131I核素治療放射性廢水處理系統(tǒng)設計

摘 要：文章主要介紹一種核醫(yī)學學科放射性污水的處理系統(tǒng)設備。按照放射性物質(zhì)的衰變特性設置衰變池，同時設有控制系統(tǒng)實現(xiàn)自動控制。放射性污水的處理系統(tǒng)自動化水平高，可自動監(jiān)測劑量、自動清洗衰變池。能夠有效的處理放射性污水，經(jīng)過放射性污水處理系統(tǒng)存放、衰變、稀釋、劑量監(jiān)控、排放。排出的污水達到國家排放標準。

關鍵詞：放射性污水；衰變；排放

1 概述

隨著核醫(yī)學的發(fā)展，核素治療被廣泛的應用于臨床。放射性核素治療指采用放射性藥物對人體進行治療，在病灶組織或特定部位有選擇性的聚集或分布，從而達到內(nèi)照射治療的目的。131I是核素治療最常用的放射性藥物。由于在治療甲亢，分化型甲癌及轉(zhuǎn)移灶具有較好的效果，已經(jīng)廣泛應用于甲狀腺疾病的治療。當患者注射或者服用131I藥物后，放射性物質(zhì)便通過新陳代謝方式排出體外。其主要的通過排泄物、體液排出，這些放射性污水如果滲入或直接排入公眾下水道，便會對周圍環(huán)境造成污染，危害公眾的安全和健康。特別是治療分化型甲癌及轉(zhuǎn)移灶，患者服用131I劑量較大（100mCi-200mCi），服藥后應在有專門防護措施的核素病房內(nèi)隔離住院，以保障公眾安全。

現(xiàn)在，大部分核醫(yī)學學科的放射性污水都做到了集中收集衰變處理，但是由于放射性污水處理無統(tǒng)一規(guī)范的標準，各醫(yī)院采用的方式都不同?，F(xiàn)在市場上大部分的放射性污水處理系統(tǒng)主要有推排式和獨立式，隨著國家標準的建立和規(guī)范，獨立式成為了主流發(fā)展方向。國內(nèi)市場上大部分獨立式放射性污水處理系統(tǒng)主要是分為兩個衰變池，每個衰變池容量為核素的10個半衰期，循環(huán)衰變；這種方案建造有占地面積寬，放射性污水池容量大的特點。同時，該種方式需要采用人工控制排放，同時在處理污水池時會產(chǎn)生大量的臭氣，影響周圍的環(huán)境。

文章介紹一種放射性核素治療污水處理方案，通過對高放射性污水進行分類收集，對高放射性污水集中存儲。通過計算機控制，控制衰變池的排放，滿足國家允許排放標準。

2 設計方案

2.1 主要技術參數(shù)

（1）衰變池。衰變池容積：15m3；數(shù)量：4個；材質(zhì)：304。（2）系統(tǒng)由計算機控制，劑量監(jiān)控。（3）排出水質(zhì)。經(jīng)過本方案處理系統(tǒng)，其污水中131I核素濃度見表1。

2.2 執(zhí)行標準

GB18871-2006 《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》

GBZ133-2009 《醫(yī)用放射性廢物的衛(wèi)生防護管理》

GBZ120-2002 《臨床核醫(yī)學衛(wèi)生防護標準》

3 結(jié)構(gòu)設計

3.1 放射性污水

131I核素治療產(chǎn)生放射性污水主要由以下三個方面產(chǎn)生。（1）病房：主要為服藥后病患洗漱、如廁后產(chǎn)生的放射性污水；（2）注射室：主要為注射器清洗產(chǎn)生的放射性污水；（3）分裝室：主要為洗裝置產(chǎn)生的放射性污水。

本方案主要針對病房產(chǎn)生的放射性污水進行收集和集中衰變，其余放射性污水的管道可直接接入本系統(tǒng)中，與病房產(chǎn)生的放射性污水一起處理。其中各污點一天的排污量見表2。

131I核素半衰期為8.04天，按照國家相關標準要求，放射性污水集中衰變時間不小于10個半衰期，因此，衰變池的容量一般可認為三個月的總量。假定醫(yī)院開設10個床位，則衰變池總?cè)萘縑為37.35t。

3.2 污水處理系統(tǒng)設計

（1）工藝路線。放射性污水處理工藝路線見圖1所示。

（2）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。放射性污水系統(tǒng)主要由衰變池、排污管、排污泵、給水管、排水管、電動（帶手動功能）閥門組成。設有四個獨立的衰變池，一個衰變池的容量為30天。污水通過第一個進水閥門，進入第一個衰變池，當?shù)谝粋€衰變池注滿后，自動關閉進水閥門，同時開啟第二個進水閥，進入第二個衰變池。當?shù)谒膫€衰變池將近注滿時，第一個衰變池排放閥門開啟排放。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

（3）衰變池設計。a.衰變池結(jié)構(gòu)。衰變池主要用于放射性污水集中存儲衰變，主要由人孔、箱體、角鋼和各接管法蘭組成。箱體采用不銹鋼制造而成；表面采用5號角鋼作為框架固定結(jié)構(gòu)。出水管采用φ89×3不銹鋼管，出水端離底平面距離為30±5mm，管道采用支撐于箱體固定。設有固體殘渣存放凹槽，底平面設成1：30的斜度，同時設有清潔噴頭，便于沖洗箱體內(nèi)部，排出固體殘渣。箱體上設有人孔，用于檢修。設有液位計監(jiān)控各衰變池的液位，一個衰變池設有兩個液位計提高安全性能。b.衰變池技術參數(shù)。工作介質(zhì)：放射性污水（固液混合介質(zhì)）；工作壓力：常壓；設計壓力：常壓；設計溫度：常溫；設計壽命：40年；容器壁厚：3mm；全容積：15m3（按10個病床計算）；有效容積：12.5m3；主要材料：06Cr18Ni11；箱體尺寸：2500mm×2000mm×3000mm；設備安裝連接形式：焊接；設備管口連接形式：法蘭；設備數(shù)量：4臺。

（4）電氣控制系統(tǒng)。a.設計原則。標準化、模塊化、結(jié)構(gòu)化的設計思想，通過計算機自動監(jiān)控衰變池液位，通過電動閥門的開啟，控制各個衰變池循環(huán)工作。b.自動化水平。放射性污水處理系統(tǒng)所用用電設備均由中央控制臺集中控制，為方便設備的安裝、調(diào)試、運行和檢修，控制系統(tǒng)設有了手動和自動兩種方式，兩者皆由PLC實現(xiàn)控制。本控制系統(tǒng)功能系統(tǒng)齊全：①報警功能：如果衰變池液位達設計水平，電動閥門而沒有進行切換，則發(fā)出警示燈光報警；②系統(tǒng)自啟功能：停電后自己來電，系統(tǒng)在無人干預的情況下進行自啟，并保存原控制記錄。

4 結(jié)束語

放射性污水處理系統(tǒng)具有以下幾個方面的優(yōu)勢：（1）選用先進工藝，品質(zhì)可靠；（2）占地面積小，抗沖擊力水平高；（3）工藝流程簡單可靠，管理運行方便，易于維護；（4）運用電腦自動運行控制，減少人員的勞動強度，減少人員輻射的可能性。同時該系統(tǒng)采用全自動化處理，無需人員操作和廢物處理，避免了對人員的損害。采用4個衰變池進行輪流放置及衰變，可將放射性污水的放射性衰變至國家允許排放標準，減少了對環(huán)境的污染。

參考文獻

[1]趙玉沛.核醫(yī)學科診療常規(guī)[M].人民衛(wèi)生出版社，2012，4.