RU60256U1

RU60256U1 - LIQUID RADIOACTIVE WASTE PROCESSING PLANT

Info

Publication number: RU60256U1
Application number: RU2006128262/22U
Authority: RU
Inventors: Сергей Юрьевич Кузнецов; Валерий Александрович Лебедев; Николай Николаевич Трохов; Геннадий Моисеевич Чечельницкий
Original assignee: Закрытое акционерное общество "ИНТРА"
Priority date: 2006-08-04
Filing date: 2006-08-04
Publication date: 2007-01-10

Abstract

Область применения: установка для переработки жидких радиоактивных отходов относится к области охраны окружающей среды, а точнее к области переработки жидких радиоактивных отходов. Сущность: установка для переработки жидких радиоактивных отходов включает емкость окислителя, емкость осадителя, узел предварительной обработки жидких радиоактивных отходов, состоящий из емкости ЖРО, циркуляционного насоса, регулирующего вентиля, смесителя, блока окисления, отсечного вентиля и мембранного фильтра, промежуточную емкость, концентратор, состоящий из выпарного аппарата, конденсатор, охладитель, дозирующий насос, ионоселективный фильтр, емкость концентрата, испаритель и блок кондиционирования. 1 ил.Scope: installation for the processing of liquid radioactive waste relates to the field of environmental protection, and more specifically to the field of processing liquid radioactive waste. SUBSTANCE: plant for processing liquid radioactive waste includes an oxidizer tank, a precipitator tank, a liquid radioactive waste pretreatment unit, consisting of a LRW tank, a circulation pump, a control valve, a mixer, an oxidation unit, a shut-off valve and a membrane filter, an intermediate tank, a concentrator, consisting of from the evaporator, condenser, cooler, dosing pump, ion-selective filter, concentrate tank, evaporator and air conditioning unit. 1 ill.

Description

Заявляемая установка для переработки жидких радиоактивных отходов (ЖРО) относится к области охраны окружающей среды, а точнее к области переработки жидких радиоактивных отходов.The inventive installation for the processing of liquid radioactive waste (LRW) relates to the field of environmental protection, and more specifically to the field of processing liquid radioactive waste.

Известна установка для переработки жидких радиоактивных отходов (1), включающая исходные емкости ЖРО, узел предварительной обработки ЖРО, состоящий из коагулятора и механического фильтра, концентратор (дистиллятор) и конденсатор.A known installation for the processing of liquid radioactive waste (1), including the original capacity of LRW, the unit for pre-treatment of LRW, consisting of a coagulator and a mechanical filter, a concentrator (distiller) and a condenser.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

ЖРО из исходных емкостей ЖРО подают в коагулятор, где они подвергаются в коагуляционному разделению на осветленную и шламовую водные фазы ЖРО, после чего шламовую водную фазу ЖРО направляют на захоронение, а осветленную водную фазу ЖРО - на механический фильтр. После механического фильтра фильтрат осветленной водной фазы ЖРО поступает в дистиллятор. Концентрат (кубовый остаток) осветленной от дистилляции водной фазы ЖРО направляют на захоронение, а сконденсированную паровую фазу - в исходные емкости ЖРО.LRW from the initial LRW tanks is fed to the coagulator, where they are subjected to coagulation separation into clarified and sludge water phases of LRW, after which the slurry water phase of LRW is sent for disposal, and the clarified aqueous phase of LRW is sent to a mechanical filter. After a mechanical filter, the filtrate of the clarified aqueous phase of LRW enters the distiller. The concentrate (bottoms) clarified from the distillation of the aqueous LRW phase is sent for disposal, and the condensed vapor phase is sent to the original LRW containers.

Недостаткам известной установки является то, что она не обеспечивает:The disadvantages of the known installation is that it does not provide:

- получения конденсата и концентрата с содержанием радионуклидов, удовлетворяющим требованиям действующих норм радиационной безопасности;- receipt of condensate and concentrate with a radionuclide content that meets the requirements of current radiation safety standards;

- очистки ЖРО от обычно присутствующих в них жидких и водорастворимых органических соединений.- purification of LRW from liquid and water-soluble organic compounds usually present in them.

Известна установка для переработки жидких радиоактивных отходов (2), включающая сборник-усреднитель ЖРО, узел предварительной обработки ЖРО, состоящий из коагулятора и песчаного фильтра, выпарной A known installation for the processing of liquid radioactive waste (2), including a collection tank-averager LRW, the preliminary treatment unit LRW, consisting of a coagulator and sand filter, evaporator

аппарат, конденсатор, концентратор, состоящий из ионообменных фильтров и декантатор.apparatus, condenser, concentrator, consisting of ion-exchange filters and a decanter.

ЖРО из сборника-усреднителя ЖРО подают в коагулятор, где они подвергаются коагуляционному разделению на осветленную и шламовую водные фазы ЖРО, после чего шламовую водную фазу ЖРО из коагулятора направляют в выпарной аппарат, а осветленную водную фазу ЖРО - на песчаный фильтр. Концентрат (кубовый остаток) от упаривания шламовой водной фазы ЖРО направляют на захоронение, паровую фазу подают в конденсатор, а конденсат из конденсатора и фильтрат осветленной водной фазы ЖРО направляют на ионообменные фильтры. На ионообменных фильтрах происходит извлечение и концентрация радионуклидов, после чего очищенную водную фазу направляют на сброс. Задержанные на ионообменниках радионуклиды вымывают регенерирующими промывными растворами, полученные радиоактивные регенераты подают в декантатор, откуда декантат подают в выпарной аппарат, а образовавшийся от смешения радиоактивных регенератов шлам направляют на захоронение.LRW from the collection-averager of LRW is fed to the coagulator, where they are subjected to coagulation separation into clarified and sludge water phases of LRW, after which the slurry water phase of LRW from the coagulator is sent to the evaporator, and the clarified water phase of LRW is sent to the sand filter. The concentrate (bottom residue) from evaporation of the slurry aqueous phase of LRW is sent for disposal, the vapor phase is fed to a condenser, and the condensate from the condenser and the filtrate of the clarified aqueous phase of LRW are sent to ion-exchange filters. On ion-exchange filters, the extraction and concentration of radionuclides takes place, after which the purified aqueous phase is sent for discharge. The radionuclides detained at the ion exchangers are washed out with regenerating washing solutions, the resulting radioactive regenerates are fed to the decanter, from where the decantate is fed to the evaporator, and the sludge formed from the mixing of the radioactive regenerates is sent for disposal.

Недостатками известной установки являются:The disadvantages of the known installation are:

- ее повышенная сложность;- its increased complexity;

- то, что она не обеспечивает очистки ЖРО от обычно присутствующих в них жидких и водорастворимых органических соединений;- the fact that it does not provide for the cleaning of LRW from the liquid and water-soluble organic compounds usually present in them;

- то, что в результате ее работы образуются вторичные ЖРО в форме радиоактивных регенератов от промывки ионообменных смол.- the fact that as a result of its work secondary LRW are formed in the form of radioactive regenerates from washing of ion-exchange resins.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой является установка для переработки жидких радиоактивных отходов (установка очистки радиоактивных вод методом выпаривания) (3), включающая узел предварительной обработки ЖРО, состоящий из механического фильтра, промежуточную емкость, подогреватель, концентратор, состоящий из выпарного аппарата и доупаривателя, емкость концентрата и конденсатор, причем механический фильтр последовательно соединен с промежуточной емкостью, подогревателем и входом выпарного аппарата, выход концентрата выпарного аппарата соединен со входом доупаривателя, выход концентрата доупаривателя соединен с емкостью концентрата, The closest in technical essence to the claimed one is a plant for the processing of liquid radioactive waste (a radioactive water treatment plant by evaporation) (3), which includes a LRW pre-treatment unit consisting of a mechanical filter, an intermediate tank, a heater, a concentrator consisting of an evaporator and an additional evaporator , the concentrate capacity and a condenser, the mechanical filter being connected in series with the intermediate capacity, the heater and the inlet of the evaporator, the output is concent that the evaporator is connected to the input of auxiliary evaporator, auxiliary evaporator concentrate outlet coupled to a concentrate container,

выход паровой фазы доупаривателя соединен с выпарным аппаратом, а выход паровой фазы выпарного аппарата - с конденсатором.the vapor phase output of the evaporator is connected to the evaporator, and the vapor phase output of the evaporator is connected to the condenser.

ЖРО подают на механический фильтр, где они подвергаются осветлению, после чего осветленные ЖРО через промежуточную емкость поступают в подогреватель и далее на вход выпарного аппарата, причем паровую фазу из выпарного аппарата направляют в конденсатор, а концентрат от упарки - в доупариватель. Из доупаривателя концентрат от доупарки поступает в емкость концентрата, а паровая фаза - в выпарной аппарат.LRW is fed to a mechanical filter, where they are clarified, after which the clarified LRW through an intermediate tank goes to the heater and then to the inlet of the evaporator, the vapor phase from the evaporator is sent to the condenser, and the concentrate from the evaporator to the after-evaporator. From the double-evaporator, the concentrate from the double-coupler enters the concentrate tank, and the vapor phase - into the evaporator.

- то, что она не обеспечивает получения конденсата с содержанием радионуклидов, удовлетворяющим требованиям действующих норм радиационной безопасности;- the fact that it does not provide condensate with a radionuclide content that meets the requirements of current radiation safety standards;

- то, что она не обеспечивает возможности выделения из радиоактивного концентрата присутствующих в нем водороастворимых солей в сухом виде пригодном для захоронения в качестве нерадиоактивных химических отходов;- the fact that it does not provide the possibility of isolating from a radioactive concentrate the water-soluble salts present in it in a dry form suitable for disposal as non-radioactive chemical waste;

Техническим результатом заявляемой установки для переработки жидких радиоактивных отходов является устранение недостатков прототипа, заключающееся в:The technical result of the inventive installation for processing liquid radioactive waste is to eliminate the disadvantages of the prototype, which consists in:

- обеспечении получения конденсата с содержанием радионуклидов, удовлетворяющим требованиям действующих норм радиационной безопасности;- ensuring the production of condensate with a radionuclide content that meets the requirements of current radiation safety standards;

- обеспечении возможности выделения из радиоактивного концентрата присутствующих в нем водороастворимых солей в сухом виде пригодном для захоронения в качестве нерадиоактивных химических отходов;- providing the possibility of separation from a radioactive concentrate of water-soluble salts present in it in a dry form suitable for disposal as non-radioactive chemical waste;

- обеспечении очистки ЖРО от обычно присутствующих в них жидких и водорастворимых органических соединений.- ensuring the purification of LRW from liquid and water-soluble organic compounds usually present in them.

Указанные преимущества достигаются за счет того, что заявляемая установка для переработки жидких радиоактивных отходов включает емкость окислителя, емкость осадителя, узел предварительной обработки ЖРО, состоящий из емкости ЖРО, циркуляционного насоса, регулирующего вентиля, смесителя, блока окисления, отсечного вентиля и мембранного фильтра, промежуточную емкость, концентратор, состоящий из выпарного аппарата, конденсатор, охладитель, дозирующий насос, ионоселективный фильтр, емкость концентрата, испаритель и блок кондиционирования, причем емкость окислителя соединена со смесителем, емкость осадителя соединена с емкостью ЖРО, емкость ЖРО, циркуляционный насос, регулирующий вентиль, смеситель и блок окисления объединены в замкнутый контур, часть замкнутого контура между циркуляционным насосом и регулирующим вентилем соединена через отсечной вентиль с мембранным фильтром, который через промежуточную емкость соединен со входом концентратора, выход паровой фазы концентратора соединен с конденсатором, а выход концентрата концентратора последовательно соединен с охладителем, дозирующим насосом, ионоселективным фильтром, емкостью концентрата, испарителем и блоком кондиционирования.These advantages are achieved due to the fact that the inventive installation for processing liquid radioactive waste includes an oxidizer tank, a precipitator tank, a LRW pre-treatment unit consisting of a LRW tank, a circulation pump, a control valve, a mixer, an oxidation unit, a shut-off valve and a membrane filter, an intermediate tank, concentrator, consisting of an evaporator, condenser, cooler, metering pump, ion-selective filter, concentrate tank, evaporator and air conditioning unit moreover, the oxidizer tank is connected to the mixer, the precipitator tank is connected to the LRW tank, the LRW tank, the circulation pump, the control valve, the mixer and the oxidation unit are combined into a closed circuit, part of the closed circuit between the circulation pump and the control valve is connected through a shut-off valve to the membrane filter, which through an intermediate tank is connected to the input of the concentrator, the output of the vapor phase of the concentrator is connected to the capacitor, and the output of the concentrate of the concentrator is connected in series with cooler, metering pump, ion-selective filter, concentrate tank, evaporator and air conditioning unit.

Отличительными признаками заявляемой установки для переработки жидких радиоактивных отходов является то, что она дополнительно содержит емкость окислителя, емкость осадителя, охладитель, дозирующий насос, ионоселективный фильтр, испаритель и блок кондиционирования, узел предварительной обработки ЖРО дополнительно содержит емкость ЖРО, циркуляционный насос, регулирующий вентиль, смеситель, блок окисления и отсечной вентиль, причем емкость ЖРО, циркуляционный насос, регулирующий вентиль, смеситель и блок окисления объединены в замкнутый контур, часть замкнутого контура между циркуляционным насосом и регулирующим вентилем соединена через отсечной вентиль с фильтром, выполненным в форме мембранного фильтра, емкость окислителя соединена со смесителем, емкость осадителя соединена с емкостью ЖРО, промежуточная емкость своим выходом соединена со входом концентратора, выход концентрата концентратора соединен со входом емкости концентрата через последовательно соединенные охладитель, дозирующий насос и ионоселективный фильтр, а выход емкости Distinctive features of the inventive installation for processing liquid radioactive waste is that it additionally contains an oxidizer tank, a precipitator tank, a cooler, a metering pump, an ion-selective filter, an evaporator and an air conditioning unit, the LRW pre-treatment unit additionally contains a LRW tank, a circulation pump, a control valve, a mixer, an oxidation unit and a shut-off valve, the LRW tank, a circulation pump, a control valve, a mixer and an oxidation unit being combined into a closed This circuit, part of the closed circuit between the circulation pump and the control valve, is connected through a shut-off valve to a filter made in the form of a membrane filter, the oxidizer tank is connected to the mixer, the precipitator tank is connected to the LRW tank, the intermediate tank is connected by its output to the input of the concentrator, the output of the concentrator concentrate connected to the inlet of the concentrate tank through a series-connected cooler, metering pump and ion-selective filter, and the output of the tank

концентрата последовательно соединен с испарителем и блоком кондиционирования.concentrate is connected in series with the evaporator and the air conditioning unit.

Заявляемая установка для переработки жидких радиоактивных отходов иллюстрируется чертежом, представленным на фиг.1.The inventive installation for the processing of liquid radioactive waste is illustrated by the drawing shown in figure 1.

Заявляемая установка для переработки жидких радиоактивных отходов состоит из емкости окислителя 1, емкости осадителя 2, емкости ЖРО 3, циркуляционного насоса 4, регулирующего вентиля 5, смесителя 6, блока окисления 7, отсечного вентиля 8, мембранного фильтра 9, промежуточной емкости 10, концентратора 11, конденсатора 12, охладителя 13, дозирующего насоса 14, ионоселективного фильтра 15, емкости концентрата 16, испарителя 17 и блока кондиционирования 18.The inventive installation for processing liquid radioactive waste consists of an oxidizer tank 1, a precipitator tank 2, a LRW tank 3, a circulation pump 4, a control valve 5, a mixer 6, an oxidation unit 7, a shut-off valve 8, a membrane filter 9, an intermediate tank 10, a concentrator 11 , a condenser 12, a cooler 13, a metering pump 14, an ion-selective filter 15, a concentrate tank 16, an evaporator 17 and an air conditioning unit 18.

Заявляемая установка для переработки жидких радиоактивных отходов работает следующим образом.The inventive installation for processing liquid radioactive waste works as follows.

ЖРО с исходной активностью до 10⁶ Бк/л и исходным солесодержанием до 30 г/л подают в емкость ЖРО 3. После ее заполнения при закрытом отсечном вентиле 8 и открытом регулирующем вентиле 5 с помощью циркуляционного насоса 4 осуществляют циркуляцию ЖРО по замкнутому контуру, включающему емкость ЖРО 3, циркуляционный насос 4, регулирующий вентиль 5, смеситель 6 и блок окисления 7, причем в процессе циркуляции ЖРО из емкости окислителя 1 в смеситель 6 подают окислитель (например, перекись водорода). В смесителе 6 ЖРО смешивают с окислителем, а затем полученную смесь обрабатывают в блоке окисления 7 ультразвуком и ультрафиолетовым излучением, что обеспечивает окислительное разложение органической составляющей ЖРО. После завершения окисления прекращают подачу окислителя в смеситель 6, в блоке окисления 7 прекращают ультразвуковую и ультрафиолетовую обработку, а в емкость ЖРО 3 из емкости осадителя 2 подают осадитель (например, неорганические ионоселективные сорбенты и/или неорганические соединения образующие при смешении ферроцианид калия-никеля) в результате чего радионуклиды, присутствующие в ЖРО в водорастворимых формах, связываются осадителем в нерастворимые в воде формы. После завершения осаждения радионуклидов открывают отсечной вентиль 8 и прикрывают регулирующий вентиль 5 так, чтобы ЖРО (при их непрекращающейся циркуляции по замкнутому контуру) поступали также в мембранный фильтр 9 и создавали в нем давление необходимое для LRW with an initial activity of up to 10 ⁶ Bq / l and an initial salt content of up to 30 g / l is fed into the LRW tank 3. After its filling, with the shut-off valve 8 closed and the control valve open 5, the LRW is circulated in a closed loop, including a LRW tank 3, a circulation pump 4, a control valve 5, a mixer 6 and an oxidation unit 7, and in the process of LRW circulation from an oxidizer tank 1, an oxidizer (for example, hydrogen peroxide) is supplied to the mixer 6. In the mixer 6, LRW is mixed with an oxidizing agent, and then the resulting mixture is treated in the oxidation unit 7 with ultrasound and ultraviolet radiation, which provides oxidative decomposition of the organic component of LRW. After the oxidation is complete, the oxidant supply to the mixer 6 is stopped, the ultrasonic and ultraviolet treatment is stopped in the oxidation unit 7, and a precipitant is fed into the LRW tank 3 from the precipitator vessel 2 (for example, inorganic ion-selective sorbents and / or inorganic compounds forming potassium-nickel ferrocyanide when mixed) as a result, the radionuclides present in LRW in water-soluble forms are bound by the precipitant to water-insoluble forms. After the deposition of radionuclides is completed, the shut-off valve 8 is opened and the control valve 5 is closed so that the LRW (with their continuous circulation in a closed loop) also enters the membrane filter 9 and creates the pressure necessary for

обеспечения их принудительной фильтрации через мембрану мембранного фильтра 9. Отфильтрованную водную фазу ЖРО (пермеат) из мембранного фильтра 9 подают в промежуточную емкость 10, где ее сначала анализируют на суммарную активность, а затем подают в концентратор 11. Механическую и коллоидную фазы ЖРО выводят из мембранного фильтра 9 с помощью подаваемого в него сжатого воздуха и подают на отверждение (например, цементирование). В концентраторе 11 пермеат концентрируют (выпаривают) до солесодержания 300 г/л, после чего полученный концентрат последовательно проходит через охладитель 13, дозирующий насос 14, ионоселективный фильтр 15, емкость концентрата 16, испаритель 17 и блок кондиционирования солей 18, в качестве которого используют, например, сушилку. В охладителе 13 концентрат охлаждают для обеспечения возможности его очистки на ионоселективном фильтре 15, дозирующий насос 14 за счет регулируемой откачки обеспечивает поддержание постоянства концентрации солей в концентрате, на ионоселективном фильтре 15 концентрат доочищают от радионуклидов, в емкости концентрата 16 - анализируют на суммарную активность, в испарителе 17 доводят солесодержание концентрата до 1000-1200 г/л, а в блоке кондиционирования 14 его окончательно обезвоживают до остаточной влажности 0,5-1,0%. После этого полученную практически сухую соль направляют на промполигон для окончательного захоронения в качестве нерадиоактивных химических отходов. Паровая фаза из концентратора 11 поступает в конденсатор 12, откуда образовавшийся конденсат направляют на сброс, т.к. он благодаря вышеуказанной предварительной обработке ЖРО не требует дополнительной очистки от радионуклидов на соответствие требованиям действующих норм радиационной безопасности.ensuring their forced filtration through the membrane of the membrane filter 9. The filtered aqueous phase of LRW (permeate) from the membrane filter 9 is fed into an intermediate tank 10, where it is first analyzed for total activity, and then fed to the concentrator 11. The mechanical and colloidal phases of LRW are removed from the membrane filter 9 using compressed air supplied to it and fed for curing (for example, cementing). In the concentrator 11, the permeate is concentrated (evaporated) to a salinity of 300 g / l, after which the resulting concentrate passes successively through a cooler 13, a metering pump 14, an ion-selective filter 15, a concentrate tank 16, an evaporator 17 and a salt conditioning unit 18, which are used as for example, a dryer. In the cooler 13, the concentrate is cooled to allow its purification on the ion-selective filter 15, the metering pump 14, due to controlled pumping, ensures that the concentration of salts in the concentrate is constant, on the ion-selective filter 15 the concentrate is cleaned of radionuclides, in the concentrate tank 16 it is analyzed for total activity, the evaporator 17 brings the salt content of the concentrate to 1000-1200 g / l, and in the air conditioning unit 14 it is finally dehydrated to a residual moisture content of 0.5-1.0%. After that, the obtained almost dry salt is sent to the industrial site for final disposal as non-radioactive chemical waste. The vapor phase from the concentrator 11 enters the capacitor 12, from where the condensate formed is sent to the discharge, because thanks to the above preliminary processing of LRW, it does not require additional purification from radionuclides for compliance with the requirements of current radiation safety standards.

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

1. И.А.Соболев, Л.М.Хомчик "Обезвреживание радиоактивных отходов на централизованных пунктах", Москва, Энергоатомиздат, 1983, с.59.1. I. A. Sobolev, L. M. Khomchik "Disposal of radioactive waste at centralized sites", Moscow, Energoatomizdat, 1983, p. 59.

2. И.А.Соболев, Л.М.Хомчик "Обезвреживание радиоактивных отходов на централизованных пунктах", Москва, Энергоатомиздат, 1983, с.63.2. I. A. Sobolev, L. M. Khomchik "Disposal of radioactive waste at centralized sites", Moscow, Energoatomizdat, 1983, p. 63.

3. И.А.Соболев, Л.М.Хомчик "Обезвреживание радиоактивных отходов на централизованных пунктах", Москва, Энергоатомиздат, 1983, с.62.3. I. A. Sobolev, L. M. Khomchik "Disposal of radioactive waste at centralized sites", Moscow, Energoatomizdat, 1983, p. 62.

Claims

A plant for processing liquid radioactive waste, including a filter containing an LRW pre-treatment unit, an intermediate tank connected at its inlet to a filter of a LRW pre-treatment unit, a concentrator containing an evaporator connected by a vapor phase output to a condenser and a concentrate capacity, characterized in that it additionally contains an oxidizer tank, a precipitator tank, a cooler, a metering pump, an ion-selective filter, an evaporator and an air conditioning unit, a pre-treatment unit the LRW chambers additionally contains a LRW tank, a circulation pump, a control valve, a mixer, an oxidation unit and a shut-off valve, the LRW tank, a circulation pump, a control valve, a mixer and an oxidation unit being combined into a closed loop, a part of the closed loop between the circulation pump and a control valve is connected through an isolation valve with a filter made in the form of a membrane filter, the oxidizer tank is connected to the mixer, the precipitator tank is connected to the LRW tank, and the intermediate tank stroke input is connected to the hub, the concentrate output hub connected to the input capacitance of the concentrate through a series connected coolant metering pump and an ion-selective filter, and the output of concentrate container is connected in series with the evaporator and air-conditioning unit.