一种酸性低放废液的处理方法及系统、核燃料后处理厂系统

技术领域

本发明属于核工程技术领域，具体涉及一种酸性低放废液的处理方法及系统、以及包含该酸性低放废液处理系统的后处理厂系统。

背景技术

在核燃料后处理厂中，蒸发系统蒸发处理后产生的低放冷凝液(低放射性废液)存在酸度较高等问题，达不到直接排放标准，需要进一步进行处理。而根据处理要求：低放冷凝液净化后的废液的放射性水平β/γ≤40Bq/L，α≤4Bq/L；废液pH值需在6-7之间，浓缩液返回上游系统的量需≤10％；并且，由于低放冷凝液通常采取高架排放的形式，废液中含盐量需≤10mg/L，同时，要求二次废物产生量要尽可能的少。由此可见，低放冷凝液的处理不仅要满足排放要求，还要满足不对上游的蒸发系统产生影响和满足废物的减量化的要求。

目前，常规的低放废液处理技术主要包括蒸发浓缩、吸附、中和、离子交换等方法，但是，这些方法至少存在以下不足：后处理厂的低放废液已经过蒸发系统2-3次蒸发，再次进行蒸发所能获得的净化效果有限，难以满足排放要求；吸附技术只能够去除废液中的特定核素，并且不能改变废液的pH；中和方式进一步处理后的废液中含盐量可达10g/L，无法满足高架排放的要求；离子交换技术是目前中试厂采用较多的处理低放冷凝液的方法，但是由于低放废液中的氢离子浓度较高，其与核素离子存在竞争关系，会抑制阳离子树脂上可交换离子的解离，导致阳离子树脂的交换能力大幅下降，造成离子交换床很快就穿透，产生大量的放射性废树脂，会增加后续废物处理的难度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种酸性低放废液的处理方法及系统、以及包含该酸性低放废液处理系统的后处理厂系统，能够有效去除酸性低放废液中的放射性核素和分离出硝酸，得到含盐量低的净化液，可满足排放要求，避免对环境造成污染，还可以减少适合核燃料后处理厂对新鲜硝酸的使用量，降低成本。

根据本发明的一个方面，提供一种酸性低放废液的处理方法，其技术方案如下：

一种酸性低放废液的处理方法，包括：

将酸性低放废液进行多级酸分离处理，分离出浓液硝酸，得到淡废液；

再将所述淡废液进行多级精处理，分离出核素(如铯、锶等)，得到净化液。

优选的是，所述多级酸分离处理包括以下步骤：

先将酸性低放废液通入到电渗析膜堆中进行一级酸分离处理，得到所述浓液硝酸和第一淡水；

再将所述第一淡水通入到连续电除盐膜堆进行二级酸分离处理，得到所述淡废液和含酸第一浓水；

同时，将所述含酸第一浓水返回到所述电渗析膜堆进行一级酸分离处理循环。

优选的是，所述第一淡水的pH为2-2.5，所述淡废液的pH为4-5。

优选的是，所述处理方法还包括：

在对酸性低放废液进行多级酸处理之前，先将所述酸性低放废液进行冷却，冷却至温度为20-25℃。

优选的是，所述多级精处理包括以下步骤：

先将所述淡废液通入到反渗透膜组件中进行反渗透处理，得到第二淡水和含所述核素的第二浓水；

再将所述第二淡水通入到精处理膜堆中进行膜分离处理，得到所述净化液和第三浓水；

同时，将所述第二浓水输送至连续电除盐膜堆再次进行二级酸处理，将所述第三浓水返回到反渗透膜组件进行反渗透处理循环。

优选的是，所述处理方法还包括：

在进行反渗透处理之前，对淡废液进行过滤，以除去淡废液中的大颗粒物质。

优选的是，所述处理方法还包括：对所述净化液进行中和处理；

所述中和处理采用浓度为20％的氢氧化钠溶液，中和后的净化液的pH为6-7。

本发明的酸性低放废液的处理方法，能够有效去除酸性低放废液中的放射性核素和分离出硝酸，得到含盐量低(≤10mg/L)、酸性弱、核素含量满足排放要求的净化液，同时，产生的二次废物量少，可便于后续二次固体废物的处理，有效缓解后续处理的压力和难度。

根据本发明的另一个方面，提供一种酸性低放废液的处理系统，其技术方案如下：

一种酸性低放废液的处理系统，包括酸处理装置、精处理装置，所述酸处理装置，用于对酸性低放废液进行多级酸分离处理，分离出浓液硝酸，得到淡废液；

所述精处理装置，与所述酸处理装置相连，用于接收所述酸处理装置处理后得到的淡废液，分离所述淡废液中的核素，得到净化液。

优选的是，所述酸处理装置包括一级酸分离单元和二级酸分离单元，所述一级酸分离单元包括电渗析膜堆，所述电渗析膜堆用于对所述酸性低放废液进行一级酸分离处理，得到第一淡水；

所述二级酸分离单元包括连续电除盐膜堆，所述连续电除盐膜堆与所述电渗析膜堆相连，用于对电渗析膜堆处理后得到的所述第一淡水进行二级酸分离处理，得到淡废液和含酸第一浓水，所述含酸第一浓水返回至所述电渗析膜堆再次进行一级酸分离处理。

优选的是，所述一级酸分离单元还包括一级酸分淡水箱和一级酸分浓水箱，电渗析膜堆包括有淡水室和浓水室，所述一级酸分淡水箱和所述一级酸分浓水箱均通入所述酸性低放废液，一级酸分淡水箱的出口与所述电渗析膜堆的淡水室的入口相连，一级酸分浓水箱与所述电渗析膜堆的浓水室的入口相连；

所述二级酸分离单元还包括二级酸分淡水箱和二级酸分浓水箱，所述连续电除盐膜堆包括有淡水室和浓水室，所述二级酸分淡水箱的入口和所述二级酸分浓水箱的入口均与所述电渗析膜堆的淡水室的出口相连，以通入所述含酸第一淡水，二级酸分淡水箱的出口与所述连续电除盐膜堆的淡水室的入口相连，二级酸分浓水箱的出口与所述电渗析膜堆的浓水室的入口相连，所述连续电除盐膜堆的浓水室的出口与所述一级酸分淡水箱相连，用于将所述含酸第一浓水返回到一级酸分淡水箱后与所述酸性低放废液一同通入到所述电渗析膜堆的淡水室。

优选的是，所述处理系统还包括接收槽，所述接收槽，用于收集所述酸性低放废液，接收槽设有冷却器，所述冷却器用于对接收槽内的酸性低放废液进行冷却，接收槽的出口分别与所述一级酸分淡水箱和所述一级酸分浓水箱相连，以通入冷却后的酸性低放废液。

优选的是，所述精处理装置包括反渗透膜组件和精处理膜堆，所述反渗透膜组件包括有给水口、浓水出口、以及淡水出口，所述精处理膜堆包括有淡水室和浓水室，所述反渗透膜组件的给水口与所述连续电除盐膜堆的淡水室的出口相连，用于通入所述淡废液并对其进行反渗透处理，得到第二淡水和含所述核素的第二浓水，且反渗透膜组件的浓水出口与所述酸处理装置相连，以将所述第二浓水返回至酸处理装置再次进行酸处理；

所述精处理膜堆的淡水室与所述反渗透膜组件的淡水出口相连，用于通入所述第二淡水并对其进行膜分离，得到所述净化液和第三浓水，且精处理膜堆的浓水室与反渗透膜组件的给水口相连，以将所述第三浓水返回至所述反渗透膜组件再次进行反渗透处理。

优选的是，所述精处理装置还包括反渗透给水箱，所述反渗透给水箱的入口与所述连续电除盐膜堆的淡水室的出口相连，反渗透给水箱的出口与所述反渗透膜组件的给水口相连，用于储存所述淡废液，且反渗透给水箱设有保安过滤器，用于去除淡废液中的大颗粒物质。

优选的是，所述处理系统还包括产水箱、废水排放槽，所述产水箱的入口与所述精处理膜堆的淡水出口相连，用于通入所述净化液并对其进行中和处理；

所述废水排放槽与所述产水箱的出口相连，用于接收中和处理后的净化液。

本发明的酸性低放废液的处理系统，能够有效去除酸性低放废液中的放射性核素和分离出硝酸，得到含盐量低、酸性弱(不含硝酸)、核素含量满足排放要求的净化液，同时，产生的二次废物量少，可便于后续二次固体废物的处理，有效缓解后续处理的压力和难度。

根据本发明的又一个方面，提供一种核燃料后处理厂系统，其技术方案如下：

一种核燃料后处理厂系统，包括蒸发单元，还包括酸性低放废液处理单元，所述酸性低放废液处理单元采用以上所述的酸性低放废液的处理系统，所述处理系统与所述蒸发单元产生的酸性低放废液的排放装置相连，用于对蒸发单元中产生的酸性低放废液进行处理，并将处理后得到浓液硝酸返回到蒸发单元回收使用。

本发明的核燃料后处理厂系统，由于采用了以上所述的处理系统，不仅能够有效去除酸性低放废液中的放射性核素和分离出硝酸，得到含盐量低、酸性弱、核素含量低的净化液，可满足排放要求，不会对大气环境造成污染，而且，产生的硝酸可回收使用，从而可减少新鲜硝酸的使用量，节省成本，并且，本系统产生的二次废物量少，可便于后续二次固体废物的处理，有效缓解后续处理的压力和难度。

附图说明

图1为本发明实施例中酸性低放废液的处理系统的结构示意图。

图中：1-接收槽；2-一级酸分淡水箱；3-一级酸分浓水箱；4-电渗析膜堆；5-二级酸分淡水箱；6-二级酸分浓水箱；7-连续电除盐膜堆；8-反渗透给水箱；9-反渗透膜组件；10-精处理膜堆；11-产水箱；12-废水排放槽；13-酸性低放废液输送管线。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，属于“上”等指示方位或位置关系是基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于和简化描述，而并不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须设有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“设置”、“安装”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接也可以是可拆卸地连接，或者一体地连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1所示，本实施例公开一种酸性低放废液的处理方法，包括：

将酸性低放废液进行多级酸分离处理，分离出浓液硝酸，得到淡废液；

再将所述淡废液进行多级精处理，分离出核素(如铯、锶等)，得到净化液。

本实施例还公开一种选型低放废液的处理系统，包括酸处理装置、精处理装置，其中：

酸处理装置，用于对酸性低放废液进行多级酸分离处理，分离出浓液硝酸，得到淡废液；

精处理装置，与酸处理装置相连，用于接收酸处理装置处理后得到的淡废液，分离淡废液中的核素，得到净化液。

本实施例的酸性低放废液的处理方法及系统，能够有效去除酸性低放废液中的放射性核素和分离出硝酸，得到含盐量低的净化液，同时，产生的二次废物量少，可便于后续处理。

实施例2

本实施例公开一种酸性低放废液的处理方法，包括：

(1)将酸性低放废液进行多级酸分离处理，分离出浓液硝酸，得到淡废液，其中，多级酸分离处理主要采用了电驱膜(电驱动膜技术)技术，其包括以下步骤：如图1所示，先将酸性低放废液通入到电渗析膜堆4(电渗析膜堆的工作原理是：将阴、阳离子交换膜交替排列于正负电极之间，并用隔板将其隔开，在电场的作用下，利用离子交换膜的选择透过性，将溶液中的带电粒子通过离子交换膜迁移而分离，使得一部分溶液淡化，另一部分溶液浓缩)中进行一级酸分离处理，得到浓液硝酸和第一淡水；再将第一淡水通入到连续电除盐膜堆7(连续电除盐膜堆采用了电渗析和离子交换的结合技术，其原理是：将离子交换树脂填充在电渗析装置的淡水室和浓水室中，在外加电场的作用下，使阴阳离子向两极迁移)进行二级酸分离处理，得到淡废液和含酸第一浓水；同时，将含酸第一浓水返回到电渗析膜堆4再次进行一级酸分离处理，以实现酸分离处理循环，即多级酸分离处理过程采用循环模式，具体来说，将连续电除盐膜堆7产生的第一浓水返回至一级酸分淡水箱继续处理，使酸性低放废液在电渗析膜堆4、二级酸分淡水箱5、连续电除盐膜堆7、以及一级酸分淡水箱2之间多次循环处理，其中，当一级酸分淡水箱2中的第一淡水达到要求pH值后，比如，第一淡水的pH为2-2.5时，将第一淡水输送至二级酸分淡水箱5中，当二级酸分淡水箱5中的淡废液达到要求pH值后，比如，淡废液的pH为4-5时，优选pH为4，将淡废液排至反渗透给水箱。

本实施例中，电渗析膜堆4的有效膜面积优选为120m

本实施例中，连续电除盐膜堆7的有效膜面积优选为10㎡，设备功率优选为5kw，优选采用JQ-C81阳离子交换膜以及JQ-A81阴离子交换膜，淡水室和浓水室中填充的离子交换树脂优选为陶氏1200H型阳树脂及陶氏4200CL型阴树脂。

(2)再将上述得到的淡废液进行多级精处理，分离出铯、锶等核素，得到净化液，其中，多级精处理主要采用了反渗透技术，其包括以下步骤：如图1所示，先将淡废液通入到反渗透膜组件9(反渗透膜组件的工作原理是：在高于溶液渗透压的作用下，使溶剂(如水)透过反渗透膜而将其他溶质截留在浓水侧，从而实现溶质和溶剂的分离。一般反渗透的操作压力为1-10MPa，由于反渗透膜的孔径极小，因此能够高效去除一价和二价的放射性核素)中进行反渗透处理，以除去淡废液中的大部分核素(可达到99％以上)，得到第二淡水和含核素的第二浓水；再将第二淡水通入到精处理膜堆10中进行膜分离处理，得到净化液和第三浓水，精处理膜堆10可以进一步除去残存的核素，核素去除率可达到99.9％以上，确保净化液中放射性活度满足要求；同时，将含核素的第二浓水输送至连续电除盐膜堆7再次进行二级酸处理，将第三浓水返回到反渗透膜组件9再次进行反渗透处理，净化液从精处理膜堆10排出。

本实施例中，反渗透膜组件9采用的反渗透膜优选为卷式聚酰胺复合膜，有效膜面积优选为37㎡，最大工作压力优选为4.1MPa。

本实施例中，精处理膜堆10优选采用连续电除盐膜堆，具体可采用型号CEDI-NP膜堆，处理能力1-1.5m3/h，其有效膜面积优选为5㎡，设备功率优选为5kw，优选采用JQ-C81阳离子交换膜以及JQ-A81阴离子交换膜，淡水室和浓水室中填充的离子交换树脂优选为陶氏1200H型阳树脂及陶氏4200CL型阴树脂。

在一些实施方式中，本处理方法还包括：

在进行反渗透处理之前，对淡废液进行过滤，以除去淡废液中的大颗粒物质，避免淡废液中存在的大颗粒物质对后续进行的反渗透处理及膜分离处理产生的不良影响，同时，减少得到的净化液中二次固体废物含量，减小对后续二次固体废物的处理压力和难度。

在一些实施方式中，本处理方法还包括：

在对酸性低放废液进行多级酸处理之前，先将酸性低放废液进行冷却，冷却至温度为20-25℃。

在一些实施方式中，本处理方法还包括：

对多级精处理后得到的净化液进行中和处理，中和处理优选采用浓度为20％(本文中指质量分数为20％)的氢氧化钠溶液，中和后的净化液的pH优选为6-7，放射性活度β/γ(β、γ两者的放射性活度之和)≤40Bq/L，α≤4Bq/L，含盐量≤10mg/L。中和后的净化液通入到废水排放槽12后可通过高压微雾系统以雾化方式排入大气环境。

本实施例的酸性低放废液的处理方法，能够有效去除酸性低放废液中的放射性核素和分离出硝酸，得到含盐量低(≤10mg/L)、酸性弱、核素含量满足排放要求的净化液，同时，产生的二次废物量少，可便于后续二次固体废物的处理，有效缓解后续处理的压力和难度。

实施例3

如图1所示，本实施例公开一种酸性低放废液的处理系统，包括酸处理装置、精处理装置，其中：

酸处理装置，用于对酸性低放废液进行多级酸分离处理，分离出浓液硝酸，得到淡废液；

精处理装置，与酸处理装置相连，用于接收酸处理装置处理后得到的淡废液，分离上述得到的淡废液中的铯、锶等核素，得到净化液。

在一些实施方式中，酸处理装置包括一级酸分离单元和二级酸分离单元，其中：一级酸分离单元包括一级酸分离膜堆，一级酸分离膜堆优选采用电渗析膜堆4，电渗析膜堆4用于对酸性低放废液进行一级酸分离处理，得到第一淡水；二级酸分离单元包括二级酸分离膜堆，二级酸分离膜堆优选采用连续电除盐膜堆7，连续电除盐膜堆7与电渗析膜堆4相连，用于对电渗析膜堆4处理后得到的第一淡水进行二级酸分离处理，得到淡废液和含酸第一浓水，含酸第一浓水返回至电渗析膜堆4再次进行一级酸分离处理。

具体来说，一级酸分离单元还包括一级酸分淡水箱2和一级酸分浓水箱3，电渗析膜堆4包括有淡水室和浓水室，一级酸分淡水箱2和一级酸分浓水箱3均通入酸性低放废液，即一级酸分淡水箱2和一级酸分浓水箱3两者的入口均与酸性低放废液输送管线13相连，以输入酸性低放废液。一级酸分淡水箱2的出口与电渗析膜堆4的淡水室的入口相连，一级酸分淡水箱2中的酸性废液通过第一淡水泵(图中未示出)通入到电渗析膜堆4的淡水室，一级酸分浓水箱3与电渗析膜堆4的浓水室的入口相连，一级酸分浓水箱3中的酸性废液通过第一浓水泵(图中未示出)通入到电渗析膜堆4的浓水室，对电渗析膜堆4通电后，在电场和离子交换膜的选择透过性作用下，酸性低放废液中的大部分硝酸被分离和浓缩，在电渗析膜堆4的浓水室得到浓液硝酸，浓液硝酸通过离心泵等输送装置从反渗透膜堆的浓水室排出后可作为硝酸产品进行回收使用，在电渗析膜堆4的淡水室得到第一淡水。本实施例中，经电渗析膜堆4处理后，电渗析膜堆4的淡水室的第一淡水的pH为2-2.5，第一淡水较酸性低放废液的酸性减弱。

二级酸分离单元还包括二级酸分淡水箱5和二级酸分浓水箱6，连续电除盐膜堆7包括有淡水室和浓水室，二级酸分淡水箱5的入口和二级酸分浓水箱6的入口均与电渗析膜堆4的淡水室的出口相连，以通过离心泵(图中未示出，下同)等输送装置将第一淡水分别通入到二级酸分淡水箱5和二级酸分浓水箱6。二级酸分淡水箱5的出口与连续电除盐膜堆7的淡水室的入口相连，二级酸分淡水箱5中的第一淡水通过第二淡水泵(图中未示出)通入到连续电除盐膜堆7的淡水室，二级酸分浓水箱6的出口与电渗析膜堆4的浓水室的入口相连，二级酸分浓水箱6中的第一淡水通过第二浓水泵(图中未示出)通入到连续电除盐膜堆7的浓水室，对连续电除盐膜堆7通电后，在电场和离子交换膜的选择透过性作用下，第一淡水中残存的少部分硝酸再次被分离和浓缩，在连续电除盐膜堆7的浓水室得到的含酸第一浓水，在连续电除盐膜堆7的淡水室得到淡废液。连续电除盐膜堆7的浓水室的出口与一级酸分淡水箱2的入口相连，用于将含酸第一浓水通过离心泵等输送装置返回到一级酸分淡水箱2后与一级酸分淡水箱2内的酸性低放废液一同通入到电渗析膜堆4的淡水室再次进行一次酸分离处理，以实现循环。

需要注意的是，本实施例中，电渗析膜堆4和连续电除盐膜堆7均优选设置多个，如设置三个，各电渗析膜堆4/连续电除盐膜堆7并联设置，在实际操作中，通常采用两用一备，以提高系统的可靠性。

在一些实施方式中，本处理系统还包括接收槽1：

接收槽1，用于收集酸性低放废液，即接收槽1的入口与酸性低放废液输送管线13相连。在实际操作中，接收槽1可以根据后续的电渗析膜堆4和连续电除盐膜堆7的处理量对超出处理量的酸性低放废液进行储存，既可以缓解后续电渗析等处理过程的处理压力，又可以方便进行续批操作，即连续分批次操作，有利于提高本系统的可靠性。并且，接收槽1可设有冷却器(图中未示出)，冷却器用于对接收槽1内的酸性低放废液进行冷却处理，冷却处理可以回收酸性低放废液中的热量和避免影响后续酸分离和精处理过程的处理效果。接收槽1的出口分别与一级酸分淡水箱2和一级酸分浓水箱3相连，以将冷却后的酸性低放废液通过离心泵等输送装置通入到一级酸分淡水箱2和一级酸分浓水箱3。

在一些实施方式中，精处理装置包括反渗透膜组件9和精处理膜堆10，反渗透膜组件9包括有给水口、淡水出口、以及浓水出口，精处理膜堆10包括有淡水室和浓水室，其中：反渗透膜组件9的给水口与连续电除盐膜堆7的淡水室的出口相连，用于通入淡废液并对其进行反渗透处理，以除去淡废液中的大部分核素(99％以上)，得到第二淡水和含核素的第二浓水，并且，反渗透膜组件9的浓水出口与酸处理装置相连，更准确来说，是与酸处理装置中的二级酸分淡水箱5相连，以将含核素的第二浓水通过离心泵等输送装置返回至酸处理装置再次进行酸处理，实现循环处理；精处理膜堆10的淡水室与反渗透膜组件9的淡水出口相连，用于对通入第二淡水并对其进行膜分离，以进一步除去第二淡水中的核素(99.9％以上)，确保处理后的第二淡水的放射性活度达到排放要求，得到净化液和第三浓水，并且，精处理膜堆10的浓水室与反渗透膜组件9的给水口相连，以将第三浓水通过离心泵等输送装置返回至反渗透膜组件9再次进行反渗透处理，。

需要注意的是，本实施例中，反渗透膜组件9和精处理膜堆10可以均为一个，也可以均为多个，如设置三个。当反渗透膜组件9和精处理膜堆10均为多个时，各反渗透膜组件9之间并联设置，各精处理膜堆10之间并联设置，在实际操作中，通常采用两用一备，以提高系统的可靠性。

并且，本实施例中，每组反渗透膜组件9中优选包括两个反渗透膜，即包括第一反渗透膜、第二反渗透膜，二级酸分单元输出的淡废液先经过第一支反渗透膜，第一支反渗透膜产生的浓水再经过第二支反渗透膜继续处理，第二支反渗透膜产生的浓水返回，与二级酸分单元输出的淡废液汇合后再次依次经过第一支反渗透膜、第二反渗透膜，而两支反渗透膜产生的淡水都通入到精处理膜堆10。精处理膜堆10优选采用连续电除盐膜堆，其有效膜面积优选为5㎡，设备功率优选为5kw，优选采用JQ-C81阳离子交换膜以及JQ-A81阴离子交换膜，淡水室和浓水室中填充的离子交换树脂优选为陶氏1200H型阳树脂及陶氏4200CL型阴树脂。

在一些实施方式中，精处理装置还包括反渗透给水箱8，反渗透给水箱8的入口与连续电除盐膜堆7的淡水室的出口相连，反渗透给水箱8的出口与反渗透膜组件9的浓水室相连，可用于储存淡废液酸处理装置处理后得到的淡废液。在实际操作中，反渗透给水箱8可以根据后续的反渗透膜组件9和精处理膜堆10的处理量对超出处理量的淡废液进行储存，既可以缓解后续反渗透等处理过程的处理压力，又可以方便进行续批操作，有利于提高本系统的可靠性。并且，反渗透给水箱8可设有保安过滤器(图中未示出)，用于去除淡废液中的大颗粒物质，避免淡废液中存在的大颗粒物质对后续进行的反渗透处理及膜分离处理产生的不良影响，同时，减少得到的净化液中二次固体废物含量，减小对后续二次固体废物的处理压力和难度。过滤后的淡废液通过高压泵(图中未示出)等输送装置通入到反渗透膜组件9的浓水室进行反渗透处理。

在一些实施方式中，本处理系统还包括产水箱11、废水排放槽12，其中：

产水箱11的入口与精处理膜堆10的淡水出口相连，用于通入净化液并对其进行中和处理，具体来说，中和处理优选采用浓度为20％的氢氧化钠浓液，以减少净化液中的剩余的氢离子含量，中和后的净化液的pH优选控制在为6-7，放射性活度β/γ≤40Bq/L，α≤4Bq/L，含盐量≤10mg/L，以确保满足排放要求，减少对环境的污染；

废水排放槽12与产水箱11的出口通过输送泵(图中未示出)相连，用于接收中和后的净化液并进行暂存，废水排放槽中的废液(主要是上述通入的净化液)经过检测合格后通过高压微雾系统等喷雾设备以雾化方式排入大气环境。本实施例中，废水排放槽12为含氚废水排放槽12。

本实施例中，酸性低放废液优选为核燃料后处理厂中的蒸发过程产生的含酸性低放物的冷凝液。

下面以上述核燃料后处理厂中的蒸发过程产生的含酸性低放物的冷凝液为例(冷凝液中硝酸浓度为0.1mol/L左右，放射性活度β/γ(β、γ两者的放射性活度之和)为1×10

步骤一、接收槽1收集核燃料后处理厂中的蒸发过程产生的含酸性低放物的冷凝液，同时，对含酸性低放物的冷凝液(即酸性低放废液)进行冷却，将冷却后的酸性低放废液通过离心泵分别泵入到一级酸分淡水箱2和一级酸分浓水箱3。

步骤二、通过第一淡水泵和第一浓水泵将一级酸分淡水箱2和一级酸分浓水箱3中的酸性低放废液分别泵入到电渗析膜堆4的淡水室和浓水室，并通电，在电场和离子交换膜的选择透过性作用下，使得酸性低放废液中的硝酸在电渗析膜堆4的浓水室聚集和浓缩，得到浓液硝酸和第一淡水；

步骤三、将电渗析膜堆4中产生的第一淡水通过离心泵分别泵入到二级酸分淡水箱5和二级酸分浓水箱6，再通过第二淡水泵和第二浓水泵将二级酸分淡水箱5和二级酸分浓水箱6中的第一淡水分别泵入到连续电除盐膜堆7的淡水室和浓水室，并通电，在电场和离子交换膜的选择透过性作用下，使得第一淡水中残存的硝酸在连续电除盐膜堆7的浓水室聚集和浓缩，得到含酸第一浓水，含酸第一浓水再通过离心泵泵回到一级酸分淡水箱2，之后再次进行一级酸分离处理，从而实现一级酸分循环处理，在连续电除盐膜堆7的淡水室得到淡废液。

在实际操作中，在酸处理装置运行一段时间后，当检测到一级酸分淡水箱2中的废液pH达到2-2.5时，利用离心泵将电渗析的淡水室中产生的第一淡水输送至二级酸分离单元，将电渗析膜堆4的浓水室中浓缩得到的浓液硝酸采出，比如，采出输送至核燃料后处理厂的蒸发系单元中的低放蒸发供料槽；当检测到二级酸分淡水箱5中的废液pH达到4时，利用离心泵将连续电除盐膜堆7的淡水室中产生的淡废液输送至反渗透给水箱8。

步骤四、在反渗透给水箱8中，首先，通过保安过滤器去除淡废液中可能存在的大颗粒物质，然后，通过高压泵将过滤后的淡废液泵入到反渗透膜组件9的浓水室，进行反渗透处理，以去除淡废液中的铯、锶等大部分核素，去除率可达到99％以上。经反渗透处理后，得到含核素的第二浓水和第二淡水，含核素的第二浓水再通过离心泵泵回到酸处理装置中的二级酸分淡水箱5，之后再次进行二级酸分离处理，从而实现二级酸分循环处理，第二淡水通入到精处理膜堆10中。

步骤五、精处理膜堆10对第二淡水进行膜分离，以进一步去除其中的核素，去除率可达到99.9％以上，得到第三浓水和净化液，第三浓水再通过离心泵泵入到反渗透淡水箱8，之后再次进行反渗透处理，从而实现循环处理，净化液直接排入到产水箱11。

步骤六、向产水箱11中加入浓度为20％氢氧化钠溶液，对废液中剩余氢离子进行中和，当检测到水箱中pH＝6-7、放射性活度β/γ(β、γ两者的放射性活度之和)≤40Bq/L、α≤4Bq/L时，通过输送泵将中和后的净化液排放到废水排放槽12，经高压微雾系统处理后，以雾化形式排入大气环境。

本实施例的酸性低放废液的处理系统，能够有效去除酸性低放废液中的放射性核素和分离出硝酸，得到含盐量低、酸性弱(不含硝酸)、核素含量满足排放要求的净化液，同时，产生的二次废物量少，可便于后续二次固体废物的处理，有效缓解后续处理的压力和难度。

实施例4

本实施例公开一种核燃料后处理厂系统，包括蒸发单元，还包括酸性低放废液处理单元，且酸性低放废液处理单元采用实施例3所述的酸性低放废液的处理系统，该处理系统与蒸发单元中产生的酸性低放废液的排放装置相连，用于对蒸发单元中产生的酸性低放废液进行处理，并将处理后得到的浓液硝酸返回到蒸发单元进行回收使用，处理后得到净化液最终通过高压微雾系统处理后以雾化形式排入大气环境。

具体来说，蒸发单元包括酸性低放废液输送管线13和低放蒸发供料槽，酸性低放废液输送管线13与酸性低放废液处理系统中的接收槽1相连，以将蒸发单元中蒸发过程产生的酸性低放废液通入到酸性低放废液处理系统进行处理。酸性低放废液处理系统中的电渗析膜堆4的浓水室的出口与低放蒸发供料槽相连，以将酸性低放废液处理系统中产生的浓液硝酸返回到蒸发单元中进行回收使用，可以减少新鲜硝酸的使用量，节省成本。

本实施例的核燃料后处理厂系统，由于采用了实施例3中所述的处理系统，不仅能够有效去除酸性低放废液中的放射性核素和分离出硝酸，得到含盐量低、酸性弱、核素含量低的净化液，可满足排放要求，不会对大气环境造成污染，而且，产生的硝酸可回收使用，从而可减少新鲜硝酸的使用量，节省成本，并且，本系统产生的二次废物量少，可便于后续二次固体废物的处理，有效缓解后续处理的压力和难度。

可以理解的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，然而本发明并不局限于此。对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变形和改进也视为本发明的保护范围。