒng)設(shè)計時，在2級陽樹脂+1級陰樹脂后可加1級混合樹脂，對放射性核素進行更深一步的去除。