4 貫徹ALARA 原則,減少放射性源項
??? 放射性是核電廠廢物的特點,廢物流中放射性活度和放射性廢物量的控制應遵循合理、可行、盡量低的(ALARA)原則,在滿足輻射防護和環(huán)境保護的條件下,核電廠三廢處理系統(tǒng)的運行和管理成本應盡可能低。
??? 首先應嚴格執(zhí)行已生效的管理程序、運行規(guī)程和臨時運行指令,保證系統(tǒng)運行安全、穩(wěn)定;其次要合理管理廢物流,盡可能減少廢物量。秦山第二核電廠初步采取以下措施來減少放射性固體廢物的產(chǎn)生量。
??? 工藝廢水收集一回路設備的疏排水,含硼量較高,且放射性大于排放標準(3.7 MBq/m3),這樣的廢水經(jīng)樹脂床循環(huán)處理后可通過監(jiān)測槽排放到TER貯槽,若將其蒸發(fā),勢必產(chǎn)生大量濃縮液,造成固體廢物處理和處置成本的增加。
??? 樹脂床的反洗也是減少廢物量的重要措施之一。實踐證明,除鹽床的失效首先表現(xiàn)為床層壓降超過了運行限值,如果立即更換,將產(chǎn)生大量廢樹脂,從而增加了打包廢物。因此必須采用有效的反洗方法來降低床層壓降,使除鹽床繼續(xù)投入使用,直到床層穿透失效或床層反洗無效時更換新樹脂。
過濾器裝桶方式的修改也可以降低最終固體廢物的體積。按照設計規(guī)范,一個水泥桶只固化一個水過濾器芯子,結果產(chǎn)生較多的水泥固化廢物。秦山第二核電廠已通過多次試驗和裝桶改造,現(xiàn)已實現(xiàn)了一桶多芯的打包方法,從而實現(xiàn)了廢物減容的目的。
??? 通風過濾器也是核電廠的一大類固體放射性廢物,可以采用過濾介質和框架分離的方法,過濾介質是可壓縮廢物,可根據(jù)其表面劑量率將具有放射性的廢物壓縮裝桶,其它則作為工業(yè)廢物處理。
固體廢物的分揀和預處理也是減少廢物量的有效途徑之一??刂茀^(qū)產(chǎn)生的許多固體廢物不一定都是放射性廢物,大多數(shù)只是放射性污染廢物,可通過去污來降低其表面污染,從而減少廢物量。預處理也是近年來各國廣泛采用的減容技術,有超級濃縮、超級壓縮、高濃度吸附和多功能焚燒技術。隨著我國核電事業(yè)的不斷發(fā)展,固體廢物的數(shù)量和體積將越來越大,這些技術將會得到廣泛應用。
5 低、中放固體廢物的處理和處置展望
5.1 低、中放固體廢物的處理
??? 隨著新的放射性廢物處理技術的不斷進展,傳統(tǒng)的廢物處理工藝已不能達到有效減容的目的。如前所述,水泥固化技術使?jié)饪s液和廢樹脂的體積增大了至少15倍,可壓縮且可燃廢物的低壓壓縮不能使廢物得到進一步減容。因此許多新型工藝如廢樹脂熱解、濃縮液再處理、多用途焚燒爐和超級壓縮等工藝已在低、中放固體廢物處理領域得到廣泛應用。
??? 熱解工藝通過嚴格控制耗氧量來分解碳氫有機廢物,該工藝用來處理碳氫含量較高的中放廢物,如廢離子交換樹脂、TBP-煤油溶劑等。熱解過程的最終產(chǎn)物具有很好的化學穩(wěn)定性,可經(jīng)過常規(guī)壓縮和強力壓縮等轉型工藝后暫存。
??? 壓水堆核電廠所產(chǎn)生的蒸發(fā)濃縮液含有較多的硼酸,根據(jù)環(huán)境保護與經(jīng)濟性要求,這部分硼酸應盡可能回收再利用。過濾-吸附法是比較理想的處理工藝之一,它用來分離蒸發(fā)濃縮液中的放射性核素,使處理后的廢液能夠直接排放。德國已開發(fā)了硼酸回收工藝,其回收的硼酸純度在99%以上,比放大約為100 Bq/kg。
??? 焚燒是理想的處理可燃廢物的工藝過程,不論是固體廢物還是液體廢物,只要是可燃的,就可用該工藝處理,以實現(xiàn)體積減容的目的。焚燒過程的優(yōu)點是具有較大的減容比。該工藝通過化學的方法去除了廢物中的非放部分,從而大大降低了廢物的體積;焚燒爐的另一優(yōu)點是多用性,除了能處理可燃干放射性廢物外,還能處理有機液體廢物和濕基固體廢物,在一定程度上也能處理含水的液體廢物,因而大大減少了貯置費用。秦山第二核電廠投運以來已產(chǎn)生大量可燃廢物,每年達60 m3(壓縮在200 l金屬桶內),這些廢物可通過焚燒進一步減容。
??? 超級壓縮也指高壓或超高壓壓縮,現(xiàn)已得到廣泛應用。超級壓縮中可使用金屬桶或箱型桶,所形成的廢物塊可再打包裝入整個廢物包中,并且密封以便長期貯存或處置。一般壓縮強度為1000~5000 t,產(chǎn)生的廢物塊密度可達1700 kg/m3(中、低壓壓縮為500~1000 kg/m3)。強力壓縮可以處理廣泛的廢物,包括不可燃金屬廢物。大多數(shù)廢物(除大量的塑料和橡膠)經(jīng)強力壓縮后,其回彈要比低壓壓縮小,因為高壓壓縮中壓縮的是裝有廢物的金屬桶,它本身是一個抗反彈的容器。
5.2 低、中放固體廢物的處置
??? 秦山第二核電廠的中低放固體廢物貯存在QT廠房,設計貯存能力為貯存核電廠運行五年所產(chǎn)生的各類廢物桶,共計7 000 m3。根據(jù)固體廢物的設計年產(chǎn)量,到2010年,低、中放固體廢物將達到10 000 m3;按照實際運行情況,到2010年,兩臺機組所產(chǎn)生的低、中放固體廢物將達到5 000 m3。隨著秦山第二核電廠3、4號機組的建成投運,固體廢物量將增加一倍,到2010年,廢物暫存庫最多還能貯存兩年的固體廢物。因此,低、中放固體廢物的最終處置問題應盡快列入秦山核電基地的未來發(fā)展計劃中,同時必須考慮核電廠投運以來積累的大量可燃廢物和廢樹脂的焚燒或預處理。?
??? 據(jù)有關資料,盡管在過去的幾年里,國家有關部門對秦山核電基地放射性廢物的最終處置方向進行過多次協(xié)商,對華東處置場的選址已進行過多次論證,但直到目前,仍然沒有達成一致意見。秦山地區(qū)中、低放固體廢物的最終處置已迫在眉睫。選擇華東處置場還是西北處置場來處置秦山地區(qū)的廢物是目前爭論的焦點。選擇華東處置場具有運輸方便、運輸成本低等優(yōu)勢,而且在處置場的選址、建造和營運方面,國內已積累了相當?shù)慕?jīng)驗,國外已有成熟的經(jīng)驗,所以華東地區(qū)建造中、低放廢物處置場是可行而且安全的。