核廢水預處理蒸發結晶工藝，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入固相，便于后續水泥/玻璃固化或臨時貯存。典型工藝路線與關鍵控制點如下（以MVR蒸發結晶為例）：

1.預處理——“除濁、調值、脫氣、除害”

機械過濾/超濾去除懸浮物、膠體，降低濁度＜1NTU，避免蒸發器結垢、起泡。

化學沉淀或離子交換選擇性去除60Co、90Sr、137Cs等關鍵核素，降低料液放射性比活度，減少后續結晶鹽的活度。

pH6–8、溫度35–45℃進入蒸發器，既抑制腐蝕又保證硅、鈣、鎂處于不飽和區，延緩結垢。

真空脫氣器抽除溶解氧、惰性氣體，降低蒸發器內起泡及二次蒸汽腐蝕風險。

2.蒸發濃縮——“MVR+強制循環+在線清洗”

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

強制循環泵保持管內流速1.5–2.5m/s，防止晶體在加熱面沉積；蒸發室真空度?45~?70kPa，蒸發溫度55–75℃，減少結垢與腐蝕。

濃縮終點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，保證連續運行周期≥7d。

3.結晶分離——“FC/DTB分級結晶+離心+母液回流”

濃縮液進入強制循環（FC）或DTB結晶器，維持過飽和度10–20g/L，晶核粒度0.2–0.4mm，晶體生長時間4–6h。

鹽腿+淘洗結構實現晶體分級，大顆粒排至離心機，含水率≤5%；離心母液COD、放射性富集，返回前端循環或送水泥固化。

冷凝液經離子交換深度凈化后TDS＜50mg/L，放射性達標（如7Bq/L）可回用于廠區循環冷卻或排放；濃縮鹽渣視活度水平送臨時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+蒸汽熱壓縮（TVR），電耗可降至15kWh，但蒸汽耗量增至110kg，適合現場有廉價乏汽的核電站。

可結合“鹽硝聯產”分溫結晶：先高溫蒸發（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.設計要點與經驗

材質：加熱器管選雙相鋼2205/2507或TiGr.1，殼體與分離室襯316L+橡膠；離心機轉鼓用超級雙相鋼或鈦合金，耐Cl?點蝕。

防泡沫：投加0.2–0.5mgL?1有機硅消泡劑，蒸發室設高效絲網除沫器，確保二次蒸汽含霧量<20mgm?3。

在線監測：電導、γ劑量率、液位、蒸汽流量閉環控制，異常結垢趨勢由ΔT/ΔP+AI算法提前預警，實現無人值守>72h。

通過“預處理+MVR蒸發分級結晶”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%，冷凝液達標回用，是目前核電站、核燃料循環廠實現“零排放”最成熟可靠的工藝路線之一。