張駿 趙義 何乃昺

中國原子能科學(xué)研究院 北京 102413

1 背景

中國實(shí)驗(yàn)快堆（簡稱CEFR）產(chǎn)生的廢水主要是08子項(xiàng)除鹽水系統(tǒng)和03子項(xiàng)精處理系統(tǒng)在酸堿反洗陽、陰樹脂產(chǎn)生的濃鹽度廢水。2014年、2015年開堆期間，08子項(xiàng)除鹽系統(tǒng)和03子項(xiàng)精處理系統(tǒng)每月產(chǎn)生的濃鹽廢水量約400t。

2 技術(shù)方案的設(shè)計(jì)

2.1 MVR技術(shù)

經(jīng)過技術(shù)調(diào)研，對(duì)于濃鹽鹽廢水的處理，當(dāng)前主流方法主要有反滲透、多效蒸發(fā)和MVR技術(shù)三種。CEFR采用MVR技術(shù)處理。

MVR是機(jī)械蒸汽再壓縮技術(shù)（mechanical vapor recompression）的簡稱，CEFR濃鹽廢水將采用MVR（機(jī)械蒸汽再壓縮技術(shù)）處理，實(shí)現(xiàn)廢水的零排放目標(biāo)，廢水中的無機(jī)鹽結(jié)晶為殘?jiān)?，而蒸發(fā)出來的冷凝水水質(zhì)較好，能夠回收再利用。

圖1 CEFR濃鹽廢水MVR處理工藝流程

常規(guī)島水運(yùn)及開堆時(shí)期，除鹽水系統(tǒng)和精處理系統(tǒng)不斷運(yùn)行制水和凈化，伴隨產(chǎn)生的濃鹽廢水，經(jīng)過中和池匯合，由新安裝的泵送入MVR調(diào)節(jié)池，經(jīng)過調(diào)質(zhì)后，經(jīng)MVR物料泵送入MVR處理，處理后的鹽渣外運(yùn)焚燒，蒸發(fā)冷卻后的冷凝水送入冷卻水塔作為補(bǔ)水水源，工藝流程如圖1所示[1]。

2.2 MVR技術(shù)指標(biāo)

為確定MVR的技術(shù)指標(biāo)，對(duì)CEFR中和池的濃鹽度廢水水樣進(jìn)行了小試蒸發(fā)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下圖2所示：

圖1 蒸發(fā)小試試驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：蒸發(fā)溫度和出水水質(zhì)可完全滿足MVR的運(yùn)行要求，見表1。

（1）蒸汽壓縮機(jī)的選擇。由于溶液的沸點(diǎn)隨著濃度的增加不斷的升高，采用微負(fù)壓蒸發(fā)。綜合考慮設(shè)備的投資成本，選用進(jìn)口離心式蒸汽壓縮機(jī)。（2）氣相除沫處理方案。分離器設(shè)計(jì)足夠的空間余量、螺旋板式除沫器和絲網(wǎng)除沫器組合除沫，使二次蒸汽從液面上逸出時(shí)，夾帶量最小，使在有限的流動(dòng)空間里對(duì)二次蒸汽進(jìn)行充分分離和過濾，同時(shí)保持其流暢的通道，使二次蒸汽冷凝水十分潔凈，在此基礎(chǔ)上，對(duì)二次蒸汽中的微量夾帶進(jìn)行二次分離，防止泡沫抽入壓縮機(jī)系統(tǒng)內(nèi)。（3）母液減量方案。采用閃蒸蒸發(fā)釜蒸發(fā)濃縮MVR系統(tǒng)排出的母液，廢液處理過程排出廢液進(jìn)一步減量化，達(dá)到蒸發(fā)濃縮要求后排出系統(tǒng)。（4）在線除垢方案。工業(yè)應(yīng)用中，換熱管壁面結(jié)垢、傳熱系數(shù)降低、管內(nèi)壁腐蝕等現(xiàn)象常常導(dǎo)致裝置效率降低和運(yùn)行周期縮短等問題。上述問題的發(fā)生主要與管壁溫度過高及其與管內(nèi)流體的換熱不均有關(guān)，核心在于強(qiáng)化管壁流體邊界層內(nèi)的局部流動(dòng)與傳熱。采用在線除垢從而達(dá)到防、除垢及強(qiáng)化傳熱的效果[2]。

表1 MVR主要的技術(shù)指標(biāo)

2.3 MVR入口、出口水質(zhì)設(shè)計(jì)指標(biāo)

3 結(jié)語

根據(jù)廢水技術(shù)調(diào)研，本文的MVR設(shè)計(jì)方案適合CEFR的實(shí)際情況，并能夠?qū)崿F(xiàn)廢水的零排放目標(biāo)，在滿足環(huán)保要求的同時(shí)，也為CEFR的后續(xù)長期穩(wěn)定運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的保障。