Системы переработки ЖРО

ФГУП «НИТИ им. А.П. Александрова» является разработчиком технологий и оборудования для переработки жидких радиоактивных отходов (ЖРО). Разработки включают различные по принципу и назначению устройства: от отдельных фильтров ультра- и микрофильтрации до систем комплексной переработки.

Комплексный подход обеспечивается возможностью последовательного или параллельного подключения модульных устройств в зависимости от целей, состава и необходимой производительности переработки. Модульный принцип делает возможным выбор требуемой конфигурации модулей в технологической схеме для решения практически любой задачи по переработке средне- и низкоактивных ЖРО ЯЭУ, имеющих практически всегда сложный радионуклидный и физико-химический состав, определяемый присутствием в них отработанных дезактивирующих растворов, нефтепродуктов, поверхностно-активных веществ, взвесей, включая продукты коррозии.

Автоматизированный режим работы модульной мембранно-сорбционной установки (ММСУ-А), а также модульной установки цементирования (МУЦ) с модернизированным модулем упаривания концентратов (МУК-М) позволяют существенно снижать уровень дозовых нагрузок на эксплуатирующий персонал, а возможность глубокой очистки, концентрирования и цементирования позволяет обеспечивать современные  требования к компаундам для длительного захоронения.

Модульная мембранно-сорбционная установка (ММСУ) предназначена для концентрирования низкоактивных жидких радиоактивных отходов сложного физико-химического состава с очисткой фильтрата до санитарных норм, допускающих сброс в открытые водоемы.

ММСУ состоит из следующих функциональных модулей:

  • модуль микрофильтрационный (ММФ)
  • модуль ультрафильтрационный (МУФ)
  • модуль обратноосмотический (гиперфильтрационный, МОО)
  • модуль ионного обмена (МИО)
  • реактор-отстойник (РО)
  • модуль регенерации

ММСУ в сборе обеспечивает очистку жидких радиоактивных отходов ниже допустимых уровней активности основных экологически опасных радионуклидов 90Sг и 137Cs, которые составляют, соответственно, 5,0·105 и 11,0·105 Бк/л (1,3·10-10 и 3,0·10-10 Кu/л), согласно НРБ-99.

Модуль микрофильтрационный (ММФ) предназначен для предварительной очистки перерабатываемых жидких радиоктивных отходов от взвешенных веществ.

Состав модуля:

  • четыре глубинных патронных фильтроэлемента типа ФПГ на основе полиамидной мембраны
  • манометр
  • мембранный разделитель

Корпус модуля изготовлен из нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т. Тонкость фильтрации — 20 и 5 мкм.
Производительность очистки ЖРО составляет 1,5-4,0 м3/час

Модуль ультрафильтрационный (МУФ) предназначен для очистки исходных жидких радиоактивных отходов от взвешенных веществ, эмульгированных нефтепродуктов, а также для частичной очистки от растворенных нефтепро­дуктов и поверхностно-активных веществ (ПАВ), сорбировавших и экстрагировавших радионуклиды.

Состав модуля:

  • четыре трубчатых или рулонных ультра­фильтра
  • блок промывки, запорно-регулирующая арматура и контрольно-измерительные приборы
  • трубопроводы

Производительность очистки ЖРО составляет 0,1-0,6 м3/час

Продукция — Системы переработки ЖРО: ММО и МИО

Модуль обратного осмоса (МОО) предназначен для концентрирования и обессоливания радиоактивных загрязненных вод, очистки от радионуклидов и токсичных соединений (тяжелые металлы, ПАВ, нефтепродукты).

Насосом высокого давления обеспечивается подача ЖРО с рабочим давлением 0,6 МПа на четыре патрона с рулонными обратноосмотическими элементами. Модуль оборудован датчиками давления, расходомерами переменного перепада давления с преобразователями давления, преобразователями электропроводности и регулировочными клапанами.

Состав модуля:

  • насос высокого давления
  • четыре обратноосмотических элемента
  • контрольно-измерительная аппаратура
  • арматура и трубопроводы

В качестве фильтрующей среды используются композитные мембраны высокого давления.
Производительность модуля по очищенной воде — 0,25-0,5 м3/час.

Реактор-отстойник (РО) предназначен для удаления из концентрата модуля обратного осмоса солей жесткости с целью исключения выпадения осадка на поверхности обратноосмотических мембран в процессе концентрирования.

Состав модуля:

  • реактор-отстойник вертикального типа
  • запорно-регулирующая арматура
  • трубопроводы

Модуль регенерации ионообменных смол (МРИС) предназначен для очистки ионообменных смол модуля ионного обмена от радионуклидов и ионных примесей.

Состав модуля:

  • ёмкости для растворов
  • дозатор-насос “МЕНАД” для подачи обессоленной воды, растворов кислот
  • арматура

Оборудование модуля может также использоваться для введения в перерабатываемые отходы химических реагентов, корректировки химического состава ЖРО и приготовления промывочных растворов для промывки мембран модулей ультрафильтрационного и обратного осмоса.

Технические характеристики ММСУ

Характеристики модулей
Производительность модуля ультрафильтрации, м3/час 0,1-0,6
Производительность модуля обратноосмотического, м3/час 0,25-0,5
Рабочее давление, МПа, максимальное 7,0
Солесодержание перерабатываемых ЖРО, г/дм3, не более 10
Объемная активность перерабатываемых ЖРО, Ku/дм3, не более 1 x 10-6
Объемная активность концентрата после МУФ и МОО, Ku/дм3 1 x 10-5
Температура очищаемых ЖРО, °С от 1 до 55
Коэффициент очистки жидких радиоактивных отходов
Cуммарный ММСУ 103-106
Модулей микро- и ультрафильтрации до 100
Модуля обратноосмотического 20-100
Модуля ионного обмена 50-100
Общие технические характеристики
Напряжение питания, В 220/380
Род тока переменный
Частота, Гц 50
Потребляемая мощность, кВт, не более 8
Количество обслуживающего персонала, чел 3
Количество контейнеров при транспортировке, шт 1
Габаритные размеры транспортного контейнера, мм 3500х1350х2000
Масса установки (нетто), кг 1000

Модульная установка цементирования (МУЦ) предназначена для подготовки концентратов жидких радиоактивных отходов к захоронению путем включения их в неорганические вяжу­щие материалы (портландцемент, шлакопор­тландцемент и другие).

Установка состоит из:

  • транспортный модуль
  • технологический модуль:
    • бак приема ЖРО
    • бункер
    • мерник-дозатор
    • узел загрузки, питатель
    • rидрозатвор
    • пульт управления

Автоматизированная система технологического контроля МУЦ предназначена для автоматизации процесса получения цементно­го компаунда при отверждении жидких радиоактивных отходов, обеспечения контроля и управления за отдельными операциями процесса получения цементного компаунда и автоматизации дозирования жидких радиоактивных отходов и исходных компонентов в узел смешивания.

Автоматизированная система состоит из:

  • блок управления клапанами
  • вторичный измерительный преобразова­тель уровнемера ЭХО-5 типа ППИ-SС
  • цифровой прибор типа TPMl
  • таймер типа УТ-23
  • три магнитных пускателя включения приводов мешалки, питателя и вибратора

Система радиационного технологического и дозиметрического контроля (КРБ) МУЦ обеспечивает измерение мощности дозы гамма­-излучения от оборудования установки и на рабочих местах персонала, бета-радиоактивности аэрозолей в воздухе рабочей зоны помещений, сбор измерительной информации от блоков детектирования, а также выдачу звуковых и световых сигналов при превышении измеряемыми параметрами предупредительных и аварийных порогов.

Выдача сигналов осуществляется на пульт системы радиационного технологического и дозиметрического контроля, на рабочие места персонала и на центральный щит сменного оператора здания, в котором расположена МУЦ.

Состав системы:

  • блок детектирования БДМГ-ОВР-03 и БДМГ-ОВР-04
  • устройство измерения бета­радиоактивных аэрозолей в воздухе рабочей зоны помещений УДАБ-ОЗП
  • устройства распределения УВА-17Р
  • устройства обработки УНО-17Р
  • блок сигнализации БСР-19П

Технические характеристики ММСУ

Производительность установки
Производительность по исходному жидкому радиоактивному концентрату, м3/год 100
Среднее солесодержание концентратов, г/дм3 50
Максимальное солесодержание концентратов, г/дм3 100
Средний объем жидкого концентрата на цементирование одной бочки, дм3 10
Требуемое количество цемента на цементирование одной бочки, кг 200
Требуемое количество сорбирующих добавок на цементирование одной бочки, кг 20
Номинальный рабочий объем бака приема ЖРО, м3 5
Общие технические характеристики
Потребляемая мощность, кВт, не более 5
Количество обслуживающего персонала, чел 3
Количество модулей при транспортировке, шт 2
Габаритные размеры модулей, мм 3500х1350х2000
3500х2600х2000
Масса установки (нетто), кг 1000
2000