Способ переработки жидких радиоактивных отходов

Изобретение относится к технологии обращения с жидкими радиоактивными отходами ядерного топливно-энергетического цикла. Способ очистки жидких радиоактивных отходов (ЖРО) включает операции их термической обработки, очистку ЖРО проводят в два этапа. В рабочий резервуар с помощью насоса помещают ЖРО из первой емкости и штамм грибов из второй емкости. Соотношение ЖРО и штаммов грибов выбирают в пропорции 1 к 15, с помощью мотора-редуктора в рабочем резервуаре производят смешивание ЖРО и штаммов грибов со скоростью 5 об/мин, далее с помощью газовой горелки, находящейся под днищем рабочего резервуара, производят его постепенный разогрев сначала до 30°С, выдерживая температуру в течение 12 часов. Производят выпаривание получившейся смеси с помощью дальнейшего разогревания рабочего резервуара до температуры 538°С. Выпаривание проводят до момента, когда в рабочем резервуаре с помощью датчика уровня фиксируют 2/3 от начального уровня раствора. Изобретение позволяет сократить объем жидких радиоактивных отходов и уменьшить уровень их радиоактивности. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к технологии обращения с жидкими радиоактивными отходами ядерного топливно-энергетического цикла и может быть использовано в процессе переработки жидких радиоактивных отходов (ЖРО) для максимального сокращения их объемов и удаления радионуклидов с концентрированием их в твердой фазе, при обработке которой существующими методами обеспечивается надежная локализация радиоактивных веществ от окружающей среды.

В процессе эксплуатации АЭС образуется относительно большое количество жидких и твердых радиоактивных отходов. Имеющиеся на действующих АЭС системы спецводоочистки непрерывно перерабатывают низкосолевые ЖРО путем упаривания с кристаллизацией ограниченно растворимых солей. В результате упаривания ЖРО получается конденсат и кубовые остатки ЖРО, которые накапливаются в специальных хранилищах ЖРО. На поддержание технического состояния действующих хранилищ в соответствии с требованиями нормативных документов, а также на их охрану расходуются значительные материальные и финансовые ресурсы.

ЖРО представляют собой водные растворы неорганических и органических солей (ацетат, сульфат, хлорид, фосфат, оксалат, бикарбонат натрия, кальция, железа, аммония) общей минерализацией до 300-500 г/дм3. Среди радионуклидов в ЖРО наибольшую опасность представляют долгоживущие изотопы 99Tc, 235,238U, 239Pu, 241Am.

Известен способ обработки жидких радиоактивных отходов АЭС, включающий сбор жидких радиоактивных отходов, концентрирование и остекловывание их с последующим захоронением продукта остекловывания жидких радиоактивных отходов АЭС [1].

Недостатком данного способа является исключение возможности использования продукта остекловывания жидких радиоактивных отходов в народном хозяйстве.

Известен способ очистки водных радиоактивных отходов, заключающийся в упаривании ЖРО, получении конденсата и кубового остатка. Для очистки конденсата и локализации радионуклидов в кубовом остатке в процессе выпаривания в парогазовую фазу вводят озоносодержащий газ. Образующиеся в результате взаимодействия озона с органическими примесями органические кислоты различной основности вместе с радионуклидами попадают в кубовый остаток и связываются в соли. Далее кубовые остатки отверждают различными методами и хранят [2]. В этом случае происходит дополнительная очистка конденсата и одновременное увеличение содержания радионуклидов в кубовом остатке.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ переработки органических радиоактивных отходов [3]. Способ включает распыление жидких радиоактивных отходов форсункой и сжигание в псевдосжиженном слое гранулированного катализатора при температуре 600-700°С, очистку и охлаждение горячих отходящих газов, содержащих твердые частицы, оксиды серы и фосфорный ангидрид последовательно в циклоне, струйном скруббере, абсорбере-конденсаторе и аэрозольном фильтре.

Недостатками способа-прототипа являются сложное аппаратурное оформление, необходимость очистки газов от частиц, образующихся при истирании катализатора, отравление катализатора оксидами серы и фосфорным ангидридом, сложность извлечения и возврата в производство радионуклидов, в частности урана.

Задача изобретения - сокращение объема жидких радиоактивных отходов и уменьшение уровня их радиоактивности.

Поставленная задача достигается тем, что в способе очистки жидких радиоактивных отходов (ЖРО), включающем операции их термической обработки, согласно изобретению очистку ЖРО проводят в два этапа, на первом этапе в рабочий резервуар с помощью насоса помещают ЖРО из первой емкости и штамм грибов из второй емкости, причем соотношение ЖРО и штаммов микроорганизмов выбирают в пропорции 1 к 15, с помощью мотора-редуктора в рабочем резервуаре производят смешивание ЖРО и штаммов грибов со скоростью 5 об/мин, далее с помощью газовой горелки, находящейся под днищем рабочего резервуара, производят его постепенный разогрев сначала до 30°С, выдерживая температуру в течение 12 часов, на втором этапе производят выпаривание получившейся смеси с помощью дальнейшего разогревания рабочего резервуара до температуры 538°С, при этом выпаривание проводят до момента, когда в рабочем резервуаре с помощью датчика уровня фиксируют 2/3 от начального уровня раствора, при этом газ, образовавшийся в процессе выпаривания, выводят с верхней части рабочего резервуара и используют в прикладных целях. В качестве штамма грибов выбраны грибы вида Rhizopus arrhizus.

Достигаемым техническим результатом является повышение сохранности окружающей среды, достигаемое путем выпаривания отработанной радиоактивной биомассы микроорганизмов для ее дальнейшего надежного захоронения.

На фиг.1 представлена установка для осуществления предлагаемого способа, содержащая рабочий резервуар 1, мотор-редуктор со шнеком 2, газовую горелку 3, станцию подготовки природного газа 4, датчик расхода 5, предохранительный клапан 6, емкость с ЖРО 7, насос дозатора ЖРО 8, емкость со штаммом 9, насос-дозатор штамма 10, трубы для выделяемого газа 11, датчик уровня 12.

Предлагаемый способ работает следующим образом. В рабочий резервуар 1, установленный на основание, подают с помощью насоса-дозатора 8 ЖРО из емкости с ЖРО 7. Затем в рабочий резервуар 1 из емкости со штаммом 9 с помощью насоса-дозатора 10 подают микроорганизмы штамма. В качестве штамма могут использоваться, к примеру, грибы вида Rhizopus arrhizus. Все содержимое, находящееся в рабочем резервуаре 1 в пропорции 1 к 15, смешивается с помощью шнека мотора-редуктора 2. Далее начинается процесс нагревания с помощью включенной газовой горелки 3. Процесс протекает в два этапа: сначала рабочий резервуар 1 нагревается до температуры 30°С и выдерживается при этой температуре 12 часов, далее рабочий резервуар 1 продолжают нагревать до температуры 538°С. Выпаривание проводят до момента, когда в рабочем резервуаре 1 с помощью датчика уровня 12 фиксируют 2/3 от начального уровня раствора, при этом газ, образовавшийся в процессе выпаривания, выводят с верхней части рабочего резервуара и используют в прикладных целях.

При аварийной ситуации в резервуаре 1 с растворами срабатывает предохранительный клапан 6, который сбрасывает газ в атмосферу. После выпаривания раствора на 1/3 насосами-дозаторами 8 и 10 подаются ЖРО и микроорганизмы штамма. Для предохранения от передозировки растворов в резервуаре 1 установлен датчик уровня 12, который срабатывает в случае переполнения.

Источники информации

1. Коростылев Д.П. Водный режим и обработка радиоактивных вод АЭС, М.: Энергоатомиздат, 1983, с. 222-225

2. Авторское свидетельство СССР N 1730684, кл. G21F 9/08, 1992.

3. Патент РФ №2130209, МПК6 G21F 9/32, 9/14, F23G 7/00, 5/30, 1999.

1. Способ очистки жидких радиоактивных отходов (ЖРО), включающий операции их термической обработки, отличающийся тем, что очистку ЖРО проводят в два этапа, на первом этапе в рабочий резервуар с помощью насоса помещают ЖРО из первой емкости и штамм грибов из второй емкости, причем соотношение ЖРО и штаммов грибов выбирают в пропорции 1 к 15, с помощью мотора-редуктора в рабочем резервуаре производят смешивание ЖРО и штаммов грибов со скоростью 5 об/мин, далее с помощью газовой горелки, находящейся под днищем рабочего резервуара, производят его постепенный разогрев сначала до 30°С, выдерживая температуру в течение 12 часов, на втором этапе производят выпаривание получившейся смеси с помощью дальнейшего разогревания рабочего резервуара до температуры 538°С, при этом выпаривание проводят до момента, когда в рабочем резервуаре с помощью датчика уровня фиксируют 2/3 от начального уровня раствора, при этом газ, образовавшийся в процессе выпаривания, выводят с верхней части рабочего резервуара и используют в прикладных целях.

2. Способ очистки жидких радиоактивных отходов (ЖРО) по п.1, отличающийся тем, что в качестве штамма грибов выбраны грибы вида Rhizopus arrhizus.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области охраны окружающей среды от радиоактивного загрязнения и может быть использовано для обезвреживания жидких радиоактивных отходов (ЖРО).

Группа изобретений относится к атомной и радиохимической промышленности. Способ очистки жидкости, загрязненной радионуклидами, включает размещение в загрязненной жидкости как минимум по одному элементу из разных пористых материалов - гидрофильному и гидрофобному, один конец которых частично погружают в загрязненную жидкость, а на других путем пропускания электрического тока создают зону выпаривания, в которую транспортируют загрязненную жидкость за счет капиллярных свойств пористого материала, и где путем нагрева жидкости до кипения осуществляют компактирование загрязнений.
Изобретение относится к области локализации жидких радиоактивных отходов и предназначено для использования в атомной энергетике и на радиохимических производствах для отверждения радиоактивных расходов и пульп.
Изобретение относится к области локализации жидких радиоактивных отходов и предназначено для использования в атомной энергетике и на радиохимических производствах для отверждения радиоактивных расходов и пульп.

Изобретение относится к области атомной энергетики, системе безопасности АЭС. Создают два участка земли, первый - рабочий, второй - семенной, на которых высевают и выращивают аккумулирующие в большем объеме радиоактивные частицы растения.

Изобретение относится к области атомной энергетики, системе безопасности АЭС. Подготавливают два участка земли - рабочий и семенной, на рабочем участке высевают быстрорастущие растения.

Изобретение относится к полимерным композициям, применяемым в ядерной технике, а именно для кондиционирования низко- и среднеактивных отработанных ионообменных смол (ИОС).
Заявленное изобретение относится к способу отверждения тритийсодержащих нефтяных масел, из которых невозможно выделить радиоактивные вещества методом фильтрования.

Изобретение относится к способу локализации радиоактивных загрязнений, например, в зоне захоронения радиоактивных отходов, и может быть использовано для очистки грунтовых вод от растворенного в них радиоактивного радия-226 (226Ra).

Изобретение относится к области иммобилизации и хранения ядерных отходов. Предложена композиция содопированного оксидами самария и гадолиния алюмоборосиликатного стекла с повышенной радиационной стойкостью для иммобилизации и хранения радиоактивных отходов, состоящая из (молярные проценты): SiO2 62-65, В2О3 16-17, Al2O3 4-5, Na2O 12-13, ZrO2 1,7-1,9 и оксидов самария и гадолиния в концентрациях (молярные проценты): Sm2O3 0,15 и Gd2O3 0,15.

Изобретение относится к методам отверждения жидких радиоактивных отходов. Установка для отверждения жидких радиоактивных отходов содержит контейнер с перемешивающей мешалкой, узлы подачи ЖРО и наполнителя. Контейнер соединен с узлом подачи ЖРО трубопроводом, с узлом подачи наполнителя через винтовой питатель. Контейнер соединен дополнительно установленным винтовым питателем с термостатированной технологической емкостью, в крышке которой размещен патрубок ввода раствора наполнителя, преимущественно диатомита, патрубок ввода излучателя подключаемой ультразвуковой станции и патрубок вывода газа и паров жидкости. В полости дополнительной емкости смонтирован двухрежимный ТЭН, внутри нее установлен съемный поддон. В верхней газовой части конденсатора подключены ферроцианидные или аэрозольные фильтры, а в его нижней части - вентиль для отвода конденсата жидкости. Изобретение позволяет заменить цемент на диспергированный диатомит, обладающий высокими параметрами связующего материала. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области охраны окружающей среды от радиоактивного загрязнения и может быть использовано для снижения класса опасности жидких радиоактивных отходов (ЖРО), в том числе высокоактивных отходов (ВАО). Способ кондиционирования воды, содержащей тритий, заключается в соединении ее с предварительно приготовленной смесью порошков прокаленного оксида магния (MgO) и калия фосфорнокислого l-замещенного (KН2РO4), перемешивании до получения однородной суспензии, выдерживании ее до полного отверждения, при этом все компоненты берутся в стехиометрическом соотношении. Размер частиц окиси магния не превышает 100 мкм, а размер частиц калия фосфорнокислого l-замещенного (KН2РО4) не превышает 400 мкм. Изобретение позволяет получить плотную, однородную массу без визуально заметных трещин и отслоений, характеризуется высоким содержанием химически связанной тритиевой воды. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к способам обращения с радиоактивными отходами и может быть использовано для утилизации облученного графита. Cпособ глубинного захоронения облученного графита уран-графитовых ядерных реакторов включает предварительную подготовку отходов к глубинному захоронению, выбор тектонически устойчивых участков земной коры. В выбранных участках земной коры бурят скважину на глубину до 3500 м и одновременно проводят обсадку и цементаж затрубного пространства. В нижней части ствола скважины выполняют перфорацию. Область перфорации отсекают пакером. Облученный графит измельчают механическим способом до образования графитовых частиц размером менее 0,05 мм. Подготавливают смесь размельченного графита (до 250 г/л), бентонита (до 100 г/л) и пропанта (до 20 г/л) в воде. Выполняют гидроразрыв подготовленного пласта, не снижая давления в скважину, изоляцию отходов, затворение и установку цементного стакана. Последующие операции выполняют подъемом участков гидроразрыва вверх по скважине до глубины 1000 м. Изобретение позволяет проводить утилизацию облученного ядерного графита путем надежной изоляции в тектонически устойчивых пластах земной коры. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именно к области эксплуатации объектов по переработке радиоактивных материалов. Способ ликвидации аварии при разливе радиоактивных растворов, включающий нанесение на место разлива полимерсодержащей композиции, обеспечивающей поглощение пролитой жидкости, сушку полученной смеси и ее удаление с обрабатываемой поверхности. Полимерсодержащую композицию, способную поглощать водные органические растворы или их смеси, наносят в виде порошка или влажного геля и в ее состав предварительно вводят дезактивирующие вещества. Изобретение позволяет удалить с поверхности пролитой радиоактивной жидкости с одновременной очисткой поверхности, загрязненной в результате аварии. 5 з.п. ф-лы, 5 пр., 4 табл.
Изобретение относится к области переработки жидких радиоактивных промышленных отходов, в частности матричной иммобилизации. Способ синтеза минералоподобных матриц для изоляции радиоактивных веществ включает смешивание жидких радиоактивных отходов с керамообразующим материалов и застывание получающейся смеси. Керамообразующим материалом является смесь из дигидрофосфата калия (32-42) мас. %, магнезита (технического оксида магния), отожжённого при температуре (500-550)°С (13-20) мас.%, и воды (20-30) мас.%. Изобретение позволяет упростить технологический процесс синтеза минералоподобной матрицы при одновременной иммобилизации в ней радиоактивных отходов. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а точнее к области переработки радиоактивных отходов, и может быть использовано для целей безопасного и эффективного обращения с большим количеством жидких радиоактивных отходов различного уровня активности. Для этого радиоактивные растворы после дезактивации поверхностей защитного оборудования упаривают щелочные и кислотные растворы, содержащих гидроксид натрия, перманганат калия, щавелевую кислоту и азотную кислоту, до твердого остатка, кальцинируют, смешивают кальцинат с компонентами шихты, содержащей оксиды титана, кальция, железа(III), циркония и марганца(IV) и алюминия в определенном соотношении и сплавляют. Изобретение позволяет понизить температуру плавления получаемой керамики. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области ядерной энергетики, в частности к обращению с жидкими радиоактивными отходами (ЖРО) с целью их последующего длительного хранения и/или захоронения. Способ иммобилизации ЖРО в фосфатном компаунде включает регулирование уровня рН отходов, введение в полученный раствор последовательно при непрерывном перемешивании ионов двухвалентного никеля и ферроцианида калия и последующее отверждение полученной смеси путем добавления связующих реагентов дигидроортофосфата калия и оксида магния. Регулирование уровня рН отходов проводят до значений рН=1,8-2,2 путем добавления водного раствора гидроксида натрия с концентрацией 550-650 г/дм3. После введения ионов никеля и ферроцианида калия добавляют порошок борной кислоты. Изобретение позволяет иммобилизовать кислые высокосолевые аммоний- и железосодержащие ЖРО среднего уровня активности, содержащих актиниды и продукты деления ядерного топлива. 9 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл., 3 пр.

Изобретение относится к технологии обращения с жидкими радиоактивными отходами ядерного топливно-энергетического цикла. Способ очистки жидких радиоактивных отходов включает операции их термической обработки, очистку ЖРО проводят в два этапа. В рабочий резервуар с помощью насоса помещают ЖРО из первой емкости и штамм грибов из второй емкости. Соотношение ЖРО и штаммов грибов выбирают в пропорции 1 к 15, с помощью мотора-редуктора в рабочем резервуаре производят смешивание ЖРО и штаммов грибов со скоростью 5 обмин, далее с помощью газовой горелки, находящейся под днищем рабочего резервуара, производят его постепенный разогрев сначала до 30°С, выдерживая температуру в течение 12 часов. Производят выпаривание получившейся смеси с помощью дальнейшего разогревания рабочего резервуара до температуры 538°С. Выпаривание проводят до момента, когда в рабочем резервуаре с помощью датчика уровня фиксируют 23 от начального уровня раствора. Изобретение позволяет сократить объем жидких радиоактивных отходов и уменьшить уровень их радиоактивности. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх