DE19946392C2 - Vorrichtung für die Handhabung radioaktiv dotierter Abwässer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für die Handhabung radioaktiv dotierter Abwässer, insbesondere durch Radionuklide bei der medizinischen Therapie und Diagnostik, über Abklinganlagen mit Zwischenlagerung von Abwässern in Sammeltanks und Feststellung der zugelassenen Radioaktivität vor Ableitung in eine Kanalisation. Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE 28 51 781 A1 bekannt.

Es besteht im Krankenhausbereich in der Humanmedizin das Problem der Entsorgung der bei den Behandlungen anfallenden offenen Radionuklide, die verwendet werden, um Stoffwechselerkrankungen (Funktionsdiagnostik) oder lokale Defekte (Lokalisationsdiagnostik) zu diagnostizieren oder Entzündungen oder Mißbildungen gezielt therapieren zu können. Die dem Patienten applizierten Radionuklide werden überwiegend auf natürlichem Wege ausgeschieden.

Die Aktivitäten haben teilweise erhebliche Größenordnungen, insbesondere werden bei höheren regelmäßigen Patientenanzahlen und ganz besonders bei therapeutischer Anwendung beträchtliche Aktivitäten akkumuliert, mit denen die Umwelt beständig belastet wird.

Zulässige Umweltbelastungen sind in der StrSchV (Strahlenschutzverordnung) festgelegt. Die Genehmigungsbehörden für den Umgang mit radioaktiven Stoffen nennen individuell festgelegte Werte in ihren Zulassungen.

Die Vorschriften regeln, daß derjenige, welcher eine Genehmigung für den Umgang mit Radionukliden besitzt und den Umgang durchführt, sicherzustellen hat, daß die in der StrSchV oder der Umgangsgenehmigung genannten Werte eingehalten, insbesondere nicht überschritten werden und diese nach dem Stand von Wissenschaft und Technik so niedrig wie möglich und wirtschaftlich vertretbar gehalten werden.

Die regelmäßige Bilanzierung aller vom Lieferanten erhaltenen, an Patienten applizierten oder im Labor verbrauchten Nuklide und Aktivitäten und aller intern oder extern an die Umwelt abgegebenen Radioaktivitäten weist generell sowohl in der Diagnostik wie in der Therapie bei praktisch allen Institutionen beträchtliche Mängel auf. Hierbei kann das Argument, es handele sich fast immer um kurzlebige (kurze Halbwertzeiten) Nuklide, nicht akzeptiert werden, da ja ein ständiger Nachschub erfolgt und dieser höher sein kann als der physikalisch-radioaktive Zerfall.

Nur für Therapieabteilungen besteht die unumgängliche Vorschrift, Fäkalien und auch Wasch- oder Duschwasser aufzufangen und mindestens solange zu lagern, bis die höchste zulässige Aktivitätskonzentration und bis für alle hierbei abgelassenen Abwässer im Jahr eine Gesamtaktivität unterschritten wird.

Es ist bekannt, daß die Aktivitäten der in Sammelbehältern gelagerten Abwässer vor dem Ablassen durch einzelne Probenentnahmen oder durch kontinuierliche Durchflußmessung während eines kompletten Umpumpvorgangs oder durch großvolumige Detektoren jedes Sammeltanks ermittelt werden. Es handelt sich beispielsweise bei JOD-131 um die sehr geringen Aktivitätskonzentrationen von 7 Bq pro Liter. Sowohl bei der Probenentnahme als auch bei der Durchflußmessung oder der "Gesamt"-Messung entstehen ganz erhebliche Meßunsicherheiten infolge der sehr geringen Aktivitätskonzentrationen, der Inhomogenität der Fäkalien oder der ungenügenden Verweildauer des Volumenelementes im Durchflußzähler oder der nicht kalkulierbaren Selbstabsorption im Medium Fäkalie bei der "Gesamt"-Messung. Die notwendigen Abklingzeiten betragen in der Regel mindestens 16 HWZ, d. h. bei JOD- 131 rund 130 Tage. Die Abklingfaktoren haben Potenzen von 10^-5 oder 10^-6.

Aus der DE 28 51 781 A1 ist eine übliche Anlage zur Erfassung der Werte mit Detektoren in den Sammeltanks einer Abklinganlage zu entnehmen. Dabei ist jeweils ein Sammeltank zum Ansammeln und ein zweiter zum Abklingen der kontaminierten Abwässer vorgesehen. Zusätzlich ist hierbei ein getrennter Teil zur medizinischen Auswertung der Aktivitäten einzelner Patienten über einen Meßtank bekannt, wobei ermittelt wird, welche Aktivität der einzelnen Patient ausgeschieden hat, um dem behandelnden Mediziner entsprechende Daten zu liefern.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art zu verbessern, um mit geringem Aufwand eine relativ genaue Erfassung des Inhaltes von Sammelbehältern auf einfache Weise zu ermöglichen und eine beschränkte Lagerkapazität optimal auszunutzen, den medizinischen Umgang zu optimieren, sowie eine Einhaltung der vorgegebenen Bestimmungen zu ermöglichen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmalskombination des Anspruchs 1.

Der Vorteil dieser Ausbildung besteht darin, daß die zugeführten Abwässer zum Sammeltank und ihre Aktivitäten genau erfaßbar sind. Durch die Messung vor Beginn der Lagerung sind somit die aufgefangenen Nuklide und Aktivitäten explizit bekannt. Die notwendige Abklingzeit ist unmittelbar vorauskalkulierbar; damit wird auch der Umfang des genehmigten Umgangs mit Radionukliden zu jeder Zeit im voraus konkret beschränk- oder erweiterbar.

Die Meßwerte sind gegenüber einer nachträglichen Aktivitätsmessung vor Abschluß der Abklingzeit um viele Größenordnungen höher, die Statistik der stochastischen Ereignisse Radioaktivität ist signifikant besser. Es ergeben sich viel größere Meßgenauigkeiten und geschickte Disposition der gewählten Sammeltanks werden höhere und Abwasser- und Aktivitätendurchsätze oder auch kürzere Lagerzeiten erzielt.

Da die Gesamtaktvitäten der großen Sammeltanks im voraus genau berechnet werden, kann darauf verzichtet werden, in den Abwässern vor dem Abpumpen durch Rühr- oder andere Mischverfahren eine sicher homogene Aktivitätenverteilung zu erzwingen, wie es bei nachträglichen Meßverfahren unumgänglich notwendig, aber in der Praxis realistisch nicht erreichbar ist.

Die rechtzeitige Kalkulation mit verschiedenen Nukliden und unterschiedlichen Aktivitäten macht es möglich, die Beschickung der Sammeltanks der Anlage selektiv und nicht zyklisch zu wählen.

Eine vorteilhafte Ausbildung besteht darin, daß mehrere Sammeltanks parallel angeordnet sind. In Weiterbildung ist vorgesehen, daß die parallel angeordneten Sammeltanks jeweils für unterschiedlich hohe Aktivitäten und/oder verschiedene Nuklide angeordnet und über die Steuer- und Recheneinheit beschickbar sind.

Eine günstige Ausbildung wird dadurch geschaffen, daß der Puffertank als Teil einer Vakuumanlage ausgebildet ist.

Um eine vorteilhafte Erfassung und Steuerung zu gewährleisten, wird vorgeschlagen, daß die Meßdaten des Meßtanks in die Steuer- und Recheneinheit einspeisbar, die Radioaktivitäten und/oder Nuklide der aufgenommenen Abwässer der Sammelbehälter bilanziert und nach einer vorgegebenen Abklingzeit über ein Rechnerprogramm eine Ableitung nach Erreichen der eingestellten Werte steuerbar ist.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer Ausbildung mit zwei parallelen Sammeltanks

Fig. 2 eine konkretisierte Ausbildung als Vakuumanlage ohne dargestellter Steuer- und Recheneinheit.

Bei der dargestellten Anordnung werden die Fäkalien als Abwasser von einer Toilette 30 einem Puffertank 1 zugeführt. Hierbei ist der Puffertank 1 entweder als Schwerkraftbehälter oder Vakuumbehälter ausgeführt. Aus dem Puffertank 1 werden die Abwässer in einen Meßtank 19 überführt, der eine integrierte Meßsonde 20 zur Radioaktivitätsbestimmung aufweist. Die entsprechenden Meßwerte werden einer Steuer- und Recheneinheit 31 zugeführt und verarbeitet. Anschließend wird der Meßtank 19 entleert und die Abwässer werden somit chargenweise einem ausgewählten Sammeltank 32 zugeführt, wobei nunmehr die erforderliche Messung vor Beginn der Lagerung durchgeführt wurde. Die auf diese Weise im Sammeltank 32 aufgefangenen Nuklide und Aktivitäten sind somit bezüglich der notwendigen Abklingzeit über die Steuer- und Recheneinheit 31 im voraus kalkulierbar.

Wenn die geforderten Werte im Sammeltank 32 erreicht sind, werden die gesammelten Abwässer über eine Pumpe 33 in eine Kanalisation 34 geleitet.

Die Steuer- und Recheneinheit 31 ist entsprechend den Erfordernissen voreingestellt, und in bekannter Weise wird eine erforderliche Ventil- und Pumpensteuerung vorgenommen.

In der Ausführung gemäß Fig. 2 ist eine konkretisierte Ausbildung ohne näher dargestellte Steuer- und Recheneinheit 31 gezeigt, wobei Ventilstellungen erfaßt und Ventilsteuerungen programmgemäß durchgeführt werden. Die Steuerung des Gesamtsystems erfolgt durch eine SPS-Steuerung, der zur Vereinfachung des Handlings und Managements eine PC-Visualisierung zugeschaltet wird.

Es ist hierbei vorgesehen, daß mit einem Vakuumerzeuger 2 ein Puffertank 1 unter Vakuum gesetzt wird. Ein in den Kreislauf eingeschalteter Kugelhahn 10 der Pumpenleitung ist geöffnet sowie mit einem Rückschlagventil 9 versehen und die Luft wird über einen Filter 14 und einem Wärmetauscher 29 zur Erwärmung der Luft für die Verhinderung eines Kondensats abgepumpt. Eventuell dennoch entstandenes Kondensat wird in den Puffertank zurückgeführt. Die Druckverhältnisse im Puffertank 1 werden durch einen Druckschalter 7 geregelt. Das entstandene Vakuum wird durch ein Manometer 6 angezeigt. Ein in dieser Meßleitung angeordnetes Magnetventil 8 wird nur zur Herstellung einer Außenverbindung geöffnet, wenn der Puffertank 1 über einen geöffneten Absperrschieber 11 mit einer Abwasserpumpe 3 insgesamt abgepumpt wird.

Die Abwässer gelangen über einen geöffneten Kugelhahn 4 eines Zulaufs 5 in den Puffertank 1, wobei der Absperrschieber 11 geschlossen ist. Der Puffertank 1 besitzt entsprechend Sensoren 15, 16 und 17 für den Füllstand, wobei der Sensor 15 die für die Messung hinreichene Füllung angibt, der Sensor 16 den unteren Füllstand und Sensor 17 die Überfüllung meldet.

Wenn die Füllhöhe 15 erreicht wird, werden die Magnetventile 24 und 25 zur Befüllung in den Verbindungsleitungen des Meßtanks 19 geöffnet. Hierzu wird gegebenenfalls eine Dosierpumpe 18 eingesetzt, wenn ein natürlicher Niveauausgleich nicht erfolgt. Nach Befüllung des Meßtanks 19 werden die Ventile 24 und 25 geschlossen und über die eingesetzte Meßsonde 20 die Aktivität ermittelt. Nunmehr wird der Meßtank 19 über die Pumpe 3 entleert, wobei die Magnetventile 22 und 27 in der Luftzuführung und Ableitung geöffnet werden. Über das Ventil 22 kann somit Luft nachströmen, und die gemessenen Abwässer können durch die Pumpe 3 in eine Rohrleitung zum Sammeltank 32 gedrückt werden. Der Meßbehälter 19 läßt sich auch mit Druckluft, welches über das Ventil 22 unmittelbar eingeführt wird, in die Rohrleitung zum Sammeltank 32 entleeren.

Das Meßvolumen des Meßtanks 19 kann kleiner sein als das Volumen des gesamten Rohrinhaltes bis zum Sammeltank 32, deshalb tritt gegebenenfalls das gemessene Volumen erst mit der nächsten Charge in dem Sammeltank 32 ein.

Dieser Vorgang wird solange wiederholt bis der untere Füllstand 16 erreicht ist.

Claims (4)

1. Vorrichtung für die Handhabung radioaktiv dotierter Abwässer, insbesondere durch Radionuklide bei der medizinischen Therapie und Diagnostik, über Abklinganlagen mit Zwischenlagerung von Abwässern in Sammeltanks (32) und Feststellung der zugelassenen Radioaktivität vor Ableitung in eine Kanalisation (34), dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte anfallende Abwasser einem den Sammeltanks (32) vorgeschalteten Puffertank (1) als Auffangbehälter zuführbar ist, der unter Zwischenschaltung eines Meßtanks (19) mit einer integrierten Meßsonde (20) zur Radioaktivitäts- und/oder Nuklidbestimmung in einen Sammeltank (32) chargenweise entleerbar ist und daß die ermittelten Meßdaten der Chargen einer zugeordneten Steuer- und Recheneinheit (31) zur Volumen- und Aktivitätenbilanzierung der Sammeltanks (32) zuführbar sind und daß die Sammeltanks (32) im Abgleich zu einer eingestellten Radioaktivität nach einer im Voraus errechenbaren Abklingzeit entleerbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Sammeltanks (32) parallel angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die parallel angeordneten Sammeltanks (32) jeweils für unterschiedlich hohe Radioaktivitäten und/oder verschiedene Nuklide angeordnet und über die Steuer- und Recheneinheit (31) beschickbar sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Puffertank (1) als Teil einer Vakuumanlage ausgebildet ist.