技术领域
[0001] 本
发明涉及一种核设施放射性废液化学絮凝处理活性炭的方法。
背景技术
[0002] 根据我国《核动
力厂环境
辐射防护规定》(GB 6249-2011)，对于滨海厂址，槽式排放出口处的放射性流出物中除氚和
碳14外其他
放射性核素浓度不应超过1000Bq/L，对于内陆厂址，槽式排放出口处的放射性流出物中除氚和碳14外其他放射性核素浓度不应超过100Bq/L，根据核设施典型废液源项，对废液处理系统整体
去污因子需要达到103～104。根据核动力厂
放射性废物最小化导则，要求核动力厂从设计到退役各阶段产生的废物可合理达到尽量低，实现废物最小化，因此对废液处理系统运行中的固体废物产生量也有了更高的要求。
[0003] 压
水堆核电厂放射性废液主要包含反应堆冷却剂流出液、地面疏水、洗手废液和化学废液等几类，其中以反应堆冷却剂流出液的放射性活度浓度最高，其主要放射性物质包括离子态裂变产物和胶体\颗粒态
腐蚀产物两类，根据在役电厂运行经验，胶体\颗粒态腐蚀产物占比大，去除难度高。针对现有放射性废液处理工艺，离子态裂变产物主要通过离子交换工艺去除，胶体\颗粒主要通过传统
蒸发工艺或者孔道
吸附和截留等新工艺去除。
[0004] 活性炭含有一些化学功能团，表面具有很强的吸附能力，活性炭还具有丰富孔隙结构，孔道尺寸包含微孔(小于2nm)、中孔(2～50nm)和大孔(大于50nm)，针对放射性废液化学絮凝处理工艺，由于其腐蚀产物成因及形态、粒径分布、放射性等特有性质，与常规
水处理污染物存在根本性差异，无法采用常规水处理用活性炭，国内也没有相关核设施放射性废液化学絮凝处理专用活性炭的研究报道，为了满足工程应用需求，针对孔道特性(处理能力相关)、机械强度、化学
稳定性和粒度特性都有特殊和严格的要求，主要包括：
[0005] 孔道特性：为了匹配核电厂放射性废液絮凝工艺，针对核电厂胶体颗粒典型尺寸，活性炭生产工艺过程需要调节孔道参数；
[0006] 机械强度：由于活性炭使用过程包含运行、装填、失效输送等步骤，相比普通的活性炭具有更严格的强度要求，以避免运行中压差过高以及输送过程容易
破碎等。
[0007] 化学稳定性：放射性废液处理流程中，活性炭床下游通常
串联针对离子态核素的离子交换
树脂床，且放射性废液处理工艺中通常没有条件对装填的活性炭床进行预处理，为了不影响下游工艺的去除效果和容量，针对该专用活性炭需要通过合成工艺严格控制其化学杂质的释放。
[0008] 粒度特性：根据活性炭工艺要求的工作层高度特性，对活性炭装填高度有一定的要求，为了避免运行中工作压差超过安全限值，需要对该专用活性炭颗粒度有严格的限定范围。
[0009] 结合核设施放射性废液化学絮凝处理工艺的特殊要求，有必要开发一种专用活性炭满足工程应用需求，并优化现有工艺处理效果。
发明内容
[0010] 本发明针对
现有技术的不足，提出一种核设施放射性废液化学絮凝处理活性炭的方法。
[0011] 本发明提供一种核设施放射性废液化学絮凝处理活性炭的方法，其包括如下步骤:
[0012] 活化工艺：在850℃下采用转炉活化椰壳炭化料，采用高温
蒸汽造孔，以制得成品表征孔道特性的碘吸附值≥1000mg/g，亚甲蓝吸附值≥150mg/g；
[0013] 后处理：针对活化后破碎的活性炭颗粒进行反洗，然后采用高纯度30％的
盐酸进行清洗，最后用电导率小于2μs/cm的除盐水对活性炭颗粒进行淋洗，以制成产品酸溶物指标≤0.5％；
[0014] 烘干：采用速干
流化床和红外线加热组合快速烘干工艺，以制成成品水分含量≤3％。
[0015] 优选地，对核设施放射性废液化学絮凝处理工艺中的胶体态腐蚀产物的去污因子达到20以上。
[0016] 优选地，处理1000m3的放射性废液，仅产生0.4m3的废活性炭。如果采用蒸发工艺：即使浓缩倍数达到100，蒸发1000m3的放射性废液也会产生10m3的浓缩液。
[0017] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0018] 1、本发明提供的核设施放射性废液化学絮凝处理活性炭的方法，能够高效去除核设施放射性废液中腐蚀产物，满足工程应用需求，并确保该工艺产生的废物可合理达到尽量低，实现废物最小化。
附图说明
[0019] 图1为符合本发明优选
实施例的核设施放射性废液化学絮凝处理活性炭的方法的流程示意图。
[0020] 图2为符合本发明优选实施例的絮凝+活性炭处理流程示意图。
具体实施方式
[0021] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0022] 如图1所示，本发明一实施例提供的核设施放射性废液化学絮凝处理活性炭的方法包括如下步骤：
[0023] 1.材料选型：
[0024] 市场上活性炭基材主要包含
煤质、木质和椰壳几大类，为了满足工程应用对活性炭机械强度和化学稳定性的特殊要求，本发明挑选了固定碳含量高、木质层厚、无机盐含量和灰分较少的进口椰壳,以保证成品灰分含量小于4％，强度大于97％。
[0025] 2.活化工艺：
[0026] 为了满足产品孔道大小和数量，本发明在850℃下采用转炉活化椰壳炭化料，以控制不同批次半成品料通过高温区的时间均匀稳定，最终保证成品性能稳定，同时采用高温蒸汽造孔，控制产品孔道尺寸匹配核电厂胶体颗粒大小特性，同时控制孔道数量，综合活性炭机械性能和吸附总容量，在保证产品的机械强度的同时，满足化学絮凝工艺需求。成品表征孔道特性的碘吸附值≥1000mg/g，亚甲蓝吸附值≥150mg/g。
[0027] 3.后处理：
[0028] 针对活化后破碎的活性炭颗粒进行严格的反洗以减少小颗粒和破碎颗粒，然后采用高纯度30％的盐酸进行清洗，最后用电导率小于2μs/cm的除盐水对活性炭颗粒进行淋洗，控制产品酸溶物指标≤0.5％，最大程度减少杂质释放，消除对后段离子交换工艺的影响。
[0029] 4.烘干：
[0030] 本发明采用速干流化床和红外线加热组合快速烘干工艺，减少与空气
接触时间，达到快速烘干和
包装，并满足成品水分含量≤3％。
[0031] 通过从原材料选型，到针对性的生产工艺严格控制，本发明所述的专用活性炭具有优异的运行性能，具体包括：
[0032] 1.去污因子高：
[0033] 本发明提出的专用活性炭在化学絮凝处理工艺应用中对核设施放射性废液中胶体\颗粒产物的去除效果明显，通常对核设施放射性废液化学絮凝处理工艺中典型胶体态腐蚀产物的去污因子可以达到20以上。而传统的离子交换树脂，针对胶体态核素，去污因子通常远小于10。
[0034] 2.处理容量大：
[0035] 采用本发明的专用活性炭，在有效去除放射性废液中腐蚀产物的同时，由于其单位
质量介质的处理容量大，在二次废物产量控制上也具有明显优势，通常一台活性炭可以处理2500BV的放射性废液，即：处理1000m3的放射性废液，仅产生0.4m3的废活性炭。若采用蒸发工艺，即使浓缩倍数高达100，1000m3的放射性废液也会产生10m3的浓缩液，后续
固化还会进一步增容，产生的二次废物远大于采用本发明中的专用活性炭。在核设施应用上，带有放射性的二次废物产量控制，将大大解决将来放射性废物处置成本和环境压力。
[0036] 3.运行操作简单：
[0037] 本发明的专用活性炭装载在固定床体中运行。活性炭的装载常规行业已有成熟的操作经验。在活性炭去除能力下降或压差升高时，活性炭通过水力冲洗至下游系统进行固体废物的处理，而不像常规行业进行
反冲洗，避免了复杂的操作。在正常运行过程中，活性炭无需特殊的维护。
[0038] 4.投资成本低：
[0039] 活性炭床体的占地面积很小，在紧凑式布置要求时具有很大的优势。另外，活性炭床也可集装为移动式处理设备，提高处理的灵活性。本发明的专用活性炭经济成本低。活性炭床体的设备初期投资、运行维护耗费及退役投入均远低于蒸发、膜处理等其他放射性废液腐蚀产物的处理工艺，更有利于节约核电厂建造、运行成本。
[0040] 与现有技术相比，本实施例具有以下有益效果：
[0041] 1、本实施例提供的核设施放射性废液化学絮凝处理活性炭的方法，能够高效去除核设施放射性废液中腐蚀产物，满足工程应用需求，并确保该工艺产生的废物可合理达到尽量低，实现废物最小化。
[0042] 本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
[0043] 显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些
修改和变型属于本发明
权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
