SU1627098A3 - Способ анаэробной обработки твердых радиоактивных отходов и биореактор дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к атомной технике и технологии. Целью изобретени   вл етс  обеспечение экологической безопасности окружающей среды, а также упрощение процесса переработки твердых радиоактивных отходов. Твердые радиоактивные отходы подвергают переработке путем предварительного измельчени , суспендировани  или гидролиза и/или облучени  ультрафиолетом и/или подвергают тепловой обработке с последующим анаэробным сбраживанием с применением мочевины, фосфорной кислоты, фосфата аммони , аммиака , а также солей кобальта, никел , молибдена, железа, алюмини , извести или бентонита при 5-65 С, Биореактор дл  реализации способа включает покрывающую и нижнюю части, образующие газовую и жидкостную камеры, причем нижн   часть биореактора разделена перегородками на две или более секций. Изобретение позвол ет сократить объем перерабатываемых отходов до 5-10% от первоначального и перевести их в неопасное дл  окружающей среды состо ние . 2 с. и 5 з.п.ф-лы, 4 ил. / г (Л

Description

Изобретение относитс  к атомной технике и технологии, а точнее к обработке твердых радиоактивных отходов низкой активности, образующихс  н,а атомных электростанци х, с помощью анаэробной ферментации.

Целью изобретени   вл етс  повышение экологической безопасности окружающей среды, а также упрощение процесса обработки твердых радиоактивных отходов.

На фиг. 1 представлен биореактор дл  анаэробной обработки твердых радиоактивных , отходов низкой активности , вид сбоку, на фиг. 2 - то же, вид спереди, на фиг. 3 - то же, вид сбоку, с подключенными емкост ми с водой и химикали ми: новыми радиоактивными отходами,старыми радиоактивными отходами, а также сборником неразложившихс  отходов и линией циркул ции неразложивиихс  отходов , на фиг. 4 - технологическа  схема обработки твердых радиоактивных отходов низкой активности с помощью анаэробной ферментации, i

Биореактор содержит покрывающую

1 и нижнюю 2 части, которые могут отделитьс  одна от другой и установлены на опорной конструкции 3. В. нижней части 2 биореактора установлен циркул ционный насос 4. Покрывающа  1 и ,- нижн   2 части биореактора образуют газовую 5 и жидкостную 6 камеры. На нижней части 2 биореактора установлено суспендирующее устройство 7, а покрывающа  часть 1 биореактора имеет вен- ю тйл ционную трубу 8, причем нижн   часть 2 биореактора разделена на блоки 9-11 с помощью перегородок 12 и 13. Неразложивгаиес  отходы из нижней части 2 биореактора могут с помощью 15 циркул ционного насоса 4 транспортироватьс  в сборник неразложившихс  отходов 14, либо по циркул ционной трубе 15 через суспендирующее устройство 7 вновь поступать в нижнюю 20 часть 2 биореактора.

Биореактор работает следующим образом .

Предварительно обработанные пу- тем измельчени , суспендировани  или 25 специальной обработки, такой как гидролиз , и/или физического диспергировани  (обнуление, теплова  обработка ), радиоактивные отходы подают в нижнюю часть 2 биореактора, котора  зо разделена на блоки 9-11. При этом каждый блок предназначен дл  определенного типа отходов, характеризующихс  временем, необходимым дл  его разложени .35

Емкость каждого блока выбираетс  в соответствии со временем, которое материал должен провести в нем, т.е. в соответствии со скоростью разложени .40

В нижнюю часть 2 бнореактора таке подают воду и химикалии.

В процессе анаэробной ферментации образующийс  газ скапливаетс  в га- 45 зовой камере 5 и через вентил ционую трубу 8 удал етс  из биореактора.

Неразложившиес  радиоактивные от- оды из нижней части 2 биореактора ерез циркул ционный насос 4 подают CQ сборник 14 неразложившихс  отхоов или в случае необходимости повторной анаэробной ферментации по цирул ционной трубе 15 через суспендиующее устройство 7 вновь подают и . . ижнюю часть 2 биореактора.

Способ анаэробной ферментации твердых радиоактивных отходов осуществл ют следующим образом (фиг.4).

Первоначально отходы собирают и опустошают бочки с отходами (на фиг.4 новые отходы обозначены блоком 16, бочки со старыми отходами - блоком 17 и опустошение бочек - блоком 18). Затем измельчают отходы (блок 19) и суспендируют измельченные отходы (блок 20). Суспендированные отходы подают к сепаратору 21, откуда разложившиес  отходы подают к предлагаемому биореактору 22, в котором происходит двустадийное анаэробное разложение: на первой стадии - кислотное (22а), а второй - метановое (226).

Неразложившиес  отходы удал ют из сепаратора 21 и подают к блоку 23, от биореактора 22 неразложившиес  отходы подают к блоку 24, а подвергшиес  анаэробному разложению отходы - к сепаратору 25, где происходит разделение неразложившегос  вещества и воды . Неразложившиес  отходы подают к блоку 26, а вода возвращаетс  по циркул ционной трубе 27 к вод ному баку 28. Замен емую воду подают от блока 29 к блоку 28. Неразложившиес  отхоы , которые были удалены из технологического процесса, подают от блоков 23, 24 и 26 к сборнику 30, откуда обработанные отходы укладывают в бочки 31, которые поступают в хранилище 32. С блока 33 в биореактор 22 добавл ют химикалии. Продукты реакции метановой стадии (22в) биореактора 22 в виде -газа подают к блоку 34 и далее к газовой горелке 35.

Предлагаемый способ может также включать специальные обработки (фиг.4, блок 36). В этом случае отходы могут быть обработаны химикаи ми (блок 37), подвергнуты тепловой обработке (блок 38) и облучены ультрафиолетом (блок 39).

На кислотной стадии (22а) и/или метановой стадии (22в) биореактора 22 добавл ют химикалии, необходимые в процессе разложени : питающие соли, ничтожные количества добавок, химикалии , регулирующие рН, сгустители т.п. В качестве питательных соей преимущественно используют моевину , фосфорную кислоту, фосфат ммони , аммиак, в качестве малых обавок - соли кобальта, никел  или олибдена, а в качестве сгустител - локул нты (соли железа, алюмини , звесть или бентонит).

3 1

Неразложив1чиес  отходы (фиг.4) могут подаватьс  по циркул ционной трубе 27 обратно в биореактор 22. R случае необходимости неразложившиес  отходы могут подаватьс  от блоков 23, 24 и 26 по трубам 27 и блоку 36 специальной обработки, где они подвергаютс  специальной обработке с помошью гидролиза и/или физического диспергировани  и затем возвращаютс  по циркул ционной трубе 27 к биореактору 22.

Газ, полученный в предлагаемом способе, используют дл  поддержани  температуры технологического процесса .

Предлагаемый способ может выполн т с  в пределах широкого темпераiурно- го диапазона: 5-65°С. Однако рекомендуемым  вл етс  диапазон 20-35°С. При работе в повышенном температурном диапазоне способ может осуществл тьс  быстрее.

Соот ветствуккчее содержание сухого вещества в технологическом процессе составл ет 5-107-. В предлагаемом способе требуетс  замен емой воды около 7-, от количества обрабатываемых отходов . Предлагаемый способ может быт дополнительно усилен путем развити  бактериального напр жени , которое максимально пригодно дл  использовани  в технологическом процессе.

Процесс разложени  в предлагаемом способе подразделен на две, три или более стадий. При этом, на первой стадии подвергают разложению трудно разлагающиес  отходы, например резина . Во второй стадии обработка направлена на легко разлагающиес  отходы , например бумага, древесина, хлопчатобумажна  ткань, картон, вата и т.п. Биореактор в этом случае снабжен перегородками, которые дел т его на отдельные блоки соразмерно количеству стадий.

Пример. Твердые радиактивные отходы низкого уровн  радиоактивности следующего состава: бумага, смешанное тр пье, пластмасса, резина, . древесина, огнеупорна  ткань, обтирочные концы и картон, подвергают обработке предлагаемым способом при 5-65°С в две или более стадий путем анаэробного сбраживани .

В результате проведенных операций объем твердых радиоактивных отходов сокращают до 5-10% от первоначальног

70()86

объем.1 отходо , укладываемых л бочки. После переработки твердые р.ииюак- типные отходы мренстлвч ют собой материал , наход щийс  в стабильном состо нии , чтп предотвращает возможность загр знени  окружающей среды. Предтагагмын способ характеризуетс  простотой, сравнительно высокой про- JQ изводительностью и  вл етс  эффективным дл  большинства составных частей

отходов. Предлагаемый способ  вл етс  замкнутым те.хнологическим процессом и поэтому не наносит ущерба ок- 1 5 ружающей среде.

Благодар  предлагаемому способу может обрабатыватьс  множество различных отходов.

Конструкци  биореактора отлича- 20 етс  простотой, а также способностью перерабатывать одновременно несколько типов твердых отходов низкого уровн  радиоактивности, требующих различного времени, необходимого дл  25 их разложени .

Claims (4)

1.Способ анаэробной обработки твердых радиоактивных отходов, включающий предварительное измельчение и последующее окислительное разложение отходов, отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  экологической безопасности окружающей среды , а также упрощени  процесса обработки , твердые радиоактивные отходы суспендируют или гидролизируют и/или облучают ультрафиолетом, и/или подвергают тепловой обработке, и подают в биореактор, где осуществл ют анаэробное сбраживание в две стадии - кислотную и метановую, а неразложившиес  отходы направл ют на хранение.

2.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что анаэробное сбраживание осуществл ют с помощью мочевины , фосфорной кислоты, фосфата аммони , аммиака, добавок солей кобальта , никел , молибдена, а также сгустителей - солей железа или алюмини , или извести, или бентонита.

3.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что процесс анаэробного сбраживани  провод т в интервале температур 5-65°С.

4.Способ по п. 3, отличающийс  тем, что процесс анаэроб1 /

8

-2

11

Фиг.2

10

«