EP4154279B1 - Process for liquid decontamination of radioactively contaminated objects with process-water retreatment - Google Patents
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Description
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Nassdekontamination von radioaktiv kontaminierten Werkstücken mit einer Prozesswasseraufbereitung.The subject of the present invention is a method for wet decontamination of radioactively contaminated workpieces using process water treatment.
In kerntechnischen Anlagen wie beispielsweise Kernkraftwerken können regelmäßig Oberflächen radioaktiv kontaminiert sein, in dem sich radioaktive Stoffe auf diesen anlagern. Wenn solche Kontaminationen entfernt werden müssen, beispielsweise im Rahmen eines Rückbaus einer kerntechnischen Anlage werden verschiedene Verfahren eingesetzt, unter anderem eine Nassdekontamination. Hier werden die zu reinigenden Oberflächen von Werkstücken mit flüssigen Dekontaminationsmitteln gereinigt, in dem die Oberfläche mit dem flüssigen Dekontaminationsmittel in Kontakt gebracht wird, beispielsweise in Form eines Tauchbades oder auch durch Aufbringen des flüssigen Dekontaminationsmittels auf die Oberfläche unter Druck. Hierbei werden regelmäßig flüssige Dekontaminationsmittel auf Wasserbasis eingesetzt. Hierbei kann das flüssige Dekontaminationsmittel vollständig aus Wasser bestehen, jedoch können dem Wasser auch weitere Stoffe hinzugefügt werden, die auf die kontaminierenden Stoffe und/oder die Oberfläche abgestimmt sind, beispielsweise Seife oder auch Komplexbildner, die mit bestimmten radioaktiven Stoffen oder Verbindungen Komplexe bilden, die beispielsweise ausfällen.In nuclear facilities such as nuclear power plants, surfaces can regularly be radioactively contaminated, with radioactive substances accumulating on them. If such contamination needs to be removed, for example as part of the dismantling of a nuclear facility, various methods are used, including wet decontamination. Here, the surfaces of workpieces to be cleaned are cleaned with liquid decontaminants by bringing the surface into contact with the liquid decontaminant, for example in the form of an immersion bath or by applying the liquid decontaminant to the surface under pressure. Water-based liquid decontamination agents are regularly used. The liquid decontamination agent can consist entirely of water, but other substances can also be added to the water that are tailored to the contaminating substances and/or the surface, for example soap or complexing agents that form complexes with certain radioactive substances or compounds for example, failures.
Ziel der Nassdekontamination ist zumindest die Reduktion der Kontamination des Werkstücks, so dass das flüssige Dekontaminationsmittel nach der Nassdekontamination (das Prozesswasser) eine radioaktive Kontamination aufweist, so dass eine Aufbereitung des Prozesswasser notwendig ist, um das gereinigte Prozesseinem Abgabepfad zur Abgabe zuzuführen,The aim of wet decontamination is at least to reduce the contamination of the workpiece, so that the liquid decontamination agent after wet decontamination (the process water) has radioactive contamination, so that the process water must be treated in order to contain the cleaned process to supply the delivery path for delivery,
Aus der
Weiterhin sind viele Elemente in kerntechnischen Anlagen beschichtet, beispielsweise mit einer Dekont-Farbe nach DIN 25415, um die Kontamination des Elementes zu vermeiden und/oder diese im Betrieb diese leicht entfernbar zu machen. Im Laufe der Zeit können in kerntechnischen Anlagen viele Elemente mehrfach beschichtet werden. Dies wird insbesondere durchgeführt, um Löcher, Risse oder ähnliches in unterhalb der neuen Beschichtung liegenden Bereichen, die sowohl eine ältere Beschichtung als auch die Oberfläche des Elementes selbst darstellen können, zu schließen, da sich im Falle einer radioaktiven Kontamination in diesen regelmäßig kontaminierte Partikel oder Stoffe ansammeln. Beim Rückbau einer kerntechnischen Anlage sind dabei bei vielen Elementen die Beschichtungen zu entfernen. Da diese Beschichtungen ganz überwiegend wenn überhaupt nur gering radioaktiv kontaminiert sind, werden hier andere Prozesse eingesetzt als bei der Nassdekontamination. Insbesondere können Prozessmedien auf Wasserbasis, bevorzugt Prozesswasser, zur Entschichtung der Elemente eingesetzt werden. Dieses Prozesswasser ist dabei üblicherweise wesentlich geringer mit radioaktiven Kontaminationen belastet als das flüssige Dekontaminationsmittel nach der Nassdekontamination. Das flüssige Dekontaminationsmittel nach der Nassdekontamination wird üblicherweise einer sehr aufwändigen Aufbereitung unterzogen, die eine Verdampfung des Dekontaminationsmittels zur Isolierung von radioaktiv kontaminierten Partikel umfasst.Furthermore, many elements in nuclear facilities are coated, for example with a decont paint according to DIN 25415, in order to avoid contamination of the element and/or to make it easily removable during operation. Over time, many elements in nuclear facilities can be coated multiple times. This is carried out in particular in order to close holes, cracks or the like in areas below the new coating, which can represent both an older coating and the surface of the element itself, since in the event of radioactive contamination, contaminated particles or accumulate substances. When dismantling a nuclear facility, the coatings of many elements have to be removed. Since these coatings are predominantly, if at all, only slightly radioactively contaminated, different processes are used here than for wet decontamination. In particular, water-based process media, preferably process water, can be used to strip the elements. This process water is usually significantly less contaminated with radioactive contamination than the liquid decontamination agent after wet decontamination. The liquid decontaminant after wet decontamination is usually subjected to a very complex preparation, which includes evaporation of the decontaminant to isolate radioactively contaminated particles.
Um die entsprechende radioaktive Kontamination aus dem Prozesswasser einer Entschichtung zu entfernen ist es bekannt, das Prozesswasser durch einen mit Aktivkohle versetzten Filter zu führen, so dass die radioaktive Kontamination in dem Filter gebunden wird. Dann muss der entsprechende Filter üblicherweise einer Endlagerung unterzogen werden.In order to remove the corresponding radioactive contamination from the process water during decoating, it is known to pass the process water through a filter containing activated carbon so that the radioactive contamination is bound in the filter. Then the corresponding filter usually has to be subjected to final storage.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden.Proceeding from this, the present invention is based on the object of at least partially overcoming the disadvantages known from the prior art.
Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.This task is solved with the features of the independent claims. Further advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims. The features listed individually in the dependent claims can be combined with one another in a technologically sensible manner and can define further embodiments of the invention. In addition, the features specified in the claims are specified and explained in more detail in the description, with further preferred embodiments of the invention being presented.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Entschichten von beschichteten Elementen einer kerntechnischen Anlage, umfasst eine Hochdruckbehandlung mit einem Prozesswasser, bei dem das Prozesswasser zur Aufbereitung zumindest einer zweistufigen Aufbereitung zu einem Reinwasser unterzogen wird:
- a) einer Unterdruckfiltrierung, bei der ein poröser Filtergurt mit einer Unterseite über eine Filterkammer geführt wird, die mit einem Unterdruck relativ zum Druck oberhalb des Filtergurtes beaufschlagt wird, wobei Prozesswasser so geführt wird, dass es mit einer der Unterseite gegenüberliegenden Oberseite des Filtergurtes in Kontakt kommt, so dass Prozesswasser durch den anliegenden Unterdruck von der Oberseite durch den Filtergurt zur Unterseite des Filtergurtes geführt wird, wobei zumindest ein Teil von im Prozesswasser enthaltenen Feststoffen als Filterkuchen auf dem Filtergurt verbleibt, der in einen Sammelbehälter überführt wird, wobei das von den Feststoffen zumindest teilweise befreite Prozesswasser als Filtrat abgeführt wird; und
- b) einem Abtrennen von Kohlenwasserstoffen, bei dem das Prozesswasser einer Koaleszenzabscheidung zur Abtrennung von Kohlenwasserstoffen unterzogen wird.
- a) a vacuum filtration, in which a porous filter belt with an underside is guided over a filter chamber which is subjected to a negative pressure relative to the pressure above the filter belt, with process water being guided in such a way that it comes into contact with an upper side of the filter belt opposite the underside comes, so that process water is guided by the applied negative pressure from the top through the filter belt to the underside of the filter belt, with at least some of the solids contained in the process water remaining as filter cake on the filter belt, which is transferred to a collecting container, whereby the process water, at least partially freed from the solids, is discharged as filtrate; and
- b) a separation of hydrocarbons, in which the process water is subjected to coalescence separation to separate hydrocarbons.
Unter dem Begriff der Entschichtung wird die Entfernung einer oder mehrere Beschichtungen verstanden, die auf der Oberfläche des beschichteten Elements aufgetragen sind. Die Beschichtung umfasst dabei insbesondere ein Lack und/oder ist auf Polymerbasis aufgebaut. Unter einer Hochdruckbehandlung wird die Beaufschlagung der Oberfläche des beschichteten Elementes mit Prozesswasser verstanden, welches unter einem hohen Druck, insbesondere einem Druck von 500 bar bis 2500 bar auf die Oberfläche ausgetragen wird. Das Prozesswasser ist dabei bevorzugt auf eine Temperatur von bis zu 60°C temperiert. Als Prozesswasser wird bevorzugt Deionat, also entmineralisiertes Wasser, eingesetzt. Unter Deionat wird hier insbesondere ein Wasser mit einer elektrischen Leitfähigkeit von 3 µS/cm [Mikrosiemens pro Zentimeter] oder weniger, insbesondere von 0,1 µS/cm oder weniger verstanden. Die Temperierung auf bis zu 60°C erfolgt insbesondere unter Berücksichtigung der Erwärmung des Prozesswassers bei der Entspannung von dem genannten hohen Druck auf Umgebungsdruck. Insbesondere wird vor der Entspannung das Prozesswasser auf eine Temperatur unterhalb der Umgebungstemperatur abgekühlt, insbesondere auf 10°C und weniger.The term decoating means the removal of one or more coatings that are applied to the surface of the coated element. The coating in particular comprises a lacquer and/or is polymer-based. High-pressure treatment means the application of process water to the surface of the coated element, which is discharged onto the surface under high pressure, in particular a pressure of 500 bar to 2500 bar. The process water is preferably tempered to a temperature of up to 60°C. Deionate, i.e. demineralized water, is preferred as process water. Here, deionate is understood to mean, in particular, water with an electrical conductivity of 3 µS/cm [microSiemens per centimeter] or less, in particular 0.1 µS/cm or less. The temperature control up to 60°C takes place in particular taking into account the heating of the process water when the pressure is relaxed from the high pressure mentioned to ambient pressure. In particular, before the expansion, the process water is cooled to a temperature below the ambient temperature, in particular to 10 ° C and less.
Durch die Hochdruckbehandlung wird zumindest ein Teil der Beschichtung in Form von Partikeln entfernt. Da das beschichtete Element Teil einer kerntechnischen Anlage ist bzw. war, kann eine radioaktive Kontamination nicht ausgeschlossen werden. Das Prozesswasser enthält also Partikel, die gegebenenfalls radioaktiv kontaminiert sein können.The high-pressure treatment removes at least part of the coating in the form of particles. Since the coated element is or was part of a nuclear facility, radioactive contamination cannot be ruled out. The process water therefore contains particles that may possibly be radioactively contaminated.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird das Prozesswasser aufbereitet. Das Prozesswasser umfasst vor der Aufbereitung Wasser, gegebenenfalls Feststoffe, also Stoffe, die fest und damit nicht im Wasser gelöst sind, und gegebenenfalls im Wasser nicht lösbare Flüssigkeiten wie zum Beispiel Kohlenwasserstoffe wie beispielsweise Öle. Die Feststoffe liegen gegebenenfalls als Schwebstoffe, Schwimmstoffe und/oder Geschiebe vor. Schwebstoffe (suspendierte Stoffe) sind im Prozesswasser enthaltene Feststoffe, die nicht in Lösung gehen und wegen ihrer geringen Größe und zu Wasser ähnlichen Dichte in der Schwebe gehalten werden. Schwimmstoffe sind im Prozesswasser enthaltene Feststoffe, die nicht in Lösung gehen und an der Oberfläche des Prozesswassers schwimmen. Geschiebe sind Feststoffe, die aufgrund ihrer Dichte im Prozesswasser nach unten sinken.As part of the present invention, the process water is treated. Before treatment, the process water includes water, possibly solids, i.e. substances that are solid and therefore not dissolved in water, and possibly liquids that are not soluble in water, such as hydrocarbons such as oils. The solids may be present as suspended matter, floating matter and/or bedload. Suspended solids are solids contained in the process water that do not dissolve and are kept in suspension because of their small size and density similar to water. Floating solids are solids contained in the process water that do not dissolve and float on the surface of the process water. Bedloads are solids that sink down in the process water due to their density.
Sowohl die Feststoffe, als auch die gelösten chemischen Verbindungen und die im Prozesswasser nicht lösbaren Flüssigkeiten können Radioisotope umfassen. Bei der Aufbereitung des Prozesswassers erfolgt eine Reduktion der Radioisotopkonzentration, so dass das Reinwasser in einen Abgabepfad abgegeben werden kann, beispielsweise in eine Abwasseraufbereitung zur späteren Einleitung in ein Gewässer, beispielswese in einen Fluss, oder erneut als Prozesswasser für die Entschichtung eingesetzt werden kann, gegebenenfalls unter Zusetzung von frischem Wasser bzw. Deionat. Hierzu sollte das Reinwasser bestimmte Grenzwerte unterschreiten, insbesondere im Hinblick auf die Partikelfracht, die radiologische Aktivität, die elektrische Leitfähigkeit und/oder die Partikelgrößenverteilung der Partikel im Prozesswasser beziehungsweise Reinwasser.Both the solids and the dissolved chemical compounds and the liquids that are not soluble in the process water can contain radioisotopes. During the treatment of the process water, the radioisotope concentration is reduced, so that the pure water can be released into a delivery path, for example into a wastewater treatment for later discharge into a body of water, for example into a river, or can be used again as process water for decoating, if necessary with the addition of fresh water or deionized water. For this purpose, the pure water should fall below certain limit values, especially with regard to the particle load, the radiological activity, the electrical conductivity and/or the particle size distribution of the particles in the process water or pure water.
Die Hochdruckbehandlung eines Elementes selbst umfasst bevorzugt die Beaufschlagung einer Oberfläche des Elements mit Prozesswasser, welche unter einem Druck von insbesondere 500 bar bis 2.500 bar ausgetragen und auf die Oberfläche gelenkt wird. Dies kann sowohl durch eine händische Führung einer entsprechenden Hochdrucklanze erfolgen als auch durch einen entsprechenden Manipulator, der eine Hochdrucklanze automatisiert führt. Das Prozesswasser ist dabei insbesondere Deionat. Das Prozesswasser kann dabei bevorzugt temperiert werden, wobei die Temperatur des Prozesswassers bevorzugt in Abhängigkeit von den zu entfernenden Stoffen gewählt wird. Bevorzugt ist ein Temperaturbereich von 8° C bis 60° C.The high-pressure treatment of an element itself preferably includes the application of process water to a surface of the element, which is discharged under a pressure of in particular 500 bar to 2,500 bar and directed onto the surface. This can be done either by manually guiding a corresponding high-pressure lance or by using a corresponding manipulator, which automatically guides a high-pressure lance. The process water is in particular deionized water. The process water can preferably be tempered, with the temperature of the process water preferably being selected depending on the substances to be removed. A temperature range of 8° C to 60° C is preferred.
Die Unterdruckfiltrierung gemäß Schritt a) wird auch als Vakuumbandfiltrierung bezeichnet. Als Filtergurt wird dabei bevorzugt ein Filtergurt aus einem Kunststoff, insbesondere einem Elastomer eingesetzt. Insbesondere kann auch ein mehrteiliger Filtergurt eingesetzt werden, bei dem ein bewegbarer Tragegurt mit einem porösen Filterelement, beispielweise einem porösen Filtertuch, versehen wird. Insbesondere kann durch die Unterdruckfiltrierung eine zumindest teilweise Abtrennung von Feststoffen aus dem Prozesswasser erfolgen.The vacuum filtration according to step a) is also referred to as vacuum belt filtration. A filter belt made of a plastic, in particular an elastomer, is preferably used as the filter belt. In particular, a multi-part filter belt can also be used, in which a movable carrying belt is provided with a porous filter element, for example a porous filter cloth. In particular, the vacuum filtration can at least partially separate solids from the process water.
Die Koaleszenzabscheidung in Schritt b) beruht auf einem Entmischungsphänomen, in dem dispergierte Flüssigkeitstropfen, beispielsweise Kohlenwasserstofftropfen, sich zu größeren Tropfen und insbesondere zu einer kolloiden Phase verbinden, die aus dem Prozesswasser entfernt werden kann. Hierdurch können Flüssigkeiten mit einer kleineren Dichte als Wasser wie insbesondere Kohlenwasserstoffe wie beispielweise Öl, Benzin, Alkohole, Aromaten und/oder bestimmte andere organische Lösungsmittel abgeschieden und aus dem Prozesswasser entfernt werden.The coalescence deposition in step b) is based on a segregation phenomenon in which dispersed liquid drops, for example hydrocarbon drops, combine to form larger drops and in particular to form a colloid phase that can be removed from the process water. This allows liquids with a lower density than water, in particular hydrocarbons such as oil, gasoline, alcohols, aromatics and/or certain other organic solvents, to be separated and removed from the process water.
Die Schritt a) und b) können in beliebiger Reihenfolge durchgeführt werden.Steps a) and b) can be carried out in any order.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt eine Entschichtung von potentiell radioaktiv kontaminierten beschichteten Elementen bei einer Aufbereitung des Prozesswassers, welche eine zumindest teilweise erneute Verwendung des Prozesswassers zur Hochdruckbehandlung , und/oder eine Einleitung in Gewässer ermöglicht, ohne dass Sekundärabfälle anfallen. Insbesondere erlauben die Schritte a) und b) eine Aufbereitung des Prozesswassers ohne, dass Filtermedien anfallen, die aufgrund einer Beladung mit Radioisotopen endgelagert werden müssen.The method according to the invention allows a decoating of potentially radioactively contaminated coated elements during treatment of the process water, which enables at least partial reuse of the process water for high-pressure treatment and/or discharge into bodies of water, without generating secondary waste. In particular, steps a) and b) allow the process water to be treated without producing filter media that have to be disposed of due to being loaded with radioisotopes.
Bevorzugt wird in Schritt a) der Filtergurt umlaufend bewegt. Dies ermöglicht eine einfache Prozessführung in Schritt a). Bevorzugt kann der Filterkuchen einfach während es Umlaufs des Filtergurtes beispielsweise durch ein mechanisches Trennelement wie eine Klinge oder ähnliches vom Filtergurt getrennt und in den Sammelbehälter überführt werden. Dies ermöglicht eine sekundärfilterfreie Aufbereitung des Prozesswassers. Es entstehen also keine Sekundärfiltermedien, die ebenfalls entsprechend der radiologischen und chemischen Kontamination dekontaminiert oder eingelagert werden müssen.In step a), the filter belt is preferably moved in a rotating manner. This enables simple process management in step a). Preferably, the filter cake can simply be separated from the filter belt while the filter belt is rotating, for example by a mechanical separating element such as a blade or the like, and transferred to the collecting container. This enables the process water to be treated without secondary filters. This means that no secondary filter media is created, which also needs to be decontaminated or stored in accordance with the radiological and chemical contamination.
Bevorzugt wird mindestens eine der folgenden Flüssigkeiten:
- A) das Prozesswasser,
- B) das Filtrat und
- C) das Reinwasser
- A) the process water,
- B) the filtrate and
- C) the pure water
Unter UV-Strahlung wird ultraviolette elektromagnetische Strahlung verstanden. Unter UV-Strahlung wird insbesondere elektromagnetische Strahlung einer Wellenlänge von 100 nm [Nanometer] bis 400 nm verstanden.UV radiation refers to ultraviolet electromagnetic radiation. UV radiation is understood to mean, in particular, electromagnetic radiation with a wavelength of 100 nm [nanometers] to 400 nm.
Durch die Bestrahlung mit UV-Strahlung wird eine Reduktion der Keimzahl in der Flüssigkeit erreicht. Weist also die Flüssigkeit eine biologische Kontamination auf, so werden die entsprechenden Keime, insbesondere Bakterien und Viren, durch die UV-Strahlung inaktiviert, so dass auch die biologische Kontamination unter vorgebbare Grenzwerte reduziert werden kann. Als Strahlungsquelle kommt dabei bevorzugt eine Dampflampe, wie beispielsweise mindestens eine Quecksilberdampflampe und/oder mindestens eine LED (lichtemittierende Diode) mit entsprechender Strahlungscharakteristik zum Einsatz.Exposure to UV radiation reduces the number of germs in the liquid. If the liquid has biological contamination, the corresponding germs, in particular bacteria and viruses, are inactivated by the UV radiation, so that the biological contamination can also be reduced below predetermined limit values. The radiation source is preferably a vapor lamp, such as at least one mercury vapor lamp and/or at least one LED (light-emitting diode) with corresponding radiation characteristics is used.
Bevorzugt wird mindestens eine der folgenden Flüssigkeiten:
- A) das Prozesswasser,
- B) das Filtrat und
- C) das Reinwasser
- i) Messung der radiologischen Aktivität;
- ii) Messung der elektrischen Leitfähigkeit;
- iii) Messung der Partikelfracht und
- iv) Messung der Partikelgrößenverteilung.
- A) the process water,
- B) the filtrate and
- C) the pure water
- i) measurement of radiological activity;
- ii) measurement of electrical conductivity;
- iii) measurement of particle load and
- iv) Measurement of particle size distribution.
Unter der Partikelfracht wird die Masse der in der jeweiligen Flüssigkeit enthaltenen Partikel verstanden. Unter der Partikelgrößenverteilung wird die Häufigkeitsverteilung einer Größe der Partikel verstanden.The particle load is understood to mean the mass of the particles contained in the respective liquid. The particle size distribution is understood to mean the frequency distribution of a size of the particles.
Die in i), ii), iii) und/oder iv) erhaltenen Messwerte können bevorzugt zur Regelung des Verfahrens eingesetzt werden, insbesondere im Hinblick auf die Reihenfolge der Schritte a) und b).The measured values obtained in i), ii), iii) and/or iv) can preferably be used to regulate the process, in particular with regard to the order of steps a) and b).
Bevorzugt werden die Prozessparameter zumindest eines der Schritte a) und b) in Abhängigkeit von den Ergebnissen mindestens einer der durchgeführten Messungen verändert. Insbesondere kann die Geschwindigkeit, mit der der Filtergurt bewegt wird, und/oder der Unterdruck in der Filterkammer basierend auf dem Ergebnis mindestens einer der durchgeführten Messungen verändert werden.The process parameters of at least one of steps a) and b) are preferably changed depending on the results of at least one of the measurements carried out. In particular, the speed at which the filter belt is moved and/or the negative pressure in the filter chamber can be changed based on the result of at least one of the measurements carried out.
Bevorzugt wird das Reinwasser zur Durchführung einer Hochdruckbehandlung eingesetzt. So kann das Reinwasser zumindest teilweise in einem Kreislauf verwendet werden.The pure water is preferably used to carry out a high-pressure treatment. This means that the pure water can at least partially be used in a circuit.
Bevorzugt werden in Schritt b) sich absetzende Partikel in einem Sammelbehälter aufgenommen. In der Koaleszenzabscheidung strömt das Prozesswasser mit vergleichsweise geringen Strömungsgeschwindigkeiten, die ein Absetzen von Schwebstoffen ermöglichen. Um hier eine unkontrollierte Ansammlung von Partikeln zu vermeiden, wird der Sammelbehälter zur Sammlung solcher Partikel eingesetzt. Der Sammelbehälter ist dabei bevorzugt trichterförmig ausgebildet.In step b), settling particles are preferably collected in a collecting container. In coalescence separation, the process water flows at comparatively low flow velocities, which allows suspended solids to settle. In order to avoid an uncontrolled accumulation of particles, the collection container is used to collect such particles. The collecting container is preferably funnel-shaped.
Bevorzugt werden im Sammelbehälter vorhandene Partikel durch einen Rückspülvorgang aus diesem entfernt. Dies ermöglicht eine einfache und kontrollierte Entfernung der Partikel.Particles present in the collecting container are preferably removed from it by a backwashing process. This enables easy and controlled removal of the particles.
Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter ("erste", "zweite", ...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung.As a precaution, it should be noted that the number words used here ("first", "second", ...) primarily serve (only) to distinguish between several similar objects, sizes or processes, i.e. in particular no dependency and/or order of these objects, sizes or prescribe processes to each other. If a dependency and/or sequence is required, this is explicitly stated here or it will be obvious to the person skilled in the art when studying the specifically described embodiment.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung und/oder Figuren zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegenstände, so dass ggf. Erläuterungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können. Es zeigen:
- Fig. 1
- ein Beispiel einer Vorrichtung zur Aufbereitung von Prozesswasser;
- Fig. 2 und 3
- ein Beispiel eines Unterdruckbandfilters in verschiedenen Ansichten;
- Fig. 4 und 5
- weitere Elemente des Beispiels einer Vorrichtung nach
Fig. 1 .
- Fig. 1
- an example of a device for treating process water;
- Figs. 2 and 3
- an example of a vacuum band filter in different views;
- Figs. 4 and 5
- further elements of the example of a device
Fig. 1 .
Der bei einer Rückspülung in der Filtereinheit 400 entstehende Filterrückstand 405 wird erneut dem Unterdruckbandfilter 100 zugeführt. Weiterhin wird je nach Betriebszustand Anschwemmwasser 406 aus der Filtereinheit 400 in den Reinwassertank 300 rückgespült. Die Filtereinheit 400 wird im Folgenden im Zusammenhang mit den
Das Prozesswasser 10 wird dabei über eine Prozesswasserzuführung 101 in eine Prozesswasseraufgabe 102 geführt, durch die das Prozesswasser 10 auf einen Filtergurt 103 aufgebracht wird. Der Filtergurt 103 ist porös und wird umlaufend über zwei Rollen 104 bewegt. Das Prozesswasser 10 samt darin enthaltener Fracht von Feststoffen kommt somit in Kontakt mit dem Filtergurt 103. Der Filtergurt 103 weist dabei eine Oberseite 105 und eine der Oberseite 105 gegenüberliegenden Unterseite 116 auf. Der Filtergurt 103 wird mit der Unterseite 116 über eine Filterkammer 109 geführt, in der ein Unterdruck erzeugt wird, welcher das Prozesswasser 10 von der Oberseite 105 durch den Filtergurt 103 treibt, wobei das Prozesswasser 10 so geführt wird, dass es mit der Oberseite 105 des Filtergurtes 103 in Kontakt kommt, so dass das Prozesswasser 10 durch den anliegenden Unterdruck von der Oberseite 105 durch den Filtergurt 103 zur Unterseite 116 des Filtergurtes 103 geführt wird, wobei zumindest ein Teil von im Prozesswasser 10 enthaltenen Feststoffen als Filterkuchen 106 auf dem Filtergurt 103 verbleibt. Der Filterkuchen 106 wird durch das Filtergurt 103 bis zu einem Filterkuchenabscheider 107 gefördert, durch den der Filterkuchen 106 in einen Sammelbehälter 108 befördert wird. Der Filterkuchenabscheider 107 ist dabei beispielsweise als ein Abstreifer ausgebildet, alternativ oder zusätzlich als mindestens eine rotierende Bürste.The
Der Unterdruck in der Filterkammer 109 wird dabei über einen Verdichter 110 erzeugt, der über ein Filtratreservoir 111 mit der Filterkammer 109 verbunden ist. Der Verdichter 110 ist dabei mit einem Gasraum 112 des Filtratreservoirs 111 verbunden, welcher wiederum mit der Filterkammer 109 verbunden ist. Das Filtrat 113, also das von zumindest einem Teil der Fracht befreite Prozesswasser 10, sammelt sich im Filtratreservoir 111 und kann von dort über eine Filtratablassleitung 114 aus dem Filtratreservoir 111 entfernt werden. Weiterhin verfügt der Verdichter 110 über einen nicht gezeigten Filter, insbesondere einen HEPA-Filter, besonders bevorzugt einen HEPA-Filter der Spezifikation H14, an der Saugseite des Verdichters 110, mit der bevorzugt (aber hier nicht dargestellt) die Lufträume des Unterdruckbandfilters 100, des Koaleszenzabscheiders 200 und des Reinwassertanks 300 verbunden sind, um den Durchbruch radiologisch belasteter Aerosole zu verhinern.The negative pressure in the
Der Unterdruckbandfilter 100 weist ferner Befestigungselemente 115 auf, über die nicht gezeigte Strahlenabschirmelemente zur Abschirmung von ionisierender Strahlung, insbesondere von Gammastrahlung, befestigt werden. Die Strahlenabschirmelemente umfassen insbesondere Blei.The
Weiterhin weist der Unterdruckbandfilter 100 eine Filterrückstandsaufgabe 110 auf. Über die Filterrückstandsaufgabe 110 können die Filterrückstande 405 aus der Filtereinheit 400 auf einen Bereich des Filterkuchens 106 aufgebracht werden, der nicht mehr mit dem Prozesswasser 10 in Kontakt steht. In diesem Bereich ist der Filterkuchen 106 in einer Querschnittsrichtung vollständig aufgebaut, so dass eine effiziente Abfiltrierung der Feststoffe in den Filterrückständen 405 erfolgt.Furthermore, the
Das Filtrat aus dem Unterdruckbandfilter 100 wird über einen Koaleszenzabscheidereingang 201 in den Koaleszenzabscheider 200 eingebracht. Der Koaleszenzabscheider 200 dient der Entfernung von Flüssigkeiten mit einer Dichte, die kleiner ist als die Dichte von Wasser, aus dem Prozesswasser. Hierbei handelt es sich insbesondere um Kohlenwasserstoffe wie beispielsweise Alkohole und/oder Öle. Der Koaleszenzabscheider 200 umfasst eine Mehrzahl von Schrägplatten 202. Der Übersicht halber ist nur eine einzige Schrägplatte 202 eingezeichnet, jedoch sind eine Mehrzahl von Schrägplatten 202 ausgebildet, die in einem Winkel zur Senkrechten ausgerichtet sind und die jeweils parallel zu einander verlaufen. Jede Schrägplatte 202 ist korrugiert, insbesondere gewellt oder gerippt ausgebildet, wobei die Schrägplatten 202 so ausgerichtet sind, dass die Erstreckungsrichtung der Korrugierungen, insbesondere der Wellungen oder Rippungen, sich in einem Winkel zur Senkrechten von unten nach oben erstrecken.The filtrate from the
Durch den Koaleszenzabscheider 201 wird das zu reinigende Prozesswasser so eingegeben, dass es zwischen den Schrägplatten 202 nach oben strömt. Die Schrägplatten 202 sind dabei als Lamellenplatten mit einem zyklischen Profil ausgebildet. Jeweils an der Unterseite der Lamellen sammeln sich Tropfen der Flüssigkeiten mit einer Dichte kleiner als der Dichte von Wasser. Die Tropfen vereinigen sich mit anderen Tropfen zu größeren Tropfen, diese schwimmen aufgrund der kleineren Dichte der Tropfen im Vergleich zum Wasser auf und sammeln sich im oberen Bereich 203 des Koaleszenzabscheiders 200. Über Entnahmestellen 204 kann die gesammelte Flüssigkeit entnommen und in einen Sammeltank 205 überführt werden. Das Reinwasser des Koaleszenzabscheiders 200 wird über einen Koaleszenzabscheiderausgang 206 in den Reinwassertank 300 überführt. Auch der Koaleszenzabscheider 200 weist Befestigungselemente 207 auf, über die nicht gezeigte Strahlenabschirmelemente zur Abschirmung von ionisierender Strahlung, insbesondere von Gammastrahlung, befestigt werden. Der Koaleszenzabscheider 201 umfasst weiterhin einen Sammelbehälter 210, der trichterförmig ausgebildet ist. Die Koaleszenzabscheidung beruht auf relativ geringen Strömungsgeschwindigkeiten, die das Koalgieren der Tropfen ermöglichen. Gleichzeitig ist es aber auch möglich, dass ein Teil der noch vorhandenen Partikelfracht sich absetzt und es zu unkontrollierten Partikelablagerungen im Koaleszenzabscheider 201 kommt. Um dies zu verhindern, ist der Sammelbehälter 210 ausgebildet, in dem sich entsprechende Partikel sammeln. Über eine Rückspülleitung 211 können die Partikel im Sammelbehälter 210 durch eine Rückspülung entfernt und einer Filtrierung beispielsweise im Unterdruckbandfilter 100 oder auch der Filteranlage 400 zugeführt werden.The process water to be cleaned is introduced through the
Die Filteranlage 400 umfasst einen ersten Filter 401 und einen zweiten Filter 402. Im ersten Filter 401 wird ein Filtermedium von innen nach außen durchströmt, wobei sich im Inneren ein Filterkuchen aufbaut. Im ersten Filter 401 wird der Druckverlust über das Filtermedium überwacht und das Innere des ersten Filters 401 wird gereinigt, wenn der Druckverlust einen vorgebbaren Grenzwert übersteigt. Dies erfolgt bevorzugt mechanisch, der entfernte Filterkuchen wird mit Prozesswasser ausgespült und als Filterrückstand 405 zum Unterdruckbandfilter 100 überführt und dort über die Filterrückstandsaufgabe 117 auf den Filterkuchen 116 aufgegeben (vgl.
Der zweite Filter 402 ist ein Analysefilter, mit dem die Funktionalität und Effizienz des ersten Filters 401 analysierbar ist. Hierzu ist der zweite Filter 402 stromabwärts des ersten Filters 401 ausgebildet, so dass der zweite Filter 402 vom durch den ersten Filter 401 gereinigten Reinwassers durchströmt wird. Der zweite Filter 402 ist insbesondere als so genannter Absolutfilter ausgebildet. Hierunter wird ein Filter verstanden, der eine genau definierte Trenngrenze aufweist. Wird beispielsweise ein Absolutfilter mit einer Trenngrenze von 1 µm [Mikrometer] eingesetzt, so können diesen lediglich Partikel mit einem Durchmesser von weniger als 1 µm passieren. Bevorzugt wird die Trenngrenze des zweiten Filters 402 so gewählt, dass diese mit dem Filterverhalten des ersten Filters 401 korrespondiert, dass dieser also im normalen Betrieb Partikel eines Durchmessers kleiner als die Trenngrenze des zweiten Filters 402 sicher herausfiltert, so dass also, wenn Partikel im zweiten Filter 402 herausgefiltert werden, von einer Fehlfunktion des ersten Filters 401 ausgegangen werden kann. Der zweite Filter 402 wird als so genannter Polizeifilter eingesetzt. Sofern Partikel im zweiten Filter 402 gefunden werden, kann von einer Fehlfunktion der stromaufwärts des zweiten Filters 402 liegenden Elemente der Vorrichtung ausgegangen werden.The
Wenn notwendig, kann in der UV-Anlage 500 eine Bestrahlung mit UV Strahlung zur Inaktivierung von Keimen erfolgen. Das Filtrat oder Reinwasser, welches die Filteranlage 400 verlässt, wird über eine Zuleitung 403 in den Reinwassertank 300 überführt. Aus diesem kann das Wasser erneut zur Durchführung einer Entschichtung oder zum Rückspülen des ersten Filters 401 entnommen werden.If necessary, the
Die hier beschriebene Verfahrensführung über einen Unterdruckbandfilter 100 und einen Koaleszenzfilter 200 erlaubt die Sekundärabfallfreie Aufbereitung des Prozesswassers 10, so dass es erneut als Prozesswasser zur Entschichtung eingesetzt werden kann oder in ein Gewässer über einen Abgabepfad abgegeben werden kann.The procedure described here via a
Die hier beschriebene Vorrichtung 1 wie auch die entsprechende Verfahrensführung erlaubt die sichere Abscheidung von Partikel bis zu einer Partikelgröße von 1 Mikrometer und die sichere Abscheidung von Ölen, Fetten und ähnlichem aus dem Prozesswasser, so dass das entsprechende Reinwasser erneut durch eine entsprechende Pumpe unter Druck zu einer Hochdruckbehandlung eines beschichteten Elements gefördert werden kann. Die entstehenden Filterrückstande sind sekundärfilterfrei, so dass die entstehende Filterrückstandmenge im Vergleich zu als bekannt angenommenen Ansätzen reduziert werden kann.The device 1 described here as well as the corresponding procedure allows the safe separation of particles up to a particle size of 1 micrometer and the safe separation of oils, fats and the like from the process water, so that the corresponding pure water is supplied again under pressure by a corresponding pump a high-pressure treatment of a coated element can be promoted. The resulting filter residues are free of secondary filters, so that the resulting amount of filter residues can be reduced compared to approaches assumed to be known.
- 11
- Vorrichtung zur Aufbereitung eines Prozesswassers einer NassdekontaminationDevice for preparing process water for wet decontamination
- 1010
- ProzesswasserProcess water
- 100100
- UnterdruckbandfilterVacuum belt filter
- 101101
- ProzesswasserzuleitungProcess water supply line
- 102102
- ProzesswasseraufgabeProcess water task
- 103103
- FiltergurtFilter belt
- 104104
- Rollerole
- 105105
- OberseiteTop
- 106106
- FilterkuchenFilter cake
- 107107
- FilterkuchenabscheiderFilter cake separator
- 108108
- Sammelbehältercollection container
- 109109
- FilterkammerFilter chamber
- 110110
- Verdichtercompressor
- 111111
- FiltratreservoirFiltrate reservoir
- 112112
- Gasraumgas room
- 113113
- FiltratFiltrate
- 114114
- FiltratablassleitungFiltrate drain line
- 115115
- Befestigungselementfastener
- 116116
- Unterseitebottom
- 117117
- FilterrückstandsaufgabeFilter residue task
- 200200
- Koaleszenzabscheidercoalescing separator
- 201201
- KoaleszenzabscheidereingangCoalescence separator inlet
- 202202
- Schrägplatteslanted plate
- 203203
- oberer Bereichupper area
- 204204
- EntnahmestelleCollection point
- 205205
- Sammeltankcollection tank
- 206206
- KoaleszenzabscheiderausgangCoalescing separator output
- 207207
- Befestigungselementfastener
- 208208
- gesammelte Kohlenwasserstoffecollected hydrocarbons
- 209209
- FiltratFiltrate
- 210210
- Sammelbehältercollection container
- 211211
- RückspülleitungBackwash line
- 300300
- ReinwassertankPure water tank
- 400400
- FilteranlageFilter system
- 401401
- erster Filterfirst filter
- 402402
- zweiter Filtersecond filter
- 403403
- Zuleitungsupply line
- 404404
- ReinwasserPure water
- 405405
- FilterrückstandFilter residue
- 406406
- Anschwemmwasserprecoat water
- 500500
- UV AnlageUV system
- 600600
- PumpenvorlagePump template
Claims (9)
- Method for decoating coated elements of a nuclear plant, comprising a high-pressure treatment with a process water, in the course of which the process water (10) for preparation is subjected to at least a two-stage preparation to form a clean water (404), comprising the following steps:a) a negative-pressure filtering, in the course of which a porous filter belt (103) with a lower side is passed via a filter chamber to which a negative pressure relative to the pressure above the filter belt is applied, wherein process water is conducted such that it comes into contact with an upper side of the filter belt that is opposite the lower side, such that process water (10) is conducted through the filter belt (103) from the upper side to the lower side of the filter belt owing to the prevailing negative pressure, wherein at least some solids present in the process water remain on the filter belt as a filter cake (106), which is transferred to a collection container (108), wherein the process water at least partially freed of the solids is discharged as filtrate; andb) a separating out of hydrocarbons, in the course of which the process water (10) is subjected to coalescence separation (200) for separating out hydrocarbons.
- Method according to Claim 1, in which, in step a), the filter belt is moved in circulating fashion.
- Method according to either of the preceding claims, in which at least one of the following liquids:A) the process water (10),B) the filtrate (113) andC) the clean water (404)is subjected to irradiation with UV radiation.
- Method according to one of the preceding claims, in which at least one of the following liquids:A) the process water (10),B) the filtrate (113) andC) the clean water (404)is subjected to at least one of the following measurements:i) measurement of the radiological activity;ii) measurement of the electrical conductivity;iii) measurement of the particulate load andiv) measurement of the particle size distribution.
- Method according to Claim 4, in which the clean water is used as process water for the high-pressure treatment if the result of the measurements taken is below a respective predefinable threshold value.
- Method according to Claim 4 or 5, in which the process parameters of at least one of the steps a) and/or b) are changed depending on the results of at least one of the measurements taken.
- Method according to one of the preceding claims, in which the clean water is used to carry out a high-pressure decoating treatment.
- Method according to one of the preceding claims, in which, in step b), particles that settle are received in a collection container (210).
- Method according to Claim 8, in which particles present in the collection container (210) are removed from it by a backflushing operation.
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