核电站化学废水的处理技术浅析

杨挺

【摘 要】核废料的处理问题不仅仅是我国目前亟需解决的，而且也是全世界共同需要解决的问题。其实我国面临核废料来源较多，而核电站产生的核废料占到了较大比例。核废液（水）的处理更是核废料处理的一个热点领域，本文选取核电站化学废水的处理为题，介绍了核电站废水、废液的来源及处理方式，并以秦山核电站为例，介绍了其废液收集和处理技术。

【关键词】核电站;废水;处理

中图分类号： TM623文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）01-0212-002

对于核废料的处理，是一个全球性的难题，也是中国自己所需要解决的，核电站的日常工作中会排出各类废水，这些废水之间因为物理化学条件的不同而存在差异。性质存在差异的废水不宜互相混合，因此核电站需要分类收集与储存废水，然后进行分类处理。目前常见的核电站废水处置技术内容已较多。就我国的相关规定而言，对外排的核废水放射性浓度规定极为严格。由于不同核反应堆会产生不同性质的废水。因此在研究某具体的核电站废水处理技术之前，首先是总结核废水的通用处理方法，对于全球范围内的核废料的处理的发展进行梳理。在这之后，再以秦山核电站为例进行相应的论述。

1 核化学废水的来源

1.1 核燃料生产过程

核燃料的开采、加工过程是核废料产生的一个重要途径。例如铀矿的开发与冶炼过程中就会有大量具有放射性的固体废物以及留存于矿坑的水体也会具有放射性，冶炼过程的湿法作业也会产生大量具有放射性的核废水，除此之外还包含有氡、钋等具有放射性的核污染气体。

1.2 反应堆运行过程

在核电站的反应堆中通常会产生大量的裂变物质，这些物质通常是存留在燃料元件内部，但是如果燃料元件发生破损的时候，其中的物质就会扩散泄露到冷却水体中。这些冷却水循环至中子照射的程序后，由于放射性活化的反应而导致其自身也具有了放射性。

1.3 核燃料后处理过程

核燃料的处理后阶段的主要产物就是数量较大的裂变产物。而核燃料进行切割与溶解过程也会产生部分气体裂变产物。这些气体裂变产物大多会进入废气处理系统之中。其中九成以上的物质会在燃料溶解液里存在。如果产生一定的化学分离过程，这些物质则会在第一萃取的酸性废液里大量聚集。这些废液的释热量非常大，也是放射性物质处理的重中之重。与此同时，在第二、三萃取中也会产生大量的废液、弱放射性冷却水等物质。不过这些废水的活度较低，不是处理重点。

1.4 其它来源

我国的一些核工业部门中存有部分已经报废的核设施，以及一些核武器生产与调试单位也会产生一部分核废料。具有放射性物质某些医院科室、高校及科研单位同样产生放射性废水。以上放射性的核废物种类多样，形式不同。

2 常用的核化学废水处理方式

核电站之中，基于其生产过程中产生的废水量很大，以及排放的废水中放射性物质的浓度高，因此每个核电站均设有专门处理放射性废水的系统。放射性废水通常采取蒸发和过滤的工艺进行处理。放射性元素具有的特性是其多不具有挥发性，在此特性的基础上，处理技术主要是加热废水使其蒸发，残留下来的没有蒸发掉的放射性物质再进行处理。此方法一方面可以充分利用核电站运行中产生的很多废热，节约了能源。另一方面，蒸发过程不需要加入其它物质，这就避免了因为加入某些物质而引起的液体的二次污染。

过滤法的原理与人们平常使用的净水器原理基本一致。主要是在放射性废水流经的位置安装可以吸附放射性物质的材料，有效吸收水中的放射性物质，吸附材料中保存放射性物质。等待一段时间后，材料中的放射性物质达到饱和态，换上新的吸附材料即可。替换下来的充满放射性物质的材料再做固化密闭处理。

3 秦山第三核电站的核化学废水的处理

秦山第三核电站的独特之处是，其采用了国外重水反应堆技术，是我国第一座商用重水反应堆核电站，在核废水的处理设计方面极为新颖，特点显著。可以很大程度山减少二次废物的产生量，很大程度上减少了核电站的场地使用成本和废水处理代价。

3.1 废水的收集

废水的处理系统将低放、中及高放射性分别进行收集，按照废水的来源与放射性大小分类排入对应的储存箱中，这样就可以使其中短寿命的放射性物质快速衰变。秦山第三核电站中2个储存箱存放的中、高放废水，3个储存箱存放低放废水。

3.2 废液的处理

如果储存箱中的废水位至一定高度时，其中的短寿命放射性物质得到完全衰变，这时候开启废液储存箱的循环泵，使其持续运转超过1小时，这样就可以使储存箱中的废水混合充分。取样分析箱中的废水，如果检测其中的各项指标达到排放標准，则可以将其中废水直接排放外部。

放射性中等的废水经过处理后，如果其不满足直接排放的标准，则必须再次经过净化去污的处理流程。放射性废水的净化回路工艺流程如图1所示。如果设备运行中，系统的过滤器口的压差不正常时，表明了过滤器中存在了堵塞，这时候必须及时的替换系统滤芯。如果吸收材料失效时，则需要更换材料，取样分析是决定净化循环次数与净化效果的直接参考。

4 结语

核化学废液常来源于核燃料生产过程、反应堆运行过程、核燃料后处理过程以及其他相关的核设施。核电站是产生核化学废液的主要场所，通常其采用的处理工艺是蒸发和过滤。秦山核电站采用5个废液贮存箱分别收集不同放射性的废液，按照其设计的核废水处理流程可以有效处理核化学废水，取得的效益明显。

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