ES2587439T3 - Método y sistema de tratamiento de concentrado - Google Patents

Abstract

Método para tratar una corriente de residuos líquidos o acuosos que consiste en, como mínimo, uno de un grupo de residuos que consisten en fluido de concentrado radiactivo, otras formas de residuos radiactivos y concentrados de los mismos, que se han almacenado durante un período de años; y convertir la corriente de residuos en, como mínimo, una de dos formas seleccionadas, incluyendo una forma que puede solidificarse, o forma solidificada, para la eliminación segura, y una forma acuosa que se puede liberar de forma segura al medio ambiente, comprendiendo dicho sistema las etapas, designadas con números romanos: I, II, III, IV y V, de: (I) oxidar la corriente de residuos de modo que el material o sustancia quelante existente contenida en la corriente de residuos se haga sustancialmente no eficaz como quelante de metales o se destruya, liberando de este modo los metales en forma iónica, y la corriente de residuos se haga sujeta a, o permita la, precipitación de cobalto y otros metales, y la liberación de otros isótopos para su eliminación; (II) mezclar la corriente de residuos con, como mínimo, un material adsorbente diana para la reducción isotópica; (III) separar la corriente de residuos en componentes sólidos y líquidos; (IV) tratar la corriente de residuos mediante intercambio iónico selectivo (IX); y (V) procesamiento final, en el que se escoge, como mínimo, una etapa de un grupo que consiste en: (Va) descargar la corriente de residuos en dicha forma acuosa, y (Vb) secar una corriente de residuos resultante que tiene sólidos disueltos hasta sólidos secos, como dicha forma solidificada.

Description

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DESCRIPCION

Metodo y sistema de tratamiento de concentrado REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADAS

La presente solicitud reivindica beneficio sobre la solicitud provisional de Estados Unidos N° 61/393.804 presentada el 15 de octubre de 2010, cuya divulgacion incorpora en el presente documento como referencia.

ANTECEDENTES DE LA PRESENTE INVENCION

1. Sector de la presente invencion

La presente invencion se refiere a un metodo o proceso para procesar y tratar un liquido o concentrado acuoso radiactivo, tal como una corriente para centrales de combustible nuclear o un concentrado liquido o acuoso que contiene residuos radiactivos.

2. Informacion de referencia

Se ha documentado que una serie de centrales en America del Norte, Asia y Europa, especialmente en Europa del Este, y en otros lugares alrededor del mundo, han estado tratando con el problema de los liquidos concentrados radiactivos almacenados (o agentes radiactivos en solucion), o concentrados historicos, que, sobre todo en los ultimos 20 30 anos, han crecido a grandes volumenes almacenados en varias centrales. Por lo tanto, la eliminacion de radionuclidos de los residuos radiactivos liquidos de las centrales de energia nuclear se ha convertido en una prioridad importante para la Union Europea y sus estados miembros y otros paises del mundo. Estas centrales han incluido con frecuencia centrales nucleares en las que la energia obtenida mediante fision nuclear se transforma en electricidad.

Un ejemplo de una central de este tipo es la central nuclear de Kola en la region de Polyarnye Zori/Murmansk, Federacion rusa. En esta central, en un momento dado, los RRL acumulados (residuos radiactivos liquidos) se habian almacenado temporalmente en depositos de acero inoxidable y se debian procesar de un modo tal que se permita el almacenamiento seguro a largo plazo, el transporte y la eliminacion final de dichos residuos. No se ha demostrado que este plan haya tenido un exito adecuado. La CEN (central de energia nuclear) de Kola tenia un sistema operativo para la eliminacion de radionuclidos a partir de decantados de concentrados del evaporador y depositos cristalinos de sal. Este proceso habia consistido en una fase de oxidacion y una fase de filtracion. En su caso, la oxidacion se logro mediante la eyeccion de ozono en el liquido de residuos radiactivos. Sin embargo, este enfoque no controlaba la temperatura y el pH en un estado ideal para estimular el proceso de ozono involucrado, lo que le permite llegar hasta 90 grados F. (o aproximadamente 32,22 grados C.) donde el ozono soluble paso a aproximadamente una solubilidad de cero; y, por lo tanto, estaba sujeto a una mala utilizacion; en los que no se absorbio en agua y se pierde en forma de gas. El pH no se controlo en un intervalo optimo que previniera la precipitacion de boro y optimizara la utilizacion del ozono. La filtracion se aplico para separar los productos de oxidacion radiactivos (no solubles) de su fase liquida, pero solo microfiltracion en lugar de ultrafiltracion, que permitio el paso de actividad de particulas mas pequenas que el intervalo de microfiltracion. A menudo se encuentran isotopos de cobalto, plata y hierro en el extremo aproximadamente coloidal al aproximadamente inferior del intervalo de microfiltracion. En el pasado, algunos de los enfoques de equipos y metodos utilizados en este sistema se han encontrado deficientes en cuanto al cumplimiento de los requisitos de rendimiento necesarios y con respecto a la fiabilidad o en terminos de eficiencia; y, en general, se han necesitado mejoras, importantes de caracter general de este tipo de procesos para abordar esta central y areas de centrales como esta.

Las invenciones objeto de publicacion de patente en el pasado adolecen de una serie de desventajas; y, en una o mas formas, parecen tener solamente una relacion tangencial con la presente invencion.

Vease, por ejemplo: la patente de Estados Unidos n.° 4.894.091 de Napier y otros que ensena un proceso para eliminar metales del agua incluye las etapas de prefiltracion de solidos del agua, ajuste del pH a entre aproximadamente 2 y 3, reduccion de la cantidad de oxigeno disuelto en el agua, aumento del pH a entre aproximadamente 6 y 8, adicion de sulfuro soluble en agua para precipitar los metales de formacion de sulfuro y de hidroxido insolubles, adicion de un agente de floculacion, separacion de floculo que contiene el precipitado y posfiltracion de la solucion resultante; y en el que la solucion posterior a la filtracion puede eluir opcionalmente a traves de una resina de intercambio ionico para eliminar los iones metalicos residuales.

La patente de Estados Unidos n.° 7.772.451 de Enda y otros da a conocer lo que se dice que es un sistema para la descontaminacion quimica del material radiactivo que se puede distinguir de la presente invencion en cuanto a que proporciona, en su sentido mas amplio, "un sistema para la descontaminacion quimica de material radiactivo que forma un canal para que el liquido fluya a traves, que comprende: un bucle circulacion conectado al canal para la circulacion de un liquido de descontaminacion, comprendiendo el bucle de circulacion un alimentador de agentes de descontaminacion que alimenta el liquido de descontaminacion que es reductor y que es una solucion acuosa que

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comprende un acido monocarboxilico (a saber, "acido formico") y un acido dicarboxilico (a saber, "acido oxalico") para el liquido de descontaminacion, un alimentador de peroxido de hidrogeno que alimenta peroxido de hidrogeno al liquido de descontaminacion; un intercambiador de iones para la separacion y la eliminacion de iones metalicos en el liquido de descontaminacion, y un ozonizador para la inyeccion de ozono en el liquido de descontaminacion o un alimentador de oxidante que alimenta acido permanganico o permanganato al liquido de descontaminacion; y en el que el sistema no contiene un dispositivo para la reduccion de los atomos de hierro trivalente a atomos de hierro bivalente, y en el que cualquier acido presente en el sistema es un acido organico. Este sistema, asi como el de Napier y otros justo anterior, no emplea las etapas del proceso de la presente invencion de oxidacion o absorcion de la oxidacion de ozono (I) o reduccion isotopica del adsorbente en polvo (II), separacion de solidos-liquidos (III), intercambio ionico ajustable y configurable (IX) (IV), y dentro de la etapa V: descarga de agua (Va) o secado de los solidos disueltos en la corriente de residuos resultante hasta solidos secos (Vb).

La patente de Estados Unidos n.° 5.196.124 de Connor y otros parece implicar un metodo para reducir el contenido en material radiactivo de los fluidos retirados de depositos subterraneos que emplea el deposito de solidos adsorbentes dentro de su matriz del deposito que rodea a su pozo de produccion para actuar como un filtro in situ para los radionuclidos disueltos presentes en las aguas de los poros del deposito. Aunque utiliza una forma de aplicacion de absorcion, Connor no facilita esta utilizacion de la misma manera o la estadificacion como se describe en la presente invencion. No emplea el orden de las etapas utilizadas ni el efecto obtenido de este modo mediante oxidacion antes de la adsorcion; o separacion de solidos-liquidos, intercambio ionico ajustable y configurable o descarga de agua o secado de los solidos disueltos en la corriente de residuos hasta solidos secos, todo despues de la etapa de adsorcion. Vease tambien la patente de Estados Unidos 5.728.302 de Connor; que genera distinciones similares en relacion con la presente invencion.

La patente de Estados Unidos n.° 5.908.559 de Kreisler establece un METHOD FOR RECOVERING AND SEPARATING METALS FROM WASTE STREAMS (Metodo para recuperar y separar metales de corrientes de residuos). El metodo implica etapas, distinguibles de la presente invencion, en las que: se ajusta el pH de una corriente de residuos; se anade un agente de formacion de complejos metalicos; se anade un potenciador del crecimiento de particulas; se anade un agente de floculacion que da lugar a una solucion; el efluente solucion se deshidrata, preferentemente utilizando una prensa de placa y bastidor, lo que tiene como resultado un lodo y un sobrenadante; y los metales se recuperan del lodo tras la fusion, secado y deshidratacion de una torta de filtracion con potenciadores de la fusion a fin de permitir la eliminacion selectiva de un concentrado que contiene metal fundido para la colada en lingotes para su venta a fundiciones primarias.

La patente de Estados Unidos n.° 7.282.470 de Tucker y otros a pesar de la utilizacion de un aditivo adsorbente soluble en agua, es decir, sorbitol o manitol, por lo demas, es diferente a las etapas del metodo de la presente invencion.

La solicitud de Estados Unidos n.° 200910252663 de Wetherill da a conocer un METHOD AND SYSTEM FOR THE REMOVAL OF AN ELEMENTAL TRACE CONTAMINANT FROM A FLUID STREAM (Metodo y sistema para la eliminacion de un contaminante de oligoelementos de una corriente de fluido) e incluye en sus etapas pasar una corriente de fluido con un contaminante de oligoelemento a traves de un monolito de flujo continuo que comprende un catalizador de oxidacion para oxidar el contaminante de oligoelemento y poner en contacto la corriente de fluido que comprende el contaminante de oligoelemento oxidado con un adsorbente libre de catalizador de oxidacion para adsorber el contaminante de oligoelemento oxidado. Sin embargo, por lo demas, carece del efecto funcional provocado por las otras etapas inclusivas de la presente invencion.

En la publicacion PCT, documento WO2007123436 (A1) de ALEXANDROVI y otros como inventores; la divulgacion parece dar a conocer la utilizacion de un adsorbente y la utilizacion de oxidantes tales como permanganato de potasio. Sin embargo, este proceso no utiliza la secuencia de orden de la presente invencion, ni emplea separacion de solidos-liquidos III, intercambio ionico ajustable y configurable (IX) IV o descarga de agua (Va) o secado de los solidos disueltos en la corriente de residuos hasta solidos secos (Vb), como se lleva a cabo en la presente invencion.

La patente rusa RU 2122753 (C1) de Dmitriev y otros parece describir elementos dentro de un proceso que consiste en el tratamiento oxidativo de los residuos mediante ozonizacion en presencia de catalizador de oxidacion y/o un colector de radionuclidos, separacion de solidos-liquidos y, mas abajo, una fase liquida finalmente purificada en los adsorbentes selectivos. Sin embargo, la secuencia de orden y la composicion cualitativa de las etapas es diferente a las de la presente invencion y Dmitriev no utiliza el intercambio ionico ajustable y configurable (IX) (IV), y dentro de la etapa V: descarga de agua (Va) o secado de los solidos disueltos en la corriente de residuos hasta solidos secos (Vb) de la misma manera que en la presente invencion; ni se desprende de la ausencia de una ilustracion descriptiva la ruta y la naturaleza del tratamiento para lograr la separacion de los radionuclidos.

El documento US 2006/217584 da a conocer un sistema para el tratamiento de corrientes de residuos acuosos radiactivos mediante la formacion de un complejo HEDPA, la destruccion oxidativa con AHA de este complejo, el intercambio ionico para la recuperacion de los compuestos radiactivos de la corriente de residuos y una etapa final de evaporacion para la reduccion del volumen de los residuos. No se aborda una etapa de adsorcion para la reduccion isotopica.

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El documento GB 2 005 655 da a conocer la eliminacion de contaminantes ABC de corrientes de residuos acuosos ABC mediante la oxidacion y la adsorcion de los contaminantes. No se aborda la destruccion selectiva de un complejo para liberar las especies radiactivas para la adsorcion.

El documento GB 2 289 975 da a conocer la formacion de un complejo radioemisor con un secuestrante organico. El complejo se destruye mediante oxidacion con acido nitrico, el tratamiento adicional se lleva a cabo con una columna de intercambio ionico y destilacion para la reduccion del volumen. No se menciona un material adsorbente para la reduccion isotopica ni una etapa de intercambio ionico selectivo especifico en la corriente de residuos.

Por lo tanto, los expertos en estas tecnologias entenderan que un proceso y sistema sustancial y distinguible con ventajas funcionales y estructurales se realizan en la presente invencion respecto a la ultima tecnologia convencional con respecto al procesamiento, tratamiento, envasado y afectacion quimica al liquido de residuos radiactivos o un fluido concentrado almacenado o situado en una central nuclear o en relacion con la misma. Tambien se apreciara que las aplicaciones funcionales de eficiencia, la flexibilidad, la capacidad de adaptacion del funcionamiento, la utilidad diversa de la presente invencion serviran todas ellas como bases importantes para la novedad de la presente invencion, en este sector de la tecnologia.

Caracterfsticas de la presente invencion

Los anteriores y otros objetivos de la presente invencion se pueden lograr con el metodo de la presente invencion. En un aspecto, la presente invencion incluye un metodo y un sistema asociado para el procesamiento y el tratamiento de un concentrado radiactivo, a menudo almacenado como concentrado acuoso historico, u otros residuos radiactivos o formas de residuos medioambientales o peligrosos, que incluye las etapas, designadas con numeros romanos: -I-, -II-, -III-, -IV- y -V- de la siguiente manera:

Oxidacion u oxidacion con ozono -I-, cuando se necesita para la destruccion de los quelantes existentes

Adsorcion o reduccion isotopica con adsorbente en polvo -II-

Separacion de solidos-liquidos -III-

Intercambio ionico ajustable y configurable (-IX-) -IV-, y

En la etapa -V-: descarga de agua (Va) o secado de los solidos disueltos en la corriente de residuos resultante hasta solidos secos (-Vb-).

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

La unica figura ilustrativa de dibujo de la solicitud es un diagrama de flujo y la representacion esquematica de un metodo de sistema de tratamiento de concentrados para tratar un fluido radiactivo acuoso en un ciclo de reactor nuclear o un sistema de residuos radiactivos segun una realizacion de ejemplo de la presente invencion, tambien denominado en el presente documento dibujo o figura del dibujo.

DESCRIPCION DETALLADA DE LAS REALIZACIONES PREFERENTES

La siguiente descripcion de las realizaciones preferentes de los conceptos y ensenanzas de la presente invencion se realiza en referencia a la figura del dibujo adjunto, que constituye un ejemplo ilustrado de las ensenanzas y los elementos estructurales y funcionales del metodo y sistema de la presente invencion, entre muchos otros ejemplos existentes dentro del alcance y espiritu de la presente invencion.

Con referencia ahora a la unica ilustracion del dibujo, la unica figura del dibujo se presenta en la presente solicitud (tambien denominada en el presente documento dibujo), de la misma, se ilustra mediante realizaciones de ejemplo por medios esquematicos de la presente invencion que abordan el metodo de tratamiento de concentrados acuosos radiactivos, el sistema o metodo de tratamiento de concentrados -10- de la presente invencion.

En una realizacion preferente de la presente invencion se incluyen las siguientes etapas:

Oxidacion u oxidacion por ozono - etapa -I- (numero romano uno)

Adsorcion o reduccion isotopica con adsorbente en polvo, etapa -II- Separacion de solidos-liquidos, etapa -III-

Intercambio ionico selectivo ajustable y configurable, -IX- etapa -IV-

Etapa V: Descarga de agua -Va- o secado de los solidos disueltos en la corriente resultante hasta solidos secos V -Vb- y evaporar la corriente que puede descargarse en el medio ambiente o reciclarse para su reutilizacion.

La presente invencion puede abordar una serie de problemas que afectan a la calidad conocida del agua, los limites de descarga de efluentes propuestos y la reduccion del volumen de residuos grande durante el reprocesamiento de concentrados existentes almacenados y nuevos, asi como una serie de otras sustancias, concentrados y fluidos. El metodo de la presente invencion -10- tambien puede actuar para eliminar sustancias, tales como antimonio, cesio, cobalto cromo, manganeso, hierro, plata y otros contaminantes.

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La etapa de oxidacion -I- (numero romano uno) de la presente invencion es, preferentemente, una operacion discontinua, aunque se pueden usar otros ciclos y orientacion de volumen, tales como "continuos", y otros, con una duracion de aproximadamente una (1) hora a aproximadamente cuarenta y ocho (48) horas. La corriente de residuos liquidos -8- se proporciona desde una ubicacion, area de recipientes o instalacion de almacenamiento -6-. Los concentrados o concentrados radiactivos tratados anteriormente que se han almacenado durante un periodo de anos (residuos historicos) o se han producido recientemente son sustancias de residuos radiactivos objeto para los que el proceso de la presente invencion se puede utilizar de manera eficaz. En una realizacion preferente de la presente invencion, la corriente -8- consistira en un concentrado historico almacenado durante anos o producido recientemente, como se ha tratado anteriormente en diversos recipientes o instalaciones.

La corriente de residuos -8- se proporciona o transfiere desde una ubicacion de almacenamiento -6-, que contiene dicho concentrado radiactivo, a menudo almacenado, sin limitaciones en lo que respecta al tipo, como concentrado historico, u otros residuos radiactivos o formas de residuos medioambientales o peligrosos, a la vasija de oxidacion de reciclaje -12- a traves de la tuberia de suministro -14-. Los residuos -8- tratados mediante el metodo -10- ya contendran, al menos en parte, con frecuencia quelantes tales como acido oxalico y acido citrico, EDTA, solucion LOMI y otros. Mas probablemente, aunque no siempre, los residuos 8, el objeto del tratamiento, contendran acido oxalico y acido citrico y, en ocasiones, EDTA. Como se indica mas detalladamente mas adelante, estos quelantes u otros presentes se destruiran o inactivaran para que no formen una parte dentro del presente metodo -10- de extraccion realmente o especificamente radioisotopos y sustancias diana de los residuos 8. Esto se consigue principalmente en la presente invencion con oxidacion y pulido, en oposicion a la quelacion, tal como se describe en el presente documento.

Durante un periodo de tiempo contemporaneo durante o despues de la transferencia, se pone en marcha la bomba -23- para reciclar el concentrado desde y a la vasija -12- y el intercambiador de calor -18-, cuando se utiliza, y el area de medicion del pH y la temperatura (pH/temperatura) -13- y la estacion de medicion ORP -11- se utilizan con fines de medicion para determinar el tratamiento adicional requerido. La idoneidad del pH se determina y se realiza el ajuste, si es necesario, mediante la utilizacion de un bastidor de inyeccion quimica -15-. Si se requiere un agente antiespumante, se anade utilizando el bastidor de inyeccion quimica -15-. El intercambiador de calor -18- se utiliza si se requiere ajustar la temperatura para ajustar la temperatura a un intervalo de oxidacion mas favorable. Debido a la mayor solubilidad del oxigeno y el ozono a temperaturas mas bajas, la utilizacion de refrigeracion para mantener una temperatura del concentrado menor aumentara la velocidad de oxidacion a medida que se disuelve mas oxidante y, por lo tanto, disponible para la oxidacion.

Despues de las adiciones quimicas, el ozono que se suministra en la tuberia -17- desde un bastidor de suministro de ozono o modulo -16a- pasa a traves del eyector -16b- de ozono -16b- proporcionado o comunicado directamente mediante/en la tuberia de suministro de ozono -17- con un volumen de ozono u otro oxidante suministrado a traves del bastidor de inyeccion quimica -15-. El proceso de oxidacion (I) (o un proceso de suministro de ozono) tal como se manifiesta en la vasija -12- tambien puede implicar (ser asistido o sustituido por) sustancias quimicas, tales como permanganato (o permanganato de potasio), hipoclorito (o hipoclorito de sodio), perclorato, y/o peroxido de hidrogeno (H2O2), y/u otros oxidantes. La etapa de oxidacion (I) (numero romano uno) tambien implicara la medicion del ORP y el pH para controlar el estado de la oxidacion de la corriente de residuos 8.

En este sentido, como se muestra en el ejemplo en la figura del dibujo, el ORP se mide en la estacion de medicion de ORP -11- y se recicla en la vasija de oxidacion -12-. Al hacer esto, el agua se recicla a traves del eyector de ozono 16b para oxidar los compuestos organicos y los metales en las aguas residuales desde la vasija -12- y a traves del enfriador -18- para mantener una temperatura mas baja para una mejor solubilidad de la capa de ozono mediante la bomba -23- u otra energia o fuerza de transporte equivalente. Es una ensenanza de la presente invencion que la destruccion de los quelantes; tales como, por ejemplo, EDTA, acido citrico, acido oxalico y otros; es necesaria en el proceso de la presente invencion para la liberacion de actividad, de modo que esta actividad disuelta se pueda eliminar en forma solida concentrada y la fase acuosa pueda liberarse al ambiente o reciclarse. Tal como se indica a continuacion, la corriente -8- se comunica o transfiere a traves de la tuberia de suministro -22-, que, al hacerlo, proporciona la transferencia de la corriente -8- como solucion oxidada desde la vasija -12- al area de tratamiento de adsorcion 20-. La separacion del tratamiento a una segunda vasija proporciona un mayor rendimiento del sistema y evita que los posibles residuos del adsorbente se oxiden mediante posteriores tratamientos de oxidacion que pueden dar lugar a la formacion de las sustancias quimicas intermedias que son dificiles de oxidar y que evitan la adecuada eliminacion del adsorbente en la etapa de adsorcion II (numero romano dos).

El pH de la solucion que se va a tratar es un factor importante en la utilizacion de la capa de ozono en formas de realizacion preferentes de la presente invencion. En la etapa de oxidacion I (numero romano uno), que implica la destruccion del quelante, el pH debe estar, preferentemente, por debajo de aproximadamente 12,5 y, mas preferentemente, menor que (<) aproximadamente 12 para la oxidacion de los quelantes. Los valores de pH mas altos proporcionan una mala utilizacion del ozono en la oxidacion de los quelantes. El pH de partida puede ser mayor si hay otros compuestos organicos presentes y cuando se oxidan reducen el pH al valor preferente antes de la oxidacion de los quelantes. De lo contrario, debe anadirse un acido compatible con el sistema para ajustar el pH a este valor antes del inicio de la oxidacion de los quelantes, si esta presente.

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El pH tiene un efecto grande sobre el ORP necesario para satisfacer la oxidacion final requerida. Durante el periodo de oxidacion inicial de los quelantes habituales en el concentrado, el pH no cambia apreciablemente a medida que la estructura del quelante se rompe en componentes quimicos mas pequenos que no tienen una naturaleza quelante. Cuando el compuesto organico del quelante se ha destruido, el pH comienza de nuevo a bajar, lo que indica produccion de CO2. En este momento, la oxidacion a menudo es suficientemente completa como para permitir la precipitacion de cobalto y otros metales y la liberacion de otros isotopos para la eliminacion, ya sea mediante adsorbentes o mediante intercambio ionico selectivo.

Con respecto a los controles de pH y la etapa de oxidacion I en la presente invencion, el control del pH es esencial para la solubilidad de algunos componentes y proporciona una oxidacion optima. La solubilidad de algunos componentes es muy sensible a pH; por lo tanto, se puede mantener un pH minimo o maximo para evitar la precipitacion de una sal cuya precipitacion no es necesaria antes de la descarga o el secado final. El proceso de oxidacion tambien tiene un pH diana optimo para minimizar la utilizacion del oxidante y maximizar la velocidad de oxidacion de una especie quimica dada. En el metodo 10 de la presente invencion, el pH se puede ajustar en diversos puntos de la oxidacion para minimizar el tiempo sin que se salga del intervalo de solubilidad. La oxidacion de los quelantes suele ser muy lenta a un pH fuera del intervalo optimo. El ajuste del pH puede retrasarse hasta que compuestos organicos de bajo peso molecular y compuestos organicos que se oxiden mas facilmente, se oxiden con el fin de desplazar el intervalo de pH a intervalos mas optimos sin la adicion de sustancias quimicas. Por lo tanto, el control del pH frente a los niveles de ORP durante la oxidacion es esencial para saber cuando hay que anadir sustancias quimicas de ajuste del pH. Un periodo prolongado continuo sin que el pH cambie pero con aumento de la oxidacion puede indicar la entrada en el proceso de oxidacion del quelante, especialmente cuando el ORP cambia a un incremento de lento a relativamente constante sin una disminucion constante del pH. Esto normalmente se produce en aproximadamente el intervalo del ORP de +300 to +1000 mV dependiendo del pH. Por lo tanto, como se muestra en el ejemplo en el dibujo, si el pH en el area de medicion de pH/temperatura 13 es mayor que un pH de 12, el pH debe reducirse a mediante la adicion de acidos adecuados en el bastidor inyeccion quimica -15-.

Asimismo, en la presente invencion, el pH es un indicador cuando la oxidacion de los quelantes en componentes mas pequenos casi ha finalizado y cuando la oxidacion de los componentes mas pequenos a CO2 comienza a disminuir el pH, que ha sido casi constante durante la rotura de los quelantes. La rotura de los quelantes en pedazos mas pequenos que ya no pueden quelar los metales se produce de forma preferente a la oxidacion de la mayor parte de las piezas. Este proceso de oxidacion de los quelantes esta indicado por poco o ningun cambio en el pH. Una vez que se ha producido un cambio de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 0,1 unidades de pH en mas de (>) aproximadamente el 99,9% del quelante ya se ha producido y los radioisotopos pueden eliminarse mediante filtracion, adsorbentes (etapa II) e intercambio ionico ajustable y configurable (etapa IV).

En un aspecto relacionado de la presente invencion, la tuberia de retorno -14a- de la oxidacion suministra un volumen de reciclaje que viene a traves del intercambiador de calor -18- para disminuir la temperatura del volumen de reciclaje a una temperatura preferente de por debajo de aproximadamente 80°F (o aproximadamente 26,67°C), pero, de forma preferente, mas cercana a aproximadamente 60°F (o aproximadamente15,56°C.) cuando sea posible, antes de entrar en la tuberia de suministro -14- directamente a traves de la alimentacion de suministro del eyector -19- y continuar de nuevo a la vasija -12- como se ilustra esquematicamente en el dibujo. De esta manera, el ozono puede utilizarse de mejor forma en las tuberias antes y en la vasija -12-.

La corriente de residuos -8- se bombea, por ejemplo mediante la bomba -23-, o, de otro modo, se comunica en la tuberia de reciclaje de la oxidacion -22-, en una secuencia discontinua, a la zona de adsorbente de reciclaje, vasija o recipiente -20-. Como se muestra en el dibujo, la tuberia -22- lleva a la tuberia de transferencia -21-. Por tanto, la tuberia de transferencia -21 - constituye una tuberia colectora corta entre la tuberia de reciclaje de la oxidacion -22- y la tuberia de reciclaje central -38-, de forma que dicha tuberia -38- comunica el reciclaje todo el camino hasta la zona o vasija de adsorcion de reciclaje -20-. En la zona del adsorbente -20-, las sustancias adsorbentes se anaden de la zona de suministro de adsorbente -24- a traves de la tuberia de suministro 24a u otro medio de transferencia o comunicacion, y se mezclan bien utilizando un mezclador -25-, o medios de mezclado o agitacion equivalentes, con la corriente de residuos -8- en la zona -20-. En la tecnica se dispone de y se conocen una serie de sustancias o materiales adsorbentes y, en particular, de adsorbentes en polvo preferentes para su utilizacion en la presente invencion, que se pueden utilizar en la etapa II. El adsorbente podria incluir tambien medios de intercambio ionico, especialmente en un tamano de malla mas fina que puede no ser practico para el pulido de la columna. En terminos generales, un adsorbente se define como una sustancia que tiene la propiedad de recoger moleculas de otra sustancia objeto (que, a su vez, puede mezclarse con todavia otras sustancias cuya recogida no se busca) mediante adsorcion o mediante suspension y retencion de la sustancia objeto de ya sea por adsorcion o por absorcion. Los adsorbentes en la presente invencion se utilizan para eliminar un gran porcentaje de los radioisotopos u otros contaminantes no deseados en lugar de utilizar materiales de intercambio ionico selectivo, ya que estos adsorbentes son, como minimo, aproximadamente de 10 a 100 veces mas eficientes en volumen que los materiales selectivos IX, de manera que los volumenes de residuos para su eliminacion se reducen significativamente, lo que reduce los costes de la operacion. Las sustancias adsorbentes se eligen y se mezclan en la vasija -20- de tal manera que la corriente -8- se coloca en una orientacion quimica para la eliminacion ionica y de tal manera que se forma un enlace ionico para prolongar el tiempo de retencion en esta zona cuando sea necesario. El agente de floculacion ionico en

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polvo, granulos o liquido y otras formas de adsorbentes son tales que constituyen material de intercambio ionico como adsorbente y formacion de enlaces ionicos y de particulas en etapa temprana. Ademas, en realizaciones preferentes, precipitan y los solidos quimicamente adsorbentes que se forman en la vasija de adsorbente de reciclaje -20- se transfieren o comunican sobre/en la tuberia de transferencia de solidos -26- hacia el tanque de recogida de solidos -28-. Este proceso se puede repetir secuencialmente con adsorbentes adicionales cuando sea necesario; es decir, uno o mas adsorbentes se pueden anadir al recipiente de adsorbentes -20- de una manera seleccionada para hacer frente a la absorbencia - direccionamiento de una o mas sustancias de elementos seleccionadas. Tal adicion de adsorbentes individuales, cuando se eligen, crea una adicion secuencial de adsorbentes y la estrategia de adicion del adsorbente para apuntar mejor a las sustancias de elemento en el recipiente del adsorbente -20- durante periodos de tiempo relacionados o contemporaneos, mientras tales sustancias de elementos estan presentes en el recipiente del adsorbente -20- y se estan procesando.

La corriente de residuos 8, como se trato en el recipiente o zona -20-, se bombea despues o se comunica de otro modo en la tuberia de suministro -31- al subsistema que realiza la etapa de separacion de solidos-liquidos III, como se ilustra esquematicamente en el dibujo. Los solidos se separan habitualmente utilizando una combinacion de separacion centrifuga y sedimentacion (33) y filtracion (34). Los hidrociclones, y medios de este tipo, son un metodo preferente para la separacion inicial de los adsorbentes, seguido de ultrafiltracion para eliminar los solidos muy finos o coloidales. La separacion centrifuga es particularmente eficaz en la concentracion de los solidos para su eliminacion. Sin embargo, se entendera que se pueden utilizar otros medios similares para llevar a cabo el mismo proposito funcional.

La unidad de filtro -34-, a la que se proporciona la corriente -8- a traves de la tuberia de suministro -31 -, se ilustra de forma representativa como que una configuracion de ultrafiltracion que tiene, como minimo, una subunidad de medios o de membrana. En una realizacion preferente de la presente invencion se utilizan una o mas membranas tubulares de ultrafiltracion, aunque la ultrafiltracion utilizada no tiene que ser de naturaleza tubular y se puede utilizar una o mas de tales unidades. Un ejemplo de una unidad de ultrafiltracion preferente es el Sistema TUF™ de la firma Diversified Technologies Systems, Inc., en Knoxville, Tennessee. El sistema TUF™, es decir el sistema "de ultrafiltracion tubular", filtra la corriente de residuos -8- a menos de aproximadamente 0,05 micrometros y es capaz de eliminar practicamente el 100% de los solidos en suspension, los complejos metalicos y la mayoria del material coloidal de la corriente de pasandolo a traves de una serie de membranas de flujo cruzado. Como se ha indicado, se pueden utilizar otros tipos de membranas de flujo cruzado y medios. Ademas, en una realizacion preferente, la separacion y el dispositivo de sedimentacion -33- y estos tipos de equipos y dispositivos centrifugos, tal como un hidrociclon, se pueden utilizar en el presente metodo -10- para eliminar los materiales adsorbentes antes de llegar a la unidad de filtro -34- (o unidades de ultrafiltracion), para volver a obtener dichos solidos una vez que se han introducido en la etapa de adsorcion II.

Como se ilustra en el dibujo en relacion con las respectivas tuberias de reciclaje en realizaciones preferentes de la misma: la primera tuberia de reciclaje -22A-, la segunda tuberia de reciclaje -31A- y la tercera tuberia de reciclaje -36A- se proporcionan como parte del metodo de la presente invencion -10- en las realizaciones preferentes.

Por lo tanto, en una realizacion preferente del metodo de la presente invencion -10-, la zona de tratamiento con adsorbente (vasija o recipiente) -20- tiene tres posibles trayectorias de reciclaje: primero, segundo y tercer reciclajes, dependiendo de la operacion requerida en el sistema. La primera tuberia de reciclaje -22A- antes de que el dispositivo de separacion y sedimentacion -33- permita la mezcla del adsorbente sin la eliminacion de solidos, utilizando de este modo adsorbente que puede sedimentar en la tuberia 31- y favorecer la mezcla. La segunda tuberia de reciclaje -31A- proporciona la eliminacion de los absorbentes u otros solidos sin filtracion. Esto puede utilizarse cuando el adsorbente actual se debe eliminar antes de anadir un adsorbente posterior. La tercera tuberia de reciclaje -36A- puede utilizar tanto el dispositivo de separacion y de sedimentacion -33- como la unidad de filtro -34- con el rechazo volviendo a traves de la tuberia de reciclaje -36A- y la tuberia -38- a la zona de tratamiento del adsorbente -20- para su posterior procesamiento, proporcionando la bomba-30- la fuerza motriz. La tuberia -38- puede comprender varias tuberias respectivas agrupadas para su utilizacion en diferentes direcciones, segun sea necesario. Por lo tanto, si no hay solidos presentes no hay necesidad de retirar los solidos antes del tratamiento con el adsorbente (20) en la corriente de concentrado -8- y solo se utiliza un adsorbente en la zona o vasija de tratamiento con adsorbente -20-, utilizandose las tuberias de reciclaje primera y tercera (las tuberias -22A- y -36A- respectivas). Si se deben retirar los solidos de la corriente de concentrado inicial -8- o si se utilizan, como minimo, dos (2) ciclos de tratamiento con adsorbente distintos en la zona o vasija de tratamiento con adsorbente -20-; es decir, el primer adsorbente se retira antes de la utilizacion del segundo (o respectivo adicional) adsorbente para la absorcion de sustancias de elementos diana, la segunda (2a) tuberia de reciclaje (tuberia -31A-) se emplea adicionalmente. El dispositivo de separacion y sedimentacion -33- puede ser cualquiera de una serie de separadores centrifugos, por ejemplo, unidades tales como un hidrociclon que se prefiere en las realizaciones que se acaban de tratar en el presente documento, o una centrifuga u otro tipo de equipo u otro equipo similar u otro equipo que realiza una funcion de separacion.

En la realizacion preferente ilustrada en el dibujo, se utiliza un dispositivo de separacion y sedimentacion -7- adicional (tal como un hidrociclon o medio de separacion equivalente) en la tuberia de suministro -14- poco despues de salir de la zona de recipiente de almacenamiento -6- en una subetapa para procesar y eliminar los solidos que, a

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continuacion, se comunican directamente con la tuberia de transferencia de solidos 7T o sobre/en la misma, al tanque de recogida de solidos -28-. Los solidos se pueden eliminar usando un separador de solidos -7-, preferentemente un hidrociclon, durante esta transferencia para disminuir el consumo de oxidante, disminuir el tiempo para la oxidacion y eliminar la posibilidad de liberacion de los isotopos radiactivos de los solidos que mas tarde deben eliminarse.

En realizaciones preferentes relacionadas del metodo de la presente invencion -10- y en el caso de la tercera tuberia de reciclaje -36A-, partes de la corriente -8- en el lado rechazado de los medios de filtro -35- se reciclan de nuevo a lo largo de la tuberia de reciclaje -36A- y la tuberia de reciclaje central -38- a la zona o vasija de tratamiento con adsorbente -20- como se ilustra mediante el ejemplo en la ilustracion del dibujo. El reciclaje de la corriente -8- a traves del ultrafiltro tubular limpia las membranas y da lugar a una vida de la membrana prolongada y menos mantenimiento.

Las partes de la corriente de residuos -8 - en el lado del permeado de los medios de filtro -35- en la unidad de filtro -34-, en la etapa de separacion solidos-liquidos III, se comunican directamente con la tuberia de permeado del filtro -40-. La tuberia -40- comunica dichas partes de la corriente de residuos -8-, que salen de la unidad de filtro -34- a las unidades de intercambio ionico (en realizaciones preferentes de la presente invencion), que comprende la etapa de intercambio ionico ajustable y configurable (IX) del metodo (10) IV. Las unidades de la vasija de intercambio ionico (IX), que pueden tener el numero uno (1) o mas, se muestran representativamente mediante el ejemplo conectadas en serie por tuberias colectoras, como se ilustra en el dibujo en la conexion y ofrecer las opciones de derivacion de las unidades de intercambio ionico (IX) selectivo, ajustable y configurable en el transporte de la corriente -8 - en relacion unas con otras en una alineacion de ejemplo de la siguiente manera: la primera vasija IX -42-, la primera tuberia colectora IX -43-, la segunda vasija IX -44-, la segunda tuberia colectora -45-, la tercera vasija IX -46-, la tercera tuberia colectora -47-, la cuarta vasija IX -48- y la cuarta tuberia colectora -49-. La primera vasija IX -42- es suministrada con la corriente de -8- desde la tuberia de permeado del filtro -40- y la ultima (cuarta) vasija IX -48-, en este caso mostrado por el ejemplo en el dibujo, esta conectado con la tuberia del efluente IX -51-. Las tuberias colectoras -43-, -45-, -47- y -49-, manifestadas funcionalmente como el sistema colector -41-, se instalan y colocan y funciona en la etapa IV de intercambio ionico ajustable y configurable (IX), de tal manera que las tuberias colectoras -43-, -45-, -47- y -49- extienden y se conectan con las respectivas vasijas -42-, -44-, -46- y -48- IX, y se comunican con la tuberia del permeado del filtro -40-y la tuberia del efluente IX -51-; como se ilustra, por ejemplo, en el dibujo. Cada una de las tuberias colectoras -43-, -45-, -47- y -49- tambien pueden considerarse funcional y estructuralmente en la presente invencion como una cabecera del afluente/efluente con la tuberia de conexion de la derivacion. Cada una de las tuberias colectoras (-43-, -45-, -47- y -49-), que tambien pueden describirse como tuberias colectoras del afluente/efluente, consiste en una estructura de conductos con forma de H (es decir, la configuracion de la letra alfabetica "H" cuando se ve desde al menos una eje de la vista) que tiene valvulas en los conductos que entran (afluente) y salen (efluente) de la vasija. Normalmente, estan en una posicion abierta cuando la vasija esta en servicio. Una valvula tambien se encuentra en los conductos cruzados entre el afluente y el efluente y se llama valvula de paso. La valvula de paso normalmente esta cerrada durante el uso de la vasija. Si se ha de evitar la vasija, la valvula de paso se abre y las valvulas del afluente y el efluente se cierran, por lo que el flujo sortea a la vasija, y se facilita la seleccion y la alineacion ajustable o configurable de dichas vasijas para su utilizacion especifica durante esta etapa cuando se esta utilizando en el sector.

Por lo tanto, en conjunto, el sistema colector -41- permite que las vasijas para intercambio ionico (IX) (como se muestra en este ejemplo de la presente invencion como -42-, -44-, -46- y 48) entren en la trayectoria del flujo o se eliminen sin cambiar el conducto. Por lo tanto, los medios en las vasijas no estaran expuestos a las aguas residuales que no requieren la eliminacion adicional de un isotopo dado o, cuando se han gastado completamente, pueden eliminarse de la trayectoria de flujo para la eliminacion de los medios en la etapa IV. Se apreciara que los elementos del sistema de colector -41- se pueden colocar, estructurar y/o conectar para acomodar cualquier numero de unidades de vasijas utilizadas en la etapa IV de intercambio ionico ajustable y configurable (IX) y que un numero de medios diferentes y orientaciones y posiciones estructurales pueden utilizarse para llevar a cabo la funcion de derivacion en relacion con las unidades de las vasijas IX utilizadas para llevar a cabo la etapa IV y la eleccion de la seleccion de dichas vasijas IX (por ejemplo -42-, -44-, -46- y/o 48) para utilizarse realmente en la etapa IV cuando el sistema (10) esta en funcionamiento en el sector.

Tambien se apreciara que en el equipo que realiza la etapa IV de intercambio ionico (IX) se puede utilizar una serie de matrices IX, secuencias y conexiones. Una de tales disposiciones en una realization preferente de la presente invencion utiliza el equipo ilustrado en el dibujo. La etapa IV de intercambio ionico puede utilizar medios que abordan la eliminacion adicional a la del cesio. Puede limpiar el agua de todo el cobalto y los demas isotopos diana, tales como los medios para abordar cualquiera de antimonio, cesio y otros isotopos. Se comprendera que se puede utilizar una serie de sustancias en los medios, incluyendo, pero sin limitaciones a ellos, perla de resina, ceolita y otros.

La quinta etapa general (V) del metodo de la presente invencion; que implica la descarga de agua Va o el secado de los solidos disueltos resultante hasta solidos secos Vb, como se ilustra con el ejemplo en la figura del dibujo, implica la comunicacion de la corriente resultante -8- de la 4a vasija IV -48-, la ultima vasija IX en la matriz seleccionada de dichas unidades (en el caso de ejemplo, la cuarta vasija IX -48-) o la ultima de dichas unidades utilizadas o elegidas, a la tuberia IX del efluente -51- que lleva, o directamente, al tanque control -50-. Las diversas sustancias quimicas

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que quedan en el agua (es decir, por ejemplo: borato de sodio, sulfato de sodio, permanganatos, nitratos y cloruros) representan los solidos disueltos. El agua de la que se han eliminado los radioisotopos debe analizarse para determinar el contenido isotopico antes de liberarla al medio ambiente para asegurar que se cumplen los limites de descarga; por lo que el agua se mantiene en el tanque de control -50- antes de su descarga o de que se envie a la etapa de evaporacion Vb.

Por tanto, el agua limpia y ambientalmente adecuada descargada en el mismo, y en realizaciones preferentes confirmado mediante analisis, se puede, liberar y descargar Va al medio ambiente. Este proceso es capaz de liberar al medio ambiente esencialmente aproximadamente el 100% del concentrado disuelto. Una trayectoria alternativa de la corriente descargada en el tanque -50- puede transferirse o comunicarse por la tuberia de alimentacion del evaporador -53- a la unidad del evaporador -54- para el secado de solidos disueltos (Vb), produciendo material de residuos solidos no radiactivos para eliminacion industrial y el condensado evaporado descargable y la liberacion del vapor a la atmosfera. En el presente metodo -10- un ejemplo de equipo preferente utilizado para llevar a cabo la evaporacion en la unidad -54- es la DrumDryer™, fabricada por Diversified Technologies Services, Inc., Knoxville, Tennessee/EE.UU., que minimiza el volumen del producto secado mediante la produccion de un producto duro denso con huecos minimos. Una serie de otros tipos de medios y equipos tambien se puede utilizar para llevar a cabo la funcion de evaporacion de la unidad de evaporacion -54-. El evaporado es agua de muy alta calidad producida a partir de la unidad de evaporacion -54- que esta desprovista de solidos disueltos. El evaporado de la unidad de evaporacion -54- se transporta o se envia por la tuberia -57b- para su descarga al medio ambiente como parte de la etapa Va en la tuberia -57a- u, opcional o selectivamente, su reciclaje a la central por la tuberia de reutilizacion -60- u otros medios que se pueden producir en algunas aplicaciones.

El pH tambien puede ser una herramienta valiosa en la optimizacion de la velocidad de secado y reduccion al minimo del volumen seco final. Por ejemplo, en presencia de boro se desea un pH de mas de aproximadamente 12 para maximizar la solubilidad del boro antes de la precipitacion con un pH optimo de aproximadamente 12,5 a aproximadamente 13. El pH mas alto maximiza la solubilidad del boro evitando de este modo la precipitacion prematura, lo que da lugar a una mala transferencia de calor. Esto maximiza la transferencia de calor del liquido desde las superficies de calentamiento a pesar de que el liquido se vuelve muy viscoso. Por lo tanto, cuando la evaporacion finalmente se reduce al minimo a medida que la solucion se aproxima a una solubilidad a temperatura elevada, la simple retirada del calor hace que la solucion espesa cristalice a medida que la temperatura disminuye. Toda el agua restante se une quimicamente en la estructura cristalina.

Por consiguiente, en una realizacion preferente de la presente invencion, el concentrado con una mayoria de boro antes del secado se debe aumentar para maximizar la solubilidad antes de la entrada en la unidad de evaporacion -54- para maximizar la eficiencia del secado. Se anade sosa caustica a traves de la estacion de ajuste de pH -52- para alcanzar el valor de pH deseado en la estacion de medicion del pH -56- durante el reciclaje en la tuberia de transferencia -50R- con la bomba -55-. En el caso de los sistemas de sulfato, puede ser necesario ajustar el pH en el lado acido para obtener el mismo efecto.

El pH elevado tambien minimiza la ebullicion nucleada que causa salpicaduras, lo que da lugar a una acumulacion de sales en el cabezal de llenado.

Ademas, las realizaciones preferentes del metodo -10- de la presente invencion incluyen controles de proceso -70- para llevar a cabo de forma remota etapas y subetapas funcionales de la presente invencion por ordenador y medios electronicos.

Por lo tanto, el funcionamiento de la presente invencion -10- normalmente puede llevarse a cabo de forma remota y, a menudo, bajo control automatico por ordenador para minimizar la exposicion radiologica y minimizar las demandas de tiempo del operario. La potencial dosis de algunos de estos componentes puede causar una exposicion peligrosa para el personal. Aunque la proteccion puede reducir al minimo la exposicion, la exposicion a largo plazo sigue siendo motivo de preocupacion. Por lo tanto, las operaciones remotas para la mayoria de las actividades se pueden utilizar en realizaciones preferentes en la presente invencion -10-. Por tanto, la utilizacion de valvulas automaticas, los motores y alimentadores controlados a distancia, los sensores con pantallas remotas y conexiones para procesar el controlador logico o PLC estan comprendidas dentro de metodo -10- de la presente invencion Asimismo, estos controles pueden activar y controlar el control y finalizacion de la oxidacion, la adicion de adsorbente, el nivel, el volumen y el peso, la presion en la filtracion y la evaporacion.

El PLC es un ordenador programado para controlar todas las funciones principales del sistema en la secuencia requerida para un arranque, funcionamiento y parada seguros del sistema de la presente invencion. Esto reduce al minimo los operarios que deben controlar el sistema y casi elimina la exposicion radiologica del operario. El PLC es tambien un mejor medio de optimizar el funcionamiento del sistema a traves de analogos programados que, de otro modo, seria mas dificil que los operarios implementaran, lo que requiere una amplia formacion.

El PLC controla los parametros cada pocos segundos y es capaz de reconocer y corregir los problemas operativos, enviar advertencias y alarmas y detener el sistema de forma segura. La optimizacion de las operaciones puede producirse cambiando las velocidades de la bomba, las posiciones de la valvula y la adicion de sustancias quimicas

para los problemas de pH o de formacion de espuma.

El PLC esta interconectado mediante la utilizacion de una interfaz hombre-maquina o HMI, que utiliza una pantalla local exclusiva o una o mas pantallas de ordenador en remoto en ordenadores que pueden estar ubicados en una 5 sala de control. Tales ordenadores tambien pueden estar ubicados en cualquier parte del mundo o de la central a traves de conexiones de Internet. Esto permite que los supervisores, la gestion y el equipo suministre de forma remota al monitor el sistema para su correcto funcionamiento y una mayor optimizacion.

La HMI tambien es capaz de grabar los datos del sistema para disponer de un registro permanente, para establecer 10 las tendencias de los parametros del sistema y para generar informes de gestion para el funcionamiento del sistema de la presente invencion. Estas tendencias e informes pueden advertir a la gestion de los requisitos de mantenimiento proximos. Incluso cuestiones como la limpieza de la membrana pueden manejarse de forma automatica entre operaciones discontinuas.

15 Aunque la realizacion preferente de la presente invencion se ha ilustrada y descrito, se apreciara que se pueden realizar diversos cambios en la misma sin apartarse del espiritu y alcance de la presente invencion, tal como se establece en las reivindicaciones.

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NUMEROS Y SIGNOS DE REFERENCIA

-10- Metodo y sistema de tratamiento de concentrado radiactivo, el sistema o metodo de tratamiento de concentrados de la presente invencion

-I- (Numero romano uno) Etapa de oxidacion u oxidacion con ozono o etapa de oxidacion

-II- Etapa de adsorcion o reduccion isotopica con adsorbente en polvo

-III- Etapa de separacion de solidos-liquidos

-IV- Etapa de intercambio ionico ajustable y configurable (IX)

-V- Etapa de descarga directa de agua (Va) o secado de la corriente de residuos resultante (Vb) y de

descarga o reciclaje de agua

-8- Corriente de residuos o corriente de alimentacion

-6- Ubicacion, zona de recipiente o instalacion de almacenamiento

-12- Vasija de oxidacion de reciclaje

-14- Tuberia de suministro (12)

-14a- T uberia de retorno de oxidacion

-IX- Intercambio ionico

-16b- Eyector de ozono y equipo de mezcla

-17- Tuberia de suministro de ozono

-16a- Bastidor o modulo de suministro de ozono

-11- Estacion de medicion del ORP

-18- Intercambiador de calor

-23- Bomba (u otra energia o fuerza de transporte equivalente)

-22- T uberia de reciclaje de la oxidacion

-24- Zona de suministro de adsorbente -24a- T uberia de suministro de (24)

-13- Zona de medicion de temperatura/pH

-15- Bastidor de inyeccion quimica

-19- Alimentacion del suministro del eyector

-20- Zona de tratamiento con adsorbente (vasija o recipiente)

-38- T uberia de reciclaje central

-21- Tuberia de transferencia

-25- Mezclador

-26- T uberia de transferencia de solidos

-28- Tanque de recogida de solidos

-31- T uberia de reciclaje del adsorbente

-34- Unidad de filtro

-35- Medios de filtro de (34)

-33- Dispositivo de separacion y sedimentacion (y tipos de equipo y medios de esta clase)

-22A- Primera tuberia de reciclaje

-31A- Segunda tuberia de reciclaje

-36A- T uberia de reciclaje del filtro o tercera tuberia de reciclaje

-30- Bomba (u otro medio de motivo o fuerza de transporte)

-7- Dispositivo de separacion de solidos

-7T - T uberia de transferencia de solidos

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-28- Tanque de recogida de solidos

-40- T uberia del permeado del filtro

-42- Primera vasija IX

-43- Primera tuberia colectora IX

-44- Segunda vasija IX

-45- Segunda tuberia colectora IX

-46- Tercera vasija IX

-47- Tercera tuberia colectora IX

-48- Cuarta vasija IX

-51- T uberia del efluente IX

-49- Cuarta tuberia colectora IX

-41- Sistema colector

-50- Tanque de control

-53- Tuberia de alimentacion del evaporador

-54- Unidad de evaporacion

-52- Estacion de ajuste del pH

-56- Estacion de medicion del pH

-50R- T uberia de reciclaje de (50)

-55- Bomba

-57a- T uberia (asociada con la etapa Va)

-57b- T uberia (asociada con la etapa Vb)

-60- Tuberia de reutilizacion (tuberia de reciclaje selectivo a la central)

-70- Controles del proceso (para el manejo del sistema a distancia o por ordenador)

PLC Ordenador utilizado dentro del alcance y las ensenanzas de la presente invencion, programado para

controlar todas las funciones principales del sistema -10- en la secuencia requerida para un arranque, funcionamiento y parada seguros del sistema de la presente invencion

HMI Interfaz hombre-maquina (o HMI) que es una pantalla local exclusiva, o en una o mas pantallas de ordenador remoto en ordenadores que pueden estar ubicados en una sala de control que soportan la utilizacion de la presente invencion, en la que dichos ordenadores tambien pueden estar ubicados en

cualquier parte de la central de la zona de soporte de la utilizacion de la presente invencion o en

cualquier lugar en el mundo en que ha disponibles lineas de internet

Referencias

Las siguientes referencias, que tienen una potencial relevancia para la presente area de tecnologia:

Solicitud de patente europea, n.° de publicacion EP 0 428 868 (A2)

Solicitud de patente europea, N.° EP 0 765 842 (A1)

Solicitud de patente europea, N.° EP 1 803 689 (A1)

Solicitud de patente europea, N.° EP 1 837 075 (A2)

Patente Rusa N.° RU 2 105 366 (C1)

Patente Rusa N.° RU 2 122 753 (C1)

Patente Rusa N.° RU 2 203 512 (C2)

Patente Rusa N.° RU 2 225 049 (C1)

Patente Rusa N.° RU 2 268 513 (C1)

Patente Rusa N.° RU 2 313 148 (C1)

Patente Rusa N.° RU 2 342 720 (C1)

Patente Rusa N.° RU 2 342 721 (C1)

Patente de Ucrania N.° UA 14319 U

Publicacion internacional PCT N.° WO 02/096559 (A1)

Publicacion internacional PCT N.° WO 2007/123436 (A1)

Publicacion internacional PCT WO 2008/002282 (A1)

Patente de Estados Unidos n.° 3.947.354 Patente de Estados Unidos n.° 4.814.091 Patente de Estados Unidos n.° 5.080.799 Patente de Estados Unidos n.° 5.196.124 Patente de Estados Unidos n.° 5.728.302 Patente de Estados Unidos n.° 5.908.559 Patente de Estados Unidos n.° 5.030.587 Patente de Estados Unidos n.° 7.282.470 (B2)

Patente de Estados Unidos n.° 7.772.451 (B2)

Publicacion de solicitud de patente de Estados Unidos n.° 2009/0252663 (A1)

Publicacion de solicitud de patente de Estados Unidos n.° 2010/0059428 (A1)

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   REIVINDICACIONES

   1. Metodo para tratar una corriente de residuos liquidos o acuosos que consiste en, como minimo, uno de un grupo de residuos que consisten en fluido de concentrado radiactivo, otras formas de residuos radiactivos y concentrados de los mismos, que se han almacenado durante un periodo de anos; y convertir la corriente de residuos en, como minimo, una de dos formas seleccionadas, incluyendo una forma que puede solidificarse, o forma solidificada, para la eliminacion segura, y una forma acuosa que se puede liberar de forma segura al medio ambiente, comprendiendo dicho sistema las etapas, designadas con numeros romanos: I, II, III, IV y V, de:

   (I) oxidar la corriente de residuos de modo que el material o sustancia quelante existente contenida en la corriente de residuos se haga sustancialmente no eficaz como quelante de metales o se destruya, liberando de este modo los metales en forma ionica, y la corriente de residuos se haga sujeta a, o permita la, precipitacion de cobalto y otros metales, y la liberacion de otros isotopos para su eliminacion;

   (II) mezclar la corriente de residuos con, como minimo, un material adsorbente diana para la reduccion isotopica;

   (III) separar la corriente de residuos en componentes solidos y liquidos;

   (IV) tratar la corriente de residuos mediante intercambio ionico selectivo (IX); y

   (V) procesamiento final, en el que se escoge, como minimo, una etapa de un grupo que consiste en:

   (Va) descargar la corriente de residuos en dicha forma acuosa, y

   (Vb) secar una corriente de residuos resultante que tiene solidos disueltos hasta solidos secos, como dicha forma solidificada.
2. 2. Metodo, segun la reivindicacion 1, en el que:

   las dos formas seleccionadas consisten en una forma que puede evaporarse hasta una forma solida o solidificada que puede liberarse de forma segura a un medio ambiente industrial no radiactivo, y una forma acuosa que puede liberarse de forma segura a un medio ambiente exterior;

   la etapa (I) se cicla a traves de, como minimo, una operacion seleccionada de un grupo de operaciones que consisten en: operacion discontinua, operacion continua y otros ciclos de operaciones de procesamiento de volumen; y

   la operacion de procesamiento de volumen tiene una magnitud de tiempo de aproximadamente una (1) hora a aproximadamente cuarenta y ocho (48) horas.
3. 3. Metodo, segun la reivindicacion 2, en el que, durante un periodo contemporaneo de tiempo durante o despues de que dicha corriente de residuos se esta transportando o transfiriendo, la corriente de residuos se recicla y retorna a la vasija de oxidacion de reciclaje (12), sirviendose dicha vasija de oxidacion (12) de forma selectiva proporcionando intercambio de calor (18) cuando sea necesario para ajustar la temperatura a un intervalo de oxidacion mas favorable; y en el que una zona de medicion del pH y de la temperatura (13) y estacion de medicion del ORP (11) se utilizan para fines de medicion para determinar el tratamiento adicional requerido.
4. 4. Metodo, segun la reivindicacion 3, en el que el pH se determina y se realiza el ajuste, si es necesario, mediante la utilizacion de un medio para la inyeccion quimica (15).
5. 5. Metodo, segun la reivindicacion 4, en el que: el pH es inferior a aproximadamente 12, y/o

   el ORP es de aproximadamente +300 mV a aproximadamente +1000 mV despues de ajustar el pH.
6. 6. Metodo, segun la reivindicacion 3, en el que el medio para proporcionar intercambio de calor (18) funciona para bajar la temperatura de la corriente de residuos hasta una temperatura de menos de aproximadamente 80°F o aproximadamente 26,67°C.
7. 7. Metodo, segun la reivindicacion 1, en el que, la etapa (I) es una etapa de oxidacion o de oxidacion con ozono, que comprende ademas las subetapas de:

   comunicar la corriente de residuos (8) desde una instalacion o zona de almacenamiento (6) a traves de un medio para la separacion de solidos (7), desde donde una parte de solidos de la corriente de residuos se transporta a un tanque de recogida de solidos (28), y una parte restante de la corriente de residuos se transporta a una vasija de oxidacion de reciclaje (12) para el procesamiento en la misma,

   transportar la corriente de residuos despues del procesamiento en la vasija de oxidacion de reciclaje (12) a un medio para medir el pH y la temperatura (13), y, ademas, a traves de un medio para proporcionar la medicion del ORP (11), y

   transferir, como minimo, parte de la corriente de residuos a un medio para proporcionar intercambio de calor (18), comunicando el medio (18) con una alimentacion de suministro de eyeccion (19) y el medio para proporcionar eyeccion de ozono y mezclar (16b), a traves del cual se comunica la corriente de residuos con una tuberia de retorno de oxidacion (14a) de vuelta a la vasija de reciclaje (12), estando dicha tuberia (14a) comunicada ademas

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   con un medio para proporcionar selectivamente inyeccion quimica (15) y estando simultaneamente servida por el mismo.
8. 8. Metodo, segun la reivindicacion 7, en el que, la etapa (II) es una etapa de adsorcion o de reduccion isotopica con adsorbente en polvo, que comprende ademas las subetapas de:

   dirigir, como minimo, una parte de la corriente de residuos restante no transferida al medio para proporcionar intercambio de calor (18), y transferir la corriente de residuos restante a una zona de tratamiento con adsorbente (20),

   seleccionar, como minimo, una sustancia adsorbente cuando se desea eliminar, como minimo, un elemento diana sujeto o isotopo formador de una parte de la corriente de residuos transferida a la zona de tratamiento con adsorbente (20), anadir, como minimo, una sustancia adsorbente seleccionada a la zona de tratamiento (20) y mezclarla dentro de la misma, y coordinar, como minimo, una subetapa adicional seleccionada entre un grupo que comprende la repeticion de la seleccion de, como minimo, una sustancia adsorbente hasta que ha pasado el tiempo suficiente para absorber sustancialmente el elemento diana o isotopo formador de una parte de la corriente de residuos, y reciclar la corriente de residuos transferida a la zona de tratamiento con adsorbente (20) hasta que ha pasado el tiempo suficiente para absorber sustancialmente el elemento diana o el isotopo formador de una parte de la corriente de residuos, en el que dicha al menos una sustancia adsorbente se selecciona entre un grupo que consiste en un agente de floculacion ionico en polvo, granular, liquido y otras formas de adsorbentes; comunicar la corriente de residuos desde la zona (20) a un medio para la separacion y sedimentacion (33), en el que, como minimo, una parte de la corriente de residuos se separa de un material solido, y en el que, entre la zona de tratamiento con adsorbente (20) y el medio para la separacion y sedimentacion (33) que comunican un primer medio (22A, 38), para el reciclaje seleccionable a la zona de tratamiento (20), cuando se selecciona, de una parte de la corriente de residuos elegida para que no pase a traves del medio de separacion y sedimentacion (33), transferir el material solido desde el medio de separacion y sedimentacion (33) al tanque de recogida (28), y transferir la corriente de residuos restante desde el medio (33) a una unidad de filtro (34), y en el que, entre el medio de separacion y sedimentacion (33) y la unidad de filtro (34) que comunica un segundo medio (31 A, 38) para reciclar de forma seleccionable a la zona de tratamiento (20), cuando se selecciona, de una parte de la corriente de residuos elegida para que no pase a traves de la unidad de filtro (34).
9. 9. Metodo, segun la reivindicacion 8, en el que como parte de la etapa (II), se anade un material adsorbente y se mezcla (24, 24a) en la zona de tratamiento con adsorbente (20), y seleccionandose el primer medio (22A, 38) para el reciclaje seleccionable a la zona de tratamiento (20) y repitiendose cuando es necesario hasta que haya pasado el tiempo suficiente para absorber sustancialmente el, como minimo, un elemento diana sujeto.
10. 10. Metodo, segun la reivindicacion 8, en el que como parte de la etapa (II) se requiere la eliminacion del segundo medio (31A, 38) para el reciclaje seleccionable que se esta utilizando para la eliminacion de los adsorbentes y otros solidos sin pasar dichos materiales a traves de la unidad de filtro (34), y que se estan utilizando un adsorbente se esta utilizando actualmente, antes de anadir un adsorbente posterior a la zona de tratamiento con adsorbente (20).
11. 11. Metodo, segun la reivindicacion 8, en el que, la etapa (III) es una etapa de separacion de solidos-liquidos, que comprende ademas las subetapas de:

    filtrar la corriente de residuos restante a traves de un medio de filtro (35) de la unidad de filtro (34), comunicar con el lado rechazado del medio de filtro (35) un tercer medio (36A, 38) para el reciclaje seleccionable a la zona de tratamiento (20), para reciclar, como minimo, una parte de la corriente de residuos, que no pasa a traves de los medios (35), a la zona de tratamiento adsorbente (20), y

    dirigir simultaneamente, como minimo, una parte de la corriente de residuos, que pasa a traves del medio (35) a un sistema colector (41).
12. 12. Metodo, segun la reivindicacion 11, en el que la corriente de residuos pasa a traves del dispositivo de separacion y sedimentacion (33) y a la unidad de filtro (34), y en el que una parte de rechazo del lado de rechazo del medio de filtro (35) de la unidad de filtro (34) esta siendo devuelta a traves de del tercer medio (36A, 38) para el reciclaje seleccionable a la zona de tratamiento (20) para su posterior procesamiento.
13. 13. Metodo, segun la reivindicacion 11, en el que, cuando no hay solidos presentes en la corriente de residuos y no hay necesidad de eliminar los solidos antes de pasar a traves de la zona de tratamiento de adsorbente (20), y solo se utiliza un adsorbente en la zona tratamiento con adsorbente (20), se utiliza el primer medio para reciclaje seleccionable (22A, 38) y el tercer medio para el reciclaje seleccionable (36A, 38), a la zona de tratamiento (20).
14. 14. Metodo, segun la reivindicacion 11, en el que, cuando se seleccionan y se utilizan, como minimo, dos pases de procesamiento separados a traves de la zona de tratamiento con adsorbente (20) o se elimina un primer adsorbente de la zona de tratamiento (20) antes de anadir y usar un segundo o respectivo adsorbente adicional, para la absorcion de sustancias elemento diana, se esta utilizando el segundo medio para reciclaje seleccionable (31A, 38), a la zona de tratamiento (20).

    5

    10

    15

    20

    25

    30

    35

    40

    45

    50
15. 15. Metodo, segun la reivindicacion 11, en el que, la adicion de uno y mas de un adsorbente a la zona de tratamiento con adsorbente (20) de una manera seleccionada para abordar la absorbencia dirigida a uno y mas de uno de dicho elemento o isotopo diana sujeto, y de manera que dicha adicion de los respectivos adsorbentes individuales cuando se eligen, crean una adicion secuencial de adsorbentes y la estrategia de adicion de adsorbentes para absorber mejor el elemento diana sujeto en la zona de tratamiento (20) y cuando esta presente mas de uno de tales elementos diana sujeto, durante periodos de tiempo relacionados o simultaneos mientras el elemento diana sujeto de interes esta presente en la zona de tratamiento (20).
16. 16. Metodo, segun la reivindicacion 11, en el que, la etapa (IV) es una etapa (IX) de intercambio ionico ajustable y configurable que comprende ademas:

    el procesamiento de la corriente de residuos que pasa al sistema colector (41) mediante la eliminacion selectiva de los isotopos, en el que el sistema (41) comprende, como minimo, una unidad de vasija (42) para el intercambio ionico, estando la unidad (42) servida y conectada a, como minimo, una tuberia colectora (43), y en el que una y mas de tales vasijas son desplegables selectivamente en serie y ajustables y configurables a traves de la funcion de derivacion, en la determinacion de la trayectoria de flujo y el tratamiento selectivo IX a traves del sistema (41), y

    la salida de la corriente de residuos restante desde el sistema (41) a un medio de transporte del efluente IX (51).
17. 17. Metodo, segun la reivindicacion 16, en el que, como parte de dicha etapa (V), las subetapas comprenden:

    transportar la corriente de residuos restante en el medio de transporte (51) a un medio para el almacenamiento y control del fluido (50),

    pasar al menos una parte de la corriente de residuos restante desde el medio (50) a, como minimo, uno del grupo que consiste en:

    la descarga de agua (Va), y

    el secado de los solidos disueltos en la corriente de residuos resultante (Vb); y

    guiar de forma simultanea, como minimo, una parte de la corriente de residuos restante a traves de un subproceso de reciclaje en el que la corriente de residuos se devuelve al medio para almacenar y controlar el fluido (50).
18. 18. Metodo, segun la reivindicacion 17, en el que:

    la descarga de agua (Va) comprende, como minimo, un medio para la descarga en el medio ambiente de la corriente de residuos restante como agua limpia;

    el secado (Vb) comprende, como minimo, un medio para proporcionar transporte de alimentacion del evaporador

    (53) de, como minimo, una parte de la corriente de residuos restante desde el medio (50), un medio de evaporacion

    (54) en comunicacion con el medio (53), y un medio conectado a la evaporacion (54) para el reciclaje selectivo de nuevo a la zona de la instalacion o de almacenamiento (6).
19. 19. Metodo, segun la reivindicacion 1, para el tratamiento de una corriente de residuos liquidos o acuosos;

    en el que dicha corriente de residuos liquidos o acuosos se encierra internamente dentro de un ambiente de tratamiento;

    en el que la forma acuosa puede liberarse al medio ambiente como agua limpia liberada adecuada para el medio ambiente; y

    en el que la etapa (I), de oxidar la corriente de residuos a traves de un factor de ajuste del pH de tal manera que cualquier material quelante existente, o sustancia del mismo, se haga sustancialmente no eficaz como quelante de metales o se destruya, con lo que el pH se baja y sustancialmente no se modifica y se produce CO2, y la corriente de residuos se hace sujeta a, o permite, en virtud de la ausencia de union al quelante, precipitacion de cobalto y otros metales y la liberacion de otros isotopos para la eliminacion.