核廢水預(yù)處理蒸發(fā)結(jié)晶工藝，可概括為“先減量、再固化、兼顧資源化”的三段式流程，核心目標(biāo)是在低能耗、高濃縮倍率下把廢水中的放射性核素與鹽分盡可能轉(zhuǎn)入固相，便于后續(xù)水泥/玻璃固化或臨時(shí)貯存。典型工藝路線與關(guān)鍵控制點(diǎn)如下（以MVR蒸發(fā)結(jié)晶為例）：

1.預(yù)處理——“除濁、調(diào)值、脫氣、除害”

機(jī)械過濾/超濾去除懸浮物、膠體，降低濁度＜1NTU，避免蒸發(fā)器結(jié)垢、起泡。

化學(xué)沉淀或離子交換選擇性去除60Co、90Sr、137Cs等關(guān)鍵核素，降低料液放射性比活度，減少后續(xù)結(jié)晶鹽的活度。

pH6–8、溫度35–45℃進(jìn)入蒸發(fā)器，既抑制腐蝕又保證硅、鈣、鎂處于不飽和區(qū)，延緩結(jié)垢。

真空脫氣器抽除溶解氧、惰性氣體，降低蒸發(fā)器內(nèi)起泡及二次蒸汽腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。

2.蒸發(fā)濃縮——“MVR+強(qiáng)制循環(huán)+在線清洗”

采用機(jī)械蒸汽再壓縮（MVR）降膜/升膜蒸發(fā)器，利用二次蒸汽壓縮升溫→再作熱源，能耗可比單效蒸發(fā)降低50–70%，噸水蒸汽耗量≈35kg。

強(qiáng)制循環(huán)泵保持管內(nèi)流速1.5–2.5m/s，防止晶體在加熱面沉積；蒸發(fā)室真空度?45~?70kPa，蒸發(fā)溫度55–75℃，減少結(jié)垢與腐蝕。

濃縮終點(diǎn)TDS200–250g/L（接近NaCl、Na?SO?共飽和），體積減量化率≥95%。

在線周期清洗（CIP）：堿+螯合劑除硅垢，檸檬酸/硝酸除鈣鎂垢，保證連續(xù)運(yùn)行周期≥7d。

3.結(jié)晶分離——“FC/DTB分級結(jié)晶+離心+母液回流”

濃縮液進(jìn)入強(qiáng)制循環(huán)（FC）或DTB結(jié)晶器，維持過飽和度10–20g/L，晶核粒度0.2–0.4mm，晶體生長時(shí)間4–6h。

鹽腿+淘洗結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)晶體分級，大顆粒排至離心機(jī)，含水率≤5%；離心母液COD、放射性富集，返回前端循環(huán)或送水泥固化。

冷凝液經(jīng)離子交換深度凈化后TDS＜50mg/L，放射性達(dá)標(biāo)（如7Bq/L）可回用于廠區(qū)循環(huán)冷卻或排放；濃縮鹽渣視活度水平送臨時(shí)桶裝貯存或玻璃固化。

4.能耗與鹽回收

全流程噸水電耗28–35kWh，蒸汽耗量≈35kg；若采用多效蒸發(fā)+蒸汽熱壓縮（TVR），電耗可降至15kWh，但蒸汽耗量增至110kg，適合現(xiàn)場有廉價(jià)乏汽的核電站。

可結(jié)合“鹽硝聯(lián)產(chǎn)”分溫結(jié)晶：先高溫蒸發(fā)（100–110℃）析出Na?SO?，再低溫（40–50℃）冷卻析出NaCl，提高商品鹽回收率>80%，雜鹽率<15%。

5.設(shè)計(jì)要點(diǎn)與經(jīng)驗(yàn)

材質(zhì)：加熱器管選雙相鋼2205/2507或TiGr.1，殼體與分離室襯316L+橡膠；離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓用超級雙相鋼或鈦合金，耐Cl?點(diǎn)蝕。

防泡沫：投加0.2–0.5mgL?1有機(jī)硅消泡劑，蒸發(fā)室設(shè)高效絲網(wǎng)除沫器，確保二次蒸汽含霧量<20mgm?3。

在線監(jiān)測：電導(dǎo)、γ劑量率、液位、蒸汽流量閉環(huán)控制，異常結(jié)垢趨勢由ΔT/ΔP+AI算法提前預(yù)警，實(shí)現(xiàn)無人值守>72h。

通過“預(yù)處理+MVR蒸發(fā)分級結(jié)晶”組合，可把核廢水體積減量化≥95%，放射性核素固定率>99%，鹽渣含水率≤5%，冷凝液達(dá)標(biāo)回用，是目前核電站、核燃料循環(huán)廠實(shí)現(xiàn)“零排放”最成熟可靠的工藝路線之一。