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(diǎn),廢物流中放射性活度和放射性廢物量的控制應(yīng)遵循合理、可行、盡量低的(ALARA)原則,在滿足輻射防護(hù)和環(huán)境保護(hù)的條件下,核電廠三廢處理系統(tǒng)的運(yùn)行和管理成本應(yīng)盡可能低。
??? 首先應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行已生效的管理程序、運(yùn)行規(guī)程和臨時運(yùn)行指令,保證系統(tǒng)運(yùn)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(shè)備的疏排水,含硼量較高,且放射性大于排放標(biāo)準(zhǔn)(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(yùn)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(shè)計規(guī)范,一個水泥桶只固化一個水過濾器芯子,結(jié)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(fēng)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(zhì)和框架分離的方法,過濾介質(zhì)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(yù)處理也是減少廢物量的有效途徑之一。控制區(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(yù)處理也是近年來各國廣泛采用的減容技術(shù),有超級濃縮、超級壓縮、高濃度吸附和多功能焚燒技術(shù)。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(shù)將會得到廣泛應(yīng)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(shù)的不斷進(jìn)展,傳統(tǒng)的廢物處理工藝已不能達(dá)到有效減容的目的。如前所述,水泥固化技術(shù)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(jìn)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(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
??? 熱解工藝通過嚴(yán)格控制耗氧量來分解碳?xì)溆袡C(jī)廢物,該工藝用來處理碳?xì)浜枯^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(xué)穩(wěn)定性,可經(jīng)過常規(guī)壓縮和強(qiáng)力壓縮等轉(zhuǎn)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(hù)與經(jīng)濟(jì)性要求,這部分硼酸應(yīng)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(diǎn)是具有較大的減容比。該工藝通過化學(xué)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(diǎn)是多用性,除了能處理可燃干放射性廢物外,還能處理有機(jī)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(fèi)用。秦山第二核電廠投運(yùn)以來已產(chǎn)生大量可燃廢物,每年達(dá)60 m3(壓縮在200 l金屬桶內(nèi)),這些廢物可通過焚燒進(jìn)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(yīng)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(qiáng)度為1000~5000 t,產(chǎn)生的廢物塊密度可達(dá)1700 kg/m3(中、低壓壓縮為500~1000 kg/m3)。強(qiáng)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(qiáng)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(shè)計貯存能力為貯存核電廠運(yùn)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(shè)計年產(chǎn)量,到2010年,低、中放固體廢物將達(dá)到10 000 m3;按照實際運(yùn)行情況,到2010年,兩臺機(jī)組所產(chǎn)生的低、中放固體廢物將達(dá)到5 000 m3。隨著秦山第二核電廠3、4號機(jī)組的建成投運(yùn),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(yīng)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(yùn)以來積累的大量可燃廢物和廢樹脂的焚燒或預(yù)處理。?
??? 據(jù)有關(guān)資料,盡管在過去的幾年里,國家有關(guān)部門對秦山核電基地放射性廢物的最終處置方向進(jìn)行過多次協(xié)商,對華東處置場的選址已進(jìn)行過多次論證,但直到目前,仍然沒有達(dá)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(diǎn)。選擇華東處置場具有運(yùn)輸方便、運(yùn)輸成本低等優(yōu)勢,而且在處置場的選址、建造和營運(yùn)方面,國內(nèi)已積累了相當(dāng)?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。