131I核素治疗放射性废水处理系统设计

摘 要：文章主要介绍一种核医学学科放射性污水的处理系统设备。按照放射性物质的衰变特性设置衰变池，同时设有控制系统实现自动控制。放射性污水的处理系统自动化水平高，可自动监测剂量、自动清洗衰变池。能够有效的处理放射性污水，经过放射性污水处理系统存放、衰变、稀释、剂量监控、排放。排出的污水达到国家排放标准。

关键词：放射性污水；衰变；排放

1 概述

随着核医学的发展，核素治疗被广泛的应用于临床。放射性核素治疗指采用放射性药物对人体进行治疗，在病灶组织或特定部位有选择性的聚集或分布，从而达到内照射治疗的目的。131I是核素治疗最常用的放射性药物。由于在治疗甲亢，分化型甲癌及转移灶具有较好的效果，已经广泛应用于甲状腺疾病的治疗。当患者注射或者服用131I药物后，放射性物质便通过新陈代谢方式排出体外。其主要的通过排泄物、体液排出，这些放射性污水如果渗入或直接排入公众下水道，便会对周围环境造成污染，危害公众的安全和健康。特别是治疗分化型甲癌及转移灶，患者服用131I剂量较大（100mCi-200mCi），服药后应在有专门防护措施的核素病房内隔离住院，以保障公众安全。

现在，大部分核医学学科的放射性污水都做到了集中收集衰变处理，但是由于放射性污水处理无统一规范的标准，各医院采用的方式都不同。现在市场上大部分的放射性污水处理系统主要有推排式和独立式，随着国家标准的建立和规范，独立式成为了主流发展方向。国内市场上大部分独立式放射性污水处理系统主要是分为两个衰变池，每个衰变池容量为核素的10个半衰期，循环衰变；这种方案建造有占地面积宽，放射性污水池容量大的特点。同时，该种方式需要采用人工控制排放，同时在处理污水池时会产生大量的臭气，影响周围的环境。

文章介绍一种放射性核素治疗污水处理方案，通过对高放射性污水进行分类收集，对高放射性污水集中存储。通过计算机控制，控制衰变池的排放，满足国家允许排放标准。

2 设计方案

2.1 主要技术参数

（1）衰变池。衰变池容积：15m3；数量：4个；材质：304。（2）系统由计算机控制，剂量监控。（3）排出水质。经过本方案处理系统，其污水中131I核素浓度见表1。

2.2 执行标准

GB18871-2006 《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》

GBZ133-2009 《医用放射性废物的卫生防护管理》

GBZ120-2002 《临床核医学卫生防护标准》

3 结构设计

3.1 放射性污水

131I核素治疗产生放射性污水主要由以下三个方面产生。（1）病房：主要为服药后病患洗漱、如厕后产生的放射性污水；（2）注射室：主要为注射器清洗产生的放射性污水；（3）分装室：主要为洗装置产生的放射性污水。

本方案主要针对病房产生的放射性污水进行收集和集中衰变，其余放射性污水的管道可直接接入本系统中，与病房产生的放射性污水一起处理。其中各污点一天的排污量见表2。

131I核素半衰期为8.04天，按照国家相关标准要求，放射性污水集中衰变时间不小于10个半衰期，因此，衰变池的容量一般可认为三个月的总量。假定医院开设10个床位，则衰变池总容量V为37.35t。

3.2 污水处理系统设计

（1）工艺路线。放射性污水处理工艺路线见图1所示。

（2）系统结构。放射性污水系统主要由衰变池、排污管、排污泵、给水管、排水管、电动（带手动功能）阀门组成。设有四个独立的衰变池，一个衰变池的容量为30天。污水通过第一个进水阀门，进入第一个衰变池，当第一个衰变池注满后，自动关闭进水阀门，同时开启第二个进水阀，进入第二个衰变池。当第四个衰变池将近注满时，第一个衰变池排放阀门开启排放。系统结构如图2所示。

（3）衰变池设计。a.衰变池结构。衰变池主要用于放射性污水集中存储衰变，主要由人孔、箱体、角钢和各接管法兰组成。箱体采用不锈钢制造而成；表面采用5号角钢作为框架固定结构。出水管采用φ89×3不锈钢管，出水端离底平面距离为30±5mm，管道采用支撑于箱体固定。设有固体残渣存放凹槽，底平面设成1：30的斜度，同时设有清洁喷头，便于冲洗箱体内部，排出固体残渣。箱体上设有人孔，用于检修。设有液位计监控各衰变池的液位，一个衰变池设有两个液位计提高安全性能。b.衰变池技术参数。工作介质：放射性污水（固液混合介质）；工作压力：常压；设计压力：常压；设计温度：常温；设计寿命：40年；容器壁厚：3mm；全容积：15m3（按10个病床计算）；有效容积：12.5m3；主要材料：06Cr18Ni11；箱体尺寸：2500mm×2000mm×3000mm；设备安装连接形式：焊接；设备管口连接形式：法兰；设备数量：4台。

（4）电气控制系统。a.设计原则。标准化、模块化、结构化的设计思想，通过计算机自动监控衰变池液位，通过电动阀门的开启，控制各个衰变池循环工作。b.自动化水平。放射性污水处理系统所用用电设备均由中央控制台集中控制，为方便设备的安装、调试、运行和检修，控制系统设有了手动和自动两种方式，两者皆由PLC实现控制。本控制系统功能系统齐全：①报警功能：如果衰变池液位达设计水平，电动阀门而没有进行切换，则发出警示灯光报警；②系统自启功能：停电后自己来电，系统在无人干预的情况下进行自启，并保存原控制记录。

4 结束语

放射性污水处理系统具有以下几个方面的优势：（1）选用先进工艺，品质可靠；（2）占地面积小，抗冲击力水平高；（3）工艺流程简单可靠，管理运行方便，易于维护；（4）运用电脑自动运行控制，减少人员的劳动强度，减少人员辐射的可能性。同时该系统采用全自动化处理，无需人员操作和废物处理，避免了对人员的损害。采用4个衰变池进行轮流放置及衰变，可将放射性污水的放射性衰变至国家允许排放标准，减少了对环境的污染。

参考文献

[1]赵玉沛.核医学科诊疗常规[M].人民卫生出版社，2012，4.