[0002] 本申请要求2011年1月31日提交的临时申请第61/438,249号的权益，该临时申请公开的内容通过引用并入本文。
技术领域
[0003] 本
发明涉及用于加工和处理来自PWR或其他硼慢化反应堆（或BMR）的废液、NPP初生
水或类似
流体的方法、工艺或系统，这样可使硼的
排放量降低并可回收硼；就这点而言，可给环境带来更好的安全措施。
背景技术
[0004] 在本发明的技术领域中，硼已用作
压水反应堆（PWR）、俄罗斯WER反应堆和其他硼慢化反应堆（BMR）中的
中子慢化剂。实际的慢化剂为B10同位素，在天然存在的硼中，B10同位素占约19.8%，剩余的B11占约80.2%。B10消耗
核裂变反应中的中子并且B10被吸收。
[0005] 普通PWR工厂每年排放五十万至一百万加仑水，其中平均含有约400ppm的硼。向非农业用水或非
饮用水的海洋或其它
水体中排放污水的工厂没有关于环境排放污水中硼浓度的排放限制。由于硼对健康和农业发展的不良影响，大多数其他PWR工厂对硼排放具有限制。这种对农业的负面影响通过进入到农产品中的硼的天然浓度以及
外延浓度表现出来，所述外延浓度为在被
牛食用之后进入供人类食用的加工和销售的肉类中的浓度或进入直接食用的谷物、蔬菜和水果中的浓度。大多数发达国家将硼的排放限制为约1ppm。将饮用水中的硼限制为0.5ppm。
[0006] 慢化PWR所需的硼浓度随
燃料寿命发生变化，从约2500ppm至在燃料循环结束时接近0。俄罗斯WER工厂在硼浓度为约2800ppm至3600ppm的条件下运行。过去的实际操作通常包括用去离子水稀释反应堆的水并在除去所生成的γ
放射性同位素之后将过量的水排放到环境中。这导致每一反应堆每年排放10,000至20,000磅硼酸。
[0007] 一些工厂已经发生转变，并且其他工厂正在考虑使用高度富集的B10硼，从而可将硼浓度从2500ppm降低至约500ppm至600ppm。这样做的话，B10浓度仍然几乎相同。在该工艺中，富集的硼的成本高得多，但硼随后可再循环和再使用一段较长的时间段。
[0008] 美国的若干工厂以及欧洲和其他洲的许多工厂已使用硼酸
蒸发器。美国工厂已遇到在维持
蒸发器方面成本非常高的问题，大多数美国工厂已关闭这些蒸发器并寻找较廉价的替代方法。因此，能够提供较廉价的替代方法在技术上具有优势。
[0009] 硼酸的蒸发引起产品的粉末状性质和蒸发过程中
沸腾成核性质这两方面的问题。这种蒸发过程中的沸腾导致填充头和下游蒸发管线中的严重污染。已经多次发现所述污染太严重以至于水平探针被严重
覆盖而不再发挥作用。还发现蒸发管线也被塞住而使
真空失效。该失效需要停止蒸发过程直至冲洗蒸发管线。
[0010] 使用常规阴离子
树脂最初很好地除去硼，但是硼可容易地被氯化物、
硫酸盐以及对树脂具有高亲和
力的其他阴离子取代。如果不监测的话这些阴离子可完全取代硼。
[0011] 当蒸干硼酸时，硼酸形成粉末状且可高度分散的产品。当其被放射性污染时，可导致高度复杂的空气传播控制或工人的内部污染。
[0012] 因此，本发明的技术上的优势在于提供一种以非可分散的固体废弃物形式回收硼的方法或以在PWR系统内部再利用的形式回收硼的方法。
发明内容
[0013] 本发明的上述内容和其他目的可通过本发明实现，本发明提供从初生水中有效分离硼的新方法和相应设备，所述初生水来自使用硼作为中子吸收剂的核电厂。
[0014] 一方面，本发明提供一种用于加工和处理来自PWR的废液、燃料或类似流体的系统，该系统使硼的排放量安全地降低并使所述硼以固体废弃物的形式被选择性地回收以及以其他流体形式再循环或再使用。本发明的系统包括下列步骤：
[0015] （a）将来自PWR源的废液输送通过高
碱性pH调节站，并将所述废液从所述高碱性pH调节站输送到第一级RO，在所述第一级RO中通过过滤将所述废液分成第一级渗透部分和第一级废弃部分。所述第一级废弃部分包含大量硼；
[0016] （b）如果需要保持高pH，将所述第一级渗透部分引至第二高碱性pH调节站，并且进一步将所述渗透部分引至第二级RO，在所述第二级RO中通过过滤将所述渗透部分分成第二级渗透部分和第二级废弃部分，这两部分各自离开第二级RO。所述第二级废弃部分包含残余的剩余量硼；以及
[0017] （c）将至少一部分第二级渗透部分传送至至少第一修饰除盐单元，并从所述至少第一修饰除盐单元传送至排放或再循环，所述至少第一修饰除盐单元具有硼特异性选择性树脂。
[0018] 本发明包括构成化学元件、隔膜元件、离子交换元件以及沉淀和蒸发元件的组合的各方面。这些方面提供当将硼浓缩成易于丢弃的形式时再循环或排放硼浓度为<（少于）1ppm的水。
[0019] 本发明的系统基于
反渗透系统，在本发明的系统中，将进水的pH调节为大于约9（＞9）并且优选地，大于约10.5（＞10.5）。这最大程度排除了硼酸盐。pH调节的另一原因是使硼的
溶解度最大化从而防止在本发明的隔膜、管线或DDHUT（36）中的可能的硼沉淀。
[0020] 本发明的一个目的在于为PWR技术提供较廉价的硼酸蒸发器的替代方式。
[0021] 本发明的另一目的在于提供回收硼的方法，所述方法提供如下选择性优势：安全的固体废弃物以及在PWR、WER（俄罗斯核工厂）或其他硼慢化反应堆（BMR）系统内部再循环和再使用。
[0022] 本发明的又一目的在于提供基于反渗透系统的系统，在所述基于反渗透系统的系统中，将进水的pH调节为大于约9（＞9），并且优选地，大于约10.5（＞10.5），由此允许最大程度排除硼酸盐并使硼的溶解度最大以防止在本发明的隔膜、管线或DDHUT（36，本文稍后描述）中的可能的硼沉淀。
附图说明
[0023] 图1为本发明的硼回收处理方法和系统的示意图。
[0024] 图1A为图1的一部分的部分示意图或局部示意图，其着重显示经pH处理的收集的内容物（33A）的路径和输送方向。
[0025] 图1B为本发明基本优选的实施方式的示意图，其中从系统操作中省略了DDHUT/DD子系统，并用废弃物收集罐（80）替代DDHUT/DD子系统。
[0026] 图1C为图1的一部分的部分示意图，其显示用于将本发明的再生溶液（33A）转移至其IX单元（28）并从IX单元转移到本发明的已用再生溶液罐（34）的优选实施方式。
[0027] 图1D为图1的一部分的部分示意图，其显示用于将本发明的再生溶液（33A）转移至其备用修饰除盐（IX）单元（30）并从IX单元（30）转移到本发明的已用再生溶液罐（34）的优选实施方式。
[0028] 图2为本发明的一种实施方式的示意图。
[0029] 图3为本发明的另一实施方式的示意图。
[0030] 图4为本发明的又一实施方式的示意图。
[0031] 图5为注入钡盐或氢
氧化钡的本发明的实施方式的示意图。
[0032] 图6为本发明使用的滚筒干燥器设备（38）实例的示意图。
[0033] 图6A为另一滚筒干燥器设备（38）实例的示意图。
[0034] 图7为如下实施方式的示意图：将电去离子（EDI）单元（73）用作（或替代）含有硼选择性树脂（29）的离子交换介质以进行最终硼修饰。
具体实施方式
[0035] 以下结合附图对本发明的构思和教导的优选实施方式进行描述，在众多存在于本发明的范围和实质之内的
实施例中，上述优选实施方式构成本发明的教导、结构要素和功能性要素的示例性实例。
[0036] 参见附图1至图7，以示意性方式和一个示意性的概要说明的方式对描述10所示的硼回收处理方法和系统的本发明的示例性实施方式进行说明，所述硼回收处理方法和系统在下文中称为BRTM、方法和系统、方法或发明10。可理解的是，结构管线、转移方式和
阀门的不同数字和类型（但不限于此）及其不同的功能性排列可用于产生并影响本发明公开的内容中所讨论的
指定物质或其流量的期望的定向流和连通，并且所述期望的定向流和连通由示意图中的流动箭头（->和<-）、管线和阀门举例说明。
[0037] 如图1举例说明的，示意性地显示了用于加工和处理废液、燃料或类似流体的方法和系统，该方法和系统可使硼排放量安全地降低并选择性回收或再循环硼，在所述方法和系统中，由PWR、WER或其他硼慢化反应堆（BMR）向源
位置11提供废液。从源11中将废液转移通过高碱性pH调节站12。可理解的是，系统和方法10内部的流体可通过使用多种方式或生成动力（即，向流体运动施加的力的动量（motive quantity）的牛顿定义，包括但不限于
泵和其他这种方式）的这种方式被转移、输送或移动或发生位置改变。
[0038] 废液从站12移动至第一级RO（反渗透）单元14。在流过RO单元14的过程中，废液被分成流过单元14的介质的第一级渗透流体16和无法流过单元14的介质的第一级废弃流体18。第一级废弃流体18包含大量硼。
[0039] 如果需要保持高pH，那么使第一级渗透流体16转移（19）通过第二高碱性pH调节站20；并从站20流至第二级RO单元22。通过
反渗透过滤将渗透流体16分成第二级渗透部分24和第二级废弃部分26。第二级废弃部分26包含残余的剩余量硼。因此，第二级RO单元22获取第一级渗透部分16并进一步分离除去大多数剩余的硼酸盐。如果渗透部分的pH明显下降，那么可能需要在第一级和第二级RO之间进行pH调节来优化所述分离。
[0040] 第二级渗透部分24移动至修饰除盐（IX）单元28。在本发明10的范围内，可提供类似于单元28的其他单元（例如图1、1A、1B、1C、1D、图4和图5中的实例显示的修饰除盐（IX）单元30）以有利于本发明的该步骤，因此发明10具有一个或一个以上这种单元。上述使用的单元28和类似的其他单元均具有硼离子选择性或特异性树脂。该树脂适于除去硼并使用氢氧化物再生，而无需重负载其他阴离子物种。修饰除盐单元28和30（以及任何其他这样使用或配置的类似单元）被设计成除去最后1-10ppm的硼，尽管通过本发明的系统和方法10可处理较高的进料浓度。例如，如图1所示以及如上所述，当装载达到最大时，
串联的两个除盐单元允许前一除盐单元（单元28）具有较高装载，而后一除盐单元（在该情况下为除盐单元30）获得任何残余量。在本发明10的一种优选实施方式中，如果在该步骤中使用两个以上的这种单元，那么如图1中的实例举例说明的那样，在除盐单元28或除盐单元28和30或其他除盐单元中处理之后，转移第二级渗透部分24以排放或再循环。
[0041] 图1还示意性地举例说明在将废液从源11通过高碱性pH调节站转移到第一级RO14的大约同一时间（同时）或在该步骤之后，第一级废弃部分18被引至蒸发和浓缩子过程。该子过程包括将第一级废弃部分18转移或引至35供给储存罐（或DDHUT）36；通过管线36A（如实例所示）将废弃部分18引至高碱性pH调节站37和已用再生转移管管线（36B）或者通过管线36A（如实例所示）将废弃部分18与高碱性pH调节站37和已用再生转移管线（36B）连通；将经pH处理的废弃部分18引至或转移至滚筒干燥器设备38，该滚筒干燥器设备38用于干燥和蒸发废弃部分至
固化阶段。pH监测站（36C）通过已用再生转移管线（36B）控制由pH注入设备（37）或已用再生区（34）添加的氢氧化物以维持DDHUT（36）中合适的pH。
[0042] 此外，在第一级渗透部分16流过第二级RO22以通过过滤生成第二级渗透部分24和第二级废弃部分26的大约同一时间或之后，方法10使第二级废弃部分26再循环至第一级RO14。
[0043] 基于本发明公开的内容中讨论的原因，为了使本发明的方法和系统10中的隔膜分离最大化并使废弃部分中的硼的溶解度最大化以及使流过各pH调节站或位置区域的水或流体中的硼的溶解度最大化，本发明所使用的每一个高碱性pH调节站均处理流过的水或流体，这样，将隔膜的pH调节为大于约10，优选地大于约11（其中，目前隔膜运行pH限制为pH约11），以使相应的处理排布方式中的与pH站有关的本发明的设备和加工元件更有效地处理废液，所述位置区域为从各pH调节站（例如站12和20）中延伸出来与其连通的位置区域。为了使蒸发过程中滚筒干燥器设备（38）中的溶液中的硼的溶解度最大化，优选地，在pH调节站（37）中将pH维持在大于约12.5。
[0044] 此外，对pH调节而言：在RO单元14和/或22中的隔膜（14m和/或22m）之前的pH调节受隔膜的pH运行范围限制。目前通常可获得的隔膜的运行范围限制为pH约11。尽管pH从10.5变为11，分离速度改善有限，但是硼的溶解度随pH升高继续增加。因此，在因溶解度问题出现沉淀之前，进料pH的升高会使废弃部分具有较高的硼浓度。
[0045] 并且，使用离子交换介质除去硼受pH限制。该pH范围随所使用的介质的类型而发生改变。就硼的除去而言，对硼具有选择性的介质通常具有较高的pH范围。这允许从pH水平较高的水中除去硼，并且需要较高浓度的氢氧化物用于再生。幸运的是，渗透部分的pH低于进料和废弃部分。所述渗透部分可比废弃部分低一个pH单位（或其数量）。这改善了可从IX介质上获得的选择性。选择性介质29的使用在本申请中是重要的，因为在RO操作中具有优势的较高的pH限制了可在通过离子交换进行修饰的渗透部分中使用的介质。然而，从长远看来，这促进整体废物的最小化并降低用于硼回收的蒸发的成本。
[0046] 将已用再生溶液33用作进一步调节滚筒干燥器进料的pH的游离氢氧化物来源取决于再生工艺。如果已用再生溶液（33）的pH高于来自RO14的废弃溶液（18），那么再生溶液（33A）可用于帮助提高pH。在这种情况下，将已用再生溶液33（随后用于再生）收集到已用再生溶液罐（34）中，以稍后通过已用再生转移管线36B用于调节pH。如果已用再生溶液（33）与来自RO14的废弃溶液（18）的pH大约相同或已用再生溶液（33）的pH低于来自RO14的废弃溶液（18），那么可通过管线39B将已用再生溶液33直接引至DDHUT，以进一步使用pH监测站36C上调pH，从而通过37控制氢氧化物的添加，随后在DD（38）中进行蒸发。
[0047] 已用再生溶液（33）的pH由再生离子交换介质所需的pH和再生后剩余的游离氢氧化物的量确定。该工艺中的pH可高于普通再生步骤中使用的pH，因为过量的氢氧化物稍后在所述工艺中使用而不是在丢弃过程中废弃。因此，较高的pH范围可通过改变针对氢氧化物的滞留与硼释放的介质的平衡以及使再生的硼为可溶的来改善洗脱过程；由此使再生所需的体积最小。较高的pH范围还提高从介质中除去的硼量，由此在再生之后提供更高的容量。例如（但不限于），如果图1中从第二级RO22中流出的第二级渗透部分24的pH为pH11，并且向IX单元28和30供给的来自再生溶液罐32的再生溶液33的pH为约14，那么形成的流体的pH可为约13.5，并且所述流体可通过管线25输送至已用再生溶液区34，稍后以如上所述的那样使用。
[0048] 最初将水32b加入再生溶液罐32中以稀释供应给该罐的NaOH。
[0049] 在DDHUT中，对pH的调节控制滚筒干燥器中的硼的溶解度。随着pH升高，硼的溶解度增加，由此在蒸发循环过程中使较高浓度的硼保留在溶液中，并转化为固相。较高pH的使用使硼在整个蒸发循环过程中保留在溶液中，由此增加滚筒中的
传热直到实现期望的最大量的硼被固化。
[0050] 固体填充滚筒通过在连续蒸发的同时通过DDHUT36重复加满滚筒而进行，由此维持滚筒中最大传热。在滚筒干燥器中的硼浓度增加的过程中，游离水（非化学键合的）以及与硼酸盐分子化学键合的水均被除去。当溶液因
对流电流在滚筒中连续翻转时，上述pH有利于所述蒸发。
[0051] 先前使用较低pH值使硼沉淀在滚筒的底部和侧面，这显著降低剩余溶液的传热速率。这既延长蒸发时间又增加通过不良传热加热滚筒的电的使用。pH13的使用允许溶液中的硼在高温下保持可溶直至蒸发过程完成，蒸发过程完成的标志为水的蒸发最少。因此，当除去热量时，在仅仅几度的
温度变化条件下滚筒非常迅速地固化，其中不存在游离水。任何剩余的水化学键合于生成的固体
晶体结构中。
[0052] 高pH使产物的化学结构变成更致密的晶体结构，所述更致密的晶体结构使滚筒中的固体重量从约150kg/滚筒至200kg/滚筒增加至约300kg/滚筒至400kg/滚筒。生成的结构也为更加类似玻璃的并且没有粉末状或可分散的粉末，从而相对于
现有技术的方法和手段产生显著改善。
[0053] 关于RO分离，相对于pH为7时硼的分离为65%至70%，当维持进料pH为10.5或更高时，硼的分离高达99%。分离浓度可提高至隔膜的渗透压限制。这意味着可使用双级RO将约1000ppm的硼减少至少于约1ppm B。
[0054] 在本发明的系统中，一旦各个除盐单元中包含的离子交换介质29负载有硼酸盐，就将所述单元基本从再生设备中除去，即，关闭所述系统或所述系统的一部分或关闭使用所述单元的管线等。这允许离开管线的各IX单元中的介质中包含的树脂现场再生，然后整个IX单元被选择性地安装回系统中联机运行。
[0055] 在本发明的这种二（2）单元结构中（图1、图4和其他附图中举例说明的优选实施方式中的实例显示的），只留下去除硼的前一容器（单元28），但是已发现在常规地未检测到硼的出现的容器装载前期该结构运转良好。如图1、图1C、图1D和其他附图中的实例说明的那样，当这些离子交换介质和其中包含的树脂再生时，已用再生溶液33（用于引起这种再生，由硼和氢氧化物构成）通过各个IX单元（例如IX单元28和30）流至已用再生溶液区34。如所描述的，将会理解的是，其他管线或传递方式及其不同的排列可用于这种情况或管线32a，从而使其适于将已用再生溶液33从再生罐32转移到已用再生区34。已用再生溶液33适用于通过滚筒干燥器设备38（本文所述的）进行处理以干燥存在于已用再生设备
33中的干燥固体。已用再生溶液33还包含过量的氢氧化物，所述过量的氢氧化物可用于DDHUT36中的pH调节。这最小化新的氢氧化物溶液在方法和系统10中的使用。用于本发明的优选氢氧化物为氢氧化钠或氢氧化
钾。然而，这些氢氧化物可由可溶的、门捷列夫IA族金属氢氧化物中的任何一种构成。由于硼酸盐的沉淀，IIA族金属氢氧化物一般不适于在RO之前使用。
[0056] 如图2所示，作为IIA族除盐替代物，可添加IIA族金属的氢氧化物和其他可溶盐以从第二级渗透部分24中沉淀剩余的硼。这种将可溶的IIA族金属盐或氢氧化物化学添加40至反应堆容器41或用于该目的的类似容器中导致硼酸盐42的沉淀。钡为优选的金属，因为其硼酸盐（BaB6）完全不溶。然后通过固液分离44收集并除去沉淀42。如图2所示，固体可单独收集46或被添加、转移或输送48至DDHUT，然后输送至滚筒干燥器设备38，最终丢弃。
[0057] 由于IIA族盐的成本较高，因此在进料液流上使用沉淀会比使用RO进行总去除更加昂贵。RO还除去仅用IIA族沉淀无法除去的许多其他盐。在本发明的优选实施方式中，来自第一级RO的第一级废弃流体或废液18被送往进料或滚筒干燥器储存罐（DDHUT）36，从而将进料38A进料并转移至滚筒干燥器设备38。使第二级（RO）废弃部分26再循环至第一级（RO）单元14的进料中（图1和图2中例示的），因为废弃部分26的硼浓度通常与进料废液的硼浓度相似。这使待在滚筒干燥器设备38处理的废弃部分的体积最小。
[0058] 滚筒干燥器设备38或其他蒸发系统用于将硼浓缩成为适于装运和丢弃的干燥固体产物。在优选的实施方式中，滚筒干燥器设备38为具有抓斗式加热器和/或下侧加热器的电加热系统，从而使传热最大化。滚筒干燥器设备38在真空下运行从而通过使沸腾温度降低30至60摄氏度使传热最大化。因此，在给定的加热器温度下，整个滚筒的δ温度从约30摄氏度提高至约60摄氏度。较低的温度使具有
蒸汽压的组分的挥发最小化。滚筒干燥器38还可通过使用蒸汽或加热的空气加热或被设置在实现本发明所述的目的、功能和教导的不同结构实施方式中。
[0059] 如所描述的，将浓缩的进水的pH调节为大于约10（>10），优选地，大于约12.5（＞12.5）以使水中的硼的溶解度最大化。该调节使用已用再生溶液33或新氢氧化物进行，并且所述调节由pH监测站（36C）控制。这种高pH允许最大量的硼装载于滚筒干燥器设备38中，同时仍将所有流体保持在滚筒干燥器38中。保持硼为液体状态既提供提高的传热还提供高度致密的产物。高pH还防止硼以硼酸的形式挥发。
[0060] 在本发明中，滚筒干燥器38内部的真空也用作将进料38A从DDHUT（36）的内容物中转移至滚筒干燥器38中的动力以及去除蒸发物（51）的动力。通过简单打开入口阀将浓缩物吸入滚筒中而不需要任何泵或其他动力。测定浓度的设备用于确定何时需要额外的进料38A，以及何时在滚筒干燥器设备38内部完成填充。
[0061] 图6和图6A举例说明本发明使用的滚筒干燥器设备（38）的实例，但不限于这些实例。可使用实现相同功能性方法目的的其他结构。在作为滚筒干燥器（38）中的子过程的一部分的滚筒干燥器38中生成的蒸发的水或蒸发物51（基本不含固体）可被排放或再循环到工厂中。使用空气冷却或水冷却的
冷凝器52使蒸发物51冷凝。测定来自每一滚筒干燥器38的蒸发管线（未具体显示）的温度。当穿过蒸发管线的蒸汽的体积减少至较少量时，蒸发管线的温度降低，这标志着蒸发循环完成。然后从滚筒中除去热量并且熔融体非常迅速地固化。一旦固化，滚筒干燥器38的滚筒（38B）可被更换或替换，并且在真空条件下，当由于作为滚筒干燥器38中的子过程的一部分的蒸发使滚筒的温度为可操作的温度时重启该过程。
[0062] 除了添加IIA族金属以从第一级渗透部分16中沉淀剩余的硼，与图2的实施方式相似，图3举例说明本发明另一优选的实施方式。类似地，在这种情况下，将可溶的IIA族金属盐或氢氧化物化学添加40至反应堆容器41或类似的用于该目的的容器中，从而使硼酸盐42沉淀。
[0063] 图4举例说明本发明的优选实施方式，其中只使用与所描述的涉及图1举例说明的实施方式的方法、设备和功能相关的第一级RO（反渗透）单元14。
[0064] 如本文关于方法和系统10所描述的，本发明基于反渗透系统，其中进水的pH通常调节为高于约10.5，尽管任何pH升高（在本发明的教导内）提高RO单元14和22内的隔膜的分离速率。当硼
酸化溶液流过所使用的各RO单元（可为一个、两个或两个以上这种RO单元）的隔膜时，各级分离过程中的渗透部分的pH被降低，而废弃部分的pH被提高。目前，就常规操作条件而言，一些隔膜被限制为pH约11，但是允许在清洗过程或清洗操作中达到pH约12。由于研发出更多pH耐受的隔膜，所以如果合适的话，可将该pH限制提高至隔膜的限制。
[0065] 在进入第二级RO单元22之前，调节第一级渗透部分16的pH可提高硼的分离速率，因为离子在较高pH值下可更好地电离。因此，pH调节的设置或启动将促进整个系统的硼分离，或者，如本发明优选实施方式所提供的，将离开第一级RO14的第一级渗透流体输送通过第二高碱性pH调节站20并转移至第二级RO单元22，这将促进整个系统的硼分离。由于第二级废弃部分26包含的硼大大少于第一级废弃部分18，使第二级废弃部分26返回至（通过返回管线或其他连通管线27）第一级RO14的进料中而无任何实质的负面影响是可能的；并且当第一级RO和第二级RO之间进行pH调节时，残余的氢氧化物将有助于降低进料pH而无需额外的氢氧化物。
[0066] 第二级渗透部分24被送至修饰除盐单元（以及离子交换介质）以进行最终修饰。基于最终的不含硼的水的配置来决定待使用的最佳离子交换介质。
[0067] 就排放到环境中而言，在本发明使用硼选择性介质是有优势的，因为任何其他盐的流过均有利于使硼废弃量最小化并使再循环的硼的污染最小化。因此，使用选择性介质可只优化硼的除去。
[0068] 就再循环而言，水必须不含所有阴离子和阳离子，在这种情况下，更标准的阴离子或混合床的使用是优选的。这两种介质均可使用相同的氢氧化物再生过程。
[0069] 如本文讨论的那样，离子交换介质必须定期再生以恢复其有效去除硼的能力。所述再生通常使用替换硼的氢氧化物进行并用氢氧化物离子取代硼。在已用再生罐34中收集硼以稍后用于第一级RO分离的pH调节。已用再生溶液33的使用起到将硼转移至DDHUT36并进一步提高溶液pH使硼更加可溶的作用。
[0070] 提高的溶解度通过如下方式提高滚筒干燥器设备38上的传热：将硼保持在溶液中持续最长时间段直至达到高温溶解度限制。通过在pH保持在高于约12.5且接近约13的条件下将硼维持在可溶形式，使硼的溶解为如下情况：溶液即使非常粘稠也保持液体形式直至水的蒸发最少，这时停止水的供给并允许溶液固化。
[0071] 如果晶体结构中较低的
含水量是期望的，那么即使高pH也可为有优势的。
[0072] 如本发明所教导的那样，高度致密的玻璃状固体材料的形成使收集的硼的体积最小。如果硼以酸的形式被收集，那么产物为粉末状、较不致密且可分散的。在这种情况下，当产物包含潜在的放射性污染或产物可能在未来事件中扩散时，会出现负面情况。
[0073] 在滚筒干燥器38的子过程中生成的蒸发物51基本不含硼并且可被再循环、再加工或排放到环境中。在使用真空操作的滚筒干燥器设备38时，该蒸发物51
凝结，或者如果将顶端打开的滚筒用于蒸发或使用非液封
真空泵的话，该蒸发物51可直接释放到环境中。
[0074] 图5中的实例所显示的本发明另一优选实施方式为以溶解度非常低的沉淀的硼酸钡（BaB6）的形式丢弃硼的可选子过程。就这点而言，将氢氧化钡（Ba(OH)2）或可溶的钡盐注入62或通过其他方式添加（通过如注入管线63的实例显示）至反应堆容器64导致硼沉淀。该沉淀65通过反应堆流出管线66被送至固液分离设备68以进行过滤。当不可能再循环时，在固液分离设备68中将沉淀65用于除去BaB6形式的固体70或用于排放或进一步处理72，或者使用其他固体/液体分离的方法将沉淀65用于过滤或除去。
[0075] 在例如图5A中举例说明的本发明基本优选的实施方式中，在不含DDHUT（36）和DD（38）的方法的子系统操作的条件下，对本发明的系统和方法10进行举例说明。代替DDHUT/DD子系统操作，本发明的方法使用废弃物收集罐80。该罐80用于容纳、存储和/或评估第一级废弃部分（18）、已用再生溶液（33）或其他系统流体。
[0076] 图7中的实例显示了本发明又一优选实施方式为使用电去离子（EDI）单元73作为最终修饰步骤以除去来自RO第一级渗透流体（16）的硼和其他离子的可选子过程。含有从RO渗透流体（16）中除去的离子的EDI浓缩管线74用于使该流体16返回到进料液流（11）中以再加工。
[0077] 由此可见，上述目的（包括那些从上文描述中显而易见的目的）被有效实现，并且，由于可在实施上述方法的过程中和构建合适装置（在其中实施本文上述方法并在其中生成期望的本文上述的产品和结果）的过程中做出一些改变，可理解的是，本发明可以其他具体形式实施而不背离本发明的实质或本质特征。例如，当我们同时说明其中硼的排放量可被降低以及所述硼以固体废弃物的形式被选择性地回收或再循环的示例性设计时，也可实施其他实施方式以得到本文公开的方法原理的结果。因此，可理解的是，已提供的本发明代表性实施方式的以上述描述仅仅为了举例说明和提供对本发明的理解，并无意穷尽或限制或将本发明限制为所公开的明确形式。相反，本发明覆盖落入如待提交的所附的
权利要求表达的本发明的实质和范围之内的所有
修改、等同物和替代物。同样，提交的权利要求意于覆盖本文描述的方法和结构，不仅仅包括其等同物或结构等同物，还包括等同的结构或方法。
[0078] 因此，如本申请文件中所提供的权利要求表明的那样，本发明的范围将意于包括所提供的实施方式的多种变化，然而，所述实施方式的变化通过与所附的权利要求所使用的适当的语言的广义含义和范围或其等同含义和范围描述。
[0079] 引用的附图标记及缩写
[0080]
[0081]
[0082]
[0083]
[0084] 参考文献
[0085] 下列参考文献在提供具体过程或对本文描述进行补充的其他具体内容或教导的程度上，通过引用明确地并入本文并作为审查局的辅助材料：
[0086] PCT
国际公布WO 9806483A1
[0087] 欧洲
专利申请EP 2123608A1
[0088] 英国专利GB 2135983
[0089] 日本专利文件JP 2227185
[0090] 日本文件公开02-207888
[0091] 日本专利文件JP 2002-210475
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[0093] 日本专利公开09-010766
[0094] 日本专利文件JP 2227185
[0095] 日本专利文件JP 62-204892
[0096] 日本专利文件JP 09-314130
[0097] 日本专利文件JP 10-225682
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[0100] 美国专利US 5925255
[0101] 美国专利US 7097769
[0102] 美国专利US 7368058
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[0106] 美国专利US 4596659
[0107] 美国专利US 5073268
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[0110] 美国专利US 5833846
[0111] 美国专利US 6833123 B2
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[0113] 美国专利US 4793947
[0114] 美国专利US 4804498
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[0120] 美国专利US 7645387
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[0126] 美国专利US 4595528
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[0128] 美国专利US 5457262
[0129] 美国专利US 5998690
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[0132] 美国专利US 7718069
[0133] 美国专利US 4440673
[0134] 美国专利US 5766479
[0135] 美国专利US 6929748
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[0138] 美国专利申请US 20080135478
[0139] 美国专利申请US 20030230531
[0140] 美国专利申请US 20040065617
[0141] 美国专利申请US 2002044908 A1
