《一种放射性廢水處理的方法和裝置》是清華大學於2014年1月9日申請的專利，該專利的申請號為2014100108463，公布號為CN103745759A，授權公布日為2014年4月23日，發明人是李俊峰、王建龍、趙樹理。
《一种放射性廢水處理的方法和裝置》提供了一种放射性廢水的處理方法和裝置，其中使放射性廢水通過碟管式反滲透（DTRO）膜組件進行處理，能夠同時獲得高去污因子和高濃縮倍數的效果。在所述方法中，使放射性廢水依次通過第一級膜組件和第二級膜組件，得到第二級清水；從第一級膜組件送出的第一級濃水進入第三級膜組件，得到濃縮液。
2018年12月20日，《一种放射性廢水處理的方法和裝置》獲得第二十屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《一种放射性廢水處理的方法和裝置》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一种放射性廢水處理的方法和裝置
- 公告號：CN103745759A
- 授權日：2014年4月23日
- 申請號：2014100108463
- 申請日：2014年1月9日
- 申請人：清華大學
- 地址：北京市海淀區清華園
- 發明人：李俊峰、王建龍、趙樹理
- Int.Cl.：G21F9/06(2006.01)I
- 代理機構：北京東方億思智慧財產權代理有限責任公司
- 代理人：肖善強、張耀宏
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,操作內容,實施案例,榮譽表彰,
專利背景
對於核工業領域產生的放射性廢水，絮凝沉澱、砂濾、硅藻土過濾、超濾、選擇性離子交換、反滲透膜處理、蒸發、電滲析都是處理它們的常用方法。
每種處理方法都有其適用範圍和技術特點，截至2014年1月9日研究主要集中在研究不同的處理方法對反應堆堆芯融化情況下放射性廢水的去污效率，結合處理流量和工藝特點選擇出適用的放射性廢水處理技術。
放射性廢水處理技術的重點是提高放射性廢水的去污因子，使排放出水中的放射性核素的濃度儘可能低，並使放射性濃縮液的體積儘量小。在2014年1月前中國國內外技術條件下，放射性廢水膜處理系統雖然有較高的去污因子，但其很低的濃縮倍數（通常只有5-10）限制了其廣泛使用。同時，常規反滲透膜處理系統對進水的嚴格要求也嚴重限制了其使用，若採用硅藻土過濾等預處理將極大增加固體廢物的產生量。
《一种放射性廢水處理的方法和裝置》通過選擇高抗污染的碟管式反滲透膜組件而可以簡化複雜的預處理工藝，並通過碟管式反滲透膜組件的最佳化組合處理同時實現了高效處理和高倍數濃縮。
發明內容
專利目的
《一种放射性廢水處理的方法和裝置》的目的之一是提供一种放射性廢水處理方法，其中使放射性廢水通過碟管式反滲透（DTRO）膜組件進行處理，其中去污因子達至少500，並且濃縮倍數達至少25倍。
技術方案
在《一种放射性廢水處理的方法和裝置》方法的一個實施方案中，可以使放射性廢水依次通過第一級膜組件和第二級膜組件，得到第二級清水；從第一級膜組件送出的第一級濃水進入第三級膜組件，得到濃縮液。
根據《一种放射性廢水處理的方法和裝置》的方法，一方面，可以將從第二級膜組件送出的第二級濃水和從第三級膜組件送出的濃縮級清水都返回送入第一級膜組件進行再處理。
另一方面，在《一种放射性廢水處理的方法和裝置》的方法中，放射性廢水在進料到膜組件之前，可以經過砂濾、超濾或pH值調節的預處理，其中如果進行pH值調節，則可以將放射性廢水的pH值調節到6-8。
又一方面，在《一种放射性廢水處理的方法和裝置》的方法中，放射性廢水在處理前的含鹽量優選不超過5克/升。
《一种放射性廢水處理的方法和裝置》的另一目的是提供一種用於《一种放射性廢水處理的方法和裝置》放射性廢水處理方法的放射性廢水處理裝置，其包括第一級、第二級和第三級碟管式反滲透膜組件以及用於提供放射性廢水的供水泵，其中第一級膜組件的清水出口與第二級膜組件的進口相連，第一級膜組件的濃水出口與第三級膜組件的進口相連。
一方面，第二級膜組件的濃水出口和第三級膜組件的清水出口都與第一級膜組件的進口相連。
另一方面，所述放射性廢水處理裝置還包括分別用於第一級、第二級和第三級碟管式反滲透膜組件的第一級、第二級和第三級高壓泵和循環泵。
附圖說明
圖1是根據《一种放射性廢水處理的方法和裝置》一個實施方案的放射性廢水處理方法的工藝流程圖。
圖2A和圖2B分別是根據《一种放射性廢水處理的方法和裝置》一個實施方案的放射性廢水處理裝置的結構示意圖和實物圖。
圖3A和圖3B分別是用於《一种放射性廢水處理的方法和裝置》的碟管式反滲透膜組件的流道示意圖和實物圖。
圖4是對比例2的工藝流程圖。
技術領域
《一种放射性廢水處理的方法和裝置》涉及放射性廢水處理，具體涉及一種通過碟管式反滲透膜技術處理放射性廢水的方法和裝置。
權利要求
1.一种放射性廢水處理方法，其特徵在於將放射性廢水通過碟管式反滲透膜組件進行處理，其中放射性廢水依次通過第一級碟管式反滲透膜組件和第二級碟管式反滲透膜組件，得到第二級清水；從第一級碟管式反滲透膜組件送出的第一級濃水進入第三級碟管式反滲透膜組件，得到濃縮液；所述方法的去污因子達至少500，並且濃縮倍數達至少25倍。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於從第二級碟管式反滲透膜組件送出的第二級濃水返回送入第一級碟管式反滲透膜組件。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於從第三級碟管式反滲透膜組件送出的濃縮級清水返回送入第一級碟管式反滲透膜組件。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於如果從第二級碟管式反滲透膜組件送出的第二級清水的放射性活度大於1放射量/升，則將第二級清水送去精細處理。
5.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於如果從第二級碟管式反滲透膜組件送出的第二級清水的放射性活度大於1放射量/升，則將第二級清水送去精細處理。
6.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於如果從第二級碟管式反滲透膜組件送出的第二級清水的放射性活度大於1放射量/升，則將第二級清水送去精細處理。
7.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於對所述第二級清水進行離子交換處理或電滲析處理。
8.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於對所述第二級清水進行離子交換處理或電滲析處理。
9.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於對所述第二級清水進行離子交換處理或電滲析處理。
10.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於從第三級碟管式反滲透膜組件送出的濃縮級清水返回送入第一級碟管式反滲透膜組件進行再處理而不排放濃縮液，直至濃縮液的含鹽量達到125克/升才予以排放。
11.根據權利要求1至10中任一項所述的方法，其特徵在於放射性廢水在進料到碟管式反滲透膜組件之前，經過砂濾、超濾或pH值調節的預處理。
12.根據權利要求11所述的方法，其特徵在於放射性廢水在進料到碟管式反滲透膜組件之前將其pH值調節到6-8。
13.根據權利要求1至10中任一項所述的方法，其特徵在於放射性廢水在處理前的含鹽量不超過5克/升。
14.根據權利要求11所述的方法，其特徵在於放射性廢水在處理前的含鹽量不超過5克/升。
15.根據權利要求12所述的方法，其特徵在於放射性廢水在處理前的含鹽量不超過5克/升。
16.一種用於根據權利要求1至15中任一項所述方法的放射性廢水處理裝置，其包括第一級、第二級和第三級碟管式反滲透膜組件以及用於提供放射性廢水的供水泵，其中第一級碟管式反滲透膜組件的清水出口與第二級碟管式反滲透膜組件的進口相連，第一級碟管式反滲透膜組件的濃水出口與第三級碟管式反滲透膜組件的進口相連。
17.根據權利要求16所述的裝置，其特徵在於第二級碟管式反滲透膜組件的濃水出口與第一級碟管式反滲透膜組件的進口相連。
18.根據權利要求16所述的裝置，其特徵在於第三級碟管式反滲透膜組件的清水出口與第一級碟管式反滲透膜組件的進口相連。
19.根據權利要求17所述的裝置，其特徵在於第三級碟管式反滲透膜組件的清水出口與第一級碟管式反滲透膜組件的進口相連。
20.根據權利要求16至19中任一項所述的裝置，其特徵在於所述裝置還包括分別用於第一級、第二級和第三級碟管式反滲透膜組件的第一級、第二級和第三級高壓泵和第一級、第二級和第三級循環泵。
21.根據權利要求16至19中任一項所述的裝置，其特徵在於所述裝置還包括用於處理第二級清水的精細處理裝置。
22.根據權利要求20所述的裝置，其特徵在於所述裝置還包括用於處理第二級清水的精細處理裝置。
23.根據權利要求21所述的裝置，其特徵在於所述精細處理裝置是離子交換器或電滲析器。
24.根據權利要求22所述的裝置，其特徵在於所述精細處理裝置是離子交換器或電滲析器。
實施方式
操作內容
放射性廢水處理不同於諸如焦化廢水、製藥廢水、紡織/印染廢水、石油/化工廢水、垃圾滲濾液之類的一般性廢水處理，這是因為：
1）放射性核素離子的排放質量濃度極低，超出了常規廢水處理技術的能力；環境排放要求放射性活度為10放射量/升，以Sr和Cs為例，各自對應的核素質量濃度分別為2.0×10毫克/升和3.0×10毫克/升。
2）對二次放射性廢物產生量的要求遠遠高於常規的廢水處理，放射性廢水處理的一個重要原則就是放射性廢物最小化。
3）需要考慮放射性條件下設備的可操作性和可維護性。
基於放射性廢水處理的上述特殊要求，《一种放射性廢水處理的方法和裝置》人設計完成《一种放射性廢水處理的方法和裝置》的放射性廢水處理方法和裝置，其中在保證放射性核素離子的排放質量濃度極低的同時，所產生的放射性廢物的量最少。
在本文中，除了放射性活度外，“去污因子”也用來衡量放射性核素離子的排放質量濃度，該因子按（原水的放射性活度）/（清水的放射性活度）來計算。本文所用的“濃縮倍數”用來衡量所產生的放射性廢物的量，可以按（原水體積）/（濃縮液體積）來計算。
根據《一种放射性廢水處理的方法和裝置》的放射性廢水處理方法，放射性廢水經過DTRO膜組件處理後，去污因子達至少500，並且濃縮倍數達至少25倍，這既達到了生活污水的排放標準10放射量/升，又確保了放射性廢物的產生量儘可能地少。這也是《一种放射性廢水處理的方法和裝置》方法顯著不同於現有技術相關廢水處理方法的一個關鍵所在。現有技術的廢水處理方法中，要么從不考慮濃縮倍數這一參數，要么為了同時追求達到排放標準和濃縮倍數而不得不採用複雜的工藝和設備。《一种放射性廢水處理的方法和裝置》通過使用DTRO膜組件處理放射性廢水，成功實現了通過簡單易操作的工藝和裝置使得放射性廢水達到排放標準，同時放射性廢物的產生量最少。
在《一种放射性廢水處理的方法和裝置》方法的一個實施方案中，使用三級DTRO膜組件處理放射性廢水。圖1是三級DTRO膜組件處理放射性廢水的示例性工藝流程圖。
根據圖1，放射性廢水依次通過第一級膜組件和第二級膜組件，得到第二級清水；從第一級膜組件送出的第一級濃水進入第三級膜組件，得到濃縮液。從第二級膜組件送出的第二級濃水和從第三級膜組件送出的濃縮級清水可以返回送入第一級膜組件進行再處理。
儘管圖1中示出了對原水進行預處理，但這不是必須的步驟。由於《一种放射性廢水處理的方法和裝置》所用的膜組件是DTRO膜組件，可以在沒有對原水進行任何形式的預處理情況下，直接處理放射性廢水，並達到要求的排放標準。不像現有技術中許多放射性廢水處理工藝，需要首先通過複雜的超濾工藝預處理廢水，才能將經預處理的廢水送去進行反滲透處理。顯然，在《一种放射性廢水處理的方法和裝置》的方法中，預處理工藝的省去能夠簡化處理設備，大大降低處理成本。
如果對原水進行預處理，可以是砂濾、超濾或pH值調節之類的操作，這是本領域技術人員根據實際情況容易確定的。如果進行pH值調節，優選將放射性廢水的pH值調節到6-8。在該pH值下，一方面DTRO膜組件的反滲透處理效果最好，另一方面能保證DTRO膜組件具有較長的使用壽命。
同樣，儘管圖1中示出了對二級清水進行離子交換，但該步驟是可以根據實際情況進行選擇的。事實上，對於核設施常規排放的放射性廢水，其放射性活度一般在1000放射量/升至10000放射量/升（總β），它們通過《一种放射性廢水處理的方法和裝置》方法的兩級DTRO膜組件處理，二級清水的放射性活度往往已經低於10放射量/升，符合生活污水的排放標準。甚至對於非常規泄漏的放射性廢水，比如2011年日本福島核泄漏所產生的放射性廢水，其放射性活度可以高達50000放射量/升；這種高放射性廢水通過《一种放射性廢水處理的方法和裝置》的兩級DTRO膜組件處理，第二級清水的放射性活度也接近10放射量/升（例如下文的實施例1）。
但是，如果追求所排放的污水最好能夠接近自然界水本底，這種情況下可以將從第二級膜組件送出的第二級清水送去進一步精細處理。在《一种放射性廢水處理的方法和裝置》的方法中，如果從第二級膜組件送出的第二級清水的放射性活度大於1放射量/升，則對第二級清水進行精細處理。關於精細處理，優選離子交換處理或電滲析處理。《一种放射性廢水處理的方法和裝置》方法所處理的放射性廢水即使放射性活度高達50000放射量/升，通過一步精細處理，仍可以獲得接近自然界水本底的水，其放射性活度約為0.5放射量/升。
另一方面，由於通過《一种放射性廢水處理的方法和裝置》方法的二級DTRO膜組件處理得到的二級清水已經非常乾淨，如果對其進行進一步的離子交換處理，所用的離子交換樹脂可以長時間使用，一般使用2-3年後才需要更換，從而顯著減少了廢樹脂的產生量，降低了整套工藝的處理成本。最終移出的廢樹脂可以與從第三級膜組件排放的濃縮液一起固化處置。
根據現有技術的一些DTRO膜組件水處理方法，隨著水質要求提高來相應增加DTRO膜組件的級數。但是，在《一种放射性廢水處理的方法和裝置》的放射性廢水處理方法中，絕不能單純地為了追求水質提高而無限制地增加清水處理膜組件的級數，這是因為增加的清水處理膜組件同樣也會增加濃縮液的量，而濃縮液總量的增加必然使得濃縮倍數降低，從而導致產生更多的廢物需要固化處置。另外，如果增加濃水處理膜組件的級數，首先所增加級數的濃水處理膜組件的出水放射性濃度很高，回流不當會導致出水的放射性活度增加；其次生產工藝上難於控制並使得處理成本增加。必須基於去污因子和濃縮倍數的雙重考慮，合理配置清水、濃水處理膜組件的級數。在《一种放射性廢水處理的方法和裝置》方法不包括精細處理步驟的一個實施方案中，去污因子可以為500至5000，並且濃縮倍數可以至少為25倍。可以將從第三級膜組件送出的濃縮級清水返回送入第一級膜組件進行再處理而不排放濃縮液，直至濃縮液的含鹽量達到125克/升才予以排放。
《一种放射性廢水處理的方法和裝置》的方法優選三級DTRO膜組件，即兩級串聯清水處理膜組件和一級濃水處理膜組件，其中第三級膜組件排放的濃水可以達到DTRO膜組件濃水的最大值，增加濃縮級數並不能進一步提高濃縮倍數。
此外，現有技術教導DTRO膜組件尤其適用於高濃度污水的處理。但是，《一种放射性廢水處理的方法和裝置》人注意到原水含鹽量升高，處理能耗也會相應增加，因此放射性廢水在處理前的含鹽量優選不超過5克/升。
《一种放射性廢水處理的方法和裝置》還提供一種用於《一种放射性廢水處理的方法和裝置》方法的放射性廢水處理裝置。圖2A和圖2B分別是根據《一种放射性廢水處理的方法和裝置》一個實施方案的放射性廢水處理裝置的結構示意圖和實物圖。在圖2A和圖2B中，放射性廢水處理裝置包括第一級碟管式反滲透膜組件1、第二級碟管式反滲透膜組件10和第三級碟管式反滲透膜組件9以及用於提供放射性廢水的供水泵8，其中第一級膜組件1的清水出口與第二級膜組件10的進口相連，第一級膜組件1的濃水出口與第三級膜組件9的進口相連；第二級膜組件10的濃水出口和第三級膜組件9的清水出口都與第一級膜組件1的進口相連。圖中還示出了分別用於第一級、第二級和第三級碟管式反滲透膜組件的第一級高壓泵7和循環泵4、第二級高壓泵6和循環泵3以及第三級高壓泵5和循環泵2。
《一种放射性廢水處理的方法和裝置》方法所用的碟管式反滲透（DTRO）膜組件是公知的，但現有技術中主要將其用於處理垃圾滲濾液。如上所述，由於放射性廢水處理的特殊要求，並不能簡單將現有的DTRO膜組件處理其它廢水的方法和裝置直接移植用來處理放射性廢水，這也反向印證了現有技術為什麼至今為止仍未能將DTRO膜組件用於處理放射性廢水。
圖3A和3B分別示出了《一种放射性廢水處理的方法和裝置》所用的碟管式膜組件的流道示意（工作原理）圖和實物圖。從圖中可以看到，碟管式膜組件主要由過濾膜片2、導流盤5、中心拉桿、耐壓套管6、兩端法蘭8各種密封件及聯接螺栓等部件組成。把過濾膜片和導流盤疊放在一起，用中心拉桿和端蓋法蘭進行固定，然後置入耐壓套管中，就形成一個碟管式膜組件。
如圖3A所示，料液通過過濾膜片2堆與耐壓套管6之間的間隙後經原水通道1進入底部導流盤5，被處理的液體以最短的距離快速流經過濾膜片2，然後以180°逆轉到另一膜面，再從此流入到下一個過濾膜片，從而在膜表面形成由導流盤圓周到圓中心，再到圓周，再到圓中心的切向流過濾，濃縮液最後從進料端法蘭8處流出。料液流經過濾膜的同時，透過液通過中心收集管7不斷排出。濃縮液與透過液通過安裝於導流盤上的O型墊圈3隔離。
供水泵、DTRO膜組件所用的高壓泵和循環泵可以是本領域常用的各種泵，例如柱塞泵、離心泵等。但是，在《一种放射性廢水處理的方法和裝置》中，高壓泵要滿足高揚程、低流量的要求，而循環泵相反要滿足低揚程、高流量的要求。
《一种放射性廢水處理的方法和裝置》放射性廢水處理裝置的操作步驟如下：首先啟動原水供水泵；完全打開第一級膜組件的濃水出口閥，啟動第一級高壓泵和循環泵（變頻控制），調節壓力到2.5至7兆帕（具體壓力根據放射性原水的濃度確定）；完全打開第二級膜組件的濃水出口閥，啟動第二級高壓泵和循環泵（變頻控制），調節壓力到2.5至7兆帕（具體壓力根據放射性原水的濃度確定）；最後完全打開第三級膜組件的濃水出口閥，啟動第三級高壓泵和循環泵（變頻控制），調節壓力到2.5至7兆帕（具體壓力根據放射性原水的濃度確定）。
實施案例
名稱 | 參數 |
第一級、二級和三級DTRO膜組件 | DTG139ABS39, 6.3平方米 |
第一級、二級循環泵 | BM3A-12NE 0.75千瓦/400/50/3 |
第三級循環泵 | BM3A-9NE 0.75千瓦/400/50/3 |
第一級、二級高壓泵 | 11.0L/M@1450轉每分 |
第三級高壓泵 | 1.6L/M@1450轉每分 |
供水泵 | 格蘭富CRN-2型水泵，1立方米/小時，揚程33米 |
離子交換樹脂 | Rohm&Haas 公司的Amberlite IRN77陽離子樹脂和IRN78陰離子樹脂，陰陽離子樹脂比例為2:1，樹脂床容積200升 |
總β放射性活度測定儀 | LSC-LB7超低本底液閃譜儀 |
- 實施例1
啟動原水供水泵，將10噸含鹽量為5克/升、總β放射性活度為50000放射量/升（核電站和核設施放射性廢水濃度可能達到的最大水平）的廢水送入圖2B所示裝置進行處理。
完全打開第一級膜組件的濃水出口閥，啟動第一級高壓泵（變頻控制，變頻頻率50赫茲），延時3分鐘啟動第一級循環泵，調節第一級膜組件的濃水出口閥使得第一級高壓泵的出口壓力達到5.5兆帕。完全打開第二級膜組件的濃水出口閥，啟動第二級高壓泵，延時3分鐘啟動第二級循環泵（變頻控制，變頻頻率50赫茲），調節第二級膜組件的濃水出口閥使得第二級高壓泵的出口壓力達到3.5兆帕。完全打開第三級膜組件的濃水出口閥，啟動第三級高壓泵，延時3分鐘啟動第三級循環泵（變頻控制，變頻頻率30赫茲），調節第三級膜組件的濃水出口閥使得第三級高壓泵的出口壓力為7兆帕。
經過處理，第一級膜組件排放的清水的總β放射性活度為500放射量/升，第二級膜組件排放的清水的放射性活度為10放射量/升，兩級膜系統的去污因子為5000，需要進行水泥固化的濃縮液體積為0.4立方米（含鹽量125克/升），由此整個工藝的放射性廢水的濃縮倍數為25倍。
如果將第二級膜組件排放的清水送入離子交換器進行進一步處理，可以得到的清水總體積為9.6噸，並且最終清水的總β放射性活度為0.5放射量/升，由此整個工藝的去污因子為100000。
鑒於水泥固化的增容比一般為3，則需要固化的廢物體積為1.2立方米，固化體處置成本如果按10萬元/立方米計算，則廢液濃縮後的處置成本為12萬元。
- 實施例2
按實施例1中所用的裝置和操作條件處理10噸含鹽量為5克/升、總β放射性活度為10000放射量/升的廢水。
經過處理，第一級膜組件排放的清水的總β放射性活度為100放射量/升，第二級膜組件排放的清水的放射性活度為2放射量/升，兩級膜系統的去污因子為5000，需要進行水泥固化的濃縮液體積為0.4立方米（含鹽量125克/升），由此整個工藝的放射性廢水的濃縮倍數為25倍。
如果將第二級膜組件排放的清水送入離子交換器進行進一步處理，可以得到的清水總體積為9.6噸，並且最終清水的總β放射性活度為0.1放射量/升，由此整個工藝的去污因子為100000。
鑒於水泥固化的增容比一般為3，則需要固化的廢物體積為1.2立方米，固化體處置成本如果按10萬元/立方米計算，則廢液濃縮後的處置成本為12萬元。
- 實施例3
按實施例1中所用的裝置和操作條件處理10噸含鹽量為5克/升、總β放射性活度為5000放射量/升的廢水。
經過處理，第一級膜組件排放的清水的總β放射性活度為50放射量/升，第二級膜組件排放的清水的放射性活度為1放射量/升，兩級膜系統的去污因子為5000，需要進行水泥固化的濃縮液體積為0.4立方米（含鹽量125克/升），由此整個工藝的放射性廢水的濃縮倍數為25倍。
如果將第二級膜組件排放的清水送入離子交換器進行進一步處理，可以得到的清水總體積為9.6噸，並且最終清水的總β放射性活度為0.05放射量/升，由此整個工藝的去污因子為100000。
鑒於水泥固化的增容比一般為3，則需要固化的廢物體積為1.2立方米，固化體處置成本如果按10萬元/立方米計算，則廢液濃縮後的處置成本為12萬元。
- 實施例4
按實施例1中所用的裝置和操作條件處理10噸含鹽量為5克/升、總β放射性活度為1000放射量/升的廢水。
經過處理，第一級膜組件排放的清水的總β放射性活度為10放射量/升，第二級膜組件排放的清水的放射性活度為0.2放射量/升，兩級膜系統的去污因子為5000，需要進行水泥固化的濃縮液體積為0.4立方米（含鹽量125克/升），由此整個工藝的放射性廢水的濃縮倍數為25倍。
鑒於水泥固化的增容比一般為3，則需要固化的廢物體積為1.2立方米，固化體處置成本如果按10萬元/立方米計算，則廢液濃縮後的處置成本為12萬元。
- 實施例5
啟動原水供水泵，將10噸含鹽量為1克/升、總β放射性活度為10000放射量/升的廢水送入圖2B所示裝置進行處理。
完全打開第一級膜組件的濃水出口閥，啟動第一級高壓泵（變頻控制，變頻頻率45赫茲），延時3分鐘啟動第一級循環泵，調節第一級膜組件的濃水出口閥使得第一級高壓泵的出口壓力達到2.2兆帕。完全打開第二級膜組件的濃水出口閥，啟動第二級高壓泵，延時3分鐘啟動第二級循環泵（變頻控制，變頻頻率45赫茲），調節第二級膜組件的濃水出口閥使得第二級高壓泵的出口壓力達到2.2兆帕。完全打開第三級膜組件的濃水出口閥，啟動第三級高壓泵，延時3分鐘啟動第三級循環泵（變頻控制，變頻頻率30赫茲），調節第三級膜組件的濃水出口閥使得第三級高壓泵的出口壓力為5.5兆帕。
經過處理，第一級膜組件排放的清水的總β放射性活度為200放射量/升，第二級膜組件排放的清水的放射性活度為4放射量/升，兩級膜系統的去污因子為2500，需要進行水泥固化的濃縮液體積為0.2立方米（含鹽量50克/升），由此整個工藝的放射性廢水的濃縮倍數為50倍。
如果將第二級膜組件排放的清水送入離子交換器進行進一步處理，可以得到的清水總體積為9.8噸，並且最終清水的總β放射性活度為0.2放射量/升，由此整個工藝的去污因子為50000。
鑒於水泥固化的增容比一般為3，則需要固化的廢物體積為0.6立方米，固化體處置成本如果按10萬元/立方米計算，則廢液濃縮後的處置成本為6萬元。
- 實施例6
按實施例5中所用的裝置和操作條件處理10噸含鹽量為1克/升、總β放射性活度為5000放射量/升的廢水。
經過處理，第一級膜組件排放的清水的總β放射性活度為100放射量/升，第二級膜組件排放的清水的放射性活度為2放射量/升，兩級膜系統的去污因子為2500，需要進行水泥固化的濃縮液體積為0.2立方米（含鹽量50克/升），由此整個工藝的放射性廢水的濃縮倍數為50倍。
如果將第二級膜組件排放的清水送入離子交換器進行進一步處理，可以得到的清水總體積為9.8噸，並且最終清水的總β放射性活度為0.1放射量/升，由此整個工藝的去污因子為50000。
鑒於水泥固化的增容比一般為3，則需要固化的廢物體積為0.6立方米，固化體處置成本如果按10萬元/立方米計算，則廢液濃縮後的處置成本為6萬元。
- 實施例7
按實施例5中所用的裝置和操作條件處理10噸含鹽量為1克/升、總β放射性活度為1000放射量/升的廢水。
經過處理，第一級膜組件排放的清水的總β放射性活度為20放射量/升，第二級膜組件排放的清水的放射性活度為0.4放射量/升，兩級膜系統的去污因子為2500，需要進行水泥固化的濃縮液體積為0.2立方米（含鹽量50克/升），由此整個工藝的放射性廢水的濃縮倍數為50倍。
鑒於水泥固化的增容比一般為3，則需要固化的廢物體積為0.6立方米，固化體處置成本如果按10萬元/立方米計算，則廢液濃縮後的處置成本為6萬元。
- 實施例8
啟動原水供水泵，將10噸含鹽量為0.1克/升、總β放射性活度為5000放射量/升的廢水送入圖2B所示裝置進行處理。
完全打開第一級膜組件的濃水出口閥，啟動第一級高壓泵（變頻控制，變頻頻率40赫茲），延時3分鐘啟動第一級循環泵，調節第一級膜組件的濃水出口閥使得第一級高壓泵的出口壓力達到2.2兆帕。完全打開第二級膜組件的濃水出口閥，啟動第二級高壓泵，延時3分鐘啟動第二級循環泵（變頻控制，變頻頻率40赫茲），調節第二級膜組件的濃水出口閥使得第二級高壓泵的出口壓力達到2.2兆帕。完全打開第三級膜組件的濃水出口閥，啟動第三級高壓泵，延時3分鐘啟動第三級循環泵（變頻控制，變頻頻率30赫茲），調節第三級膜組件的濃水出口閥使得第三級高壓泵的出口壓力為3.5兆帕。
經過處理，第一級膜組件排放的清水的總β放射性活度為125放射量/升，第二級膜組件排放的清水的放射性活度為10放射量/升，兩級膜系統的去污因子為500，需要進行水泥固化的濃縮液體積為0.1立方米（含鹽量10克/升），由此整個工藝的放射性廢水的濃縮倍數為100倍。
如果將第二級膜組件排放的清水送入離子交換器進行進一步處理，可以得到的清水總體積為9.9噸，並且最終清水的總β放射性活度為0.5放射量/升，由此整個工藝的去污因子為10000。
鑒於水泥固化的增容比一般為3，則需要固化的廢物體積為0.3立方米，固化體處置成本如果按10萬元/立方米計算，則廢液濃縮後的處置成本為3萬元。
- 實施例9
按實施例8中所用的裝置和操作條件處理10噸含鹽量為0.1克/升、總β放射性活度為1000放射量/升的廢水。
經過處理，第一級膜組件排放的清水的總β放射性活度為25放射量/升，第二級膜組件排放的清水的放射性活度為2放射量/升，兩級膜系統的去污因子為500，需要進行水泥固化的濃縮液體積為0.1立方米（含鹽量10克/升），由此整個工藝的放射性廢水的濃縮倍數為100倍。
如果將第二級膜組件排放的清水送入離子交換器進行進一步處理，可以得到的清水總體積為9.9噸，並且最終清水的總β放射性活度為0.1放射量/升，由此整個工藝的去污因子為10000。
鑒於水泥固化的增容比一般為3，則需要固化的廢物體積為0.3立方米，固化體處置成本如果按10萬元/立方米計算，則廢液濃縮後的處置成本為3萬元。
- 對比例1
根據與實施例5相同的方式處理10噸含鹽量為1克/升、總β放射性活度為10000放射量/升的放射性廢水，不同之處在於從第一級DTRO膜組件送出的濃水並不經過第三級DTRO膜組件進一步處理，而是直接作為濃縮液。
經過處理，各級出水的總β放射性活度如下：第一級膜組件200放射量/升，第二級膜組件4放射量/升，離子交換器0.2放射量/升；因此，第一級膜組件的去污因子為50，第二級膜組件的去污因子為50，整個工藝的去污因子為50000。
但是，該工藝處理後排放的清水總體積為9噸，需要進行水泥固化的濃縮液體積為1立方米，因此濃縮倍數為10倍。
鑒於水泥固化的增容比一般為3，則需要固化的廢物體積為3立方米，固化體處置成本如果按10萬元/立方米，則廢液濃縮後的處置成本為30萬元。顯然，處理成本為實施例5的5倍。
- 對比例2
根據圖4所示的流程圖處理10噸含鹽量為1克/升、總β放射性活度為10000放射量/升的放射性廢水，其中4個DTRO膜組件兩兩串聯構成兩組第一級和第二級膜組件，這兩組膜組件彼此並聯，並且從這兩組膜組件的第一級膜組件送出的濃水並不經過第三級DTRO膜組件進一步處理，而是直接作為濃縮液。
經過處理，各級出水的總β放射性活度如下：第一級膜組件200放射量/升，第二級膜組件4放射量/升，離子交換器0.2放射量/升；因此，第一級膜組件的去污因子為50，第二級膜組件的去污因子為50，整個工藝的去污因子為50000。
但是，該工藝處理後排放的清水總體積為9噸，需要進行水泥固化的濃縮液體積同樣為1立方米，因此濃縮倍數為10倍。
鑒於水泥固化的增容比一般為3，則需要固化的廢物體積為3立方米，固化體處置成本如果按10萬元/立方米，則廢液濃縮後的處置成本為30萬元。顯然，處理成本仍為實施例5的5倍。
榮譽表彰
2018年12月20日，《一种放射性廢水處理的方法和裝置》獲得第二十屆中國專利優秀獎。
