131I核素治療放射性廢水處理系統設計

摘 要：文章主要介紹一種核醫學學科放射性污水的處理系統設備。按照放射性物質的衰變特性設置衰變池，同時設有控制系統實現自動控制。放射性污水的處理系統自動化水平高，可自動監測劑量、自動清洗衰變池。能夠有效的處理放射性污水，經過放射性污水處理系統存放、衰變、稀釋、劑量監控、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

隨著核醫學的發展，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，分化型甲癌及轉移灶具有較好的效果，已經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隔離住院，以保障公眾安全。

現在，大部分核醫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一規范的標準，各醫院采用的方式都不同。現在市場上大部分的放射性污水處理系統主要有推排式和獨立式，隨著國家標準的建立和規范，獨立式成為了主流發展方向。國內市場上大部分獨立式放射性污水處理系統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生大量的臭氣，影響周圍的環境。

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

（1）衰變池。衰變池容積：15m3；數量：4個；材質：304。（2）系統由計算機控制，劑量監控。（3）排出水質。經過本方案處理系統，其污水中131I核素濃度見表1。

2.2 執行標準

GB18871-2006 《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》

GBZ133-2009 《醫用放射性廢物的衛生防護管理》

GBZ120-2002 《臨床核醫學衛生防護標準》

3 結構設計

3.1 放射性污水

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

本方案主要針對病房產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中，與病房產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。假定醫院開設10個床位，則衰變池總容量V為37.35t。

3.2 污水處理系統設計

（1）工藝路線。放射性污水處理工藝路線見圖1所示。

（2）系統結構。放射性污水系統主要由衰變池、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，當第一個衰變池注滿后，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。當第四個衰變池將近注滿時，第一個衰變池排放閥門開啟排放。系統結構如圖2所示。

（3）衰變池設計。a.衰變池結構。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構。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，便于沖洗箱體內部，排出固體殘渣。箱體上設有人孔，用于檢修。設有液位計監控各衰變池的液位，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。工作介質：放射性污水（固液混合介質）；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；設備數量：4臺。

（4）電氣控制系統。a.設計原則。標準化、模塊化、結構化的設計思想，通過計算機自動監控衰變池液位，通過電動閥門的開啟，控制各個衰變池循環工作。b.自動化水平。放射性污水處理系統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、調試、運行和檢修，控制系統設有了手動和自動兩種方式，兩者皆由PLC實現控制。本控制系統功能系統齊全：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，則發出警示燈光報警；②系統自啟功能：停電后自己來電，系統在無人干預的情況下進行自啟，并保存原控制記錄。

4 結束語

放射性污水處理系統具有以下幾個方面的優勢：（1）選用先進工藝，品質可靠；（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，減少了對環境的污染。

參考文獻

[1]趙玉沛.核醫學科診療常規[M].人民衛生出版社，2012，4.