650 MW壓水堆工藝廢水處理單元運行優(yōu)化

賀偉杰 于占雙 周 平

（中核核電運行管理有限公司，浙江 海鹽 314300）

1 廢水處理系統(tǒng)設(shè)計準(zhǔn)則

秦山第二核電廠放射性廢水處理系統(tǒng)（TEU）采用的基本處理方式主要有過濾、離子交換和蒸發(fā)。它將產(chǎn)生的廢水分成三類收集、貯存和處理，即地面廢水、工藝廢水和化學(xué)廢水。

廢液的分類準(zhǔn)則如下：

工藝排水一般是化學(xué)物質(zhì)含量低的放射性廢液(劃分界限取決于經(jīng)濟(jì)因素，目的是盡可能減少處理的總成本，其中包括固體廢物的處理)；

化學(xué)排水一般是含化學(xué)物質(zhì)高的放射性廢液；

地面排水一般是化學(xué)成分不同的低放射性廢液(其放射性濃度低于排放限值)。

對于不同類型的廢液設(shè)置了不同的貯槽，即工藝排水槽、化學(xué)排水槽和地面排水槽。收集在不同貯槽中的廢液可以通過取樣(REN)放射性濃度和物理化學(xué)特性等決定是經(jīng)過過濾后直接將廢液排往TER系統(tǒng)，還是必須通過蒸發(fā)或除鹽來處理。

2 工藝廢水處理單元運行中出現(xiàn)的問題及處理方法

2.1 工藝廢水單元的堵塞問題及應(yīng)對措施

秦山第二核電廠從投運以來，工藝廢水處理單元發(fā)生了堵塞、樹脂頻繁失效等問題，經(jīng)過逐步改進(jìn)，系統(tǒng)運行逐步恢復(fù)正常。導(dǎo)致系統(tǒng)堵塞的原因和諸多處理措施主要包括以下幾個方面：

1）工藝廢水單元水質(zhì)差，存在濁度高甚至是渾濁的現(xiàn)象。目前通過對地坑、貯罐的定期清淤以及嚴(yán)格檢修廢水的分類傾倒等方式解決水質(zhì)差的問題,工藝廢水入口增加濾網(wǎng)，濾除進(jìn)入系統(tǒng)的大顆粒雜質(zhì)；

2）通過技改將預(yù)過濾器的過濾孔徑由5μm改型成1μm，改善下游除鹽床的運行條件；

3）前置過濾器破損后雜質(zhì)堵塞在除鹽床上部濾頭導(dǎo)致除鹽床堵塞。解決該問題的辦法是除鹽床入口管改造增加可拆卸盲板，便于用吸塵器等工具清理聚積在上部濾頭處的大顆粒雜質(zhì)；

4）降低系統(tǒng)除鹽流量，降低流量運行最主要的原因是給離子交換提供足夠的時間；

5）通過技改將系統(tǒng)中使用的樹脂改型成對110mAg具有較好吸附性能的大孔樹脂，陽床采用陶氏化學(xué)的羅門哈斯9766#核級大孔陰樹脂 和77#核級陽樹脂的配置，混床采用9882#核級大孔樹脂；

6）過技改在9TEU 001/002 DE的入口濾頭處設(shè)置可拆卸法蘭，便于清除聚集在濾頭處的少量樹脂等大顆粒雜質(zhì)；

7）對收集在工藝廢水貯罐中的廢液增加分析項目和根據(jù)分析結(jié)果選擇處理工藝，對水質(zhì)差、電導(dǎo)率高、110mAg比活度高的廢液進(jìn)行蒸發(fā)處理，提高下游除鹽床的使用壽命；

8）避免含磷酸鹽高的設(shè)備冷卻水進(jìn)入工藝廢水系統(tǒng)，降低除鹽床的使用壽命。

2.2 110mAg問題及應(yīng)對措施

2.2.1110mAg的來源及其理化特性

110mAg半衰期為長達(dá)249.78天。110mAg來源之一是控制棒局部破損，控制棒的材料就是Ag-In-Cd；另一個來源壓力容器密封環(huán)含銀，且每年都要更換，更換O型密封環(huán)時若沒有采用有效清潔方法，則銀會進(jìn)入系統(tǒng)；以及我廠的余熱排出、安注系統(tǒng)的一些閥門和節(jié)流孔板用到銀作為墊片材料，這部分銀也有可能進(jìn)入主系統(tǒng)。

2.2.2 降低110mAg排放量的主要措施

減少向TER排放廢水中110mAg的含量主要有以下措施：

1）廢液處理系統(tǒng)（TEU）工藝廢水單元的除鹽床采用大孔樹脂，以盡可能吸附膠體態(tài)110mAg；

2）對含110mAg特別高的TEU工藝廢水、放射性除鹽床樹脂沖排水等通過蒸發(fā)分離的方式進(jìn)行處理，避免廢液處理系統(tǒng)除鹽床110mAg污染；

3）將硼回收系統(tǒng)樹脂型號變更成大孔樹脂，以吸附膠體態(tài)110mAg，減少TEP濃縮液中110mAg的含量；

4）盡量避免對放射性除鹽床進(jìn)行反沖洗操作；

5）合理安排主動排氚；

6）盡可能利用自然衰變。

2.3 TEU除鹽床去污因子低

化學(xué)人員針對近期TEU除鹽床去污因子低問題進(jìn)行分析，并且做了幾個專項試驗，得出如下結(jié)論：

1）由實驗室分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，近期9TEU除鹽床凈化效率低主要是由9TEU002BA源水引起，同類型樹脂對于其他水樣的凈化效率均能達(dá)到83%以上，最高可達(dá)99%，所以樹脂本身不存在問題；

2）單一類型樹脂對9TEU002BA中110mAg的去除均無明顯效果，需要進(jìn)行多種樹脂床的串聯(lián)以達(dá)到更好的去除效果，符合現(xiàn)場TEU001DE及TEU002DE的實際使用情況；

3）降低流速至2t/h可增強(qiáng)樹脂床對9TEU002BA中110mAg的去除效果，但是現(xiàn)場運行工況只能將流量最低將至3t/h，不能完全達(dá)到最理想流速；可以考慮對其中一臺工藝廢水泵技改，采用小泵；

4）由試驗結(jié)果可以看出，鈉含量會使樹脂凈化效果降低，而本次9TEU002BA樣品中含有較高含量的鈉，這也是引起9TEU除鹽床凈化效率降低的一個原因；

5）1.0μm的過濾器對樹脂中110mAg的去除有一定效果，可以考慮實際運行中添加絮凝劑或調(diào)節(jié)溶液pH來提高過濾器的過濾效果，從而提高除鹽床的凈化效率；

6）引起9TEU002BA水樣中110mAg核素凈化低的原因還不明確，但根據(jù)分析數(shù)據(jù)猜測，可能是膠體形態(tài)的110mAg，其粒徑小，用樹脂的離子交換功能無法去除，只能通過靜電吸附、機(jī)械篩分等物理作用來去除。

3 結(jié)束語

總的來說，秦山第二核電廠作為650MW壓水堆核電機(jī)組，其工藝廢水處理工藝屬于上世紀(jì)90年代水平的傳統(tǒng)處理工藝，系統(tǒng)運行基本穩(wěn)定，維護(hù)簡單，但處理效果一般。當(dāng)前國家環(huán)保法規(guī)越來越嚴(yán)格，人民群眾的環(huán)保意識也越來越強(qiáng)，優(yōu)化運行方式、引進(jìn)先進(jìn)廢水處理設(shè)備與技術(shù)改進(jìn)系統(tǒng)配置顯得非常迫切和重要。在電廠出現(xiàn)預(yù)期的燃料包殼破損等工況下，系統(tǒng)運行的缺陷將明顯暴露出來，對排放量的影響也會非常顯著。因此，新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝，才是提高電廠綜合運行管理水平，是確保廢液處理系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行和廢液處理最小化的制勝法寶。

［1］核電秦山聯(lián)營有限公司.廢液處理系統(tǒng)手冊[Z].20005.

［2］崔安熙.秦山地區(qū)核電站廢物最小化若干問題研究[D].中國輻射防護(hù)研究研究院，2009，06.

［3］張志銀.中國核電工程有限公司.低、中放廢水處理最小化工藝技術(shù)研究報告（A 版）[Z].2010，6.

［4］核電秦山聯(lián)營有限公司 第11章 放射性廢物管理 秦山核第二和電廠1、2號機(jī)組最終安全分析報告（C 版）[Z]，2008，9.

［5］陳濟(jì)東.大亞灣核電站系統(tǒng)及運行[M].北京:原子能出版社,1994.