WO2022064081A1 - Industrial ex situ wet soil washing plant for the decontamination of soils affected by medium and low level radionuclides - Google Patents

Industrial ex situ wet soil washing plant for the decontamination of soils affected by medium and low level radionuclides Download PDF

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WO2022064081A1
WO2022064081A1 PCT/ES2020/070579 ES2020070579W WO2022064081A1 WO 2022064081 A1 WO2022064081 A1 WO 2022064081A1 ES 2020070579 W ES2020070579 W ES 2020070579W WO 2022064081 A1 WO2022064081 A1 WO 2022064081A1
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Inventor
Arsenio DE LA VEGA MARTÍNEZ
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Sereco Gestion, S.L.
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09CRECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/02Extraction using liquids, e.g. washing, leaching, flotation

Abstract

Ex situ wet soil washing is an effective technique in the remediation of contaminated soils. The technique is based on the difference in particle size and density of the materials, washing and separating the different fractions. The pollutants contained in the interstices of the affected material are separated therefrom and transferred from the granular fractions (gravel and sand) to the finer fractions (silts). This requires a combination of washing, screening, hydrocycloning, attrition, agitation and dewatering techniques. In a first phase, the soils are washed with water and then separated into the three fractions defined above: gravels, sands and silts. The sand is beaten with an energetic washing process; the gravel with simple desanding, attrition and double-stage cyclone sand washing; and the silt with conditioning, thickening, homogenisation and dewatering.

Description

PLANTA INDUSTRIAL DE LAVADO DE SUELOS EX SITU EN VÍA HÚMEDA PARA LA DESCONTAMINACIÓN DE TERREROS AFECTADOS CON RADIONUCLEÍDOS DE MEDÍA Y BAJA INTENSIDAD. INDUSTRIAL WET EX SITU SOIL WASHING PLANT FOR DECONTAMINATION OF LAND AFFECTED BY MEDIUM AND LOW INTENSITY RADIONUCLIDES.
DESCRIPCIÓN DESCRIPTION
Sector de la técnica Technical sector
La presente invención se refiere a una planta de lavado de suelos y separación granulométrica envía húmeda la cual libera los compuestos contaminantes (radionucleídos de media y baja intensidad) de la mayor parte del terreno quedando descontaminado y concentra esa contaminación únicamente en la fracción fina del suelo (limo). The present invention relates to a soil washing and granulometric separation plant, which releases the contaminating compounds (radionuclides of medium and low intensity) from most of the land, remaining decontaminated and concentrating that contamination only in the fine fraction of the soil. (silt).
Debido a la demanda por parte de los organismos de los países encargados de la gestión de residuos procedentes del desmantelamiento de centrales nucleares, en el año 2014 la empresa SERECO GESTIÓN solicitó al Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI) español la financiación del proyecto de l+D+l para la descontaminación de terrenos con isotopos radioactivos de media y baja actividad y materiales procedentes de demolición de instalaciones radiológicas. Due to the demand by the organizations of the countries in charge of the management of waste from the dismantling of nuclear power plants, in 2014 the company SERECO GESTIÓN requested the Spanish Center for the Development of Industrial Technology (CDTI) the financing of the project of R+D+l for the decontamination of land with medium and low activity radioactive isotopes and materials from the demolition of radiological facilities.
El Modelo de utilidad a registrar se puede aplicar a terrenos o residuos que presentan contaminantes radiológicos con una curva granulométrica o contenido de gravas, arenas y finos en el entorno del 40%, 40% y 20% respectivamente o similar. The Utility Model to be registered can be applied to land or waste that has radiological contaminants with a granulometric curve or gravel, sand and fine content of around 40%, 40% and 20% respectively or similar.
Con el modelo de utilidad presentado se pretende obtener las siguientes ventajas tecnológicas e industriales: The utility model presented is intended to obtain the following technological and industrial advantages:
° Aprovechamiento de ios sistemas y tecnologías disponibles para la descontaminación de suelos afectados por contaminantes convencionales, con objeto de desarrollar una tecnología para la reducción de la contaminación generada por la actividad nuclear. ° Use of the available systems and technologies for the decontamination of soils affected by conventional contaminants, in order to develop a technology for the reduction of contamination generated by nuclear activity.
° Aplicación y optimización de procesos radiológicos, técnicas y metodologías de desclasificación, almacenamiento y control de residuos nucleares. ° Application and optimization of radiological processes, techniques and methodologies for declassification, storage and control of nuclear waste.
° Obtener una tecnología que reduzca el volumen de almacenamiento de residuos radioactivos en ATC (Almacén Temporal Centralizado). Actualmente los suelos contaminados se almacenan como residuo en su totalidad y la aplicación de la técnica descrita en este documento provocaría que únicamente se almacene la fracción fina pudiéndose reducir hasta un 80% el material enviado a vertedero nuclear. • Desarrollo de un producto aplicable a problemas derivados de la actividad nuclear, que no disponen otras empresas del sector. ° Obtain a technology that reduces the volume of radioactive waste storage in ATC (Centralized Temporary Storage). Currently, contaminated soils are stored as waste in their entirety and the application of the technique described in this document would cause only the fine fraction to be stored, being able to reduce up to 80% the material sent to nuclear landfill. • Development of a product applicable to problems arising from nuclear activity, which other companies in the sector do not have.
• Generación de una línea de negocio específica inexistente en la actualidad. • Generation of a specific line of business that does not currently exist.
Antecedentes de la invención Background of the invention
Normalmente los residuos radiactivos procedentes de los terrenos donde se ubican las centrales nucleares son de baja o media actividad, pero representan un volumen considerable dentro del material residual generado en los procesos de desmanteiamiento. Es importante, por consiguiente, distinguir entre los materiales residuales que son radiactivos de alta actividad y por tanto necesitan un acondicionamiento y almacenamiento en condiciones especialmente rigurosas, y los materiales residuales con una actividad suficientemente pequeña como para que puedan descontaminarse, si es necesario, y tratarse como residuos convencionales o como materiales susceptibles de ser reciclados. Normally, the radioactive waste from the land where the nuclear power plants are located is of low or medium activity, but represents a considerable volume within the residual material generated in the dismantling processes. It is important, therefore, to distinguish between waste materials that are highly active radioactive and therefore require conditioning and storage under particularly stringent conditions, and waste materials with low enough activity that they can be decontaminated, if necessary, and be treated as conventional waste or as materials that can be recycled.
Los condicionantes que hay que tener en cuenta y las limitaciones que existen para acometer el desmanteiamiento de una central nuclear son entre otras, la capacidad y disponibilidad de la instalación de almacenamiento para gestionar los residuos de alta actividad, así como para el elevado volumen de residuos de baja actividad, la carga radiológica asociada a las tareas de desmanteiamiento y la disponibilidad de fondos económicos para acometer los trabajos con la suficiente garantía de seguridad. The conditions that must be taken into account and the limitations that exist to undertake the dismantling of a nuclear power plant are, among others, the capacity and availability of the storage facility to manage high-level waste, as well as for the high volume of waste of low activity, the radiological load associated with the dismantling tasks and the availability of financial funds to undertake the work with a sufficient guarantee of safety.
Los residuos radioactivos de las centrales nucleares son uno de los principales problemas que existe en la industria mundial avanzada. La tecnología actual ha sabido controlar la energía nuclear y aprovecha sus resultados, pero no sabe neutralizar y destruir sus residuos, siendo la única solución aplicable en la actualidad aislarlos en bidones y enterrarlos a ciertas profundidades, (minas abandonadas y reutilizadas para este fin y últimamente en silos subterráneos). Radioactive waste from nuclear power plants is one of the main problems that exists in advanced global industry. Current technology has known how to control nuclear energy and takes advantage of its results, but it does not know how to neutralize and destroy its residues, the only applicable solution currently being to isolate them in drums and bury them at certain depths (mines abandoned and reused for this purpose and lately in underground silos).
Existen además otros residuos radioactivos no nucleares de diversa intensidad procedentes de la medicina radiológica, investigación, industria armamentística, etc. There are also other non-nuclear radioactive waste of varying intensity from radiological medicine, research, the arms industry, etc.
En la actualidad existen tres formas de proceder para la gestión y control de los residuos generados por la actividad nuclear: There are currently three ways to proceed for the management and control of waste generated by nuclear activity:
° Ciclo Abierto: Los residuos se encapsulan y almacenan de forma recuperable en formaciones geológicas profundas y estables, son los denominados ATC (Almacén Temporal Centralizado). Se combina la capacidad de aislamiento y confinamiento geológico con barreras artificiales realizadas específicamente para que el conjunto (formación geológica + barrera artificial) asegure el confinamiento y aislamiento de los residuos radioactivos y radionucleídos que contienen de acuerdo con los períodos de diseño de la instalación de almacenamiento y que es de decenas de miles de años. ° Open Cycle: The waste is encapsulated and stored retrievably in deep and stable geological formations, known as ATC (Centralized Temporary Storage). The geological isolation and confinement capacity is combined with artificial barriers made specifically so that the whole (geological formation + artificial barrier) ensures the confinement and isolation of the radioactive waste and radionuclides they contain according to the periods design of the storage facility and that it is tens of thousands of years old.
• Ciclo Cerrado Convencional: El uranio y el plutonio separado por reprocesado se quema en reactores nucleares comerciales en forma de óxidos mixtos. Después de varios ciclos de reprocesado el combustible irradiado final se gestiona y almacena en una instalación subterránea similar a la del ciclo abierto. • Conventional Closed Cycle: The uranium and plutonium separated by reprocessing are burned in commercial nuclear reactors in the form of mixed oxides. After several reprocessing cycles, the final irradiated fuel is managed and stored in an underground facility similar to that of the open cycle.
• Ciclo Cerrado Avanzado: Se realiza el reproceso avanzado del combustible irradiado, separando actínidos, elementos químicos radioactivos que presentan una larga vida, y productos de fisión para generar nuevos combustibles que puedan ser quemados en reactores de nueva generación o sistemas transmutadores. • Advanced Closed Cycle: Advanced reprocessing of irradiated fuel is carried out, separating actinides, long-lived radioactive chemical elements, and fission products to generate new fuels that can be burned in next-generation reactors or transmutation systems.
Los combustibles irradiados finales resultantes del ciclo cerrado, tendrán menor volumen y menor rad ¡otoxicidad y serán almacenados en una instalación de almacenamiento geológico subterráneos siguiendo el concepto del ciclo abierto, pero para un menor volumen, menor radiotoxicidad y diferente clasificación. The final irradiated fuels resulting from the closed cycle will have a lower volume and lower radiotoxicity and will be stored in an underground geological storage facility following the open cycle concept, but for a lower volume, lower radiotoxicity and different classification.
Algunos residuos radioactivos de baja actividad se eliminan muy diluidos vertiéndolos a la atmósfera o las aguas en concentraciones tan pequeñas que no son dañinas y la ley permite, ya que los índices de radiación que dan estos vertidos son menores que los que suelen dar muchas sustancias naturales o algunos objetos de uso cotidiano como aparatos electrónicos domésticos. Some low-level radioactive waste is disposed of very diluted by dumping it into the atmosphere or water in concentrations so small that they are not harmful and the law allows, since the radiation rates that these discharges give are lower than those that many natural substances usually give. or some everyday objects such as home electronics.
Los residuos de media o baja actividad se introducen en contenedores especiales que se almacenan durante un tiempo en superficie hasta que se llevan a vertederos de seguridad. Los almacenes definitivos para estos residuos son, en general, subterráneos, asegurando que no sufrirán filtraciones de agua que pudieran arrastrar isótopos radiactivos fuera del vertedero. En España la instalación preparada para esto es la de El Cabril (Córdoba) en la que se podrán llegar a almacenar hasta 50.000 m3 de residuos de media y baja actividad. Medium or low level waste is placed in special containers that are stored for a time on the surface until they are taken to security dumps. The definitive warehouses for this waste are, in general, underground, ensuring that they will not suffer water leaks that could drag radioactive isotopes out of the dump. In Spain, the facility prepared for this is El Cabril (Córdoba) where up to 50,000 m 3 of medium and low level waste can be stored.
Los residuos de alta actividad son los más difíciles de tratar. El volumen de combustible gastado que queda en las centrales de energía nuclear normales se puede reducir mucho si se vuelve a utilizar en plantas especiales. Esto se hace en algunos casos, pero presenta la dificultad de que hay que transportar una sustancia muy peligrosa desde una central a otra. High level waste is the most difficult to treat. The volume of spent fuel remaining in normal nuclear power plants can be greatly reduced if it is reused in special plants. This is done in some cases, but it presents the difficulty that a very dangerous substance has to be transported from one plant to another.
Los residuos que quedan se suelen vitrificar (fundir junto a una masa vitrea) e introducir en contenedores especiales capaces de resistir agentes muy corrosivos, el fuego, terremotos, grandes colisiones, etc. Estos contenedores se almacenarían en vertederos definitivos que deben estar construidos a gran profundidad, en lugares muy estables geológicamente (depósitos de arcilla, sales o macizos graníticos) y bien refrigerados porque los isótopos radiactivos emiten calor. The residues that remain are usually vitrified (melted together with a vitreous mass) and placed in special containers capable of resisting highly corrosive agents, fire, earthquakes, big crashes etc. These containers would be stored in permanent landfills that must be built deep underground, in very stable geological locations (clay deposits, salts or granite massifs) and well refrigerated because radioactive isotopes emit heat.
Es la gestión de estos residuos radioactivos de alta actividades el verdadero aspecto sobre el que se centra actualmente el debate de la energía nuclear y en el que están incidiendo los esfuerzos en investigación y desarrollo. The management of this highly active radioactive waste is the real aspect on which the nuclear energy debate is currently focused and on which research and development efforts are having an impact.
La comunidad científica lleva estudiando durante varias décadas la viabilidad del almacenamiento geológico de los residuos de alta actividad. Curiosamente, existe un depósito generado de forma natural mucho antes de la aparición del ser humano; hace 2.000 millones de años, en el Precámbrico, una veta de mineral especialmente rica en el isótopo 235U del Uranio inició una reacción en cadena de forma espontánea, que se mantuvo durante un periodo de 500.000 años, dando lugar a lo que se conoce como el reactor natural de fisión de Oklo, en Gabón. Sus residuos radiactivos, unas 5 toneladas de fragmentos de fisión y 1 ,5 toneladas de plutonio, han permanecido inmovilizados geológicamente en la zona. The scientific community has been studying the feasibility of geological storage of high-level waste for several decades. Interestingly, there is a deposit generated naturally long before the appearance of the human being; 2,000 million years ago, in the Precambrian, a vein of mineral especially rich in the isotope 235 U of Uranium spontaneously initiated a chain reaction, which lasted for a period of 500,000 years, giving rise to what is known as the Oklo natural fission reactor in Gabon. Its radioactive waste, some 5 tons of fission fragments and 1.5 tons of plutonium, have remained geologically immobilized in the area.
El almacenamiento geológico de los residuos radioactivos es una solución que ofrece la garantía necesaria para que los efectos de los residuos sobre la biosfera y el hombre sean muy bajos e inferiores a los producidos por la radiación natural, aunque, su aplicación se encuentra cuestionada por parte de la población a la hora de asignar emplazamientos geográficos. The geological storage of radioactive waste is a solution that offers the necessary guarantee so that the effects of waste on the biosphere and man are very low and less than those produced by natural radiation, although its application is questioned by some of the population when assigning geographical locations.
Debido a que la generación de energía mediante la industria nuclear se irá incrementado de forma continuada por la demanda de nuestra sociedad actual, será necesario aumentar progresivamente la capacidad de almacenamiento de los residuos generados, por lo que parece oportuno pensar en la necesidad de investigar sobre soluciones alternativas al almacenamiento geológico. Due to the fact that the generation of energy through the nuclear industry will increase continuously due to the demand of our current society, it will be necessary to progressively increase the storage capacity of the waste generated, so it seems opportune to think about the need to investigate alternative solutions to geological storage.
No obstante, independientemente de cuál sea el incremento futuro de la utilización de la energía nuclear es necesario que los residuos ya generados se gestionen sin perjuicio para las generaciones futuras. Es inaceptable que una sociedad avanzada, con oportunidad de desarrollar técnicas alternativas, opte por transferirlo a las generaciones venideras por razones meramente políticas o económicas, por lo que los países que disponen de centrales nucleares están investigando sobre cómo minimizar la generación de residuos radiactivos y reducir drásticamente la capacidad de almacenamiento final. Las soluciones actualmente propuestas se agrupan en tres grandes áreas: However, regardless of the future increase in the use of nuclear energy, it is necessary that the waste already generated be managed without prejudice to future generations. It is unacceptable that an advanced society, with the opportunity to develop alternative techniques, chooses to transfer it to future generations for purely political or economic reasons, which is why the countries that have nuclear power plants are investigating how to minimize the generation of radioactive waste and reduce drastically the final storage capacity. The solutions currently proposed are grouped into three large areas:
• Técnicas para la reducción de los volúmenes a gestionar y almacenar a largo plazo. • Techniques for reducing the volumes to be managed and stored in the long term.
• La separación de los residuos en diferentes componentes y la transmutación de una fracción de estos como parte de un combustible nuclear, transformando así un problema medioambiental en una fuente de energía. • The separation of waste into different components and the transmutation of a fraction of these as part of a nuclear fuel, thus transforming an environmental problem into a source of energy.
• Desarrollo de nuevos reactores avanzados, con más eficiencia y grado de quemado del combustible, que permitan reducir la cantidad de residuos de vida larga por unidad de energía generada. • Development of new advanced reactors, with greater efficiency and degree of fuel burning, which make it possible to reduce the amount of long-lived waste per unit of energy generated.
Explicacjón de la invención Explanation of the invention
El lavado de suelos ex situ en vía húmeda es una técnica efectiva en procesos de remediación de suelos contaminados, aplicable en el caso de contaminación por una diversa gama de contaminantes orgánicos e inorgánicos. Para poder ser aplicado en contaminantes radiológicos de media y baja intensidad se deben aplicar técnicas, etapas y procesos diferentes para conseguir concentrar dichos contaminantes en los limos. Ex situ wet soil washing is an effective technique in contaminated soil remediation processes, applicable in the case of contamination by a diverse range of organic and inorganic contaminants. In order to be applied to radiological contaminants of medium and low intensity, different techniques, stages and processes must be applied to concentrate said contaminants in the silt.
La técnica se basa en la diferencia en el tamaño de las partículas y la densidad de los materiales, lavando y separando las distintas fracciones. Las sustancias contaminantes contenidas en los intersticios del material afectado se separan del mismo y se traspasan de las fracciones granulares (grava y arena) a las fracciones más finas (limos). Para ello se deben combinar técnicas de lavado, cribado, hidrociclonado, atricionado, agitación y deshidratación. The technique is based on the difference in the size of the particles and the density of the materials, washing and separating the different fractions. The polluting substances contained in the interstices of the affected material are separated from it and transferred from the granular fractions (gravel and sand) to the finer fractions (silt). For this, washing, screening, hydrocycloning, attrition, agitation and dehydration techniques must be combined.
En una primera fase los suelos se lavan conjuntamente con agua y posteriormente se separan en las 3 fracciones antes definidas: gravas, arenas y limos. In a first phase, the soils are washed together with water and later they are separated into the 3 previously defined fractions: gravel, sand and silt.
° Por un lado, la fracción grava debe ser posteriormente sometida a un proceso independiente de lavado enérgico para poder retirar fehacientemente la contaminación aún adherida. ° On the one hand, the gravel fraction must subsequently be subjected to an independent energetic washing process in order to reliably remove the contamination still attached.
° Por su parte, la fracción arena es especialmente sensible y hay que realizar lavados especiales para eliminar tanto la contaminación como los limos presentes en ellas. Esto no se consigue con un simple desarenado tal y como se realiza habitualmente sino que se debe equipar en serie un desarenado simple, una fase de atricionado y posteriormente un lavado de arenas de doble etapa de ciclonado para su lavado completo. Además, habitualmente, los sistemas de ciclonado son cónicos con cortes granulométricos pequeños (<0,080 mm) con el consiguiente riesgo de que la contaminación se encuentre en una fracción un poco mayor y las arenas no se consigan descontaminar. Por ello, esta planta equipa la combinación de ciclones cónicos y ciclones pianos que permite elegir cortes granulométricos mayores que posibiliten la desclasificación de arenas como residuo. ° For its part, the sand fraction is especially sensitive and special washes must be carried out to eliminate both the contamination and the silt present in them. This is not achieved with a simple desanding as it is usually done, but rather a simple desanding, an attrition phase and later a double cycloning stage sand washing for its complete washing must be equipped in series. In addition, the cycloning systems are usually conical with small granulometric cuts (<0.080 mm) with the consequent risk that the contamination is found in a slightly larger fraction and the sand cannot be decontaminated. For this reason, this plant equips the combination of conical cyclones and flat cyclones that allows choosing larger granulometric cuts that enable the declassification of sand as waste.
° Así, todos los contaminantes extraídos tanto de las gravas como de las arenas junto con el agua de lavado migran y se unen a los limos que es la fracción con granulometría micrométrica y con una elevada absorción de los contaminantes por su baja porosidad. En esta tercera etapa los limos y contaminantes poseen una elevada cantidad de agua y por ello son sometidos a procesos de adecuación, espesado, homogeneización y deshidratación con el fin de minimizar el residuo al eliminar el agua y concentrar toda la contaminación en un único residuo seco. ° Thus, all the contaminants extracted from both the gravel and the sand, together with the washing water, migrate and join the silt, which is the fraction with micrometric granulometry and with a high absorption of contaminants by its low porosity. In this third stage, the silt and contaminants have a high amount of water and are therefore subjected to adaptation, thickening, homogenization and dehydration processes in order to minimize the residue by eliminating the water and concentrating all the contamination in a single dry residue. .
Breve descripción de las figuras Brief description of the figures
La descripción escrita se complementa, para una fácil comprensión, con distintas figuras en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: The written description is complemented, for easy understanding, with different figures where the following has been represented for illustrative and non-limiting purposes:
Figura 1 : Separador de Barras, muestra una vista en perspectiva desde arriba de un separador de barras. Figure 1: Bar Separator, shows a top perspective view of a bar separator.
Figura 2: Tolva y alimentador de banda, muestra una vista en perspectiva desde abajo de una tolva y alimentador de banda. Figure 2: Hopper and Belt Feeder, shows a bottom perspective view of a hopper and belt feeder.
Figura 3: Trómel de lavado, es una vista en perspectiva desde abajo del trómel de lavado. Figure 3: Washing Trommel, is a bottom perspective view of the washing trommel.
Figura 4: Cribas, muestra una vista en perspectiva desde arriba de las cribas. Figure 4: Screens, shows a perspective view of the screens from above.
Figura 5: Lavador de piedras, muestra una vista en perspectiva desde arriba de un lavador de piedras. Figure 5: Stonewasher, shows a top perspective view of a stonewasher.
Figura 6: Desarenador, muestra una vista en perspectiva desde abajo de un desarenador. Figure 6: Desander, shows a bottom perspective view of a desander.
Figura 7: El desarenador se presenta en el esquema siguiente donde: Figure 7: The sand trap is presented in the following scheme where:
1. Entrada de arena y agua a la cuba 1. Entry of sand and water into the tank
2. Aspiración mezcla arena y agua 2. Suction mixes sand and water
3. Hidrociclonado 3. Hydrocycloned
4. Salida de arena al escurridor 4. Sand outlet to drainer
5. Avance y salida de la arena en el escurridor 5. Advance and exit of the sand in the drainer
6. Evacuación de agua con finos 6. Evacuation of water with fines
7. Válvula y flotador de nivel en la cuba 7. Valve and level float in the tank
Figura 8: Tanque de atricionado, muestra una vista en perspectiva desde abajo de un tanque de atricionado. Figure 8: Attrition tank, shows a bottom perspective view of an attrition tank.
Figura 9: Bloque diagrama de un tanque de atricionado, es una vista en perspectiva desde arriba, parcialmente recortada, del tanque de atricionado. Figure 9: Block diagram of an attrition tank, is a perspective view from above, partially cut away, of the attrition tank.
Figura 10: Grupo de lavado de arenas de dos etapas, muestra una vista en perspectiva desde abajo de un grupo de lavado de arenas de dos etapas. Figure 10: Two-stage sand washing group shows a bottom perspective view of a two-stage sand washing group.
Figura 11. Espesadores de lodos, muestra una vista en perspectiva desde arriba de dos espesadores de lodos. Figure 11. Sludge thickeners, shows a top perspective view of two sludge thickeners.
Figura 12. Esquema de un espesador de lodos, es una vista en perspectiva desde perfil, recortada, de un espesador de lodos. La descripción del funcionamiento de un equipo de decantación-clarificación, donde: Figure 12. Scheme of a sludge thickener, is a cutaway perspective view of a sludge thickener. The description of the operation of a settling-clarification equipment, where:
1. Grupo de preparación y dosificación de floculante, donde se inyecta agua y floculante. 1. Flocculant preparation and dosage group, where water and flocculant are injected.
2. Alimentación de lodos 2. Sludge feeding
3. Caja donde se mezclan las aguas con lodos con el floculante. 3. Box where the water with sludge is mixed with the flocculant.
4. Rascador-concentrador de lodos. 4. Sludge scraper-concentrator.
5. Cono de aspiración de lodos. 5. Sludge suction cone.
6. Bomba de lodos. 6. Sludge pump.
7. Salida de aguas claras. 7. Clear water outlet.
Figura 13: Filtros prensa, es una vista en perspectiva desde debajo de filtros prensa de lodos. Figure 13: Filter presses, is a perspective view from below of sludge filter presses.
Figura 14: Esquema de un filtro prensa, es una vista en perspectiva desde perfil, recortada, del funcionamiento del filtro prensa. Figure 14: Diagram of a filter press, is a perspective view from profile, cut away, of the operation of the filter press.
Figura 15. Cintas transportadoras, muestra una vista en perspectiva desde abajo de las cintras transportadoras. Figure 15. Conveyor belts, shows a bottom perspective view of the conveyor belts.
Figura 16: Diagrama de flujo de las distintas etapas de la planta de lavado de suelos con contaminación radiológica en vía húmeda. Figure 16: Flow diagram of the different stages of the soil washing plant with radiological contamination in the wet process.
Realización preferente de la invención Preferred embodiment of the invention
Una tecnología adecuada que permita descontaminar terrenos o residuos con radioactividad media o baja afectados por la actividad de centrales nucleares o por cualquier otra fuente de energía radioactiva incluye los siguientes equipos de lavado de áridos y clasificación granulométrica: Appropriate technology that allows the decontamination of land or waste with medium or low radioactivity affected by the activity of nuclear power plants or by any other source of radioactive energy includes the following equipment for washing aggregates and granulometric classification:
Alimentación y lavado de gravas Gravel feeding and washing
Tolva de alimentación: es un dispositivo similar a un embudo de gran tamaño destinado al depósito y canalización de materiales granulares o pulverizados, entre otros. En ocasiones, se monta sobre un chasis que permite el transporte. En la figura 2 se presenta la imagen de una tolva alimentación. Feed hopper: it is a device similar to a large funnel intended for the deposit and channeling of granular or pulverized materials, among others. Sometimes, it is mounted on a chassis that allows transport. Figure 2 shows the image of a feeding hopper.
Dependiendo del tamaño máximo de árido puede ser necesario introducir previamente a la tolva un separador de barras que es un equipo vibrante con barras separadas una distancia a determinar en cada caso que provoca que no entren en la tolva elementos impropios y de gran volumen. En la figura 1 se presenta la imagen de un separador de barras. Depending on the maximum size of the aggregate, it may be necessary to previously introduce a bar separator into the hopper, which is a vibrating device with bars separated by a distance to be determined in each case, which prevents improper elements and large volumes from entering the hopper. Figure 1 shows the image of a bar separator.
Alimentadores de banda El alimentador de banda es un equipo que se utiliza para el trasvase del material de forma continua y regular, desde la tolva de alimentación al resto de la instalación. Belt feeders The belt feeder is a piece of equipment used for transferring material continuously and regularly, from the feed hopper to the rest of the installation.
Está especialmente indicado en productos de granulometría continua, tales como zahorras naturales, material de machaqueo de hormigón y materiales detríticos en general aplicándose también en la alimentación de suelos granulares. Frente a otros tipos de alimentadores, tales como la alimentación vibrante o de vaivén, presenta enormes ventajas de funcionamiento con materiales húmedos. It is especially suitable for continuous granulometry products, such as natural gravel, concrete crushing material and detrital materials in general, also being applied in the feeding of granular soils. Compared to other types of feeders, such as vibrating or reciprocating feeding, it has enormous advantages in operating with wet materials.
Entre sus características se pueden destacar las siguientes: Among its characteristics, the following can be highlighted:
° Anchos de banda desde 500 a 1.400 mm. ° Belt widths from 500 to 1,400 mm.
° Caudales de alimentación de hasta 100 m3 /h en modelos convencionales. ° Feed rates of up to 100 m 3 /h in conventional models.
° Existen modelos tanto para trabajar horizontalmente como en posición ascendente.° There are models to work both horizontally and in an ascending position.
° Diferentes longitudes del alimentador. ° Different feeder lengths.
° Regulación manual de alimentación e incluso electrónica mediante la instalación de variadores de frecuencia. Están equipados con compuerta de regulación. ° Manual and even electronic power regulation by installing frequency inverters. They are equipped with a regulation damper.
Se les puede instalar rascadores en cabeza. Head scrapers can be installed.
En la figura 2 se presenta la imagen de un alimentador de banda convencional. Figure 2 shows the image of a conventional band feeder.
Trómeles: los trómel o "cilindros lavadores" son equipos destinados al lavado energético de rocas, gravas, minerales de granulometría gruesa, disgregando las fracciones más groseras, mediante el choque de partículas generado por la rotación del tambor, de las fracciones más finas. Trommels: the trommels or "washing cylinders" are equipment intended for the energetic washing of rocks, gravel, minerals of coarse granulometry, disintegrating the coarsest fractions, through the impact of particles generated by the rotation of the drum, of the finest fractions.
En su interior el tambor suele disponer de elementos que provocan el volteo y el avance del material desde la alimentación hasta su salida. La fricción que se genera en el interior, junto con el aporte necesario de agua, provoca un efecto de lavado que elimina los restos de suciedad-contaminación superficial que presenta el material, así como las partículas finas de la matriz. Inside, the drum usually has elements that cause the turning and advancement of the material from the feeding to its exit. The friction that is generated inside, together with the necessary contribution of water, causes a washing effect that eliminates the remains of dirt-surface contamination that the material presents, as well as the fine particles of the matrix.
La intensidad del lavado está ligada al tiempo de residencia necesario según la problemática a tratar y varía con el diámetro, longitud del cilindro y la velocidad de rotación de éste. The intensity of the washing is linked to the necessary residence time according to the problem to be treated and varies with the diameter, length of the cylinder and its rotation speed.
Existe una amplia gama de trómeles de lavado en el mercado, con rendimientos diferentes, siendo equipos que se pueden diseñar y construir a medida e incluso realizar configuraciones en serie o paralelo para aumentar rendimientos y tiempos de residencia. En la figura 3 se presenta la imagen de un trómel de lavado. There is a wide range of washing trommels on the market, with different performances, being equipment that can be designed and built to measure and even configured in series or parallel to increase performance and residence times. Figure 3 shows the image of a washing trommel.
Cribas vibrantes: Una criba es un equipo diseñado para separar granulométricamente las distintas fracciones que contiene un material, normalmente suelo granular. Son equipos muy utilizados en graveras y canteras, permitiendo obtener acopios seleccionados de los tamaños deseados. Vibrating screens: A screen is equipment designed to separate the different fractions contained in a material, normally granular soil, by granulometrics. They are widely used equipment in gravel pits and quarries, allowing to obtain selected stockpiles of the desired sizes.
El equipo (ver figura 4) consta de una estructura metálica sobre la que se asientan un conjunto de muelles, conectados con el cuerpo de la criba, que por la oscilación excéntrica que generan un conjunto de contrapesos adosados al cuerpo de la criba, producen la vibración en el conjunto. The equipment (see figure 4) consists of a metal structure on which a set of springs sit, connected to the screen body, which, due to the eccentric oscillation generated by a set of counterweights attached to the screen body, produce the vibration in the set.
En el interior de la criba se encuentran albergados distintos paños de malla con diferentes aberturas de luz, dependiendo de las granulometrías que se quieran obtener en la clasificación. De la salida de cada paño se puede obtener un acopio de las diferentes granulometrías. Inside the sieve there are different mesh cloths with different light openings, depending on the granulometries that you want to obtain in the classification. From the output of each cloth, a collection of the different granulometries can be obtained.
El cribado se puede realizar en seco o en vía húmeda, mediante la inyección de agua, a través de un sistema de riego a presión que facilita la separación de las fracciones de finos generando un aclarado del material cribado. Screening can be carried out dry or wet, by injecting water through a pressurized irrigation system that facilitates the separation of the fine fractions, generating a clarification of the screened material.
Las dimensiones de estos equipos son variables, pudiendo ir desde los 2,3 a los 15 m2 de superficie en fabricación comercial, aunque se pueden diseñar, dimensionar y fabricar específicamente para cada tipo de actuación. The dimensions of this equipment are variable, being able to go from 2.3 to 15 m 2 of surface in commercial manufacture, although they can be designed, sized and manufactured specifically for each type of action.
Existen otros equipos para lavado, clasificado y manipulación de áridos, tales como cribas probabilísticas, elevadores de cangilones, mesas de sacudida, cono Reichert, etc., que serán evaluadas para su aplicación en el caso que se estime oportuno. There are other equipment for washing, classifying and handling aggregates, such as probabilistic screens, bucket elevators, shaking tables, Reichert cone, etc., which will be evaluated for their application in the case deemed appropriate.
Tras el escurrido se generan dos corrientes de material: After draining, two streams of material are generated:
- Material superior a 4 mm (gravas) con una humedad inferior al 15-20 % que se extraen mediante cinta transportadora al proceso de lavado enérgico de gravas. - Material greater than 4 mm (gravel) with a humidity of less than 15-20% that is extracted by conveyor belt to the energetic gravel washing process.
- Material inferior a 4 mm (arenas y limos) junto con el agua de lavado que es enviado por gravedad al proceso de lavado de arenas y atñcionado. - Material less than 4 mm (sand and silt) together with the washing water that is sent by gravity to the sand washing and treatment process.
Lavadores de
Figure imgf000015_0001
: El lavador de piedras, denominado también Log-washer, es una máquina de lavado de tipo secundario para tratar granulometrías comprendidas entre 2/3 mm y 90/100 mm.
washers of
Figure imgf000015_0001
: The stone washer, also called Log-washer, is a secondary type washing machine to treat granulometries between 2/3 mm and 90/100 mm.
Con el fin de asegurar la ausencia de contaminantes, arenas y finos en los materiales más gruesos (superiores a 4 mm), éstos serán sometidos a un proceso de lavado a presión haciéndolo pasar por un equipo de lavado de gravas. In order to ensure the absence of contaminants, sand and fines in the thickest materials (greater than 4 mm), these will be subjected to a pressure washing process by passing them through gravel washing equipment.
Es un equipo fundamental para la recuperación de estériles de canteras. La calidad del producto terminado en materiales gruesos es superior al obtenido en otras máquinas como trámeles, cribas vía húmeda, rampas de lavado, etc. It is a fundamental piece of equipment for the recovery of waste from quarries. The quality of the finished product in coarse materials is superior to that obtained in other machines such as screens, wet screens, washing ramps, etc.
El equipo se dispone en posición inclinada y ascendente, trabajando a contracorriente, es decir el agua de lavado y el material circulan en dirección contraria, el efecto del lavado es por atrición y cizallamiento entre las paletas y el material. Se consigue eliminar las arcillas, gredas y limos que acompañan al material, desmenuzar las partículas blandas descompuestas y sanear la contaminación adherida al exterior de la piedra. The equipment is arranged in an inclined and ascending position, working against the current, that is, the washing water and the material circulate in the opposite direction, the effect of the washing is by attrition and shearing between the blades and the material. It is possible to eliminate the clay, chalk and slime that accompany the material, crumble the decomposed soft particles and clean the contamination adhered to the outside of the stone.
En la figura 5 se presenta una imagen de un lavador de piedras. Figure 5 shows an image of a stone washer.
Lavado de arenas sand washing
El material procedente de las fracciones inferiores a 4 mm clasificadas en el proceso de cribado y provenientes también del lavado enérgico de gravas se envía conjuntamente con el agua de proceso al tratamiento de lavado de arenas. The material from the fractions less than 4 mm classified in the screening process and also from the energetic gravel washing is sent together with the process water to the sand washing treatment.
Este lavado exhaustivo de las arenas de granulometría inferior a 4 mm requiere un doble desarenado en serie (1o y 2o etapas de lavado), donde se intercala un atricionado, para asegurar su correcto lavado. This exhaustive washing of the sand with a grain size of less than 4 mm requires a double desanding in series (1st and 2nd washing stages ) , where an attrition is inserted, to ensure its correct washing.
En la primera etapa de desarenado se separan mediante hidrociclonado las partículas inferiores a 0,080 mm (limos) junto con el agua de las partículas comprendidas entre 4 y 0,080 mm (arenas). El objetivo es liberar la mayor cantidad de finos para que arrastren con ellos la contaminación y para que el proceso de atricionado de arenas posterior sea lo más efectivo posible. Esta separación se realiza mediante sendos ciclones de fondo cónico y especialmente de fondo plano que permiten ajustar el diámetro efectivo de corte cambiando la configuración de los ciclones en función de las analíticas obtenidas en las arenas pudiendo barrer un abanico de 0,250 - 0,080 mm y así poder descontaminar las arenas. In the first desanding stage, the particles smaller than 0.080 mm (silt) are separated by hydrocycloning, together with the water, from the particles between 4 and 0.080 mm (sand). The objective is to release the greatest amount of fines so that they drag the contamination with them and so that the subsequent sand attrition process is as effective as possible. This separation is carried out by means of two conical-bottomed cyclones and especially flat-bottomed ones that allow the effective cutting diameter to be adjusted by changing the configuration of the cyclones based on the analytics obtained in the sands, being able to sweep a range of 0.250 - 0.080 mm and thus be able to decontaminate the sands.
Tras el desarenado, las aguas con ese material fino son extraídas por el overflow (parte superior del hidrociclón) y enviadas al proceso de espesado. Por otro lado, las fracciones del corte 4 - 0,080 mm son enviadas por el underflow (parte inferior del hidrociclón) a un escurridor y con una humedad inferior al 20% serán introducidas por gravedad en las celdas de atrición. After sand removal, the water with this fine material is extracted by the overflow (upper part of the hydrocyclone) and sent to the thickening process. On the other hand, the fractions of the cut 4 - 0.080 mm are sent by the underflow (lower part of the hydrocyclone) to a drainer and with a humidity lower than 20% they will be introduced by gravity in the attrition cells.
Una vez atricionadas las arenas, éstas vuelven a ser introducidas en un segundo grupo de desarenado que, a su vez, dispone, a diferencia del anterior, de 2 etapas de ciclonado para que el lavado de arenas sea lo más efectivo posible. A continuación, se describen los equipos utilizados en el lavado de arenas. Once the sand has been attritioned, it is reintroduced into a second desanding group which, in turn, has, unlike the previous one, 2 cyclone stages so that sand washing is as effective as possible. The equipment used in sand washing is described below.
Desarenadores: Son equipos diseñados para lavar arenas sin pérdida de finos y con una reducida humedad a la salida del proceso, la arena y el agua se introducen en una cuba por un acceso lateral. Desde el fondo de la cuba se aspira la mezcla de agua y arena mediante una bomba que impulsa la pulpa hacia un ciclón. Sand traps: They are equipment designed to wash sand without loss of fines and with reduced humidity at the end of the process, the sand and water are introduced into a tank through a side access. From the bottom of the tank, the mixture of water and sand is sucked in by means of a pump that drives the pulp towards a cyclone.
Por efecto de la fuerza centrífuga se separan las partículas de arcillas de las arenas. Las arcillas, junto con el agua, ascienden dentro del ciclón y son expulsadas por la parte superior de este elemento, mientras que las arenas salen del hidrociclón al escurridor que incorpora el equipo. Due to the effect of centrifugal force, the clay particles are separated from the sand. The clays, together with the water, rise inside the cyclone and are expelled through the upper part of this element, while the sands leave the hydrocyclone to the drainer that the equipment incorporates.
El escurridor provoca el avance de la arena hacia su parte delantera, permitiendo filtrar el agua a través de la rejilla (fabricada en poliuretano o en acero). The drainer causes the sand to advance towards its front part, allowing the water to filter through the grid (made of polyurethane or steel).
El agua con contenido en los finos se evacúa para su posterior tratamiento, equilibrándose el agua de la cuba mediante una válvula con flotador. The water contained in the fines is evacuated for later treatment, balancing the water in the tank by means of a float valve.
En la figura 6 se presenta una fotografía de un desarenador. En la figura 7 se representa un esquema del proceso de trabajo y clasificado que se produce en el desarenador. Figure 6 shows a photograph of a sand trap. Figure 7 shows a diagram of the work and classification process that occurs in the sand trap.
Existen en el mercado un gran variedad de fabricantes y tipos de desarenadores, pudiéndose disponer de equipos de desarenado con ciclones de ente 450 mm hasta 750 mm. There is a wide variety of manufacturers and types of sand traps on the market, with sand removal equipment available with cyclones from 450 mm to 750 mm.
Las capacidades de tratamiento de arena pueden encontrarse entre las 5 Tm/h y 200 Tm/h y capacidad de admisión de agua de entre los 10 m3/hora y los 700 m3/hora. Sand treatment capacities can be found between 5 Tm/h and 200 Tm/h and water intake capacity of between 10 m 3 /hour and 700 m 3 /hour.
Tanques de atricionado Son equipos específicos diseñados para lavar materiales arenosos, mediante un proceso físico que genera una fricción entre las partículas granulares. Este proceso necesita una ligera humedad para poder producirse por lo que es necesario adecuar con precisión la humedad del material antes de su entrada en el proceso. Un exceso de agua generaría un efecto de lubricación entre partículas que reduciría el efecto deseado. En la figura 8 se presenta una imagen de un tanque de atricionado. Attrition tanks They are specific equipment designed to wash sandy materials, through a physical process that generates friction between the granular particles. This process needs a slight humidity to be able to be produced, so it is necessary to precisely adjust the humidity of the material before it enters the process. An excess of water would generate a lubrication effect between particles that would reduce the desired effect. Figure 8 shows an image of an attrition tank.
En la figura 9 se presenta un bloque diagrama del proceso de tratamiento dentro de un tanque de atrición; el material se introduce en una primera cámara en la que, a un doble eje movido por un motor exterior, mueve dos hélices en sentido contrario cada una de ella, generando el movimiento de fricción necesario y el desplazamiento del material dentro de la cámara. Figure 9 presents a block diagram of the treatment process within a attrition tank; The material is introduced into a first chamber in which, a double axis moved by an external motor, moves two propellers in the opposite direction, each one of them, generating the necessary friction movement and the displacement of the material inside the chamber.
El material pasa a una segunda cámara por la parte interior del tanque, donde es agitado de manera inversa por otro conjunto de hélices que lo desplaza hacia el exterior. The material passes into a second chamber on the inside of the tank, where it is stirred in reverse by another set of propellers that moves it outwards.
En el mercado se puede encontrar equipos de diferente capacidad, no obstante, dado que son equipos muy específicos su fabricación se realiza normalmente bajo condiciones específicas para la aplicación concreta, siendo sistemas que se fabrican habitualmente por encargo. Equipment of different capacities can be found on the market, however, since they are very specific equipment, their manufacture is normally carried out under specific conditions for the specific application, being systems that are usually manufactured to order.
Grupo de lavado de dos etapas: Un grupo de lavado de arenas de 2 etapas es una configuración especial formada por 2 desarenadores (1a y 2a etapa) con la particularidad de que el primero de ellos no posee escurridor y las arenas, en lugar de salir del equipo, pasan al segundo desarenador donde se añade agua limpia para su mejor lavado. Two-stage washing group: A 2-stage sand washing group is a special configuration made up of 2 grit traps (1st and 2nd stage) with the particularity that the first one does not have a drainer and the sands, instead of After leaving the equipment, they go to the second sand trap where clean water is added for better washing.
En la primera etapa, la arena y el agua se introducen en una cuba por un acceso lateral. Desde el fondo de la cuba se aspira la mezcla de agua y arena mediante una bomba que impulsa la pulpa hacia un ciclón. In the first stage, the sand and water are introduced into a tank through a side access. From the bottom of the tank, the mixture of water and sand is sucked in by means of a pump that drives the pulp towards a cyclone.
Por efecto de la fuerza centrífuga se separan las partículas de arcillas de las arenas. El 80% de las arcillas, junto con el agua, ascienden dentro del ciclón y son expulsadas por la parte superior de este elemento, mientras que las arenas salen del hidrociclón y en lugar de escurrirse, se envían a una segunda cuba por un acceso lateral y se añade agua limpia (2a etapa). Due to the effect of centrifugal force, the clay particles are separated from the sand. 80% of the clay, together with the water, rises inside the cyclone and is expelled through the upper part of this element, while the sand leaves the hydrocyclone and instead of draining, is sent to a second tank through a lateral access and clean water is added ( 2nd stage).
En esta segunda etapa, esta agua limpia incide directamente sobre las arenas ya libres de finos (sólo queda el 20% de finos) y por lo tanto es el mayor lavado que se le pueden hacer a unas arenas. Dentro de esta segunda etapa, el funcionamiento ya es análogo al de un desarenador convencional. Por efecto de la fuerza centrífuga se separan las partículas de arcillas de las arenas. Las arcillas, junto con el agua, ascienden dentro del ciclón y son expulsadas por la parte superior de este elemento, mientras que las arenas salen del hidrociclón y son enviadas a un escurridor. In this second stage, this clean water falls directly on the sands that are already free of fines (only 20% of the fines remain) and therefore it is the greatest washing that can be done to some sands. Within this second stage, the operation is analogous to that of a conventional sand trap. Due to the effect of centrifugal force, the clay particles are separated from the sand. The clays, together with the water, rise inside the cyclone and are expelled through the upper part of this element, while the sands leave the hydrocyclone and are sent to a drainer.
El escurridor provoca el avance de la arena hacia su parte delantera, permitiendo filtrar el agua a través de la rejilla (fabricada en poliuretano o en acero). The drainer causes the advance of the sand towards its front part, allowing the filtering of the water through the grid (made of polyurethane or steel).
El agua con contenido en los finos se evacúa para su posterior tratamiento, equilibrándose el agua de la cuba mediante una válvula con flotador. The water contained in the fines is evacuated for later treatment, balancing the water in the tank by means of a float valve.
En la figura 10 se presenta una fotografía de un grupo de lavado de arenas de 2 etapas. Figure 10 shows a photograph of a 2-stage sand washing group.
En ambos equipos se equipan de forma simultánea e innovadora sendos ciclones de fondo cónico y especialmente de fondo plano que permiten ajustar el diámetro efectivo de corte cambiando la configuración de los ciclones en función de las analíticas obtenidas en las arenas pudiendo barrer un abanico de 0,250 - 0,080 mm y así poder descontaminar las arenas. Both equipments are simultaneously and innovatively equipped with conical bottom cyclones and especially flat bottom cyclones that allow the effective cutting diameter to be adjusted by changing the configuration of the cyclones based on the analytics obtained in the sands, being able to sweep a range of 0.250 - 0.080 mm and thus be able to decontaminate the sands.
Las capacidades de tratamiento de arena pueden encontrarse entre las 5 Tm/h y 200 Tm/h y capacidad de admisión de agua de entre los 10 m3/hora y los 700 m3/hora. Sand treatment capacities can be found between 5 Tm/h and 200 Tm/h and water intake capacity of between 10 m 3 /hour and 700 m 3 /hour.
Adecuación de lodos sludge adequacy
Las etapas descritas anteriormente provocan que quede una corriente de agua, limos y contaminantes que deban ser tratados adecuadamente (lodos). Para ello, son sometidos a distintas etapas de adecuación físico-química (coagulación-floculación) y espesado. The stages described above cause a stream of water, silt and contaminants to be adequately treated (sludge). To do this, they are subjected to different stages of physical-chemical adaptation (coagulation-flocculation) and thickening.
Coagulación: La mezcla de lodo y agua, procedente de los equipos de lavado de gravas y arenas, se envía a un tanque donde se aditiva el correspondiente coagulante iniciando el proceso físico-químico de tratamiento. Este tanque va provisto de agitador para favorecer la mezcla del agente coagulante con los lodos. Este aditivo se inyecta mediante una bomba de adición. Una vez mezclado, una bomba inferior envía los lodos al pre alimentador del espesador. Coagulation: The mixture of mud and water, coming from the gravel and sand washing equipment, is sent to a tank where the corresponding coagulant is added, starting the physical-chemical treatment process. This tank is equipped with an agitator to facilitate the mixing of the coagulating agent with the sludge. This additive is injected by means of an addition pump. Once mixed, a bottom pump sends the sludge to the thickener pre-feeder.
Floculación: El lodo se envía al pre alimentador del espesador donde se le aditiva el polielectrolito necesario para su floculación. Este reactivo es preparado en una planta compacta de fabricación de polielectrolito con tres cámaras: preparación, maduración y dosificación y es aditivado a través de una bomba dosificadora comandada por un sistema de verificación de la floculación automático. El objetivo de realizar el proceso de coagulación-floculación es el de concentrar al máximo las partículas sólidas de tal forma que confiera al material la densidad apropiada para precipitar y separarse fácilmente del agua. Esto se realiza en el interior del espesador. Flocculation: The sludge is sent to the thickener pre-feeder where the polyelectrolyte necessary for its flocculation is added. This reagent is prepared in a compact polyelectrolyte manufacturing plant with three chambers: preparation, maturation and dosing, and is added through a dosing pump controlled by an automatic flocculation verification system. The objective of carrying out the coagulation-flocculation process is to concentrate the solid particles as much as possible in such a way that it gives the material the appropriate density to precipitate and easily separate from the water. This is done inside the thickener.
Espesador de lodos: El espesador de lodos o decantador - clarificador es un depósito, habitualmente circular, que tiene como misión separar las arcillas o lodos del agua, que se concentran en el proceso y que son extraídas desde el fondo del tanque, mientras el agua clarificada rebosa por la periferia y la parte superior para su posterior reutilización. Sludge thickener: The sludge thickener or decanter - clarifier is a tank, usually circular, whose mission is to separate the clays or sludge from the water, which are concentrated in the process and are extracted from the bottom of the tank, while the water clarified water overflows from the periphery and the upper part for later reuse.
Los espesadores pueden ser instalados en una base de hormigón o bien sobreelevados sobre una estructura metálica y puede incorporar una bomba centrífuga, volumétrica o de membrana, según su aplicación. En la figura 11 se presenta la imagen de un espesador de lodos. The thickeners can be installed on a concrete base or elevated on a metal structure and can incorporate a centrifugal, volumetric or membrane pump, depending on their application. Figure 11 shows the image of a sludge thickener.
En el mercado se pueden encontrar equipos de clarificación con capacidades de tratamiento de entre 20 m3/h hasta los 1.000 m3/h, con diferentes dimensiones y potencias, aunque son equipos que se pueden dimensionar y construir a las necesidades de cada proyecto. Clarification equipment can be found on the market with treatment capacities from 20 m 3 /h to 1,000 m 3 /h, with different dimensions and powers, although they are equipment that can be dimensioned and built to the needs of each project.
La descripción del funcionamiento de un equipo de decantación-clarificación, se presenta en la figura 12. The description of the operation of a settling-clarification equipment is presented in figure 12.
Aguas claras: Por la parte superior del espesador se recupera por rebose el agua clarificada que es enviada a un tanque de regulación desde el que se alimentará agua a todos los puntos de la planta mediante una bomba de tal forma que se genere un circuito cerrado.Clear water: Through the upper part of the thickener, the clarified water is recovered by overflow, which is sent to a regulation tank from which water will be fed to all points of the plant by means of a pump in such a way that a closed circuit is generated.
Únicamente se debe reponer agua debido a las pérdidas que habrá en forma de humedad en cada uno de los acopios. Only water must be replenished due to the losses that there will be in the form of humidity in each of the stockpiles.
Deshidratado de lodos sludge dewatering
Los lodos extraídos por la parte inferior del espesador contienen los contaminantes y están concentrados pero todavía contienen un volumen de agua importante. Para minimizar el volumen del residuo y eliminar el agua lo máximo posible (hasta un 80% de reducción), los lodos se someten a deshidratación. A continuación, se describen los equipos utilizados en el deshidratado de lodos. The sludge extracted from the bottom of the thickener contains the contaminants and is concentrated but still contains a significant volume of water. To minimize the volume of the waste and remove as much water as possible (up to 80% reduction), the sludge is dewatered. The equipment used in sludge dewatering is described below.
Filtros prensa: son los equipos diseñados para provocar la mayor reducción posible del volumen de agua contenido en un sedimento, mediante la aplicación de una presión elevada, consistente en una batería de placas cuadradas o rectangulares sucesivas enfrentadas entre sí en posición vertical dispuestas sobre un bastidor con un extremo fijo y otro móvil. Sobre cada una de estas placas van ajustadas las telas filtrantes. Press filters: they are the equipment designed to cause the greatest possible reduction of the volume of water contained in a sediment, by applying high pressure, consisting of a battery of successive square or rectangular plates facing each other in a vertical position arranged on a frame with one end fixed and the other mobile. The filter cloths are fitted on each of these plates.
Existen diferentes modelos y fabricantes de filtros prensa en el mercado que ofrecen diferentes tamaños en número de placas y superficie de filtrado, lo que confiere a este elemento de deshidratación una gama diversa adaptable a cada caso. Son, a diferencia de otras soluciones (banda, centrifugación...) los equipos que mayor sequedad confieren a un lodo. There are different models and manufacturers of filter presses on the market that offer different sizes in number of plates and filter surface, which gives this dewatering element a diverse range adaptable to each case. They are, unlike other solutions (belt, centrifugation...) the equipment that confers the greatest dryness to a sludge.
En el proceso de filtrado las placas se mantienen juntas, mediante prensas hidráulicas o tornillos accionados mecánicamente entre el extremo fijo y el móvil. De esta forma quedan adheridas herméticamente y pueden resistir la presión que se aplica sobre ellas durante la filtración. In the filtering process, the plates are held together by hydraulic presses or mechanically actuated screws between the fixed and mobile ends. In this way they are hermetically adhered and can resist the pressure that is applied to them during filtration.
El circuito de filtrado, constituido por unos conductos situados en la parte central y distribuidos entre los espacios existentes entre las placas hasta que estas cavidades quedan llenas de fango húmedo. Al ejercerse la presión, se fuerza al líquido a pasar a través de la tela filtrante y los orificios de salida de las placas. De esta forma, el material deshidratado, llamado torta, queda entre las placas. En este momento se retira la presión, y al moverse el extremo móvil las placas se separan y la torta de fango se desprende, alcanzado un porcentaje de sequedad 55-65% e incluso mayores (hasta un 90%) en función de la naturaleza del suelo a tratar. The filter circuit, consisting of ducts located in the central part and distributed between the spaces between the plates until these cavities are filled with wet mud. When the pressure is exerted, the liquid is forced to pass through the filter cloth and the outlet holes of the plates. In this way, the dehydrated material, called cake, remains between the plates. At this moment, the pressure is removed, and when the moving end moves, the plates separate and the mud cake falls off, reaching a dryness percentage of 55-65% and even higher (up to 90%) depending on the nature of the material. soil to treat.
La duración del ciclo de filtración incluye el tiempo necesario para llenar el filtro prensa, mantener la presión entre las placas, abrir el filtro y descargar de la torta de fango, limpieza de las telas filtrantes. En la figura 13 se presenta una imagen de varios filtros prensa dispuestos en paralelo y en la figura 14 se presenta el esquema de funcionamiento de un filtro prensa. The duration of the filtration cycle includes the time necessary to fill the filter press, maintain the pressure between the plates, open the filter and discharge the sludge cake, cleaning the filter cloths. Figure 13 shows an image of several press filters arranged in parallel and figure 14 shows the operating scheme of a press filter.
Acopios de material Stockpiles of material
Cintas transportadoras: La cinta transportadora es un elemento indispensable en las instalaciones de tratamiento de áridos y en general en minería e industria. Se diseña en la mayoría de los casos a cada necesidad concreta, para lo cual existen numerosas tipologías concretas: Conveyor belts: The conveyor belt is an essential element in aggregate treatment facilities and in general in mining and industry. It is designed in most cases for each specific need, for which there are numerous typologies concrete:
• Fijas y móviles. • Fixed and mobile.
• Stakers, para hacer grandes acopios circulares o para alimentación de distintas tolvas en línea. • Stakers, to make large circular stockpiles or to feed different online hoppers.
• Ripables, para apoyar directamente en el suelo sin necesidad de cimentación. • Ripable, to rest directly on the ground without the need for a foundation.
• Desplazables sobre ruedas motorizadas, etc. • Movable on motorized wheels, etc.
Existen diferentes anchos de banda que van desde los 500 mm hasta los 1.400 mm, pudiendo ser estas lisas o nervadas. La figura 15 presenta una instalación de áridos con cintas transportadoras. There are different band widths ranging from 500 mm to 1,400 mm, and these can be smooth or ribbed. Figure 15 presents an aggregate installation with conveyor belts.
Detector de radioactividad en continuo este equipo está desarrollado con el propósito de detectar la emisión radiactiva que emite el material movido por cintas transportadoras y poder actuar inmediatamente antes de que abandone éstas. En los lugares donde se mueve gran cantidad de producto con una velocidad elevada se necesita un equipo con un tiempo de respuesta rápido que pueda detectar y señalizar al exterior la existencia de una alarma para poder detener a tiempo la cinta sin que el material radiactivo se deposite fuera de ella y así evitar una contaminación de otros acopios. Continuous radioactivity detector This equipment is developed with the purpose of detecting the radioactive emission emitted by the material moved by conveyor belts and to be able to act immediately before it leaves them. In places where a large amount of product is moved at high speed, equipment with a fast response time is needed that can detect and signal the existence of an alarm to the outside in order to stop the belt in time without radioactive material being deposited. out of it and thus avoid contamination of other stockpiles.
Para detectar la radiación se usa un sensor que convierte las emisiones de radiación en pulsos eléctricos donde la amplitud de dichos pulsos será proporcional a la energía de las emisiones. To detect the radiation, a sensor is used that converts the radiation emissions into electrical pulses where the amplitude of said pulses will be proportional to the energy of the emissions.
El nivel de radiación que le llega al sensor está formado por dos valores. Primeramente, tenemos la cantidad de radiación que emite la muestra a controlar y por otro un valor más o menos constante que siempre está presente llamado “FONDO” y que es debido a la radiación de origen natural o humano. La radiación natural proviene de muchas fuentes, como los más de 60 materiales radiactivos naturales presentes en el suelo, el agua y el aire. Para aumentar la precisión de la medida, el valor del fondo se elimina en gran parte primeramente con un blindaje adecuado del sensor y el resto con métodos electrónicos que obtienen el valor real de la radiación producida por la muestra a medir. Es por tanto preciso la calibración correcta del equipo una vez situado en el lugar donde va a efectuar las medidas por personal especializado. recogida lixiviados y pérdidas (cubeto de seguridad) The level of radiation that reaches the sensor is made up of two values. Firstly, we have the amount of radiation emitted by the sample to be controlled and secondly, a more or less constant value that is always present called "BACKGROUND" and that is due to radiation of natural or human origin. Natural radiation comes from many sources, such as the more than 60 naturally occurring radioactive materials in soil, water, and air. In order to increase the accuracy of the measurement, the background value is largely eliminated first with adequate shielding of the sensor and the rest with electronic methods that obtain the real value of the radiation produced by the sample to be measured. Therefore, the correct calibration of the equipment is necessary once it is located in the place where the measurements are to be carried out by specialized personnel. collection of leachate and losses (safety bucket)
Uno de ios mayores problemas que surgen en la operación de las plantas de clasificación de áridos y/o lavado de suelos son las pérdidas y derrames de efluentes y materiales granulares. Dada la tipología de contaminantes que se van a trasegar es imprescindible prever la disposición de un cubeto de seguridad de hormigón equipado con una red de drenaje (canaletas en superficie) para recoger y evacuar dichos materiales a una arqueta de derrames de tal forma que sean nuevamente bombeados a cabecera y reintroducidos en el proceso. One of the biggest problems that arise in the operation of aggregate classification and/or soil washing plants are losses and spills of effluents and granular materials. Given the type of contaminants that are going to be transferred, it is essential to provide for the provision of a concrete safety basin equipped with a drainage network (surface gutters) to collect and evacuate said materials to a spill box so that they are again pumped to head and reintroduced in the process.
Instalaciones auxiliares Auxiliary facilities
INSTALACIÓN ELÉCTRICA ELECTRICAL INSTALLATION
La instalación eléctrica cuenta con toda la instrumentación necesaria para su correcto funcionamiento. En este sentido, se incluye un cuadro eléctrico general que contiene las protecciones y el control de los equipos que la componen, incluyendo las de los cuadros intermedios, si procediera. The electrical installation has all the necessary instrumentation for its correct operation. In this sense, a general electrical panel is included that contains the protections and control of the equipment that compose it, including those of the intermediate panels, if applicable.
INSTALACIÓN NEUMÁTICA PNEUMATIC INSTALLATION
En el suministro de la instalación se incluye un compresor desde donde se proveerá aire comprimido a todos los elementos de la instalación que lo requieran, realizando el conexionado hasta los mismos. The supply of the installation includes a compressor from which compressed air will be supplied to all the elements of the installation that require it, making the connection to them.

Claims

REIVINDICACIONES
1. PLANTA INDUSTRIAL DE LAVADO DE SUELOS EX SITU EN VÍA HÚMEDA PARA LA DESCONTAMINACIÓN DE TERRENOS AFECTADOS CON RADIONUCLEIDOS DE MEDIA Y BAJA INTENSIDAD. La planta industrial puede constar de los siguientes elementos: 1. INDUSTRIAL WET EX SITU SOIL WASHING PLANT FOR THE DECONTAMINATION OF LAND AFFECTED BY MEDIUM AND LOW INTENSITY RADIONUCLIDES. The industrial plant may consist of the following elements:
Separador de Barras (figura 1 ). Bar Separator (figure 1).
- Tolva y alimentador de banda (figura 2) - Hopper and belt feeder (figure 2)
- Trómel de lavado (figura 3). - Trommel washing (figure 3).
- Cribas (figura 4). - Screens (figure 4).
Lavador de piedras (figura 5). Stone washer (figure 5).
Desarenador (figura 6 y figura 7). Sand trap (figure 6 and figure 7).
Tanque de atricionado (figura 8 y figura 9). Attrition tank (figure 8 and figure 9).
Grupo de lavado de arenas de dos etapas (figura 10) Two-stage sand washing group (figure 10)
Espesador de lodos (figura 11 y figura 12). Sludge thickener (figure 11 and figure 12).
Filtros prensa (figura 13 y figura 14). Press filters (figure 13 and figure 14).
- Cintas transportadoras (figura 15). - Conveyor belts (figure 15).
Detector de radiación en continuo. Continuous radiation detector.
Diagrama de flujo de las distintas etapas de la planta de lavado de suelos en vía húmeda (figura 16). Flow diagram of the different stages of the wet soil washing plant (figure 16).
2. Planta según reivindicación 1. Debido a los estudios a nivel laboratorio y en planta piloto sabemos que la operación conjunta de lavado con hidrociclones de fondo plano más atricionado favorece la migración de los radionucleidos de baja y media intensidad hasta las fracciones más pequeñas (<125 micrómetros de diámetro) pudiendo elegir este tamaño en el intervalo 250-80 micrómetros. 2. Plant according to claim 1. Due to laboratory and pilot plant studies, we know that the joint operation of washing with flat bottom hydrocyclones plus attrition favors the migration of low and medium intensity radionuclides down to the smallest fractions (< 125 micrometers in diameter) being able to choose this size in the range 250-80 micrometers.
3. Planta según reivindicación 1. Las fracciones granulométricas superiores a 125 mieras una vez lavadas con diferentes procesos (lavado de piedras en el caso de las gravas (figura 5) y lavado de arenas en grupo de 2 etapas (figura 10) en el caso de las arenas) presentan valores de actividad por debajo del valor objetivo de descontaminación. 3. Plant according to claim 1. The particle size fractions greater than 125 microns once washed with different processes (stone washing in the case of gravels (figure 5) and sand washing in a group of 2 stages (figure 10) in the case of the sands) present activity values below the objective value of decontamination.
4. Planta según reivindicación 1 . El detector de material radioactivo en continuo situado en las cintas de transporte de salida de arenas y gravas a acopios permite detectar material no exento de contaminación radioactiva en su caso. 4. Plant according to claim 1. The continuous radioactive material detector located on the sand and gravel exit conveyor belts to stockpiles allows the detection of material that is not exempt from radioactive contamination.
5. Planta según reivindicación 1. Las aguas de lavado utilizadas en el trómel (figura 3), criba (figura 4), lavador de piedras (figura 5) y segunda etapa del equipo de lavado de arenas (figura 10), son recuperadas con el fin de reducir el consumo de agua limpia haciendo de ésta una planta ecológicamente sostenible. 5. Plant according to claim 1. The washing water used in the trommel (figure 3), screen (figure 4), stone washer (figure 5) and second stage of the sand washing equipment (figure 10), are recovered in order to reduce the consumption of clean water, making it an ecologically sustainable plant.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1995015566A1 (en) * 1993-11-30 1995-06-08 British Nuclear Fuels Plc Process for the treatment of particulate material
KR101876686B1 (en) * 2017-11-14 2018-07-09 현대건설주식회사 Separation Method and Apparatus of radioactive pollution soil

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