УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ

Заявляемая установка для переработки жидких радиоактивных отходов (ЖРО) относится к области охраны окружающей среды, а точнее к области переработки жидких радиоактивных отходов.
Известна установка для переработки жидких радиоактивных отходов (1), включающая исходные емкости ЖРО, узел предварительной обработки ЖРО, состоящий из коагулятора и механического фильтра, концентратор (дистиллятор) и конденсатор.
Установка работает следующим образом.
ЖРО из исходных емкостей ЖРО подают в коагулятор, где они подвергаются в коагуляционному разделению на осветленную и шламовую водные фазы ЖРО, после чего шламовую водную фазу ЖРО направляют на захоронение, а осветленную водную фазу ЖРО - на механический фильтр. После механического фильтра фильтрат осветленной водной фазы ЖРО поступает в дистиллятор. Концентрат (кубовый остаток) осветленной от дистилляции водной фазы ЖРО направляют на захоронение, а сконденсированную паровую фазу - в исходные емкости ЖРО.
Недостаткам известной установки является то, что она не обеспечивает:
- получения конденсата и концентрата с содержанием радионуклидов, удовлетворяющим требованиям действующих норм радиационной безопасности;
- очистки ЖРО от обычно присутствующих в них жидких и водорастворимых органических соединений.
Известна установка для переработки жидких радиоактивных отходов (2), включающая сборник-усреднитель ЖРО, узел предварительной обработки ЖРО, состоящий из коагулятора и песчаного фильтра, выпарной
аппарат, конденсатор, концентратор, состоящий из ионообменных фильтров и декантатор.
Установка работает следующим образом.
ЖРО из сборника-усреднителя ЖРО подают в коагулятор, где они подвергаются коагуляционному разделению на осветленную и шламовую водные фазы ЖРО, после чего шламовую водную фазу ЖРО из коагулятора направляют в выпарной аппарат, а осветленную водную фазу ЖРО - на песчаный фильтр. Концентрат (кубовый остаток) от упаривания шламовой водной фазы ЖРО направляют на захоронение, паровую фазу подают в конденсатор, а конденсат из конденсатора и фильтрат осветленной водной фазы ЖРО направляют на ионообменные фильтры. На ионообменных фильтрах происходит извлечение и концентрация радионуклидов, после чего очищенную водную фазу направляют на сброс. Задержанные на ионообменниках радионуклиды вымывают регенерирующими промывными растворами, полученные радиоактивные регенераты подают в декантатор, откуда декантат подают в выпарной аппарат, а образовавшийся от смешения радиоактивных регенератов шлам направляют на захоронение.
Недостатками известной установки являются:
- ее повышенная сложность;
- то, что она не обеспечивает очистки ЖРО от обычно присутствующих в них жидких и водорастворимых органических соединений;
- то, что в результате ее работы образуются вторичные ЖРО в форме радиоактивных регенератов от промывки ионообменных смол.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой является установка для переработки жидких радиоактивных отходов (установка очистки радиоактивных вод методом выпаривания) (3), включающая узел предварительной обработки ЖРО, состоящий из механического фильтра, промежуточную емкость, подогреватель, концентратор, состоящий из выпарного аппарата и доупаривателя, емкость концентрата и конденсатор, причем механический фильтр последовательно соединен с промежуточной емкостью, подогревателем и входом выпарного аппарата, выход концентрата выпарного аппарата соединен со входом доупаривателя, выход концентрата доупаривателя соединен с емкостью концентрата,
выход паровой фазы доупаривателя соединен с выпарным аппаратом, а выход паровой фазы выпарного аппарата - с конденсатором.
Установка работает следующим образом.
ЖРО подают на механический фильтр, где они подвергаются осветлению, после чего осветленные ЖРО через промежуточную емкость поступают в подогреватель и далее на вход выпарного аппарата, причем паровую фазу из выпарного аппарата направляют в конденсатор, а концентрат от упарки - в доупариватель. Из доупаривателя концентрат от доупарки поступает в емкость концентрата, а паровая фаза - в выпарной аппарат.
Недостатками известной установки являются:
- то, что она не обеспечивает получения конденсата с содержанием радионуклидов, удовлетворяющим требованиям действующих норм радиационной безопасности;
- то, что она не обеспечивает возможности выделения из радиоактивного концентрата присутствующих в нем водороастворимых солей в сухом виде пригодном для захоронения в качестве нерадиоактивных химических отходов;
- то, что она не обеспечивает очистки ЖРО от обычно присутствующих в них жидких и водорастворимых органических соединений;
Техническим результатом заявляемой установки для переработки жидких радиоактивных отходов является устранение недостатков прототипа, заключающееся в:
- обеспечении получения конденсата с содержанием радионуклидов, удовлетворяющим требованиям действующих норм радиационной безопасности;
- обеспечении возможности выделения из радиоактивного концентрата присутствующих в нем водороастворимых солей в сухом виде пригодном для захоронения в качестве нерадиоактивных химических отходов;
- обеспечении очистки ЖРО от обычно присутствующих в них жидких и водорастворимых органических соединений.
Указанные преимущества достигаются за счет того, что заявляемая установка для переработки жидких радиоактивных отходов включает емкость окислителя, емкость осадителя, узел предварительной обработки ЖРО, состоящий из емкости ЖРО, циркуляционного насоса, регулирующего вентиля, смесителя, блока окисления, отсечного вентиля и мембранного фильтра, промежуточную емкость, концентратор, состоящий из выпарного аппарата, конденсатор, охладитель, дозирующий насос, ионоселективный фильтр, емкость концентрата, испаритель и блок кондиционирования, причем емкость окислителя соединена со смесителем, емкость осадителя соединена с емкостью ЖРО, емкость ЖРО, циркуляционный насос, регулирующий вентиль, смеситель и блок окисления объединены в замкнутый контур, часть замкнутого контура между циркуляционным насосом и регулирующим вентилем соединена через отсечной вентиль с мембранным фильтром, который через промежуточную емкость соединен со входом концентратора, выход паровой фазы концентратора соединен с конденсатором, а выход концентрата концентратора последовательно соединен с охладителем, дозирующим насосом, ионоселективным фильтром, емкостью концентрата, испарителем и блоком кондиционирования.
Отличительными признаками заявляемой установки для переработки жидких радиоактивных отходов является то, что она дополнительно содержит емкость окислителя, емкость осадителя, охладитель, дозирующий насос, ионоселективный фильтр, испаритель и блок кондиционирования, узел предварительной обработки ЖРО дополнительно содержит емкость ЖРО, циркуляционный насос, регулирующий вентиль, смеситель, блок окисления и отсечной вентиль, причем емкость ЖРО, циркуляционный насос, регулирующий вентиль, смеситель и блок окисления объединены в замкнутый контур, часть замкнутого контура между циркуляционным насосом и регулирующим вентилем соединена через отсечной вентиль с фильтром, выполненным в форме мембранного фильтра, емкость окислителя соединена со смесителем, емкость осадителя соединена с емкостью ЖРО, промежуточная емкость своим выходом соединена со входом концентратора, выход концентрата концентратора соединен со входом емкости концентрата через последовательно соединенные охладитель, дозирующий насос и ионоселективный фильтр, а выход емкости
концентрата последовательно соединен с испарителем и блоком кондиционирования.
Заявляемая установка для переработки жидких радиоактивных отходов иллюстрируется чертежом, представленным на фиг.1.
Заявляемая установка для переработки жидких радиоактивных отходов состоит из емкости окислителя 1, емкости осадителя 2, емкости ЖРО 3, циркуляционного насоса 4, регулирующего вентиля 5, смесителя 6, блока окисления 7, отсечного вентиля 8, мембранного фильтра 9, промежуточной емкости 10, концентратора 11, конденсатора 12, охладителя 13, дозирующего насоса 14, ионоселективного фильтра 15, емкости концентрата 16, испарителя 17 и блока кондиционирования 18.
Заявляемая установка для переработки жидких радиоактивных отходов работает следующим образом.
6
ЖРО с исходной активностью до 10 Бк/л и исходным солесодержанием до 30 г/л подают в емкость ЖРО 3. После ее заполнения при закрытом отсечном вентиле 8 и открытом регулирующем вентиле 5 с помощью циркуляционного насоса 4 осуществляют циркуляцию ЖРО по замкнутому контуру, включающему емкость ЖРО 3, циркуляционный насос 4, регулирующий вентиль 5, смеситель 6 и блок окисления 7, причем в процессе циркуляции ЖРО из емкости окислителя 1 в смеситель 6 подают окислитель (например, перекись водорода). В смесителе 6 ЖРО смешивают с окислителем, а затем полученную смесь обрабатывают в блоке окисления 7 ультразвуком и ультрафиолетовым излучением, что обеспечивает окислительное разложение органической составляющей ЖРО. После завершения окисления прекращают подачу окислителя в смеситель 6, в блоке окисления 7 прекращают ультразвуковую и ультрафиолетовую обработку, а в емкость ЖРО 3 из емкости осадителя 2 подают осадитель (например, неорганические ионоселективные сорбенты и/или неорганические соединения образующие при смешении ферроцианид калия-никеля) в результате чего радионуклиды, присутствующие в ЖРО в водорастворимых формах, связываются осадителем в нерастворимые в воде формы. После завершения осаждения радионуклидов открывают отсечной вентиль 8 и прикрывают регулирующий вентиль 5 так, чтобы ЖРО (при их непрекращающейся циркуляции по замкнутому контуру) поступали также в мембранный фильтр 9 и создавали в нем давление необходимое для
обеспечения их принудительной фильтрации через мембрану мембранного фильтра 9. Отфильтрованную водную фазу ЖРО (пермеат) из мембранного фильтра 9 подают в промежуточную емкость 10, где ее сначала анализируют на суммарную активность, а затем подают в концентратор 11. Механическую и коллоидную фазы ЖРО выводят из мембранного фильтра 9 с помощью подаваемого в него сжатого воздуха и подают на отверждение (например, цементирование). В концентраторе 11 пермеат концентрируют (выпаривают) до солесодержания 300 г/л, после чего полученный концентрат последовательно проходит через охладитель 13, дозирующий насос 14, ионоселективный фильтр 15, емкость концентрата 16, испаритель 17 и блок кондиционирования солей 18, в качестве которого используют, например, сушилку. В охладителе 13 концентрат охлаждают для обеспечения возможности его очистки на ионоселективном фильтре 15, дозирующий насос 14 за счет регулируемой откачки обеспечивает поддержание постоянства концентрации солей в концентрате, на ионоселективном фильтре 15 концентрат доочищают от радионуклидов, в емкости концентрата 16 - анализируют на суммарную активность, в испарителе 17 доводят солесодержание концентрата до 1000-1200 г/л, а в блоке кондиционирования 14 его окончательно обезвоживают до остаточной влажности 0,5-1,0%. После этого полученную практически сухую соль направляют на промполигон для окончательного захоронения в качестве нерадиоактивных химических отходов. Паровая фаза из концентратора 11 поступает в конденсатор 12, откуда образовавшийся конденсат направляют на сброс, т.к. он благодаря вышеуказанной предварительной обработке ЖРО не требует дополнительной очистки от радионуклидов на соответствие требованиям действующих норм радиационной безопасности.
ЛИТЕРАТУРА
1. И.А.Соболев, Л.М.Хомчик "Обезвреживание радиоактивных отходов на централизованных пунктах", Москва, Энергоатомиздат, 1983, с.59.
2. И.А.Соболев, Л.М.Хомчик "Обезвреживание радиоактивных отходов на централизованных пунктах", Москва, Энергоатомиздат, 1983, с.63.
3. И.А.Соболев, Л.М.Хомчик "Обезвреживание радиоактивных отходов на централизованных пунктах", Москва, Энергоатомиздат, 1983, с.62.