DE2612510B2 - Anordnung zur abwasseraufbereitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Abwasseraufbereitung gemäß dem Oberbegriff des vorliegenden Patentanspruches 1.

Aus der Zeitschrift »Kerntechnik«, 16. Jahrgang, Nr. 4, Seiten 170 bis 177, ist bekannt, daß man zur Dekontaminierung von Flüssigkeiten sogenannte Dekontaminierungsverdampfer verwendet In diesen werden im Rahmen der sogenannten Abwasseraufbereitung radioaktive Stoffe ausgewaschen, so daß dekontaminiertes Wasser einerseits und konzentrierter kontaminierter Rückstand andererseits entsteht. Auf die Waschflüssigkeit wird dort nicht weiter eingegangen. Es wird lediglich der Aufbau von Verdampfern mit einer Blase und einer nachgeschalteten Reihe von Böden beschrieben.

Auch die DT-OS 24 50 690, die sich gleichfalls mit der Reinigung einer mit radioaktiven Stoffen verunreinigten Flüssigkeit befaßt, besagt nichts über besondere Waschflüssigkeiten, sondern fordert unabhängig davon, daß die Waschflüssigkeit auf den Böden mehrmals umgelenkt wird, damit sie sich unter sich und mit den durch Dampf mitgerissenen Tropfen gleichmäßig durchmischt.

Demgegenüber ist das Ziel der Erfindung eine besonders wirksame Abwasseraufbereitung für den Fall, daß unterschiedliche radioaktive Stoffe vorhanden sind, die einmal mit Hilfe einer sauren und zum anderen mit einer basischen Waschflüssigkeit ausgewaschen werden sollen. Dazu hat men bisher im Bedarfsfall getrennte Verdampfer verwendet. Dies ist jedoch nicht mit der in der vorgenannten Zeitschrift beschriebenen doppelten Verdampfung zu vergleichen, bei der das Destillat nochmals behandelt wird und somit nur die verbesserte Ausscheidung der gleichen radioaktiven Komponente

möglich ist.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, bei der Anwendung unterschiedlicher Waschflüssigkeiten, d. h. solcher mit verschiedenen pH-Werten, Einsparungen zu erreichen. Dies gelingt erfindungsgemäß dadurch, daß der Verdampfer in der Blase die eine Waschflüsiigkeit enthält und daß mindestens zwei Böden über eine Pumpe zu einem Kreis verbunden sind, der die andere Waschflüssigkeit enthält. Hierbei wird also das Auswasehen mit zwei in bezug auf den pH-Wert unterschiedlichen Waschflüssigkeiten mit einem einzigen Verdampfer vorgenommen, so daß ein zweiler Verdampfer eingespart wird. Dies ermöglicht die Einhaltung strenger Strahienschutzbestimmungen mit wesentlich verringertem Aufwand.

Die Böden der anderen Waschflüssigkeit können vorteilhaft im mittleren Pereich einer Kolonne angeordnet und durch eine Rücklaufleitung überbrückt sein. Bei dieser Anordnung erfolgt die Spülung der aus der Kolonne austretenden Brüden mit der gleichen Waschflüssigkeit wie in der Blase.

Mit dieser Waschflüssigkeit werden auch gegebenenfalls mitgerissene Reste der anderen Waschflüssigkeit neutralisiert. Dabei können die zu der anderen Waschflüssigkeit gehörenden Böden mit einem Zehntel der Rücklaufmenge der Kolonne oder weniger betrieben werden.

Der Krtis der anderen Waschflüssigkeit wird zweckmäßigerweise mit einer Sprüheinrichtung im Inneren der Kolonne und einer Regeleinrichtung zur Einstellung des pH-Wertes ausgestattet. Die Regeleinrichtung besteht im wesentlichen aus einer Sonde zur Feststellung des gegebenen pH-Wertes und einer Zuführungseinrichtung für die saure oder basische Komponente, die zweckmäßigerweise durch öffnen eines Ventils eingelassen wird. Die Komponente kann unter einem vorgegebenen Druck, zum Beispiel auf Grund ihrer Flüssigkeitshöhe, eingespeist werden.

Die pH Werte der beiden Waschflüssigkeiten sollten mindestens um den Wert 2 voneinander verschieden sein. Man kann die Anordnung nach der Erfindung aber auch mit wesentlich größeren Unterschieden in den pH-Werten betreiben, wie später anhand des Ausführungsbeispiels gezeigt wird.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird anhand der Figur eine Ausführungsform beschrieben, die durch eine nach der Erfindung ausgestaltete Verdampferkolonne im Kreis der Abwasseraufbereitung eines Kernkraftwerkes angedeutet ist. Die Erfindung kommt aber auch für andere Anwendungsfälle, zum Beispiel zur Entfernung von strahlenden Komponenten aus den bei der Brennstoffaufbereitung oder in kerntechnischen Labors anfallenden Flüssigkeiten, in Frage.

Das aufzubereitende Abwasser, zum Beispiel das borsäurehaltige oder aber vorgereinigte Kühlwasser eines Druckwasser-Leistungsreaktors, das radioaktive Stoffe wie Jod und Antimon enthält, tritt mit einer Leitung 1 in den als Ganzes mit 2 bezeichneten Verdampfer ein. Es fließt in den unteren Bereich, wo in der Blase 3 der mit 4 bezeichnete Flüssigkeitsspiegel eingeregelt wird.

Beim Ausführungsbeispiel dient das Abwasser zugleich als die eine Waschflüssigkeit 5. Die Waschflüssigkeit 5 ist zum Beispiel schwach sauer mit einem

b5 pH-Wert 6.

Unter der Blase 3 sitzt eine Leitung 8, die zu einem Wärmetauscher 9 führt. In diesem wird das Abwasser verdampft. Es gelangt dampfförmig durch eine Leitung

7 oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 4 in die Blase 3 zurück. An die Leitung 8 ist eine Leitung 10 für die Abführung des in der Blase 3 entstehenden Konzentrats angedeutet. Das Konzentrat ist zum Beispiel eine 12%ige Borsäurelösung.

Der Blase 3 ist eine Kolonne 11 mit insgesamt sieben Waschböden 12.13,14,15,16,17 und 18 nachgeschaltet, die von den aus der Blase 3 stammenden Dämpfen durchströmt wird. Am oberen Ende der Kolonne 11 ist eine Auslaßleitung 20 angeordnet, die in einen zur Kondensation des Dampfes dienenden Kühler 21 führt. An der Unterseite des Kühlers 21 ist eine Destillatleitung 22 angeschlossen, durch die borsäurefreies, d. h. reines Wasser abgt.-geben wird. An die Leitung 22 ist ein Leitungszweig 23 mit einer stellbaren Drossel 24 über einen Flüssigkeitsverschluß 25 angeschlossen. Durch diesen Leitungszweig 23 wird ein geringer Teil des Destillats, zum Beispiel 10%, als sogenannter Rücklauf unmittelbar in die Kolonne U geleitet. Diese Rücklaufflüssigkeit ist mit einem pH-Wert von 7 neutral.

Während mit der schwach sauren Waschflüssigkeit in der Blase 3 Antimon ausgewaschen bzw. festgehalten wird, ist zum Auswaschen von zum Beispiel Jod ein Zwischenkreis 26 vorgesehen, der die Böden 14 und 15 der Kolonne 11 umfaßt. Zu diesem Kreis 26 gehört ein Pufferbehälter 27 für den Zulauf einer in den Kreis 26 eingeschalteten Pumpe 28, die beide außerhalb der Kolonne 11 angeordnet sind. Die Pumpe 28 fördert eine durch Natriumhydroxid basisch eingestellte zweite Waschflüssigkeit 29 zu einer Sprüheinrichtung 30 oberhalb des Bodens 15.

Der pH-Wert der Waschflüssigkeit des Zwischenkreises 26 wird mit einer Sonde 31 ermittelt. Er hat einen Sollwert von 10, der durch Zugabe von Natriumhydroxid aus einer Leitung 32 eingeregelt werden kann. Zu diesem Zweck wird ein Magnetventil 33 in Abhängigkeit von der Sonde 31 geöffnet, wie durch die Wirkungslinie 34 angedeutet ist, so daß die von der Pumpe 28 in die Sprüheinrichtung 30 geförderte zweite Waschflüssigkeit mit Natriumhydroxid angereichert wird.

Die Böden 14 und 15 der Kolonne U sind durch eine Rücklaufleitung 35 überbrückt, die von dem flüssigkeitsgefüllten Teil oberhalb des Bodens 17 ausgeht. Von der gesamten Rücklaufmenge wird mit Hilfe einer Leitung 37 ein Anteil von zum Beispiel 5% abgezweigt und auf den Boden 16 gegeben. Dieser Anteil wird dann mit Hilfe des Zwischenkreises 26 von einem pH-Wert 7 auf den basischen pH-Wert 10 gebracht, so daß dort das Jod, wie gewünscht, ausgewaschen werden kann. Die pH-Werte sind demnach um mindestens 3 verschieden.

Die verbleibenden 95% der Rücklaufmenge gelangen über eine stellbare Drossel 40 auf den Boden 13. Beim Ausführungsbeispiel ist in der Leitung 37 eine stellbare Drossel 41 vorgesehen. Diese Drossel bestimmt den Anteil der dem Kreis 26 zugeführten Rücklaufmenge. Bei Bedarf kann die Drossel 41 auch in den Regelmechanismus des Zwischenkreises 26 einbezogen werden, um dort den gewünschten basischen pH-Wert konstant zu halten.

An den Zwischenkreis 26 ist eine Leitung 43 angeschlossen, mit der eine Flüssigkeitsmenge entsprechend den über die Leitung 37 zugeführten 5% der Rücklaufmenge abgeführt wird. Diese Flüssigkeit, die radioaktives Jod enthält, wird dem Abwassersystem zu einer erneuten Aufbereitung zugeführt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Abwasseraufbereitung durch Auswaschen flüchtiger radioaktiver Stoffe mit Hilfe einer sauren und einer basischen Waschflüssigkeit mit einem Verdampfer, der eine Blase und eine nachgeschaltete Reihe von Böden umfaßt, d a durch gekennzeichnet, daß der Verdampfer in der Blase (3) die eine Waschflüssigkeit enthalt und daß mindestens zwei Böden (14, 15) über eine Pumpe (28) zu einem Kreis (26) verbunden sind, der die andere Waschflüssigkeit (29) enthält.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Böden (14, 15) der anderen Waschflüssigkeit (29) im mittleren Bereich einer Kolonne (11) angeordnet und durch eine Rücklaufleitung (35) überbrückt sind.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Waschflüssigkeit (29) auf den Böden (14, 15) ein Zehntel der Rücklaufmenge oder weniger beträgt.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreis (26) eine Sprüheinrichtung (30) im Inneren der Kolonne (11) und eine Regeleinrichtung (31 bis 34) zur Einstellung des pH-Wertes umfaßt.

5. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die pH-Werte der beiden Waschflüssigkeiten (5, 29) um mindestens den Wert 2 verschieden sind.