核实施的运行、退役工作中产生大量的低放射性废水。为了保护环境和人类健康,这些低放射性废水必须经过安全、经济和有效的处理。蒸发浓缩法具有净化系数较高、灵活性较大、工艺成熟等优点[1],目前仍然得到了应用[2-4]。

目前,某低放废液处理设施蒸发浓缩系统完成了冷试车、模拟料液试车、热试车,处理能力、浓缩倍数、净化系数等主要指标均达到了设计要求,但是在试车一段时间后发现吹气液位堵塞、蒸发后的浓缩液中含有大量的结垢物。对蒸发器和浓缩液贮槽造成了较为严重的影响。对于蒸发器,主要问题为:

吴滨：我认为好设计的体现形式表现在它向人们传递出的氛围感受。很多人总认为设计离我们彼此的生活很远，但在我看来产生这样的感受很有可能是设计本身还没有与他们自身的审美与喜好匹配。社会中的每一个个体间差异很大，每个设计师研究的方向也有不同的差异，所以用更好的设计吸引人们与之交流、沟通才能抹平生活和设计之间的心里界限。

(1)出料管仍然存在堵塞的风险,导致无法出料；

式中：COt —第t年的费用；CO0—项目的初投资；n—计算期（项目的生命周期），对于常规的暖通空调项目，计算期一般为20a[11]；i0—基准折现率，取12%。

(2)吹气管仍然存在被堵塞的风险,导致吹气液位计无法正常工作；

全世界猕猴桃属共发现有54个种，贵州是我国猕猴桃资源第四大省，现记录已发现27个种，我省境内野生猕猴桃果实蕴藏量达1万余吨。生产上利用价值较高的为美味猕猴桃、中华猕猴桃、毛花猕猴桃、软枣猕猴桃等种类。

Does“One Belt and One Road” a good opportunity to internationalize local cosmetics brands? 5 1

(3)在出料过程中,液位需下降到下循环管以下。虽然关闭了加热蒸汽,残留在列管管壁上的低放废液的温度在很短的时间内进一步上升,增加了在管壁上结垢的风险。

对于文化的概念，众说纷纭。从一定意义上讲，文化体现为一种稳定的价值取向，并且影响其行为结果。这种渗入骨髓的自觉行为模式体现在特定的企业中，就构成了企业文化。可以从两个方面来理解。一方面企业文化就是老板文化，即经营者的理念追求、行为方式经过宣传教育潜移默化转变为员工的自觉行为，我们追求的就是在创新中超越，在超越中腾飞；另一方面表现为企业员工共同认可的基本价值观，通过对基本价值观的共识，形成员工自觉遵守的良好习惯并不断推动企业的健康发展，即称为企业员工文化。广汽研究院员工所追求的就是勤勉务实、开拓创新的企业文化与精神。

(4)蒸发器换热效率下降；

图2为15 ℃下不同含水量蜂蜜的黏度变化曲线。由图2可知，在15 ℃下，随着含水量的升高，蜂蜜黏度降低。且当含水量低于20%时，蜂蜜黏度受含水量影响很大，而当含水量高于20%时，黏度随含水量的变化较小。线性拟合得到y=6.693 3E6·exp(-x/1.442 8)+1.924 2，R2=0.979 8，其中y为蜂蜜黏度，单位为Pa·s，x为蜂蜜含水量，单位为%。说明在15 ℃下明蜂蜜黏度随含水量的变化呈指数变化趋势。

对于浓缩液暂存槽,也同样存在问题,主要为:

(1)二次浓缩液贮槽吹气液位装置的吹气管堵塞,导致吹气液位计不能正常显示；

(2)对浓缩液的出料管道、取样管道造成堵塞,造成输送不畅。

因此,探讨蒸发浓缩过程中产生结垢的判断方法以及分析影响结垢关键因素的,对于降低蒸发器内的结垢量,为除垢阻垢提供参考意义。

8月14日，由中农集团控股股份有限公司主办的“2018年东北乡村振兴创富大会暨中国农资——社会化服务体系建设论坛”在大连成功举办。来自农业农村部、大连市供销合作社联合社和多家合作企业的专家领导，以及种植农场主、合作社和经销商代表们，共120余人与会。会上，中国农资——社会化服务体系正式上线。

1 结垢趋势的判断方法

工业生产中用常用郎格利尔(LSI)指数、雷兹纳指数(RI)、实用结垢指数(PSI)[5]和电导率来判断腐蚀与结垢趋势。

(1)郎格利尔(LSI)指数(饱和指数)

 

式中:pH——实测pH值

pHs——碳酸钙饱和pH值

 

式中:A——溶解固体的函数

B——温度的函数

C——钙硬度的函数

D——总碱度的函数

(5)二次蒸发器(特别是在出料过程中)加热列管造成堵塞。

A、B、C、D可从设计手册,或其他资料中查得。也可以依据(3)～(7)估算:

A=(log(TDS)-1)/10

B=-13.2×log(t+273)+34.55,(t为摄氏温标)

依据表1,用式(1)～(8)进行计算,结果如表2所示。

RI——雷磁纳指数

C=log[Ca2+]-0.4

D=log[]

当LSI＜0时,说明水中的碳酸钙处于未饱和状态,仍可继续溶解,水具有产生腐蚀的趋势；当LSI＞0时,说明水中的碳酸钙处于饱和状态,水质具有产生碳酸钙沉积的趋势；当LSI=0时,水质处于稳定状态,既不结垢,也无产生腐蚀的趋势。

(2)雷兹纳指数(RI)

 

pHs和pH的意义同(1)。

秦明月点头说：“正是，但是即使如此，从停车场扛着这么重的纸箱到寄存处仍然也有120米左右，那么这个人应该很壮实才行，要么就得两个人抬着。”

(3)实用结垢指数(PSI)

 

pHs的意义同(1)。

 

式中:[A]——总碱度,以mg/L CaCO3计

各种指数值的结垢程度通过资料查得。

该指数的判断方法为:当RSI＜6,结垢；当RSI=6时,不结垢不腐蚀；当RSI＞6时,腐蚀。

该设施接收的低放废液化学组成见表1。

 

表1 废液化学组分Table 1 Chemical constituents of low level radioactive

  

pH 8.18 7.97 7.20 7.39温度/℃ 10～20 10～20 10～20 10～20电导率/(μS/cm) 1.0E+02 0.9E+02 0.7E+02 1.7E+02悬浮物/(mg/L) 4.0 36.0 25.0 44.0 TDS/(mg/L) 1168 1106 520 1210 COD/(mg/L) ＜30 ＜30 ＜30 ＜30 CO2-3/(mg/L)无无无无HCO-3/(mg/L) 392 421 258 339 F-/(mg/L) 0.268 0.188 1.187 0.262 Cl-/(mg/L) 49.60 23.62 16.29 28.44 NO2-/(mg/L) ＜0.1 ＜0.1 0.1791 3.4062 NO-3/(mg/L) 1.580 2.867 24.831 14.162 SO2-4/(mg/L) 341.6 285.4 88.3 401.2 Na+/(mg/L) 188.5 135.6 23.7 237.5 NH+4/(mg/L) ＜0.2 0.318 0.581 3.803 K+/(mg/L) ＜0.1 2.775 1.622 ＜0.1 Ca2+/(mg/L) 49.87 47.48 44.36 48.50 Mg2+/(mg/L) 30.19 28.11 21.01 28.03浊度/度 ＜3 10.1 14.5 21.8

2.运用精细管理新技术，推进智慧城市建设。推进智慧城市建设是政府治理现代化的必然要求。要通过新一代智慧城市技术广泛应用，使城市拥有“大脑”，实现更实时的感知、更宽带的互联、更智慧的分析，从而提升城市规划建设、管理和服务的智慧化水平。要发挥智慧城市在带动城市产业发展、转变城市发展模式等方面优势，发挥其在人口、空间、人工智能等方面的组合效应，破解新时期城市发展难题，营造出绿色、智能、宜居的城市环境，使现代化城市更好地服务于人的根本需求。要以智慧城市建设为契机，动员政府各部门、城市居民、社会力量共同参与，打造共建共治共享的社会治理新格局，推动社会进步，实现包容发展、和谐发展。

pHs和pH的意义同(2)。判断标准:当RI=4.5～5.0时严重结垢；RI=5.0～6.0为轻度结垢；RI=6.0～7.0为轻微结垢或腐蚀；RI=7.0～7.5时轻度腐蚀；RI＞7.5时严重腐蚀,该法可半定量地表示水结垢或腐蚀情况。

 

表2 各设施低放废液的朗格利尔指数和雷磁纳指数计算结果Table 2 Calculation results of LSI and RI index for low level radioactive waste liquid of facilities

  

设施 郎格利尔指数(LSI) 结垢判断 雷兹纳指数(RI)腐蚀判断1# 0.56 结垢 7.06轻度腐蚀2# 0.36 结垢 7.25 轻度腐蚀3# -0.62 不结垢 8.43 严重腐蚀4# -0.31 不结垢 8.00严重腐蚀

可以看出,所接收低放废液即使不进行蒸发浓缩,部分料液已经具有结垢趋势。并且部分料液还具有严重腐蚀的趋势,该结果已经在后续的工程实践中得到证实。

(4)电导率法

还有一种简易的判断是否结垢的方法,黄长山等[6]研究了电导率与结垢趋势的关系,并与LangeLSIer指数、Ryznar指数还是利用 Puckorius指数对比,结果表明,电导率 ＜1500 μS/cm,水质比较稳定,基本不结垢,而大于1500 μS/cm时,开始结垢并随电导率的增大而结垢越来越严重。而且,加入再多的水质稳定剂也很难起到阻垢作用。对接收低放废液的简易判断情况如表3所示。

 

表3 电导率法判断低放废液是否结垢Table 3 Determination of scaling for low level radioactive waste liquid by condutivity method

  

样品编号 电导率/(цs/cm) pH 总盐分/(g/L)结垢性质判断001 4.27×103 8.21 3.5结垢趋势002 8.30×102 8.08 0.5 003 5.55×103 9.00 3.18 结垢趋势007 7.08×102 8.00 0.15 008 2.62×102 8.21 1.93 009 9.42×102 7.38 0.55 010 7.86×1026.78 1.38

表2、表3可以看出,对所接收的低放废液即使不进行蒸发浓缩,部分料液也可产生结垢。

2 影响结垢量的关键因素分析

2.1 pH对结垢趋势及结垢量的影响

以1#水池为例,分别考虑pH、温度、Ca2+、HCO-3对朗格里尔(LSI)指数的影响。

抓斗清底法能有效清除清除槽底残渣，但仅限于泥浆密度和含砂量不大的情况。如果孔底部沉渣厚且含砂率较大，可以采用气举反循环辅以泥浆净化系统滤砂，具体操作过程如下：①下放钢筋笼后，测量孔内泥浆比重和孔底沉渣厚度，符合要求则可以直接进行砼灌注，若泥浆密度超标或沉渣量过大，则需采用气举反循环法清孔；②安装钢管，同时将高压气管绑在钢管内部，高压气管插入至钢管底部以上2～4 m；③将高压气管与空压机连接；④开启空压机进行气举反循环清渣。

  

图1 pH对饱朗格利尔指数(LSI)的影响Fig.1 The influence of PH on saturation(LSI)index

假设1#水池的温度为19.2℃、TDS为1168 mg/L、为1168 mg/L、Ca2+为49.87 mg/L,pH的变化范围为2～9,在忽略其它离子对结垢效果的情况下,pH对朗格里尔(LSI)指数的影响效果如图1所示。

可以看出,在pH近似小于7.6(计算结果为7.61)的情况下,饱和指数(朗格里尔)LSI小于0,表明在料液不具备结垢趋势。

利用式(6)近似估算碳酸钙沉淀量[7]

 

式中:W——碳酸钙沉淀量,mg/L

本次研究结果显示，MRI平扫检出率高于多排螺旋CT平扫，P＜0.05；两种检测方式增强扫描检出率对比无明显差异，P＞0.05。MRI能够检出多排螺旋CT无法诊断的非典型病灶，分辨率较高，多种序列成像与血管内对比剂的敏感性较高。同时，MRI检测能够通过选择不同类型的造影增强剂加强图像的清晰度，从而提高小肝癌的诊断准确性[5]。

对于1#水池的源项,不同pH时碳酸钙的结垢量如图2所示。

通过彩超仪对甲状腺患者进行检查，通过频率为6～15MHZ的频率完成对于弹性成像的检查。对患者进行常规检查时，首先对患者的结节的大小进行测量对结节的具体边缘及形态、钙化情况、回声情况进行观察。之后对患者的癌症进行成像检查，对患者的病灶部位及其周边进行检查，对甲状腺癌的病灶进行检查时，避开颈部的血管部位，通过探头实施纵切病灶部位的检查，同时对部位进行施压，根据显示屏幕上相关信息的反馈进行指标的合理调节，对患者的灰阶超声成像及弹性图形状况进行观察分析，对硬度状况进行观察分析。

本文介绍结垢及腐蚀性能的判断方法以及影响结垢量的主要因素,对于探讨减小蒸发浓缩过程中的结垢及腐蚀行为,以及判断结垢量的多少具有重要的参考意义。

  

图2 pH对碳酸钙沉淀量的影响Fig.2 The influence of pH on calcium carbonate amount of precipitation

很明显,pH越大,碳酸钙的沉淀量越多,且呈指数增加。

2.2 温度对结垢趋势及结垢量的影响

假设1#废液的TDS为1168 mg/L、HCO-3为1168 mg/L、Ca2+为49.87 mg/L,pH的变化范围为2～9,在忽略其它离子对结垢效果的情况下,pH分别为6、7、8、9,当废液的温度由10℃增加至100℃时,LSI指数的变化趋势如图3所示。

  

图3 温度对结垢趋势及结垢量的影响Fig.3 The influence of thermometer on saturation(LSI)index

可以看出,随着温度的增加,饱和指数(LSI)逐渐增加,表明更加趋近与结垢。其原因是碳酸钙是负温度系数,温度增加时,碳酸钙的溶解度降低。

值得注意的是,若废液的pH接近9,则即使在20℃(常温)时,料液已经有了结垢的趋势,若废液的pH接近6,即使在95℃(一次蒸发器、二次蒸发器蒸发时的温度)时,饱和指数(LSI)＜0,表明结垢趋势不明显。

图4进一步显示了废液在蒸发过程中,不同pH对碳酸钙产生量的影响。

鹰眸少年抬起头，望着这些自由翱翔于天空的白鹫，眼中流露出欣羡的神色。忽觉一只大手按上肩头，他吓了一跳，扭头一望，正瞧见天葬师那张阴沉着的骷髅脸。

  

图4 温度对碳酸钙沉淀量的影响Fig.4 The influence of thermometer on calcium carbonate amount of precipitation

可以看出,在95℃时,pH=9时的碳酸钙沉淀量约为110 mg/L,pH=6时的碳酸钙沉淀量约为10 mg/L,相差接近10倍。

图4表明,降低废液的pH有可能极大地改善废液的结垢状况。文献[8]也表明,总钙浓度一定时,pH越高,成垢指数越大,结垢趋势也越大。

但是,当pH值降低时,对金属材料的腐蚀情况也是需要关注的问题。图5给出了不同pH情况下,蒸发过程中的用雷磁纳(RI)指数表示的废液的腐蚀趋势。

  

图5 温度对雷磁纳指数(RI)的影响Fig.5 The influence of thermometer on RI index

可以看出,在pH为6的情况下进行蒸发时(95℃),雷磁纳指数小于6,属于结垢趋势,不属于腐蚀趋势。

因此,综合图4、图5,在满足对材料的腐蚀性要求的前提下,适当的降低废液的pH,以减小碳酸钙结垢量。

2.3 Ca2+对结垢趋势及结垢量的影响

假设1#废液的其它条件不变,仅pH和Ca2+浓度变化,对LSI指数的计算结果如图6所示,碳酸钙沉淀量的计算结果如图7所示。

  

图6 Ca2+对饱和指数LSI指数影响Fig.6 The influence of[Ca2+]on LSI index

  

图7 Ca2+对CaCO3沉淀量的影响Fig.7 The influence of[Ca2+]on calcium carbonate amount of precipitation

可以看出,当Ca2+浓度增加时,LSI指数的变化情况不明显,但是当pH变化时,LSI指数和CaCO3沉淀量的变化均较明显。同时,当pH=9时,随着Ca2+浓度的增加,CaCO3的沉淀量也明显增加。

3 结 论

本文以1#低放废液为例,分别研究了pH、温度、Ca2+、HCO-3对朗格里尔(LSI)指数的影响。通过模拟计算,得出了影响废液结垢程度以及沉淀量的关键因素是pH值,pH=9时产生的结垢量为pH=6时结垢量接近10倍。温度增加时,结垢程度增加,Ca2+、HCO-3对结垢程度的影响不如pH的影响明显。因此,适当的降低废液的pH(如pH调料至6),可以大量减小碳酸钙结垢量,也不导致腐蚀程度增加较大。该结果对于减小结垢量,确保蒸发系统的正常运行具有重要的参考意义。

参考文献

[1] 姜圣阶,任凤仪.核燃料后处理工学[M].北京:原子能出版社,1995:299.

[2] 马兴均,李炳林,陈莉,等.中低放一体化自然循环蒸发器设计[J].核动力工程,2014,35(4):159-161.

[3] 宋玉乾,朱盈喜,李绪平,等.关于低放废液蒸发处理工艺优化改进探讨[J].环境与可持续性发展,2015,1:187-188.

[4] 陈良.田湾核电站放射性废液处理系统介绍//2007年核化工三废处理处置学术交流会[C].2007:85-86.

[5] 董太一.实用结垢指数简介[J].化工给排水设计,1993(1):29-31.

[6] 黄长山,吴晋英,程玉山.循环水的电导率与结垢趋势的倾向研究[J].给水排水,2009,35(s1):322-325.

[7] 鲍其鼐.我国石化系统冷却水处理的现状与未来[J].工业水处理,1998,18(3):1-6.

[8] 周宝秋,董本东.高浓缩倍数循环水处理技术的工业应用[J].石油化工腐蚀与防护,2004,21(6):46-47.