RU2399973C1 - Processing method of water containing surface-active substances - Google Patents
Processing method of water containing surface-active substances Download PDFInfo
- Publication number
- RU2399973C1 RU2399973C1 RU2009128899/06A RU2009128899A RU2399973C1 RU 2399973 C1 RU2399973 C1 RU 2399973C1 RU 2009128899/06 A RU2009128899/06 A RU 2009128899/06A RU 2009128899 A RU2009128899 A RU 2009128899A RU 2399973 C1 RU2399973 C1 RU 2399973C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- evaporation
- water
- water containing
- evaporator
- active substances
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области ядерной технологии, а именно к переработке жидких радиоактивных отходов (ЖРО), может использоваться при переработке воды, содержащей поверхностно-активные вещества (ПАВ), в частности воды спецпрачечной.The invention relates to the field of nuclear technology, namely to the processing of liquid radioactive waste (LRW), can be used in the processing of water containing surface-active substances (surfactants), in particular special laundry.
При работе атомных электростанций и других объектов ядерной энергетики основная спецодежда персонала, спецобувь и дополнительные средства индивидуальной защиты загрязняются радионуклидами и направляются на дезактивацию и стирку в спецпрачечные. Особенностью воды спецпрачечной является то, что она содержат значительные количества поверхностно-активных веществ (ПАВ) от 50 мг/дм3 до 1000 мг/дм3. Отработавшая вода спецпрачечной может иметь удельное содержание радионуклидов до 3,7·10-3 Бк/дм, поэтому необходимо обращаться с ней как с жидкими радиоактивными отходами (ЖРО). Наиболее распространенным и нашедшим широкое промышленное применение для переработки ЖРО является метод концентрирования их упариванием в выпарных аппаратах до солесодержания 50÷500 г/дм3. Поверхностно-активные вещества снижают поверхностное натяжение в водных растворах, особенно при повышении их концентрации в процессе упаривания, что способствует вспениванию раствора и интенсивному капельному уносу ЖРО с вторичным паром («Очистка радиационно-загрязненных вод лабораторий и исследовательских ядерных реакторов», Хоникевич А.А., Изд. 3-е, перераб. и доп., М., Атомиздат, 1974, с.83). При этом образуется некондиционный конденсат, который требует повторной переработки. Кроме того, некондиционный конденсат с большим содержанием ПАВ, попадая в узел конденсатоочистки, состоящей из угольных фильтров, намывных фильтров, ионообменных фильтров (H+, OH- и ФСД), отравляет активированный уголь, и совместно с десорбированными с угольного фильтра нефтепродуктами отравляет дорогостоящие ионообменные смолы в ионообменных фильтрах конденсатоочистки. Кроме того, после вспенивания требуется проведение промывки сепаратора выпарного аппарата, трубопроводов вторичного пара, конденсатора вторичного пара, конденсатопроводов, деаэратора и переработки промывочных вод. Выпарная установка при этом выводится из работы и не используется по назначению. Известно, что для подавления вспенивания при выпаривании ПАВ-содержащих растворов в выпарной аппарат вводят пеногасители (пеноудаляющие реагенты) («Очистка радиационно-загрязненных вод лабораторий и исследовательских ядерных реакторов», Хоникевич А.А., Изд. 3-е, перераб. и доп., М., Атомиздат, 1974, с.169) в основном на основе кремнийорганических соединений. Известные пеногасители дороги и малоэффективны. При малейшем изменении давления в выпарном аппарате также происходит вспенивание выпариваемого раствора. Либо для подавления вспенивания при выпаривании растворов, содержащих ионогенные ПАВ, производят известкование растворов, то есть вводят в раствор кальций (наиболее дешевый реагент известь) для перевода ионогенных ПАВ и мыла в малорастворимую кальциевую форму. При этом снижается вспенивание, так как ионогенные ПАВ и мыла выводятся из поверхностно-активного растворенного состояния в виде кальциевых солей. На неионогенные ПАВ такой метод не действует. Введение извести в раствор способствует отложению солей жесткости на стенках выпарных аппаратов, трубчатке греющих камер, что быстро снижает производительность выпарных аппаратов и требует проведения кислотных промывок. Введение в раствор извести для известкования и кислоты для проведения кислотных промывок значительно увеличивает количество солей в кубовом остатке, а следовательно, возрастают затраты на кондиционирование ЖРО и хранение окончательного продукта. Процедура известкования сопровождается образованием в ЖРО шламов, которые необходимо удалять из растворов перед выпариванием, а это требует применения дополнительных аппаратов и устройств, что усложняет и удорожает технологическую схему.During the operation of nuclear power plants and other nuclear power facilities, the main overalls of personnel, safety shoes and additional personal protective equipment are contaminated with radionuclides and sent to decontamination and washing in special laundries. A feature of special laundry water is that it contains significant amounts of surface-active substances (surfactants) from 50 mg / dm 3 to 1000 mg / dm 3 . The waste water of the special laundry can have a specific radionuclide content of up to 3.7 · 10 -3 Bq / dm, therefore it is necessary to treat it as liquid radioactive waste (LRW). The most common and widely used industrial application for LRW processing is the method of concentrating them by evaporation in evaporators to a salinity of 50 ÷ 500 g / dm 3 . Surfactants reduce the surface tension in aqueous solutions, especially when their concentration increases during evaporation, which contributes to foaming of the solution and intensive drip removal of LRW with secondary vapor (“Purification of radiation-contaminated waters of laboratories and research nuclear reactors”, A. A. Khonikevich ., 3rd ed., Rev. And add., M., Atomizdat, 1974, p. 83). In this case, substandard condensate forms, which requires re-processing. In addition, substandard condensate with a high surfactant content, entering the condensate purification unit, consisting of carbon filters, alluvial filters, ion-exchange filters (H + , OH - and FSD), poison activated carbon, and, together with oil products desorbed from the carbon filter, poison expensive ion-exchange resins in ion exchange condensate filters. In addition, after foaming, washing of the evaporator separator, secondary steam pipelines, secondary steam condenser, condensate pipelines, deaerator and washing water treatment is required. The evaporation unit is taken out of operation and is not used for its intended purpose. It is known that in order to suppress foaming during evaporation of surfactant-containing solutions, defoamers (defoaming agents) are introduced into the evaporator (“Purification of Radiation-Contaminated Waters of Laboratories and Research Nuclear Reactors”, A. Khonikevich, 3rd edition, revised and add., M., Atomizdat, 1974, p. 169) mainly based on organosilicon compounds. Known defoamers are expensive and ineffective. At the slightest change in pressure in the evaporator, foaming of the evaporated solution also occurs. Or, in order to suppress foaming during evaporation of solutions containing ionic surfactants, the solutions are liming, that is, calcium (the cheapest reagent lime) is introduced into the solution to convert ionic surfactants and soap into a poorly soluble calcium form. At the same time, foaming is reduced, since ionic surfactants and soaps are removed from the surface-active dissolved state in the form of calcium salts. On nonionic surfactants, this method does not work. The introduction of lime into the solution contributes to the deposition of hardness salts on the walls of the evaporators, the tube of the heating chambers, which quickly reduces the performance of the evaporators and requires acid washing. The introduction of lime for liming and acid for acid leaching into the solution significantly increases the amount of salts in the bottom residue, and consequently, the costs of conditioning LRW and storing the final product increase. The liming procedure is accompanied by the formation in LRW of sludges that must be removed from the solutions before evaporation, and this requires the use of additional apparatuses and devices, which complicates and increases the cost of the technological scheme.
Ближайшим аналогом заявляемого изобретения является способ переработки ЖРО АЭС, включающий раздельное упаривание воды спецпрачечной и технологических ЖРО АЭС (трапные воды, регенераты ионообменных фильтров, дезактивационные растворы) в выпарном аппарате до насыщения по солям, либо до солесодержания 200÷250 г/дм3, при которой обеспечивается качество конденсата вторичного пара, допустимое для подачи на конденсатоочистку на угольных и ионообменных фильтрах. («Водный режим и обработка радиоактивных вод АЭС». М.: Энергоатомиздат, 1983, с.179-185). Кубовый остаток сливают в накопительную емкость.The closest analogue of the claimed invention is a method for processing LRW of nuclear power plants, including separate evaporation of water from the special laundry and technological LRW of nuclear power plants (floor drain, regeneration of ion-exchange filters, decontamination solutions) in the evaporator before saturation with salts, or until salinity of 200 ÷ 250 g / dm 3 , at which ensures the quality of the condensate of the secondary steam, acceptable for supply to the condensate purification on carbon and ion-exchange filters. ("The water regime and the treatment of radioactive waters of nuclear power plants". M: Energoatomizdat, 1983, p. 179-185). VAT residue is poured into the storage tank.
Недостатком данного способа является низкая надежность и сложность процесса, связанная с тем, что при упаривании воды спецпрачечной отдельным потоком невозможно достичь высокого солесодержания в кубовом остатке выпарного аппарата из-за вспенивания раствора и его уноса с вторичным паром. При выпаривании технологических ЖРО, как правило, возможно, достижение достаточно высокого солесодержания в кубовом остатке, до насыщения по солям, величина которого определяется наличием и содержанием оксалатов, растворимость которых уменьшается с увеличением общего солесодержания. Но при этом происходит зарастание солями жесткости, гидроокисями продуктов коррозии и оксалатами поверхностей греющих камер особенно второго корпуса двухкорпусных выпарных установок переработки трапной воды, что снижает производительность всей выпарной установки и ее приходится периодически останавливать для проведения кислотной промывки. Опыт переработки воды спецпрачечной показывает, что в случае их упаривания в 2-3 раза реже приходится проводить кислотную промывку греющих камер. Если при выпаривании трапной воды кислотную промывку греющих камер проводят 1-2 раза в месяц, то при переработке дополнительно воды спецпрачечной этот интервал работы между промывками увеличивается до двух месяцев. Это объясняется наличием органических комплексонов, полиметафосфатов и других умягчающих веществ в составе стиральных порошков, которые связывают соли жесткости в водорастворимые соединения.The disadvantage of this method is the low reliability and complexity of the process, due to the fact that when water is evaporated by the special laundry in a separate stream, it is impossible to achieve a high salt content in the bottom residue of the evaporator due to foaming of the solution and its entrainment with secondary steam. During the evaporation of technological LRW, as a rule, it is possible to achieve a sufficiently high salt content in the still bottom, until saturated with salts, the value of which is determined by the presence and content of oxalates, the solubility of which decreases with increasing total salt content. But at the same time, hardness salts, hydroxides of corrosion products and oxalates are overgrown with the surfaces of the heating chambers, especially of the second case of double-shell evaporator units for processing drain water, which reduces the performance of the entire evaporator unit and must be stopped periodically for acid washing. The experience of special laundry water treatment shows that in case of their evaporation, it is necessary to carry out acid washing of heating chambers 2-3 times less often. If the acid washing of the heating chambers is carried out 1-2 times a month during the evaporation of floor drain water, then during the processing of additional special laundry water this interval of work between washing increases to two months. This is due to the presence of organic complexones, polymetaphosphates and other emollients in the composition of washing powders that bind hardness salts to water-soluble compounds.
Задача, решаемая изобретением, заключается в повышении надежности и упрощении процесса переработки упариванием воды спецпрачечной и снижении периодичности кислотных промывок выпарной установки переработки трапной воды.The problem solved by the invention is to increase the reliability and simplify the process of evaporation of water from the special laundry and reduce the frequency of acid washes of the evaporation plant processing waste water.
Сущность изобретения состоит в том, что в способе переработки воды, содержащей поверхностно-активные вещества, путем упаривания их в выпарном аппарате до требуемого солесодержания и периодической откачки кубового остатка в накопительные емкости, предложено воду, содержащую поверхностно-активные вещества, подавать в выпарной аппарат дополнительного упаривания трапной воды после достижения в нем солесодержания 60÷150 г/дм3 и проводить совместное упаривание воды, содержащей поверхностно-активные вещества и трапную воду, поддерживая их в соотношении 1÷(3÷10), при достижении солесодержания 150÷350 г/дм3, кубовый остаток периодически откачивать в емкость хранения на работающем выпарном аппарате до установления значений солесодержания равным 60÷150 г/дм3.The essence of the invention lies in the fact that in the method of processing water containing surfactants by evaporating them in an evaporation apparatus to the desired salt content and periodically pumping the bottom residue into storage tanks, it is proposed that water containing surfactants be supplied to the evaporator with an additional evaporation of drain water therein after the TDS 60 ÷ 150 g / dm 3 and hold a joint evaporation of water containing surfactants and drain water, keeping them in
Новизной по сравнению с ближайшим аналогом является совместная переработка раздельных потоков воды спецпрачечной и трапной воды в одном выпарном аппарате трапной воды. Трапную воду подают на выпаривание в первый корпус двухкорпусной выпарной установки переработки трапной воды и при достижении солесодержания во втором выпарном аппарате (до упаривания) 60÷150 г/дм3 подают туда воду спецпрачечной, содержащую ПАВ, и поддерживают соотношение между количеством подаваемой воды спецпрачечной, содержащей ПАВ, и трапной водой 1:(3÷10). При этом происходит упаривание вод без вспенивания раствора до солесодержания 150÷350 г/дм3. При выпаривании высокосолевых растворов, обладающих высоким значением ионной силы раствора, увеличивается поверхностное натяжение, которое компенсирует снижение поверхностного натяжения за счет наличия поверхностно-активных веществ. Верхнее значение солесодержания 350 г/дм3 определяется испарением поверхностно-активных веществ и мыла, при котором их содержание в конденсате вторичного пара достигает 0,1 мг/дм3. Затем кубовый остаток перекачивают в емкости хранения без останова выпарной установки и прекращения подачи трапной воды и воды спецпрачечной до солесодержания во втором корпусе 60÷150 г/дм3, то есть до исходного значения.A novelty in comparison with the closest analogue is the joint processing of separate streams of water of special laundry and floor drain in one evaporator of drain water. Drain water is fed for evaporation to the first building of the double-shell evaporator for the treatment of drain water and, when the salt content in the second evaporation apparatus is reached (before evaporation), 60 ÷ 150 g / dm 3 are supplied with special laundry water containing surfactants, and the ratio between the amount of supplied laundry water is maintained, containing surfactant, and floor drain 1: (3 ÷ 10). When this occurs, evaporation of water without foaming the solution to a salinity of 150 ÷ 350 g / DM 3 . When evaporating high salt solutions with a high ionic strength of the solution, the surface tension increases, which compensates for the decrease in surface tension due to the presence of surfactants. The upper salt content of 350 g / dm 3 is determined by the evaporation of surfactants and soap, in which their content in the condensate of the secondary steam reaches 0.1 mg / dm 3 . Then the bottom residue is pumped into storage tanks without stopping the evaporation unit and stopping the supply of floor drain and special laundry water until the salt content in the second building is 60 ÷ 150 g / dm 3 , that is, to the initial value.
Пример осуществления способа проиллюстрирован на технологической схеме, представленной на чертеже. Была смонтирована технологическая схема подачи воды спецпрачечной во второй выпарной аппарат дополнительного упаривания и опробована технология переработки воды спецпрачечной на выпарных установках в процессе переработки трапной воды Ленинградской АЭС. В соответствии со схемой из емкости приема и временного хранения трапной воды 1 насосом 2 через расходомер 3 регулятор расхода 4 трапную воду подают на выпаривание в первый корпус двухкорпусной выпарной установки 5 переработки трапной воды. Образовавшийся при выпаривании вторичный пар поступает на обогрев второго корпуса двухкорпусной выпарной установки дополнительного упаривания вод спецпрачечной 7, а сконцентрированная в первом корпусе трапная вода поступает через автоматический регулятор расхода 6 во второй аппарат двухкорпусной выпарной установки 7. Автоматический регулятор расходов работает по показаниям датчиков уровня раствора на втором корпусе двухкорпусной выпарной установки 7. При достижении солесодержания в кубовом остатке во втором корпусе 60÷150 г/дм3 из емкости приема и временного хранения воды спецпрачечной 8 насосом 9 через расходомер 10 и регулятор расхода 11 в циркуляционный трубопровод второго корпуса 7 подают воду спецпрачечной из емкости 8. Расход воды спецпрачечной из емкости 8 поддерживают в соотношении к расходу трапной воды в первый корпус от 1:10 до 1:3. Предельное значение по содержанию ПАВ было получено при соотношении воды, содержащей ПАВ, и трапной воды, равной 1:3, и солесодержании в кубовом остатке 350 г/дм3. Нижнее значение солесодержания в кубовом остатке 150 г/дм3 объясняется, что при высоком содержании оксалатов здесь могут выпадать осадки и забить сбросной трубопровод. При подаче воды, содержащей ПАВ, во второй корпус автоматически снижается поступление раствора трапной воды из первого корпуса во второй, а следовательно, возрастает концентрация солей в данном растворе. И чем больше установлен расход воды, содержащей ПАВ, во второй корпус, тем с большей концентрацией солей растворы трапной воды поступают из первого корпуса во второй. То есть данная система имеет автоматическую обратную связь. Периодически, при достижении солесодержания в выпарном аппарате дополнительного упаривания 7 - 150÷350 г/дм3, без остановки работы выпарной установки насосом 12 кубовый остаток перекачивают в емкости хранения кубового остатка 13. Удаление кубового остатка проводят до снижения солесодержания в растворе во втором корпусе до 60÷150 г/дм3. При этом работа выпарных установок 1, 8 и подача трапной воды и воды спецпрачечной не прерывается. При проведении процесса переработки воды спецпрачечной таким способом полностью предотвращается вспенивание и удается собрать кондиционный конденсат в конденсатоприемник 14 с достаточно низким содержанием ПАВ, что позволяет проводить его доочистку от солей и масел на фильтрах конденсатоочистки.An example implementation of the method is illustrated in the flowchart shown in the drawing. The technological scheme of supplying special laundry to the second evaporator for additional evaporation was mounted and the technology of processing special washing water at evaporation plants during the processing of drain water from the Leningrad NPP was tested. In accordance with the scheme, from the receiving and temporary storage of
В таблице 1 приведены результаты экспериментов при отработке граничных параметров процесса.Table 1 shows the experimental results when working out the boundary process parameters.
Точки контроля:Control Points:
КОВ2 - кубовый остаток во втором корпусе выпарной установки;KOV2 - bottom residue in the second building of the evaporator;
ВПВ2 - конденсат вторичного пара второго корпуса выпарной установки;VPV2 - condensate of the secondary steam of the second body of the evaporator;
ОКВА - объединенный конденсат с первого и второго корпуса выпарной установки.OKVA - combined condensate from the first and second body of the evaporator.
* - начат сброс кубового остатка, проводится по показаниям а.х.к. -автоматический химический контроль (кондуктометр).* - bottoms discharge started, carried out according to the testimony of A.Kh. -automatic chemical control (conductometer).
** - начат сброс кубового остатка по показаниям количества оксалатов.** - the discharge of the bottom residue according to the indications of the amount of oxalates has begun.
*** - начат сброс кубового остатка по показаниям содержания ПАВ в ВПВ2 и ОКВА.*** - the discharge of the bottom residue according to the testimony of the surfactant content in VPV2 and OKVA has begun.
Из результатов, приведенных в таблице 1, видно, что во всех экспериментах не происходило вспенивания (контролируется датчиками пены в сепараторе). Во всех случаях в конденсате вторичного пара содержание ПАВ в точках ОКВА, ВПВ2 было ниже нормативных значений.From the results shown in table 1, it is seen that foaming did not occur in all experiments (controlled by foam sensors in the separator). In all cases, in the condensate of the secondary steam, the surfactant content at the OKVA and VPV2 points was lower than the standard values.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009128899/06A RU2399973C1 (en) | 2009-07-27 | 2009-07-27 | Processing method of water containing surface-active substances |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009128899/06A RU2399973C1 (en) | 2009-07-27 | 2009-07-27 | Processing method of water containing surface-active substances |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2399973C1 true RU2399973C1 (en) | 2010-09-20 |
Family
ID=42939332
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009128899/06A RU2399973C1 (en) | 2009-07-27 | 2009-07-27 | Processing method of water containing surface-active substances |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2399973C1 (en) |
-
2009
- 2009-07-27 RU RU2009128899/06A patent/RU2399973C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Водный режим и обработка радиоактивных вод АЭС. - М.: Энергоатомиздат, 1983, с.179- 185. Апелогова Н.И. и др. Дезактивация в ядерной энергетике. - М.: Энергоиздат, 1982, с.232-236. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2018204383B2 (en) | Evaporative treatment method for aqueous solution | |
RU2501738C2 (en) | Method of reducing corrosion, formed of sediments and reducing of water consumption in cooling tower systems | |
KR101329523B1 (en) | Ammonium/ammonia removal from a stream | |
KR100990486B1 (en) | Potabilization method and apparatus for producing potable water from desalinated seawater | |
WO2016063578A1 (en) | Ammonia-containing wastewater treatment apparatus and treatment method | |
EP2993160A1 (en) | Water treatment device and water treatment method | |
CN107922219A (en) | A kind of convertible positive osmosis system and its method | |
Rao et al. | Liquid–liquid extraction of phenol from simulated sebacic acid wastewater | |
JPWO2015098348A1 (en) | Anion exchanger, mixture of anion exchanger and cation exchanger, mixed bed comprising anion exchanger and cation exchanger, method for producing them, and method for purifying hydrogen peroxide water | |
CA2447061C (en) | Stabilised hypobromous acid solutions | |
JP5417292B2 (en) | Wastewater treatment method | |
RU2399973C1 (en) | Processing method of water containing surface-active substances | |
AU2016253485A1 (en) | Scale removal system | |
CN105461132B (en) | A kind of wastewater treatment method and system | |
WO2016063581A1 (en) | Treatment method and treatment apparatus for ammonia-containing wastewater | |
Huang et al. | Complex treatment of the ammonium nitrogen wastewater from rare-earth separation plant | |
CN205710254U (en) | A kind of high slat-containing wastewater Zero emission device for coal chemical industry | |
Epimakhov et al. | Reverse-osmosis filtration based water treatment and special water purification for nuclear power systems | |
Choi et al. | Calcite-packed columns for the removal of fluoride in industrial wastewater | |
CN209065644U (en) | Waste water evaporation process equipment before a kind of coating | |
CN107619116B (en) | Use of inorganic salt or acid in reducing hardness/alkalinity of water system | |
RU2559812C1 (en) | Method of reducing ammonia concentration in liquid radioactive wastes | |
JP6468384B1 (en) | Water treatment equipment | |
JP6137972B2 (en) | Method and apparatus for inhibiting corrosion of nuclear reactor structure | |
RU46603U1 (en) | LIQUID RADIOACTIVE WASTE CLEANING PLANT |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170728 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20180605 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200728 |