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废水处理站调试与运行

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【摘要】某新建低放废水处理站主要采用絮凝沉淀、超滤和离子交换工艺处理低放废水,其废水处理可根据不同需求进行工艺组合,所选用的絮凝沉淀+过滤+超滤+离子交换处理工艺,经调试与运行后,处理效率可达99.98%,出水浓度可降为0.2Bq/L,处理后的废水满足排放要求。

【关键词】低放废水处理;调试;排放

1项目概况

某低放废水处理站用于科研活动产生的低放废水的处理。设计处理能力3m3/h,设计年处理废水100m3,放射性废水的平均放射性活度10000Bq/L,处理后废水的放射性活度达总α<1Bq/L,总β<10Bq/L时排放。

2工艺流程

该低放废水处理站的废水处理工艺主要考虑了絮凝沉淀、超滤和离子交换。絮凝沉淀法适用于大多数放射性核素的去除,去污因子一般为10~100,并且产生的污泥量较多。离子交换法具有从浓度极低的溶液中有选择的交换出某些粒子的特点。经过化学沉淀处理的放射性废水,由于交换悬浮的和胶体的放射性核素,以至于剩下的核素几乎都呈离子状态,这些废水再经过离子交换就得到活度很高的净化效率。离子交换法在运行过程中产生废树脂,需考虑废树脂的处置问题。超滤是利用废水在压力下所有可溶性物质均可通过膜,而高分子量的物质、胶体不能通过膜。在较低压力下,超滤可以高通量产水,去污因子较高,一般可达102~103。絮凝沉淀+过滤+超滤+离子交换的低放废水处理工艺的处理效率可达99.98%,出水浓度可降为0.2Bq/L。该处理工艺主要考虑科研单位产生的低放废水的量少和断续产生的特点。主要工艺设备包括2台废水储存槽、1台絮凝沉淀槽、1台多介质过滤器、1套超滤膜组件、2台离子交换槽和2台监测槽。总体来说。其设计规模较小,运行成本较低,设备维护简单,兼顾了低放废水的收贮、暂存、处理和排放。该低放废水处理站的废水处理部分根据不同的工艺组合。

1)废水储存槽废液检测合格后排入监测槽。当来水的水质经检测符合排放要求时,则直接排入监测槽,经审批后槽式排放。

2)絮凝沉淀+过滤。若来水水质不满足直接排放要求,则经pH调节,絮凝剂混合后排入絮凝沉淀槽,等待一定时间后进入砂滤处理,处理后的废水检测符合排放要求,则排入监测槽,经审批后槽式排放。

3)絮凝沉淀+过滤+超滤。若来水水质不满足直接排放要求,则经pH调节后于絮凝剂混合后排入絮凝沉淀槽,等待一定时间后进入砂滤处理,若处理后的废水检测不符合排放要求,则进入超滤处理系统处理,若符合排放要求,则排入监测槽,经审批后槽式排放。

4)絮凝沉淀+过滤+超滤+离子交换。若来水水质不满足直接排放要求,则经pH调节,絮凝剂混合后排入絮凝沉淀槽,等待一定时间后进入砂滤处理,若处理后的废水检测不符合排放要求,则进入超滤处理系统处理,若仍不符合排放要求,则进入阴阳树脂床进行离子交换处理,若符合排放要求,则排入监测槽,经审批后槽式排放。若经离子交换处理的废水仍不合格,则将处理后废水返回继续处理,直至满足排放要求。

3调试

3.1单元调试

3.1.1废水槽

1)接收废水。打开进水阀,持续进水当槽内水位达到上限水位1.85m时,进水电动阀自动关闭,只要液位达到废水槽的上限液位时,报警系统开始持续响铃,直至操作人员降低液位为止。

2)调节pH。开启废水槽水循环调节废水pH,关闭进水阀,打开出水阀和pH调节回流阀,开启废水循环泵中进行水循环,直至pH检测合格后关闭阀门和废水泵。

3)取样。与pH调节操作相同,只是不需要加入酸碱等试剂。

4)废水排放。当检测合格后,启动排放阀和废水循环泵,直接将废水泵入监测槽中,手动打开排放阀排放废水。

3.1.2絮凝槽

1)废水处理。启动絮凝计量泵通过管道混合器与废水充分混合,然后通过废水泵排入絮凝槽,一般絮凝沉淀6h即可,上清液通过絮凝槽废水提升泵,将废水提升到多介质过滤器。

2)废渣排放。废渣通过压缩空气与渣浆泵直接排入水泥固化间的泥浆暂存槽中。

3.1.3超滤组件

1)废水处理。来自多介质过滤器的水通过超滤进出水阀通过2台超滤床运行,超滤滤膜为圆筒型结构,水由中心往周围通过滤膜渗透,达到超滤的功能。

2)超滤膜反洗。超滤运行到一定的时间要进行反洗和药剂清洗,一般正常运行30min要进行反洗(反洗时间为30s),反洗通过打开监测槽水循环泵,打开反洗进出水阀,关闭进出口阀利用监测槽中的水进行反洗;当连续运行5~8个周期,进水压力升高达到0.2~0.3MPa(稳定工作压力为0.2MPa左右)时,要进行药剂清洗,药剂清洗通过药剂配料槽、清洗泵,清洗水经过过滤器后通过清洗进出水阀进行清洗,如果清洗后,运行压力持续升高应该更换超滤膜。超滤器中的清洗水,直接排入上一级絮凝槽中。

3.1.4离子交换槽

1)废水处理。经过超滤不合格的废水经树脂床的进口阀进入树脂床进行离子交换处理。

2)废树脂处理。树脂达到交换容量或辐射水平超标后,关闭离子交换槽的进口阀和出口阀向离子交换槽内充入压缩空气,待其压力达到设计值后,打开树脂出口阀,将废树脂推动到水泥固化间的废树脂槽。

3.2联动调试

联动测试是采用添加了示踪核素的非放自来水为研究对象,模拟低放废水处理全部流程的操作,同时对各环节的核素水平进行监测。并进行标准工况,即正常运行情况,以及事故工况,即发生停电、冒槽及设备故障等问题时的处理。示踪试验主要是用Co2+、Sr2+和Cs2+作为示踪剂开展试验,通过在废水槽中加入示踪剂,并对原始水样进行编号,如Co-01-、Sr-01-、Cs-01-系列。加入示踪剂并调节pH为7.5的水样(Co-02-、Sr-02-、Cs-02-系列),并对絮凝沉淀的上清液(Co-03-、Sr-03-、Cs-03-系列)、超滤后液体(Co-04-、Sr-04-、Cs-04-系列)和监测槽液体(Co-05-、Sr-05-、Cs-05-系列)进行取样分析。上述处理流程对钴、锶、铯3种核素的去除效果满足排放要求,处理后均达到或低于原始水平,但从运行成本上考虑可以细化前端对废水pH的调节,并通过对絮凝剂的选择达到较好的处理效果,以达到满足排放要求的目的。

4运行

该低放废水处理站经过调试后已平稳运行超过20个月,期间各主工艺设备运转正常。并开展了真实低放废水的处理和排放工作,但由于来水的活度水平很低(总α<0.0551Bq/L,总β≈0.381Bq/L)均远低于相应的排放限值,因此经向环保主管部门审批后,在省辐射监督站的监督下进行了排放,未进行其它环节的处理验证。

5结论

通过调试和运行,低放废水处理站处理后的废水满足排放要求,保障了生产工作的正常开展。但存在诸如失效后废树脂仅用压缩空气无法彻底载带,需通入一定量的清水,造成二次废物增加等问题,需要进一步的改进加以完善。

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作者:高超;李洪辉;武煜斌;赵帅维;郭宵斌 单位:中国辐射防护研究院

废水处理站调试与运行责任编辑:冯紫嫣    阅读:人次