关于广州市第一人民医院衰变池改造设计的思考

【摘要】本文就某医院衰变池的改造设计对衰变池的设计要点进行总结。

【关键词】放射性废水;衰变池;设计原则

随着科学技术的发展，同位素和射线等在医学诊断和治疗中被广泛运用，核医学科的发展也越来越快，由于核医学诊治使用的是非密封型放射性药物，且用药后的受检者将成为移动的辐射源，因此加大了对患者和放射工作人员的防护难度及环境的污染问题。根据《医院污水处理工程技术规范》（HJ2029-2013），放射性废水处理设施出口监测值应满足α<1Bq/L，总β<10Bq/L，因此放射性污废水需收集并经处理设施处理达标后再排入市政管网。目前处理同位互素废水的方法很多：化学混凝沉淀、蒸发浓缩固化、活性炭吸附、离子树脂交换、生物吸附、贮留衰变及稀释排放，目前医院里常用贮留衰池的方法来处理放射性废水，其中衰变池为现代医院最常用。

1、衰变池的种类

衰变池根据运行方式可分为间歇式衰变池和连续式衰变池，衰变池的容积按放射性废水流量和水力停留时间确定，其中水力停留时间为最长半衰期同位素的10个半衰期计算。

1.1间歇式衰变池

间歇式衰变池就是用两个或两个以上的贮储罐轮流接纳及贮存放射性废水，使放射性废水在贮储罐中经过衰变达到《医院污水处理工程技术规范》（HJ2029-2013）的排放标准后，再排入市政管网。一个典型间歇式衰变池原理图如图1所示。

间歇式衰变池有效容积应根据最长半衰期同位素的10个半衰期计算，其中各个衰变池的有效积根据医院排放的废水量及停留时间来平均到各个衰变池。待衰变池1水位达到最高水位时，阀门1关闭，且同时阀门2开启，待衰变池2的水位达到最高水位时，衰变池1中的潜污泵开启，将衰变池1中的废水排至市外市政管网。间歇式衰变池就这样轮流运行，在放射性废水停留了10个半衰期后再对其进行排放。

1.2连续式衰变池

连续式衰变池就是采用连续进水式，在对衰变池进行分格，利用水力学中的推流原理，将放射废水的贮留和衰变过程结合在一个池子中连续进行，目前常见做法将衰变池分为3格。连续式衰变池的有效容积根据医院的放射性废水流量和最长半衰期同位素的10个半期计算，衰变池各个格子的有效容积根据总容积进行均分。典型连续式衰变池原理图如图2所示。

连续式衰变池相比于间歇式衰变池的优点在于操作简单，不需要设置阀门和潜污泵，利用了水力学原理，同时在池体分格中设置导流墙，这样避免短流现象的同时也保证了放射性废水的水力停留时间。

2、水力停留时间及衰变池容积的确定

衰变池容积V可按下式进行计算：

V=Q×T

V：衰变池容积，m3;

Q：医院放射性废水排放流量，m/d;

T：放射性废水水力停留时间，d;

放射性废水的水力停留时间可按最长半衰期同位素的10个半个衰期或者按同位素的衰变公式计算。目前大部分医院都是按最长半衰期同位素的10个半衰期来计算放射性废水的水力停留时间。据调查，医学上常用治疗的放射性同位素有131I、99mTC、18F等，其中131I的半衰期约为8天、99mTC的半衰期约为6.05h、18F的半衰期约为110min，由此可见以131I最常用且半衰周期最长，碘131的半衰期约为8天，10个半期约为81天，故放射性废水的水力停留时间约为81天。

3、工程实例

下面以广州市第一人民医院衰变池改造为例。本工程位于广州市第一人民医院内，本衰变池池主要收集的是核医学科PETCT/CT室医护人员配药时产生的放射性废水及病人服用放射性同位素（如131I、99mTC等）后产生的排泄物。由于在含有放射性核素源区域设有大便器，因此其放射性废水和污水需单独收集，且收集放射性污废水的管道应采用耐腐蚀的特种管道，一般为塑料管，在管的外围包铅皮以防止核辐射泄漏。收集的生活污水应先进入化粪池再进入衰变池，而放射性废水可以直接进入衰变池。

3.1衰变池容积及医院放射性污废水流量的计算

以该院核医学科每天治疗59人（最多人数保守估计），每人每天大约产生5-10L废水，病人在医院短暂停留，取平均产生废水量7L/人计。

医院拟扩大核医学科衰变池容积至49.5m3（共分三格衰变池，每个池容积为16.5m3），装满第一个衰变池需要40.0个工作日（56天），装满第二个衰变池需要79.9工作日（111.86天），装满第三个衰变池需要119.9个工作日（167.9天）。

I131衰变时间T1/2=8天，十个半衰期后（81天，总共57.86个工作日），从以上保守估算可知，装满第二个衰变池时间已长于核素十个半衰期的时间，在此规模下该衰变池设计容量可行。

3.2衰变池结构形式

本工程采用连续式衰变池，且在衰变池前面设置化粪池。根据本工程衰变池的服务病人人数，装置的化粪池采用有效容积为2m3的玻璃钢化粪池已能满足国家标准技术规范及广州市地方性技术规范要求。衰变池根据其容积平均分成3格，并在每格上方开检查口，以方便检修及放射量检测。在衰变池的出口处设置检查井，用来检测其出水是否达到国家标准。本工程衰变池原理图如下图3：

3.3注意事项

由于放射性同位素污废水一般具有酸碱性、且有较大的环境污染，所以衰变池的结构设计中应加强防腐、防水处理，做到不渗不漏;其衰变池前后的管道、阀门应用面耐腐蚀材料，避免放射性的泄漏，造成二次污染。

4、结论及建议

随着核医學科的发展，放射性同位素在医学上补广泛用来诊断及治疗，产生的放射性污废水及固体垃圾越来越多，若不处理直接排放将对环境及人类产生很大的危害。目前我国放射性处理的设计依据不够准确，需要较多的估计算，设计准确差。建议环保部门应加大对放射性处理设施排放出口的监测及监督，同时医疗部门也应加大对排放点的监测。环保总站监测的同时应积累数据，为设计实践提供依据，完善此类设计规范及标准图集，规范放射性废物处理设计工作。

作者简介：

刘峥嵘（1989.11-），男，汉族，湖南益阳人，研究生，工程师，主要从事给水排水设计工作。