一種核化洗消廢水處理工藝及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于核化洗消廢水深度處理的方法，具體涉及一種滿(mǎn)足大流量、高負(fù)荷且可同時(shí)深度處理核素和洗消廢水的工藝及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]洗消是指對(duì)染有毒劑、生物戰(zhàn)劑、放射性物質(zhì)的人員、裝備、物資、工事、道路等進(jìn)行消毒和消除沾染的措施。洗消的目的是使受染的部隊(duì)避免或減輕傷害，使受染的裝備、物資等可正常使用。防化洗消是防化兵洗消分隊(duì)實(shí)施人員洗消作業(yè)的一項(xiàng)重要任務(wù)。
[0003]在防化洗消的過(guò)程中，多是采用氯化氧化型消毒劑作為主要化學(xué)洗消劑，對(duì)放射性污染的洗消主要是采用高壓水沖洗的方式。因此，在核化戰(zhàn)爭(zhēng)及核化事故應(yīng)急救援行動(dòng)中，對(duì)遭受核化污染人員、裝備的洗消過(guò)程，將產(chǎn)生大量具有高負(fù)荷濃度的硬度、強(qiáng)堿性、強(qiáng)腐蝕性的洗消化學(xué)廢水，以及含有放射性核素的核洗消廢水?；瘜W(xué)洗消廢水會(huì)對(duì)土壤、植被、河水及淺層地下水等造成二次化學(xué)污染，核洗消廢水則會(huì)通過(guò)內(nèi)照射和外照射兩種方式，經(jīng)食物鏈擴(kuò)大受染范圍。因此，需要對(duì)這些化學(xué)洗消廢水和核洗消廢水采用合理的工藝進(jìn)行處理，最大化的降低或消除其帶來(lái)的潛在危害。
[0004]目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于核化洗消的研究重點(diǎn)始終位于洗消技術(shù)與裝備的研發(fā)上。如，CN102335490B公開(kāi)了一種高壓細(xì)水霧防化洗消車(chē)，通過(guò)改進(jìn)洗消車(chē)的結(jié)構(gòu)，解決水和洗消劑的浪費(fèi)及二次污染的問(wèn)題;CN100553603C公開(kāi)了一種受到核化污染的傷員進(jìn)行洗消處理的核化洗消裝置，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，體積小，機(jī)動(dòng)性好，制造成本低；CN201154931Y公開(kāi)了一種移動(dòng)式放射性廢水處理裝置;CN102201270B公開(kāi)了一種液態(tài)放射性液態(tài)廢棄物處理裝置等。這類(lèi)研究多是為了解決裝置的技術(shù)集成、防護(hù)、移動(dòng)性等問(wèn)題。
[0005]也有學(xué)者對(duì)放射性污染廢水的處理進(jìn)行了研究，例如，CN102930912A公開(kāi)了一種超標(biāo)放射性洗衣廢水處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)是通過(guò)活性炭去除廢水中的表面活性劑及小分子有機(jī)物、以沸石過(guò)濾器對(duì)低放射性廢水中的放射性核素離子銫和鍶進(jìn)行去除；CN201965936U公開(kāi)了一種具有三防功能的放射性污水應(yīng)急處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)是利用兩級(jí)反滲透、吸附、活性炭過(guò)濾、紫外線相結(jié)合，解決了大流量條件下核素?cái)r截和吸附效率低與小型化的矛盾;蔡博等人則進(jìn)行了采用混凝、砂率或活性炭過(guò)濾、離子交換樹(shù)脂的方法來(lái)處理放射性污染飲用水的凈化研究(污染飲水凈化簡(jiǎn)易裝備的研究，醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2012，02: p46-47);黃明犬等人進(jìn)行了混凝沉淀作為主要工藝處理低放射性廢水的研究(活性炭?jī)艋头派湫詮U水實(shí)驗(yàn)研究，功能材料，2004，35: p2573-2575，2578。)。
[0006]然而，在防化洗消領(lǐng)域，現(xiàn)有相關(guān)研究的目的更多的是希望尋找新型無(wú)腐蝕性洗消劑，而較少對(duì)作業(yè)人員及環(huán)境的危害，且專(zhuān)門(mén)針對(duì)核化洗消作業(yè)過(guò)程中產(chǎn)生的核洗消廢水和化學(xué)洗消廢水同時(shí)進(jìn)行深度處理也鮮有研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種對(duì)核化洗消廢水處理的工藝及系統(tǒng)，該工藝及系統(tǒng)同時(shí)兼顧了核洗消廢水和化學(xué)洗消廢水的特點(diǎn)，采用便捷高效的模塊化運(yùn)行與管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)洗消廢水中的核素、無(wú)機(jī)鹽、細(xì)菌、大分子物質(zhì)和有毒有害物質(zhì)的同時(shí)、高效地去除，使廢水經(jīng)處理后達(dá)標(biāo)排放或作為回用處理，解決核化洗消領(lǐng)域的二次污染問(wèn)題，減輕防化洗消作業(yè)后勤保障負(fù)擔(dān);還具有高效、便捷的特點(diǎn)。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:一種核化洗消廢水處理工藝，通過(guò)如下步驟實(shí)現(xiàn):
(1)將含懸浮物的核化洗消廢水通過(guò)混凝沉淀一體反應(yīng)器進(jìn)行收集、混凝沉淀，初步分離，得核化洗消廢水混合液和沉淀物質(zhì);將沉淀物質(zhì)轉(zhuǎn)至收集槽中；
(2)將初步分離出的核化洗消廢水混合液輸入過(guò)濾器進(jìn)一步固液分離，得到溶液和懸浮物、膠體和機(jī)械雜質(zhì)等固體雜質(zhì);將分離出固體雜質(zhì)轉(zhuǎn)至步驟(I)所述收集槽中；
(3)將步驟(2)中所獲溶液依次輸入多介質(zhì)高效吸附罐和離子交換軟化器，去除部分核素、洗消廢水中有毒有害物質(zhì)和影響后續(xù)工藝的無(wú)機(jī)鹽、膠體等物質(zhì)，得濾液；
(4)將步驟(3)中所得濾液經(jīng)過(guò)精密過(guò)濾器后依次栗入超濾和反滲透膜，去除混合液中殘存的無(wú)機(jī)鹽、細(xì)菌、大分子物質(zhì)和有毒有害物質(zhì)，再經(jīng)離子交換軟化保護(hù)器處理后排放。
[0009]優(yōu)選的，所述步驟(2)的過(guò)濾器是采用盤(pán)式過(guò)濾器。
[0010]優(yōu)選的，所述步驟(3)的多介質(zhì)高效吸附罐是以活性纖維、活性炭和分子篩組成的多層床結(jié)構(gòu)作為吸附單元。
[0011]優(yōu)選的，所述步驟(3)的離子交換軟化器的交換單元采用離子交換纖維。
[0012]優(yōu)選的，所述步驟(4)的超濾是采用中空纖維超濾膜，所述反滲透膜是卷式反滲透膜。
[0013]一種實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的處理工藝所采用的核化洗消廢水處理系統(tǒng)，包括混凝沉淀一體反應(yīng)器、過(guò)濾器、收集槽、多介質(zhì)高效吸附罐、離子交換軟化器、反洗裝置、精密過(guò)濾器、超濾膜、反滲透膜、離子交換軟化保護(hù)器，所述混凝沉淀一體反應(yīng)器、過(guò)濾器、多介質(zhì)高效吸附罐、離子交換軟化器、反洗裝置、精密過(guò)濾器、超濾膜、反滲透膜、離子交換軟化保護(hù)器由連接管路依次連接，所述混凝沉淀一體反應(yīng)器設(shè)有主物料進(jìn)口、主物料出口和沉淀物排出口，過(guò)濾器設(shè)有物料進(jìn)口、物料出口和固體雜質(zhì)排出口，混凝沉淀一體反應(yīng)器的沉淀物質(zhì)排出口和過(guò)濾器的固體雜質(zhì)排出口連接至收集槽。
[0014]本發(fā)明的處理系統(tǒng)中，所述混凝沉淀一體反應(yīng)器可采用最大限度利用核化洗消廢水收集槽，輔助配藥、投藥和可控?cái)嚢柩b置，集投藥混凝沉淀一體完成。當(dāng)單獨(dú)處理核洗消廢水時(shí)，該混凝沉淀一體反應(yīng)器主要起到收集的作用，當(dāng)處理化學(xué)洗消廢水時(shí)，該反應(yīng)器主要對(duì)化學(xué)洗消廢水通過(guò)混凝沉淀進(jìn)而實(shí)現(xiàn)固液分離，對(duì)廢水進(jìn)行初步處理。
[0015]進(jìn)一步的，本發(fā)明的處理系統(tǒng)中還可包括再生反洗裝置，所述再生反洗裝置連接多介質(zhì)高效吸附罐和離子交換軟化器，再生反洗裝置的反洗管路連接至混凝沉淀一體反應(yīng)器。再生反洗裝置開(kāi)啟后，反洗廢水經(jīng)由反洗管路回流至混凝沉淀一體反應(yīng)器，使反洗廢水重新經(jīng)過(guò)主體處理工藝，完成自處理后達(dá)標(biāo)排放。反洗裝置及反洗流程主要用于處理化學(xué)洗消廢水。
[0016]進(jìn)一步的，本發(fā)明的處理系統(tǒng)中還可以包括自動(dòng)沖洗裝置，所述自動(dòng)沖洗裝置連接超濾和反滲透膜，且反滲透膜出口通過(guò)三通閥分別連接至前端超濾、后續(xù)離子交換軟化保護(hù)器和總排放口。
[0017]進(jìn)一步的，所述多介質(zhì)高效吸附罐的出口可通過(guò)三通閥連接后續(xù)的離子交換軟化器或直接連至精密過(guò)濾器。
[0018]進(jìn)一步的，所述系統(tǒng)設(shè)置全系統(tǒng)自動(dòng)控制裝置(如說(shuō)明書(shū)附圖1中的17)，使該系統(tǒng)可全自動(dòng)運(yùn)行，也可調(diào)至手動(dòng)擋控制，整套系統(tǒng)具有停機(jī)保護(hù)和系統(tǒng)高低壓保護(hù)功能，可防止系統(tǒng)固件受負(fù)荷沖擊損壞。
[0019]本發(fā)明是為了實(shí)現(xiàn)核化洗消廢水進(jìn)行同步深度處理，所述的核化洗消廢水是指在核化戰(zhàn)爭(zhēng)及核化事故應(yīng)急救援行動(dòng)過(guò)程所產(chǎn)生的含有放射性核素的核洗消廢水與含有大量具有高負(fù)荷濃度的硬度、強(qiáng)堿性、強(qiáng)腐蝕性的化學(xué)洗消廢水的洗消混合廢水。
[0020]本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的有益技術(shù)效果如下:
(1)優(yōu)選了吸附單元的填料構(gòu)成，以活性纖維、活性炭和分子篩組成的多層床結(jié)構(gòu)作為高效穩(wěn)定吸附單元，可使得在膜分離前達(dá)到對(duì)部分Ca2+和有機(jī)磷的有效去除，保障后續(xù)工段的穩(wěn)定運(yùn)行；離子交換單元部分使用更高效的離子交換纖維替代傳統(tǒng)的樹(shù)脂顆粒，提高去除效率;二者均可降低床層阻力和壓降，且裝置重量大大減輕約30%以上；
(2)使用盤(pán)式過(guò)濾器替代傳統(tǒng)的石英砂過(guò)濾，可使裝置單元重量減輕30%左右;炭床過(guò)濾單元，采用逆流流動(dòng)模式，降低床層壓降，減少傳遞阻力，防止床層阻塞，提高裝置的運(yùn)行穩(wěn)定性；
(3)采用離子交換流化床結(jié)構(gòu)，相對(duì)于傳統(tǒng)的固定床結(jié)構(gòu)，床料分布更均勻，液固兩項(xiàng)的相互作用和湍流流動(dòng)，可強(qiáng)化固液傳質(zhì)效果，提高裝置去除效率約20%;
(4)結(jié)合核化洗消廢水和中、低水平放射性廢水特殊的水質(zhì)特點(diǎn)，采用以中孔纖維超濾和卷式反滲透膜相結(jié)合的膜分離為主體，同時(shí)配套改進(jìn)的前端預(yù)處理工段的成套技術(shù)集成