高盐分低放射性废水膜蒸馏处理技术

2025-03-15 08:41:17

<span style="font-size: 18px;">高盐分低放射性废水膜蒸馏处理技术</span>

在核能发电量占全球电力供应10%的当下，放射性废水处理已成为制约行业可持续发展的关键问题。典型核电站每年产生约1.5万立方米含盐量15-30g/L、放射性活度10³-10⁵ Bq/L的复杂废水，传统蒸发结晶技术存在能耗高（＞200kWh/m³）、设备腐蚀严重、二次污染风险大等缺陷。膜蒸馏技术通过创新性整合疏水膜分离与低温相变原理，成功实现：

盐分截留率＞99.8%（处理25%TDS高盐废水）
放射性核素去除率＞99.95%（包括¹³⁷Cs、⁹⁰Sr等）
能耗成本降低至传统工艺的1/4

该技术已在中国阳江、法国弗拉芒维尔等核电站实现工程化应用，单套系统处理能力达200m³/天，出水水质达到GB 8978-1996一级标准，且可回收≥98%的高纯度蒸馏水。

技术性能对比

技术参数	多效蒸发	反渗透	膜蒸馏
最高耐盐量	15% TDS	7% TDS	25% TDS
核素截留率	95%	85%	99.98%
运行温度	100-120℃	常温	40-80℃

核心技术创新

梯度孔结构膜材料

支撑层：200μm聚丙烯无纺布（抗拉强度＞50MPa）
分离层：0.22μm PVDF中空纤维膜（孔隙率82%）
防护层：50nm厚石墨烯涂层（接触角152°）

该结构使60℃工况下膜通量达到38 L/(m²·h)，较传统膜提升2.3倍，使用寿命延长至3年以上。

四级热能回收系统

热源类型	温度范围	回收效率
核电站余热	80-100℃	92%
太阳能集热	60-80℃	85%
废热发电	30-50℃	78%

工程实践案例

阳江核电站三期工程

系统参数	处理前	处理后
处理规模	200m³/天（24h连续运行）
盐分浓度	23.5g/L（NaCl为主）	＜100mg/L
放射性活度	β: 3.2×10⁴ Bq/L γ: 1.8×10³ Bq/L	β: 未检出 γ: ＜10 Bq/L

项目年节约淡水7.3万吨，回收工业盐纯度达99.6%，设备投资回收期2.5年。

经济效益分析

成本项	传统工艺	膜蒸馏
设备投资（万元/吨）	8-12	5-8
运行成本（元/吨）	能源：62元维护：23元	能源：18元维护：9元
残渣处理费（元/吨）	放射性废物：480元	常规废物：120元