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一、技术定义与核心应用场景
间歇式衰变池是专为处理含单一或少数短半衰期放射性核素废水设计的专用设施，通过“分格储存、依次衰变、达标排放”的运行模式，实现对放射性活度的精准控制。其核心适用于**水量波动小、核素种类单一**的场景，如医疗核医学科（PET-CT检查、核素治疗病房）、放射性实验室、小型核技术应用单位等。典型处理对象包括含有¹⁸F（半衰期110分钟）、⁹⁹mTc（半衰期6小时）、³²P（半衰期14.3天）等核素的废水，这类废水具有“瞬时排放浓度高、排放频次低、核素成分稳定”的特点。
间歇式设计通过独立分格处理，避免不同核素衰变过程相互干扰，确保每一格废水在封闭空间内完成完整衰变周期，最终使放射性活度降至总β放射性≤10Bq/L的安全排放标准，是医疗及科研领域放射性废水处理的主流选择。
二、结构设计与功能分区原理
间歇式衰变池通常采用**多格并联或串联结构**（一般设3~5格），每格独立运行且功能明确，分为进水格、衰变格、待排放格等。池体采用钢筋混凝土浇筑，内壁衬HDPE膜或环氧树脂防腐层，防止放射性废水渗漏；针对γ射线核素，需在池壁加装铅板（厚度5~10mm）或增加混凝土壁厚（≥300mm）以强化辐射屏蔽。每格配备独立的进水阀、排放阀、液位传感器及在线辐射监测仪，通过导流管道按流程连接，形成“逐格进水、逐格衰变、逐格检测”的闭环系统。例如，3格衰变池运行时，首格进水至设定容积后自动关闭阀门，进入衰变阶段；首格达标排放的同时，次格开始进水，形成“进水-衰变-排放”的循环节奏，避免多格混流导致的衰变时间误差，确保每一格废水的水力停留时间严格符合目标核素的衰变周期要求。
三、运行流程与智能控制机制
间歇式衰变池的运行遵循“自动化控制、全流程监测”的逻辑：
1. **进水阶段**：含放射性废水通过专用管道进入首格，流量计与液位传感器实时监测水量，达到单格设计容积（如10m³）后自动关闭进水阀，防止溢流；
2. **衰变阶段**：关闭进水阀后，废水在密闭格室内自然衰变，衰变时间根据目标核素半衰期确定（通常取10倍半衰期，如⁹⁹mTc需72小时），确保活度衰减至初始值的1/1024以下。期间系统锁定该格，禁止进水或排水，避免外界干扰影响衰变过程；
3. **检测与排放阶段**：衰变周期结束后，在线辐射监测仪（如NaI探测器）自动取样检测，若放射性活度达标（如总β≤10Bq/L），控制系统开启排放阀，将废水排入市政管网或回用系统；若未达标，则自动触发回流程序，将废水转移至下一格继续衰变，直至检测合格。 整个过程由PLC控制系统或远程监控平台实时管理，每格运行状态（进水时间、衰变时长、检测结果）同步显示，异常情况（如阀门故障、活度超标）立即触发声光报警并锁定相关格室，确保操作安全与流程可控。
四、核心技术优势与性能特点
– **精准污染控制**：单格独立衰变模式避免了核素混合带来的衰变规律紊乱，活度去除率可达99.9%以上。以¹⁸F废水为例，初始活度500Bq/L经24小时衰变后，活度可降至1.8Bq/L，远低于排放标准； – **灵活适应波动水质**：单格容积按单日最大排放量设计（如5m³/格），支持多次小量排放累积至满格后启动衰变，有效应对核医学科“单次排水少、每日多次排放”的特点，避免连续式衰变池因水量不足导致的停留时间偏差； – **低能耗与低成本**：无需持续运行的动力设备，仅阀门、监测系统及控制系统耗电，吨水处理电耗≤0.1kWh，较连续式工艺节能70%。同时，结构简单、无复杂机械部件，年运维成本降低30%，且检修方便，仅需定期检查阀门密封性与监测仪灵敏度； – **安全冗余设计**：每格设独立溢流管与应急排放阀，连接至备用衰变桶，防止阀门故障导致废水泄漏；池体顶部设活性炭过滤通风口，吸附可能挥发的放射性气溶胶，确保周边环境辐射剂量率≤2.5μSv/h，符合公众暴露安全限值。
五、典型应用场景与合规管理要点
– **医疗核医学废水处理**：
某三甲医院PET-CT中心配置5格间歇式衰变池（单格容积10m³），每日处理含¹⁸F废水约8m³，逐格累积至满格后衰变72小时，经在线监测与第三方检测，总β放射性从初始450Bq/L降至6Bq/L，满足《医疗机构水污染物排放标准》（GB 18466）要求，处理后废水安全排入市政管网；
**放射性实验室废水处理**：高校放射性化学实验室采用3格衰变池（单格2m³）处理含³²P的清洗废水，衰变周期设定为20天（1.4倍半衰期），确保活度从120Bq/L降至9Bq/L，同时通过专用管道与普通废水分流，避免交叉污染；
合规性要求**：建设需向生态环境部门申请《辐射安全许可证》，池体周边设置明显的“放射性污染控制区”警示标识，每季度委托有资质的第三方机构检测排放口活度，检测报告存档不少于5年。运维时定期清掏池底污泥（每格设15%容积的污泥斗），清掏前检测污泥放射性，若超标则存入专用衰变桶，直至达标后按一般固废处理，确保全流程符合《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》（GB 18871）及地方环保法规。 间歇式衰变池以“分单元精准控制”的设计理念，为单一短半衰期放射性废水提供了高效、安全、经济的处理方案，尤其在医疗、科研等中小规模场景中，通过结构创新与智能控制，实现了辐射安全与环保排放的双重目标，成为核技术应用领域污染防控的关键设施。