核电机组非放射性污废水排水系统设置及处理工艺设计

王琳弘

（核工业工程研究设计有限公司，北京 101300）

核电机组非放射性污废水排水系统设置及处理工艺设计

王琳弘

（核工业工程研究设计有限公司，北京 101300）

CPR1000核电机组在运行过程中将会产生不同类型的非放射性污废水。介绍了CPR1000核电厂内非放射性污废水的来源、水质特征类型，以及排水系统的设置和非放射性污废水处理方法。建议生活污水采用CASS 或MBR处理工艺；非放射性含油废水采用萃取法或吸附法的处理工艺。

CPR1000核电机组；非放射性污废水；排水系统；废水处理

目前CPR1000核电机组是我国在役、在建核电项目中数量最多的机型，该机型核电厂所产生的非放射性污废水按照性质可分为：生活污水、雨水、非放射性含油废水。根据环保的要求，需要对不同性质的污废水分别进行收集、处理及处置。

本文以直流核电厂为例，对核电厂内各类非放射性污废水的来源、类型及处理方法进行总结，旨在全面分析CPR1000核电厂内各类非放射性污废水排放、处理系统的设计要点，为后续项目的设计提供参考。

1 各类污废水的来源和水质特点

CPR1000核电厂内产生的非放射性污废水包括：生活污水、雨水、非放射性含油废水。

核电厂生活污水来源于核电厂办公区的卫生间、淋浴间等，其水质性质与居民生活污水相同。

核电厂区雨水来自厂区地面、各建筑物的屋面和设备区域的雨水。由于核电厂内的道路每天冲洗，厂房定期清洗，因此这部分区域的初期雨水污染较小。

非放射性含油废水主要来自核电机组正常运行期间部分用油设备的跑冒滴漏、机组检修期间的用油设备冲洗水、变压器区域的初期雨水、油罐等储油设备的消防排水等。该类废水仅受到了油污染，而其它各项水质指标均能满足排放或回用要求。

2 排水系统的划分

由于CPR1000核电厂所产生的非放射性污废水的成分和性质差别较大，因此适宜采用分流制排水系统，并根据水质特征划分排水系统［1］。

CPR1000机组中非放射性污废水排水系统分为生活污水系统、厂区雨水系统、非放射性含油废水系统。

2.1 生活污水系统

生活污水系统主要收集核岛厂房、常规岛厂房及电站辅助厂房（BOP厂房）内卫生设施的排水。厂区实验室和铅蓄电池充电维修间的排水，需设置预处理设施，使其排水水质满足CJ 343—2010《污水排入城市下水道水质标准》的要求，才能排入厂区生活污水管道，与其它厂房的生活污水一并送至污水处理站进行集中处理。

2.2 厂区雨水系统

厂区雨水系统收集厂区地面雨水及各建筑物的屋面雨水，通过厂区雨水管网排至厂外水体。在调试期间，厂区雨水系统可接纳部分系统的调试排水。在事故工况下，厂区雨水系统还能接纳综合廊道、电气廊道的应急排水、水处理构筑物的溢流排水。

2.3 非放射性含油废水系统

非放射性含油废水系统主要用于收集各厂房的含油废水，主要包括变压器区域的雨水及消防排水，开关站、汽轮机厂房、冷机修厂房、热机修厂房、油脂库、柴油发电机厂房的冲洗水及消防排水［2］。各厂房的非放射性含油废水通过厂区非放射性含油废水管道收集后送至含油废水处理厂集中进行除油处理，处理达标后的出水排至厂外受纳水体，废油外运。

3 非放射性污废水处理工艺设计

3.1 生活污水处理工艺

CPR1000核电厂的生活污水水量较小，冲击负荷大，为满足达标排放的要求，一般是采用生化处理，并设有深度处理单元。目前采用的处理工艺有CASS和MBR。

3.1.1 CASS工艺

全厂生活污水通过厂区生活污水管网送至污水处理站，首先排到化粪池中，经过沉淀和厌氧发酵，可去除50%～60%的悬浮物，经化粪池沉淀后的污水进入调节池后，根据运行情况，将污水送至CASS池中进行处理，处理后的出水被送至中间水池，再经过一体化净水器净化后进入中水池，消毒后的出水回用或者排放至厂外受纳水体，同时CASS池的污泥排至污泥浓缩池，再经脱水机脱水后外运［3］。工艺流程如图1所示。

图1 生活污水CASS处理工艺流程Fig.1 Flow of domestic sewage treatment by CASS process

规划建设6台CPR1000机组的核电厂需设置处理规模为480 m3／d的污水处理站，该污水处理站内设置调节池1座，L×B×H＝7.5 m×4.0 m× 8.0 m；格栅池1座，L×B×H＝4.0 m×2.6 m×3.5 m；CASS池2座，每座处理水量为240 m3／d，每座有效容积为243 m3，前段：L×B×H＝2.0 m× 4.5 m×6.0 m，有效停留时间为2.03 h，污泥回流比为50%～ 100%，后段：L×B×H＝10.0 m×4.5 m×6.0 m，有效停留时间为10.13 h，运行周期为6.0 h，曝气4.0 h，沉淀1.5 h，滗水0.5 h，充水比为0.25，排水比为0.25；中间水池1座，L×B×H＝9.4 m×5.0 m×3.7 m；一体化净水器2台，型号为LEGS－10，处理水量为10 m3／h，总停留时间40 min；中水池1座，L×B×H＝13.3 m×6.0 m×3.7 m；污泥浓缩池1座，L×B×H＝4.0 m×4.0 m× 3.7 m；脱水机房1座，包括1台离心脱水机，2台进泥泵，2台加药泵。

3.1.2 MBR工艺

全厂生活污水通过厂区管网收集后送至污水处理站，经化粪池沉淀和厌氧发酵去除悬浮物后进入调节池。根据运行情况将污水送入生物处理单元。生物处理主要是利用生物膜吸附和降解有机物［4］。为了防止膜被堵塞，在生物膜前需设置毛发过滤器过滤堵塞物。从生物膜池的出水进入清水池，消毒后回用或排放。污泥经脱水处理后外运。工艺流程如图2所示。

规划建设4台CPR1000机组的核电厂需设置处理规模为320 m3／d的污水处理站，该污水处理站内设置调节池1座，L×B×H＝8.0 m×6.0 m× 11.8 m；设机械格栅和人工格栅各1台，2台格栅均设置在调节池内；毛发过滤器2台，直径为0.2 m；缺氧池1座：L×B×H＝8.0 m×1.5 m×4.8 m；好氧池1座，L×B×H＝8.0 m×4.5 m×4.8 m；MBR膜组件（MOTIMO）3套，型号为FPAII15／PVKF－32，清水池1座，L×B×H＝6.0 m×4.0 m× 4.8 m；回流泵2台，Q＝63 m3／h，H＝7 m；出水泵2台，Q＝42 m3／h，H＝8 m：离心脱水机1套，型号为LW220×930NG。

3.2 厂区雨水处理

除特定区域的初期雨水外，厂区雨水不需要进行处理，直接排至大海等厂外自然水体即可。在变压器区域设置1座隔油池专门收集变压器区域的初期雨水及消防排水，隔油池的出水无法达到排放标准，因此将隔油池的出水排至厂区非放射性含油废水管道，送至含油废水处理厂房进行除油处理。

3.3 非放射性含油废水处理工艺

非放射性含油废水主要收集的是厂房冲洗水及消防排水，在电厂正常运行期间，只有少部分的地面冲洗水需要处理，而在消防时将会有大量的含油废水需要处理，因此该处理站的处理水量变化较大。根据在运及在建核电厂的经验，规划建设6台CPR1000机组的核电厂，其非放射性含油废水处理站设计处理水量为10 m3／h，同时设有贮存池及溢流管道，事故工况下，消防排水量大于处理水量时，无法及时处理的消防水将会储存在贮存池中，当贮存池装满后，通过溢流管道进行溢流，防止厂房被淹［5］。

目前CPR1000机组非放射性含油废水处理方法主要有2种：萃取法和吸附法。

3.3.1 萃取法

萃取法处理含油废水是利用液体中各组分在萃取剂中溶解度的差异来分离液体混合物。该方法处理含油废水的关键就是萃取剂的选取，应选用选择性好、分层效果好、易回收的萃取剂，这样既能减少萃取剂的用量，又能减小萃取设备的体积。

该处理工艺设置贮存池1座，有效容积为300 m3；油水提升泵2台，Q＝5 m3／h，H＝14 m，选用气动隔膜泵；BZH型油水分离器2套，每套处理量为5 m3／h；污油池1座，有效容积为15 m3；污油泵2台，Q＝3 m3／h，H＝18 m。

3.3.2 吸附法

吸附法是利用吸附剂的多孔性和大的比表面积，将废水中的溶解油和其它溶解性有机物吸附在其表面，从而达到油水分离的目的。常见的吸附剂是活性炭，其对油的吸附容量为30～80 mg／g。但活性炭成本较高，再生困难。

该处理工艺设置贮存池1座，有效容积为300 m3；油水提升泵2台，Q＝5 m3／h，H＝60 m，选用气动隔膜泵；过滤器2台，每台设计流量为5 m3／h，压力为0.66 MPa；油水分离器4台，每台设计流量为2.5 m3／h，压力为0.66 MPa；污油池1座，有效容积为15 m3；污油泵2台，Q＝3 m3／h，H＝18 m；污泥罐1个，有效容积为15 m3；离心式脱水机1台。

4 结语

核电厂内非放射性污废水类型多、水质差异大，根据污废水中的主要污染物种类将其划分为生活污水系统、雨水系统和非放射性含油废水系统。根据核电厂内各污废水系统的特点，建议生活污水采用CASS或MBR处理工艺；非放射性含油废水采用萃取法或吸附法的处理工艺。

［1］GB 50014—2006，室外排水设计规范（2014年版）［S］.

［2］潘双华.核电站含油废水的处理［J］.工业水处理，2006，26（1）：87－89.

［3］任志强，谷峰，路永奇，等.CASS工艺处理城市污水的设计与运行［J］.工业用水与废水，2011，42（2）：78－81.

［4］蒋岚岚，胡邦，张万里，等.城镇污水处理工程MBR工艺生化系统设计关键技术［J］.中国给水排水，2013，29（2）：25－29.

［5］张洪洋，雷晓云，孙晓伟.核电厂含油废水处理工艺的选择［J］.工业用水与废水，2014，45（5）：49－50.

Process design for drainage system setup and treatment of nonradioactive sewage and wastewater

WANG Lin-hong
（Nuclear Industry Engineering Research and Design Co.,Ltd.,Beijing 101300,China）

CPR1000 unclear power unit discharge different kinds of nonradioactive sewage and wastewater during the operation.The source,characteristics and treatment measures of the nonradioactive sewage and wastewater discharged from CPR1000 nuclear power plant,were introduced with the setup of the drainage system recommended at the same time.It was suggested that,CASS and MBR process were suitable for domestic sewage treatment,meanwhile,nonradioactive oil-containing wastewater could be treated by extraction or adsorption.

CPR1000 nuclear power unit; nonradioactive sewage and wastewater; drainage system; wastewater treatment

X703.1

B

1009－2455（2016）01－0070－03

王琳弘（1984－），女，黑龙江桦南人，工程师，大学本科，主要从事核电厂水系统设计工作，（电子信箱）honghong57350＠sina.com。

2015-08-28（修回稿）