[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

RU2391727C1 - Procedure for neutralisation of low mineralised low-activity waste under field conditions - Google Patents

Procedure for neutralisation of low mineralised low-activity waste under field conditions Download PDF

Info

Publication number
RU2391727C1
RU2391727C1 RU2008148420/06A RU2008148420A RU2391727C1 RU 2391727 C1 RU2391727 C1 RU 2391727C1 RU 2008148420/06 A RU2008148420/06 A RU 2008148420/06A RU 2008148420 A RU2008148420 A RU 2008148420A RU 2391727 C1 RU2391727 C1 RU 2391727C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
filters
low
concentrates
waste
radioactive
Prior art date
Application number
RU2008148420/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виталий Николаевич Епимахов (RU)
Виталий Николаевич Епимахов
Михаил Сергеевич Олейник (RU)
Михаил Сергеевич Олейник
Тимофей Витальевич Епимахов (RU)
Тимофей Витальевич Епимахов
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова"
Priority to RU2008148420/06A priority Critical patent/RU2391727C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2391727C1 publication Critical patent/RU2391727C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)

Abstract

FIELD: power industry.
SUBSTANCE: at neutralisation low mineralised low-activity liquid wastes are purified on mechanical and ultra-filters, are desalinated on reverse-osmosis filters and after-purified on ionite filters. Concentrates of reverse-osmosis filters are additionally stripped till saturation with salts at atmospheric pressure and temperature less, than 100°C in a tank designed for successive cementing and waste disposal; saturated salt concentrates are successively included into Portland cement. Condensate of evaporator is returned to ultra-filters, while concentrate of ultra-filters is returned to mechanical filters. Additionally wastes are stripped from radio-nuclides on filters with selective sorbents with protection from ionising radiation; also radio-active wastes of specific activity for beta-emitting nuclides over 0.1 MBk/kg and/or radioactive concentrates before stripping at their specific activity over 0.1 MBk/kg are directed to these filters.
EFFECT: facilitating simplification of assembly for after-stripping process; increased efficiency of liquid radioactive wastes (LRW) stripping under conditions of contamination with surface active substances (SAS) and oil products and decreased radiation dose for maintenance personnel.
1 dwg, 4 ex

Description

Изобретение относится к технологии обезвреживания жидких радиоактивных отходов (ЖРО) мембранно-сорбционными методами в полевых условиях.The invention relates to a technology for the neutralization of liquid radioactive waste (LRW) by membrane-sorption methods in the field.

При эксплуатации атомных станций и других ядерных объектов помимо образования реагентных ЖРО (дезактивирующих, моющих, регенерирующих растворов и др.), отличающихся засоленностью и радиоактивностью, происходит загрязнение больших объемов маломинерализованных природных вод радионуклидами до концентраций, превышающих допустимые значения на 3-4 порядка. Такие отходы часто образуются на объектах, не имеющих собственных установок водоочистки, т.е. требующих применения мобильных (транспортируемых) установок.During the operation of nuclear power plants and other nuclear facilities, in addition to the formation of reagent LRW (deactivating, washing, regenerating solutions, etc.), which are distinguished by salinity and radioactivity, large volumes of low-mineralized natural waters are contaminated with radionuclides to concentrations exceeding permissible values by 3-4 orders of magnitude. Such waste is often generated at facilities that do not have their own water treatment plants, i.e. requiring the use of mobile (transported) installations.

ЖРО, образующиеся на крупных предприятиях, например АЭС, обезвреживаются на стационарных промышленных установках спецводоочистки (СВО). Основным способом, используемым на этих установках, является очистка на механических фильтрах, выпарных аппаратах, работающих при небольшом избыточном давлении, и ионообменных фильтрах с последующим отверждением радиоактивных концентратов битумированием или цементированием [Никифоров А.С. и др. Обезвреживание жидких радиоактивных отходов. - М.: Энергоатомиздат, 1985 г., с.54-55].LRW generated in large enterprises, such as nuclear power plants, are neutralized in stationary industrial installations of special water treatment (SVO). The main method used in these plants is cleaning with mechanical filters, evaporators operating at low overpressure, and ion-exchange filters, followed by curing of the radioactive concentrates by bitumen or cementing [A. Nikiforov. and other neutralization of liquid radioactive waste. - M .: Energoatomizdat, 1985, p. 54-55].

Недостатком данного способа является то, что при высокой степени очистки от радионуклидов (для реальных отходов АЭС степень очистки в среднем в 104 раз при концентрировании ЖРО до 150-200 г/л) выпаривание при температуре свыше 100°С является высокоэнергоемким процессом (на 1 м3 раствора расходуется до 1 т пара), что ограничивает его применение в полевых условиях на передвижных (мобильных) установках и делает нерентабельным при переработке небольших объемов маломинерализованных низкоактивных ЖРО. Кроме того, в этой технологической схеме при выпаривании в щелочной среде (рН 10-11), поддерживаемой в ЖРО для перевода радионуклидов иода в нелетучую форму, высокая степень очистки от основной массы солей сопровождается значительным загрязнением дистиллята аммиаком, что резко повышает нагрузку на ионообменные фильтры.The disadvantage of this method is that with a high degree of purification from radionuclides (for real nuclear waste, the degree of purification is on average 10 4 times with LRW concentration up to 150-200 g / l) evaporation at temperatures above 100 ° C is a highly energy-intensive process (per 1 m 3 of solution is consumed up to 1 t of steam), which limits its use in the field on mobile (mobile) plants and makes it unprofitable when processing small volumes of low-mineralized low-active LRW. In addition, in this technological scheme, when evaporated in an alkaline medium (pH 10-11), which is maintained in LRW to convert iodine radionuclides into non-volatile form, a high degree of purification from the bulk of the salts is accompanied by significant contamination of the distillate with ammonia, which sharply increases the load on the ion-exchange filters .

При доупаривании кубового остатка (солесодержанием 150-200 г/л) с целью сокращения объема радиоактивных отходов до предела насыщения растворов по солям (400-500 г/л) происходят снижение степени очистки от радионуклидов и интенсивное выделение солей жесткости на греющих поверхностях выпарных аппаратов, снижающее их теплоотдачу и затрудняющее эксплуатацию. Это требует периодических кислотных промывок аппаратов с добавкой HNO3 (проведение упаривания в кислотном режиме при рН ~3), что дополнительно повышает солесодержание, а значит и объем захораниваемых отходов. Причем цементирование концентратов АЭС при повышении солесодержания отходов с 200 г/л до 400 г/л требует уменьшения раствороцементного отношения (с 0,6-0,7 до 0,3-0,4), т.е. двукратного повышения расхода цемента. В результате объем отвержденного продукта, отправляемого на захоронение, практически не сокращается. Мало того, выщелачиваемость радионуклидов из цементных блоков с высоким солесодержанием возрастает и, следовательно, их экологическая безопасность снижается [Соболев И.А. и др. Обезвреживание радиоактивных отходов на централизованных пунктах. - М.: Энергоатомиздат, 1983 г., с.40-45].When the bottom residue is added (with a salinity of 150-200 g / l) in order to reduce the volume of radioactive waste to the salt saturation limit of the solutions (400-500 g / l), the degree of radionuclide purification decreases and the hardness salts are intensively released on the heating surfaces of the evaporators, reducing their heat transfer and making it difficult to operate. This requires periodic acid flushing of devices with the addition of HNO 3 (evaporation in acidic mode at pH ~ 3), which additionally increases the salt content, and hence the volume of landfill waste. Moreover, cementing NPP concentrates while increasing the salt content of waste from 200 g / l to 400 g / l requires a decrease in mortar-cement ratio (from 0.6-0.7 to 0.3-0.4), i.e. double increase in cement consumption. As a result, the volume of the cured product sent for disposal is practically not reduced. Moreover, the leachability of radionuclides from cement blocks with high salinity increases and, therefore, their environmental safety decreases [I. Sobolev. and others. Disposal of radioactive waste at centralized points. - M .: Energoatomizdat, 1983, p.40-45].

Известен способ обезвреживания маломинерализованных низкоактивных вод в полевых условиях на установке, включающей очистку на механических и ультрафильтрах, обессоливание на обратноосмотических фильтрах и доочистку на ионитовых фильтрах с отверждением образующихся радиоактивных концентратов включением в шлакопортландцемент [патент РФ №2144708, бюл. №2, 2000].There is a method of neutralizing low-saline low-active water in the field at an installation that includes cleaning on mechanical and ultrafilters, desalination on reverse osmosis filters and post-treatment on ion exchange filters with curing of the resulting radioactive concentrates by inclusion in slag Portland cement [RF patent No. 2144708, bull. No. 2, 2000].

Основным недостатком данного способа является то, что при экономически эффективных параметрах процесса (давление до 7 МПа) достигается концентрирование ЖРО лишь до солесодержания не более 50 г/л. Для достижения в концентрате солесодержания 200 г/л давление в обратноосмотическом аппарате должно быть увеличено до значений более 20 МПа, что практически невозможно из-за недостаточной прочности обратноосмотических мембран. Причем с увеличением степени концентрирования ЖРО снижается степень их очистки от радионуклидов. Кроме того, с ростом солесодержания концентрата увеличивается и выделение солей жесткости на обратноосмотических мембранах, что требует предварительного реагентного умягчения растворов перед обратным осмосом, в частности, путем обработки отработавшими регенератами ионитов. Все это приводит к получению в 3-4 раза больших объемов концентратов, поступающих на отверждение по сравнению с СВО на АЭС.The main disadvantage of this method is that with cost-effective process parameters (pressure up to 7 MPa) concentration of LRW is achieved only to a salinity of not more than 50 g / l. In order to achieve a salt content of 200 g / l in the concentrate, the pressure in the reverse osmosis apparatus should be increased to values of more than 20 MPa, which is almost impossible due to the insufficient strength of the reverse osmosis membranes. Moreover, with an increase in the concentration of LRW, the degree of their purification from radionuclides decreases. In addition, with increasing salt content of the concentrate, the release of hardness salts on reverse osmosis membranes also increases, which requires preliminary reagent softening of the solutions before reverse osmosis, in particular, by treatment with spent ion exchangers. All this leads to 3–4 times higher volumes of concentrates supplied for curing in comparison with SVO at nuclear power plants.

Известен способ обезвреживания маломинерализованных низкоактивных вод в полевых условиях, включающий очистку на механических и ультрафильтрах, обессоливание на обратноосмотических фильтрах, доочистку на ионитовых фильтрах, доупаривание образующихся радиоактивных концентратов на роторно-пленочном вакуумном концентраторе до насыщения по солям с последующим включением насыщенных солевых концентратов в портландцементы [патент РФ №2195726, бюл. №36, 2002]. По своей технологической сущности и достигаемому результату этот способ наиболее близок к заявляемому и выбран в качестве прототипа.A known method for the neutralization of low-mineralized low-level water in the field, including purification on mechanical and ultrafilters, desalination on reverse osmosis filters, purification on ion-exchange filters, additional evaporation of the resulting radioactive concentrates on a rotor-film vacuum concentrator to saturation with salts, followed by inclusion of saturated salt port in RF patent No. 2195726, bull. No. 36, 2002]. By its technological essence and the achieved result, this method is the closest to the claimed one and is selected as a prototype.

Основным недостатком данного способа является то, что для проведения процесса упаривания при температуре ниже 100°С требуется вакуумное разрежение. Так, роторно-пленочные вакуумные выпарные аппараты работают в основном при температуре 60-80°С [Максин В.И., Вахнин И.Г., Стандритчук О.З. и др. Роторный пленочный выпарной аппарат. // Химия и технология воды, 1989, т.11, №1, с.78-80], что соответствует разрежению 0,2-0,5 от атмосферного. В соответствии с этим усложняется конструкция выпарного аппарата (требуются насос и специальное вакуумное оборудование) и повышается его металлоемкость (до тонны), что затрудняет его использование в полевых условиях. Кроме того, столь глубокое концентрирование маломинерализованных (менее 1 г/л) низкоактивных отходов до насыщения по солям (в зависимости от солевого состава вплоть 400-500 г/л) может привести к повышению удельной активности солевых концентратов до значений более 1 МБк/кг по бета-излучающим радионуклидам, т.е. к образованию среднеактивных отходов [Санитарные правила обращения с радиоактивными отходами (СПОРО-2002). М.: Минздрав, 2002, с.10.], дальнейшее обращение с которыми в полевых условиях будет затруднено (требуются защита и переработка специальными методами [Ядерная энергетика и окружающая среда. Вып.1. - М.: АИНФ 539, 1981]). В случае наличия в упариваемых ЖРО поверхностно-активных веществ (ПАВ) и других органических примесей, включая нефтепродукты, в таком аппарате с развитой испаряющей поверхностью (пленкой) в результате пенного уноса происходит значительное загрязнение конденсата. Причем даже при предусмотренном данным способом направлении конденсата выпарного аппарата на обратноосмотические фильтры высокомолекулярные загрязнения (в первую очередь нефтепродукты) будут мешать работе обратноосмотических элементов.The main disadvantage of this method is that a vacuum vacuum is required to carry out the evaporation process at a temperature below 100 ° C. So, rotary-film vacuum evaporators operate mainly at a temperature of 60-80 ° C [Maksin V.I., Vakhnin I.G., Standritchuk O.Z. and other Rotary film evaporator. // Chemistry and water technology, 1989, v.11, No. 1, p. 78-80], which corresponds to a vacuum of 0.2-0.5 from atmospheric. In accordance with this, the design of the evaporator is complicated (a pump and special vacuum equipment are required) and its metal consumption increases (up to a ton), which makes it difficult to use it in the field. In addition, such a deep concentration of low-mineralized (less than 1 g / l) low-level waste to saturation in salts (depending on the salt composition up to 400-500 g / l) can lead to an increase in the specific activity of salt concentrates to values of more than 1 MBq / kg beta-emitting radionuclides, i.e. to the formation of medium-level waste [Sanitary rules for the management of radioactive waste (SPORO-2002). M .: Ministry of Health, 2002, p.10.], Further handling of which in the field will be difficult (protection and reprocessing by special methods are required [Nuclear Energy and the Environment. Issue 1. - M .: AINF 539, 1981]) . If there are surfactants and other organic impurities in evaporated LRW and other organic impurities, including petroleum products, such a device with a developed evaporating surface (film) as a result of foam entrainment causes significant condensate contamination. Moreover, even with the direction of the condensate of the evaporator to reverse osmosis filters provided for by this method, high molecular weight contaminants (primarily oil products) will interfere with the operation of reverse osmosis elements.

Задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в упрощении аппаратурного оформления процесса доупаривания, повышении эффективности очистки ЖРО в условиях загрязнения ПАВ и нефтепродуктами и уменьшении дозовой нагрузки на обслуживающий персонал.The problem solved by the invention is to simplify the hardware design of the evaporation process, increase the efficiency of LRW treatment in conditions of contamination of surfactants and petroleum products and reduce the dose to the staff.

Для достижения указанного технического результата в способе обезвреживания маломинерализованных низкоактивных жидких отходов в полевых условиях, включающем очистку на механических и ультрафильтрах, обессоливание на обратноосмотических фильтрах и доочистку на ионитовых фильтрах с доупариванием образующихся радиоактивных концентратов до насыщения по солям при температуре менее 100°С и последующим включением насыщенных солевых концентратов в портландцементы, согласно изобретению дополнительно производят очистку отходов от радионуклидов на фильтрах с селективными сорбентами с защитой от ионизирующего излучения, доупаривание концентратов обратноосмотических фильтров при атмосферном давлении в емкости, предназначенной для последующего цементирования и захоронения отходов, причем конденсат выпарного аппарата возвращают на ультрафильтры, концентрат ультрафильтров возвращают на механические фильтры, а на фильтры с селективными сорбентами направляют исходные радиоактивные отходы при их удельной активности по бета-излучающим нуклидам более 0,1 МБк/кг и/или радиоактивные концентраты перед упариванием при их удельной активности более 0,1 МБк/кг.To achieve the specified technical result in a method for the disposal of low-mineralized low-level liquid wastes in the field, including cleaning on mechanical and ultrafilters, desalination on reverse osmosis filters and post-treatment on ion exchange filters with additional evaporation of the resulting radioactive concentrates to saturation in salts at a temperature of less than 100 ° C and subsequent inclusion saturated salt concentrates in Portland cement, according to the invention additionally purify the waste from radion wedges on filters with selective sorbents with protection against ionizing radiation, additionally concentrating reverse osmosis filters at atmospheric pressure in a container designed for subsequent cementing and disposal of waste, the condensate of the evaporator is returned to ultrafilters, the ultrafiltered concentrate is returned to mechanical filters, and to filters with selective sorbents direct the initial radioactive waste when its specific activity for beta-emitting nuclides is more than 0.1 MBq / kg and / or radio active concentrates before evaporation when their specific activity is more than 0.1 MBq / kg.

Проведение доупаривания радиоактивных концентратов при температуре менее 100°С при атмосферном давлении обеспечивает проведение процесса испарения воды без кипения, что предотвращает аэрозольный и пенный унос загрязнений в конденсат (коэффициенты очистки паров не ниже 105) и позволяет проводить доупаривание непосредственно в емкостях, предназначенных для дальнейшего цементирования и захоронения отходов, что значительно упрощает аппаратурное оформление процесса, уменьшает возможность аварийных ситуаций и уменьшает дозовую нагрузку на обслуживающий персонал [Сивош К., Ловашш Д., Литпак Л. и др. Упаривание жидких радиоактивных отходов при температуре ниже температуры кипения. - В кн.: Исследования в области обезвреживания жидких, твердых и газообразных радиоактивных отходов и дезактивации загрязненных поверхностей. - Материалы IV научно-технической конференции СЭВ. - М.: Атомиздат, 1978, вып.1, с.34-40]. Возврат конденсата от доупаривания на ультрафильтры и возврат концентрата ультрафильтров на механические фильтры обеспечивает очистку от высокомолекулярных загрязнений, включая нефтепродукты, которые попадают в конденсат за счет молекулярного уноса, что создает благоприятные условия для высокоэффективной работы обратноосмотических и ионитовых фильтров. Обратноосмотические фильтры обычно обеспечивают концентрирование малосолевых (менее 1 г/л) отходов не менее чем в 10 раз, т.е. при исходной удельной активности по бета-излучающим нуклидам более 0,1 МБк/кг возможно образование среднеактивных отходов (более 1 МБк/кг), что позволяет избежать предварительной очистки их на фильтрах селективных сорбентов Солесодержание же обратноосмотических концентратов, как правило, не превышает 50 г/л и при их удельной активности по бета-излучающим нуклидам более 0,1 МБк/кг в процессе доупаривания до насыщения по солям (в зависимости от солевого состава вплоть 400-500 г/л) возможно образование среднеактивных отходов (более 1 МБк/кг), что позволяет избежать очистки их перед доупариванием на фильтрах селективных сорбентов. Поскольку селективные сорбенты не подлежат регенерации, то их фильтры сразу могут быть помещены в бетонную защиту (фильтры-контейнеры) и по исчерпании их емкости непосредственно в этой защите поступать на захоронение, что обеспечивает радиационную безопасность обслуживающего персонала. В зависимости от солевого состава отверждаемых концентратов их включают в портландцементы соответствующей марки, включая шлакопортландцемент [Качество компаундов, образующихся при цементировании жидких радиоактивных отходов низкого и среднего уровней активности. - Технические требования. - РД 95 10497-93. - М.: Минатом РФ, 1993].Carrying out the additional evaporation of radioactive concentrates at a temperature of less than 100 ° C at atmospheric pressure ensures the process of water evaporation without boiling, which prevents aerosol and foam removal of contaminants into the condensate (vapor purification factors not lower than 10 5 ) and allows for additional evaporation directly in containers intended for further cementing and disposal of waste, which greatly simplifies the hardware design of the process, reduces the possibility of emergency situations and reduces the dose load for staff [Sivosh K., Lovash D., Litpak L. et al. Evaporation of liquid radioactive waste at a temperature below the boiling point. - In the book: Research in the field of neutralization of liquid, solid and gaseous radioactive waste and decontamination of contaminated surfaces. - Materials of the IV scientific and technical conference CMEA. - M .: Atomizdat, 1978, issue 1, p. 34-40]. The return of condensate from additional evaporation to ultrafilters and the return of ultrafilter concentrate to mechanical filters provides purification from high molecular weight contaminants, including oil products, which enter the condensate due to molecular entrainment, which creates favorable conditions for highly efficient operation of reverse osmosis and ionite filters. Reverse osmosis filters usually provide a concentration of low salt (less than 1 g / l) waste at least 10 times, i.e. when the initial specific activity for beta-emitting nuclides is more than 0.1 MBq / kg, the formation of medium-level waste (more than 1 MBq / kg) is possible, which avoids their preliminary purification on filters of selective sorbents. The salinity of the reverse osmosis concentrates, as a rule, does not exceed 50 g / l and with their specific activity for beta-emitting nuclides of more than 0.1 MBq / kg during the evaporation to saturation with salts (depending on the salt composition up to 400-500 g / l), the formation of medium-level waste (more than 1 MBq / kg ) that pos It makes it possible to avoid purification before selective sorbents are added to the filters. Since selective sorbents are not subject to regeneration, their filters can immediately be placed in concrete protection (filter containers) and, after their capacity is exhausted, go directly to this protection for disposal, which ensures radiation safety of maintenance personnel. Depending on the salt composition of the curable concentrates, they are included in Portland cement of the corresponding brand, including slag Portland cement [Quality of compounds formed by cementing liquid radioactive waste of low and medium levels of activity. - Technical requirements. - RD 95 10497-93. - M .: Minatom of the Russian Federation, 1993].

На чертеже изображена схема реализации способа, где позициями обозначены:The drawing shows a diagram of the implementation of the method, where the positions indicated:

1 - фильтр с селективными сорбентами,1 - filter with selective sorbents,

2 - механический фильтр, 3 - ультрафильтр,2 - mechanical filter, 3 - ultrafilter,

4 - обратноосмотический фильтр, 5 - ионитовый фильтр.4 - reverse osmosis filter, 5 - ion exchange filter.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

Маломинерализованные (до 1 г/л по сухому остатку) низкоактивные (менее 1 МБк/кг), в основном бикарбонатные хлоридно-сульфатные жидкие отходы направляют при удельной активности по бета-излучающим нуклидам более 0,1 МБк/кг сначала на фильтры 1 с селективными по радионуклидам сорбентами с защитой от ионизирующего излучения, а при удельной активности менее 0,1 МБк/кг - непосредственно на механические 2 и ультрафильтры 3 для очистки от взвесей и нефтепродуктов. Затем отходы подают на обессоливание на обратноосмотические фильтры 4 и на доочистку на ионитовые фильтры 5 (солесодержание фильтрата менее 10 мг/л и удельная активность не более 5 Бк/кг) Образующийся при обратноосмотической очистке концентрат с солесодержанием не более 50 г/л направляют, при удельной активности по бета-излучающим нуклидам более 0,1 МБк/кг, сначала на фильтры 1 с селективными по радионуклидам сорбентами с защитой от ионизирующего излучения, а при удельной активности менее 0,1 МБк/кг - непосредственно на доупаривание при атмосферном давлении и температуре менее 100°С в емкости, предназначенной для последующего цементирования и захоронения отходов, до насыщения по солям (вплоть до 400-500 г/л) и отверждают включением в портландцементы, марка которых подбирается в зависимости от солевого состава Конденсат от доупаривания возвращают на ультрафильтры 3, а концентрат ультрафильтров возвращают на механические фильтры 2. Данный способ обеспечивает сокращение объема ЖРО, загрязненных ПАВ и нефтепродуктами, не менее чем в 400 раз, даже при исходной удельной активности, достигающей 1 МБк/кг. При этом на всех стадиях процесса очистки для персонала сохраненяются условия обслуживания оборудования для низкоактивных отходов и обеспечивается степень очистки растворов от радионуклидов не менее чем в 2·104 разаLow-mineralized (up to 1 g / l dry solids) low-level (less than 1 MBq / kg), mainly bicarbonate chloride-sulfate liquid waste is directed at a specific activity for beta-emitting nuclides of more than 0.1 MBq / kg, first to filters 1 with selective for radionuclides with sorbents with protection against ionizing radiation, and with a specific activity of less than 0.1 MBq / kg, directly to mechanical 2 and ultrafilters 3 for cleaning from suspensions and oil products. Then the waste is fed for desalination to reverse osmosis filters 4 and for post-treatment to ion exchange filters 5 (the salt content of the filtrate is less than 10 mg / l and the specific activity is not more than 5 Bq / kg) The concentrate formed during reverse osmosis with a salt content of not more than 50 g / l is sent, when the specific activity for beta-emitting nuclides is more than 0.1 MBq / kg, first for filters 1 with sorbents selective for radionuclides with protection against ionizing radiation, and for specific activity less than 0.1 MBq / kg, directly for additional evaporation at a pressure and temperature of less than 100 ° C in a container intended for subsequent cementing and disposal of waste, until saturated with salts (up to 400-500 g / l) and cured by inclusion in Portland cement, the grade of which is selected depending on the salt composition of the condensate from evaporation returned to the ultrafilters 3, and the ultrafiltered concentrate returned to the mechanical filters 2. This method reduces the amount of LRW contaminated with surfactants and petroleum products by at least 400 times, even with the initial specific activity, reaching 1 MBq / kg. At the same time, at all stages of the cleaning process for personnel, the maintenance conditions for equipment for low-level waste are maintained and the degree of purification of solutions from radionuclides by at least 2 · 10 4 times

По сравнению с известными методами обезвреживания ЖРО данный способ для отходов, загрязненных ПАВ и нефтепродуктами, даже без использования селективных сорбентов обеспечивает более высокие коэффициенты очистки на тех же механических, ультра- и обратноосмотических фильтрах, что не следует явным образом из уровня техники, т.е. соответствует критерию изобретательского уровня.Compared with the known methods of LRW neutralization, this method for waste contaminated with surfactants and oil products, even without the use of selective sorbents, provides higher cleaning coefficients on the same mechanical, ultra- and reverse osmosis filters, which does not follow explicitly from the prior art, i.e. . meets the criteria of inventive step.

Примеры конкретного исполнения.Examples of specific performance.

Пример 1. (прототип) В качестве маломинерализованных низкоактивных жидких отходов использовали раствор бикарбонатных хлоридно-сульфатных природных вод (солесодержание ~450 мг/л), содержащий 25 мг/л ПАВ и 25 мг/л нефтепродуктов (рН 8,5). Удельная активность составляла 0,3 кБк/кг по цезию-137 и 0,6 кБк/кг по стронцию-90 (согласно нормам радиационной безопасности НРБ-99 [Нормы радиационной безопасности (НРБ-99). - М.: Минздрав, 1999], уровень вмешательства в воде УВвода составляет 11 Бк/кг для цезия-137 и 5 Бк/кг для стронция-90).Example 1. (prototype) As a low-saline low-level liquid waste, a solution of bicarbonate chloride-sulfate natural water (salinity ~ 450 mg / l) containing 25 mg / l surfactant and 25 mg / l oil products (pH 8.5) was used. The specific activity was 0.3 kBq / kg for cesium-137 and 0.6 kBq / kg for strontium-90 (according to radiation safety standards NRB-99 [Radiation Safety Standards (NRB-99). - M .: Ministry of Health, 1999] , the level of intervention in water HC water is 11 Bq / kg for cesium-137 and 5 Bq / kg for strontium-90).

Обезвреживание проводили путем очистки на механических и ультрафильтрах от радионуклидов, адсорбированных на взвесях, коллоидах и эмульсиях, затем обессоливанием на обратноосмотических фильтрах и доочисткой на ионитовых фильтрах (КУ-2 в Н+-форме и АВ-17 в ОН--форме) от радионуклидов, входящих в состав комплексов и солей. Обратноосмотические фильтры работали при давлении 7 МПа с концентрированием ЖРО до 50 г/л. Концентраты ультра- и обратноосмотических фильтров направляли на доупаривание при температуре 60°С и разрежении 0,2 от атмосферного в роторно-пленочный вакуумный концентратор до солесодержания (сухого остатка) 500 г/л (при подщелачивании до рН ~11). Конденсат от доупаривания возвращали на обратноосмотические фильтры. Доупаренный солевой концентрат включали в портландцемент М-400 с сорбционной добавкой глины. Удельная активность конденсата и очищенной воды составляла 0,3 Бк/кг по цезию-137 и 0,6 Бк/кг по стронцию-90 (т е. почти в 10 раз менее УВ-вода), а поступающего на отверждение доупаренного солевого концентрата - 0,3 МБк/кг по цезию-137 и 0,6 МБк/кг по стронцию-90 (т.е. концентрат относится к низкоактивным ЖРО).Neutralization was carried out by purification on mechanical and ultrafilters of radionuclides adsorbed on suspensions, colloids and emulsions, then desalination on reverse osmosis filters and after-treatment on ion exchange filters (KU-2 in H + form and AB-17 in OH - form) from radionuclides included in complexes and salts. Reverse osmosis filters were operated at a pressure of 7 MPa with LRW concentration of up to 50 g / L. Concentrates of ultra- and reverse osmosis filters were directed for additional evaporation at a temperature of 60 ° С and a vacuum of 0.2 from atmospheric into a rotor-film vacuum concentrator to a salinity (dry residue) of 500 g / l (when alkalizing to pH ~ 11). The condensation from the additional evaporation was returned to reverse osmosis filters. Duplicated salt concentrate was included in Portland cement M-400 with a sorption addition of clay. The specific activity of the condensate and purified water was 0.3 Bq / kg for cesium-137 and 0.6 Bq / kg for strontium-90 (i.e., almost 10 times less than HC- water ), and for the curing of an extrapaired salt concentrate - 0.3 MBq / kg for cesium-137 and 0.6 MBq / kg for strontium-90 (i.e. the concentrate belongs to low-level LRW).

Пример 2. (прототип). Отличается от примера 1 тем, что удельная активность исходного раствора составляла 0,3 МБк/кг по цезию-137 и 0,6 МБк/кг по стронцию-90. Удельная активность конденсата и очищенной воды составляла 0,3 кБк/кг по цезию-137 и 0,6 кБк/кг по стронцию-90 (т.е. превышала УВвода по стронцию-90 более чем в 10 раз), а поступающего на отверждение доупаренного солевого концентрата - 0,3 ГБк/кг по цезию-137 и 0,6 ГБк/кг по стронцию-90 (т.е. концентрат относится к среднеактивным ЖРО и при его отверждении требуется защита от ионизирующего излучения).Example 2. (prototype). It differs from Example 1 in that the specific activity of the initial solution was 0.3 MBq / kg cesium-137 and 0.6 MBq / kg strontium-90. The specific activity of the condensate and purified water was 0.3 kBq / kg for cesium-137 and 0.6 kBq / kg for strontium-90 (i.e. it exceeded HC water for strontium-90 by more than 10 times), and curing of the double-salt salt concentrate - 0.3 GBq / kg cesium-137 and 0.6 GBq / kg strontium-90 (i.e. the concentrate is a medium-active LRW and, when it is cured, protection against ionizing radiation is required).

Пример 3. Отличается от примера 1 тем, что доупаривание концентрата обратноосмотических фильтров проводили при атмосферном давлении и температуре 60°С в 200 литровом контейнере в форме бочки, предназначенном для последующего цементирования и захоронения отходов. Конденсат от доупаривания возвращали на ультрафильтры, а концентрат ультрафильтров возвращали на механические фильтры. Удельная активность конденсата составляла 0,003 Бк/кг по цезию-137 и 0,006 Бк/кг по стронцию-90, очищенной воды - 0,03 Бк/кг по цезию-137 и 0,06 Бк/кг по стронцию-90 (т.е. менее УВвода почти в 100 раз), а поступающего на отверждение доупаренного солевого концентрата - 0,3 МБк/кг по цезию-137 и 0,6 МБк/кг по стронцию-90 (т.е. концентрат относится к низкоактивным ЖРО).Example 3. It differs from example 1 in that the evaporation of the reverse osmosis filter concentrate was carried out at atmospheric pressure and a temperature of 60 ° C in a 200 liter barrel-shaped container designed for subsequent cementing and disposal of waste. The condensation from the additional evaporation was returned to the ultrafilters, and the ultrafiltered concentrate was returned to the mechanical filters. The specific activity of the condensate was 0.003 Bq / kg for cesium-137 and 0.006 Bq / kg for strontium-90, purified water - 0.03 Bq / kg for cesium-137 and 0.06 Bq / kg for strontium-90 (i.e. less HC water ( almost 100 times)), and the supplied paired salt concentrate - 0.3 MBq / kg cesium-137 and 0.6 MBq / kg strontium-90 (i.e. the concentrate refers to low-level LRW) .

Пример 4. Отличается от примера 3 тем, что удельная активность исходного раствора составляла 0,3 МБк/кг по цезию-137 и 0,6 МБк/кг по стронцию-90. Исходный раствор и обратноосмотический концентрат предварительно очищали от радионуклидов на фильтрах с селективным сорбентом на основе ионообменных смол модифицировать последовательной обработкой растворами ферроцианида калия и солей кобальта [Патент РФ №2267176. 2005, Бюл. №36.] (эффективность сорбции Cs/Sr - 99,9%/99,5%) с бетонной защитой от ионизирующего излучения (фильтах-контейнерах). Удельная активность конденсата составляла 0,003 мБк/кг по цезию-137 и 0,15 мБк/кг по стронцию-90, очищенной воды - 0,03 Бк/кг по цезию-137 и 0,3 Бк/кг по стронцию-90 (т.е. менее УВвода почти в 20 раз), а поступающего на отверждение доупаренного солевого концентрата - 0,3 кБк/кг по цезию-137 и 3 кБк/кг по стронцию-90 (т.е. концентрат относится к низкоактивным ЖРО).Example 4. It differs from example 3 in that the specific activity of the initial solution was 0.3 MBq / kg cesium-137 and 0.6 MBq / kg strontium-90. The initial solution and reverse osmosis concentrate were previously purified from radionuclides on filters with a selective sorbent based on ion-exchange resins, modified by sequential treatment with solutions of potassium ferrocyanide and cobalt salts [RF Patent No. 2267176. 2005, Bull. No. 36.] (Cs / Sr sorption efficiency is 99.9% / 99.5%) with concrete protection against ionizing radiation (filter containers). The specific activity of the condensate was 0.003 mBq / kg for cesium-137 and 0.15 mBq / kg for strontium-90, purified water - 0.03 Bq / kg for cesium-137 and 0.3 Bq / kg for strontium-90 (t ie, less than HC water is almost 20 times), and the supplied paired salt concentrate - 0.3 kBq / kg cesium-137 and 3 kBq / kg strontium-90 (i.e. the concentrate is classified as low-level LRW) .

Следует отметить, что отработанные селективные сорбенты поступают на захоронение непосредственно в фильтрах с бетонной защитой от ионизирующего излучения (фильтах-контейнерах) в качестве кондиционированных твердых радиоактивных отходов, т к. радионуклиды на сорбентах фиксируются настолько прочно, что не вымываются при попадании в воду.It should be noted that spent selective sorbents are disposed of directly in filters with concrete protection against ionizing radiation (filter containers) as conditioned solid radioactive waste, since the radionuclides on the sorbents are so firmly fixed that they are not washed out when they enter water.

Предлагаемый способ облегчает эксплуатацию оборудования для обезвреживания маломинерализованных низкоактивных отходов, так как позволяет вести доупаривание непосредственно в емкостях, предназначенных для цементирования и захоронения отходов, и даже при относительно высокой удельной активности отходов требует защиту от ионизирующего излучения только на фильтрах-контейнерах с селективными сорбентами, поэтому способ является промышленно применимым. В случае загрязнения отходов ПАВ и нефтепродуктами данным способом даже без использования фильтров с селективными сорбентами обеспечивается на порядок более эффективная очистка от радионуклидов.The proposed method facilitates the operation of equipment for the disposal of low-saline low-level waste, as it allows additional evaporation directly in containers intended for cementing and disposal of waste, and even with a relatively high specific activity of the waste, it requires protection from ionizing radiation only on filter containers with selective sorbents, therefore the method is industrially applicable. In the case of contamination of surfactant waste and oil products with this method, even without the use of filters with selective sorbents, an orderly more effective cleaning of radionuclides is provided.

Claims (1)

Способ обезвреживания маломинерализованных низкоактивных жидких отходов в полевых условиях, включающий очистку на механических и ультрафильтрах, обессоливание на обратноосмотических фильтрах и доочистку на ионитовых фильтрах с доупариванием образующихся радиоактивных концентратов до насыщения по солям при температуре менее 100°С и последующим включением насыщенных солевых концентратов в портландцементы, отличающийся тем, что дополнительно производят очистку отходов от радионуклидов на фильтрах с селективными сорбентами с защитой от ионизирующего излучения, доупаривание концентратов обратноосмотических фильтров при атмосферном давлении в емкости, предназначенной для последующего цементирования и захоронения отходов, причем конденсат от доупаривания возвращают на ультрафильтры, концентрат ультрафильтров возвращают на механические фильтры, а на фильтры с селективными сорбентами направляют исходные радиоактивные отходы при их удельной активности по бета-излучающим нуклидам более 0,1 МБк/кг и/или радиоактивные концентраты перед упариванием при их удельной активности более 0,1 МБк/кг. A method of neutralizing low-mineralized low-level liquid wastes in the field, including cleaning on mechanical and ultrafilters, desalination on reverse osmosis filters, and post-treatment on ion exchange filters with additional evaporation of the resulting radioactive concentrates until they are saturated with salts at a temperature of less than 100 ° C and then include saturated salt concentrates in portland characterized in that it additionally purifies the waste from radionuclides on filters with selective sorbents with protection from ionizing radiation, the evaporation of concentrates of reverse osmosis filters at atmospheric pressure in a container designed for subsequent cementing and disposal of waste, and the condensate from the additional evaporation is returned to ultrafilters, the ultrafiltered concentrate is returned to mechanical filters, and the original radioactive waste is sent to filters with selective sorbents at their specific activity of beta-emitting nuclides of more than 0.1 MBq / kg and / or radioactive concentrates before evaporation with their specific ac ivnosti more than 0.1 MBq / kg.
RU2008148420/06A 2008-12-08 2008-12-08 Procedure for neutralisation of low mineralised low-activity waste under field conditions RU2391727C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008148420/06A RU2391727C1 (en) 2008-12-08 2008-12-08 Procedure for neutralisation of low mineralised low-activity waste under field conditions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008148420/06A RU2391727C1 (en) 2008-12-08 2008-12-08 Procedure for neutralisation of low mineralised low-activity waste under field conditions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2391727C1 true RU2391727C1 (en) 2010-06-10

Family

ID=42681673

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008148420/06A RU2391727C1 (en) 2008-12-08 2008-12-08 Procedure for neutralisation of low mineralised low-activity waste under field conditions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2391727C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019156596A3 (en) * 2018-02-06 2019-12-19 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова" Method for reprocessing low-mineralized medium- and low-level liquid radioactive waste

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019156596A3 (en) * 2018-02-06 2019-12-19 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова" Method for reprocessing low-mineralized medium- and low-level liquid radioactive waste

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109994238B (en) Method and system for concentrating and solidifying nuclides in radioactive waste liquid
Chen et al. Influence of boron on rejection of trace nuclides by reverse osmosis
EA032408B1 (en) Method for processing liquid radioactive waste and for the recovery thereof
WO2012048116A2 (en) Ion exchange regeneration and nuclide specific selective processes
RU2467419C1 (en) Method of cleaning still residues of liquid radioactive wastes from radioactive cobalt and caesium
US20180350478A1 (en) Apparatus and method for removal of nuclides from high level liquid wastes
CN210777869U (en) Contain salt radioactive wastewater treatment system
RU2391727C1 (en) Procedure for neutralisation of low mineralised low-activity waste under field conditions
CN114746956A (en) Method for treating tritium-containing radioactive waste liquid
RU2383498C1 (en) Method of obtaining desalinated water and high-purity water for nuclear power plants for research centres
RU2412494C1 (en) Method of decontaminating low-mineralised low-activity wastes in field conditions
RU2669013C1 (en) Method for processing low-mineralized medium- and low-active liquid radioactive wastes
Epimakhov et al. Reverse-osmosis filtration based water treatment and special water purification for nuclear power systems
RU2442756C1 (en) Way to get desalted water and highly pure water for nuclear power plants in research centres
JP2509654B2 (en) Chemical decontamination waste liquid treatment method
RU2195726C2 (en) Method for neutralizing slightly mineralized low-activity wastes in field conditions
RU2276110C1 (en) Method of production of the desalted water and the water of the high purity for the nuclear power plants of the research centers
RU2118945C1 (en) Integrated processing of liquid radioactive wastes
RU2144708C1 (en) Method for decontaminating low- mineralized and low-active liquid wastes under field conditions
JP3058705B2 (en) Radioactive waste treatment method and pretreatment equipment
JP5072334B2 (en) Method and apparatus for treating radioactive waste
RU2817393C1 (en) Method of processing liquid radioactive wastes
RU2112289C1 (en) Method for recovery of liquid radioactive wastes
RU2168221C2 (en) Method for handling coolants and technical solutions of nuclear power installations at research centers
RU2448057C1 (en) Method of producing desalinated water and high-purity water for nuclear power units for scientific centres