6 августа 2010

Мобильная установка для переработки ЖРО «ЭКО-3М»

Мобильная установка для переработки ЖРО «ЭКО-3М»

Проблеме обращения с жидкими радиоактивными отходами в ЦРТ всегда уделяли особое внимание. И первая в нашей стране передвижная установка для очистки ЖРО «ЭКО-1» была разработана и изготовлена именно здесь. 

Курс на создание небольших транспортируемых установок для переработки или кондиционирования радиоактивных отходов был взят в 80-е годы.  Начатые исследования позволили сотрудникам ЦРТ определить, в конечном итоге, пригодность традиционных технологий переработки РАО для создания передвижных установок, а затем  перейти к новым разработкам.

В 1992–1994 годах появились еще две передвижные установки так называемого первого поколения: «ЭКО-2» и «ЭКО-3». (Последняя  смонтирована в транспортном морском  контейнере).

Начиная с 1995 года, специалисты Центра разработки технологий развивают концепцию модульных передвижных установок для очистки ЖРО. Самой первой из них была «Аква-Экспресс», фильтрационный модуль которой до сих пор активно используют в разных целях в Научно-производственном комплексе ГУП МосНПО «Радон», а ультрафильтрационный — в составе установки «ЭКО-2». Полностью концепция реализована в установке «ЭКО-3М», пущенной в эксплуатацию на ФГУП «МП «Звездочка».

В начале 90-х годов, в связи с принятым Россией мораторием на сбросы ЖРО  в моря и океаны, головное предприятие Государственного Российского центра атомного судостроения ФГУП «МП «Звездочка» столкнулось с проблемой переполнения емкостей с жидкими радиоактивными отходами. Данная ситуация стала серьезным фактором экологического риска и могла вызвать социальную напряженность среди населения Северодвинска. Кроме того, отсутствие свободных объемов в емкостях для хранения жидких РАО практически парализовало работу предприятия.
Решить проблему помогли специалисты ГУП МосНПО «Радон». В Северодвинск направили установку «ЭКО-3», с помощью которой было переработано более 400 кубометров ЖРО. Причем качество очищенной воды позволяло сбрасывать ее в общую канализацию предприятия и в акваторию залива.

Ориентация на передвижные установки оказалась очень перспективной и вывела ГУП МосНПО «Радон» на лидирующие позиции в тех областях, где такие установки просто незаменимы, например, при переработке жидких радиоактивных отходов.

Практика переработки жидких радиоактивных отходов отчетливо выявила тенденцию применения небольших мобильных установок модульного типа. Примером успешного использования таких установок может служить опыт очистки ЖРО, образующихся в результате демонтажа атомных подводных лодок.

Установка включала фильтрационный, ионоселективный, ионообменный и электродиализный блоки. Однако дальнейшее расширение ассортимента требующих переработки ЖРО заставило подумать об ее усовершенствовании. В результате, «ЭКО-3» дополнили обратноосмотическим модулем и модулем реагентного умягчения с электроосмотическим концентратором. 

Позже «ЭКО-3» была реконст руирована в установку «ЭКО-ЗМ». С 1997 по 2005 годы с ее помощью было очищено более 3000 кубометров ЖРО. Пока это единственная установка в регионе Баренцевого моря, пригодная для использования в аварийных ситуациях. Она незаменима при выводе ядерных объектов из эксплуатации, ремонте  транс порт ных средств, дезактивации и т. д.
Парк водоочистных модулей ГУП МосНПО «Радон» непрерывно развивается и, при необходимости, может быть использован для очистки радиоактивных вод на любом объекте Российской Федерации или за рубежом. Доказательством высокого уровня разработок и мирового признания является то, что в последние годы по заказу МАГАТЭ четыре водоочистных комплекса «Аква-Экспресс» работают в Иране, Сирии, Бангладеш и Сербии. В первых трех странах они используются для очистки сточных вод ядерных исследовательских центров, а в Сербии — очищают воду в бассейне выдержки отработанного ядерного топлива остановленных исследовательских реакторов. В 2006 году по контракту с Департаментом энергетики США установка «Аква-Экспресс» была поставлена в Институт ядерных исследований Республики Узбекистан.

В процессе создания стационарных и модульных установок очистки ЖРО специалисты ГУП МосНПО «Радон» и Института физической химии РАН, начиная с 1976 года, разрабатывали селективные сорбенты на основные дозообразующие радионуклиды — 134,137Cs и 90Sr. Было синтезировано и исследовано большое количество органических и неорганических веществ, и в настоящее время налажен серийный выпуск неорганических сорбентов марки ФНС (ТУ 2161-002-51255813-2005) на цезий и МДМ (ТУ 2461-001-51255813-2005) на стронций. Они широко применяются при очист ке разнообразных жидких РАО, в том числе на предприятиях атомного судостроения, спецкомбинатах «Радон» и т. д. 

С самого основания и до наших дней коллективы ЦРТ и Опытного завода прикладных радиохимических технологий идут рука об руку, решая общую и далеко не простую задачу обеспечения радиационной безопасности. С участием специалистов Центра разработана технологическая схема новой системы спецводоочистки Опытного завода, где в настоящее время внедряется метод обратного осмоса. В 2005 году испытания обратноосмотической установки производительностью 1 м3/ч дали отличный результат — с ее помощью было переработано более 100 кубометров реальных ЖРО. 

Очевидные преимущества мембранных технологий для переработки жидких радиоактивных отходов стали основой для большого количества исследований, а затем и внедрений методов обратного осмоса, ультрафильтрации, электродиализа. Любой мембранный процесс имеет свои достоинства, выгодно отличающие его от других. И специалисты ЦРТ успешно используют это при разработке комплексной схемы переработки ЖРО сложного химического и радиохимического составов.

В текущее пятилетие созданы и успешно прошли испытания на реальных  жидких РАО головные образцы новых мембранных аппаратов: АФММ-16 — мембранная центрифуга с металлокерамическими мембранами TRUMEMТМ, ЭДН-50 — электродиализатор для глубокого обессоливания растворов с заполнением дилюатных камер ионообменным волокном, ЭДК-40 — электроосмотический концентратор.

В ходе работ по внедрению технологий очистки и концентрирования жидких радиоактивных отходов была создана и испытана на реальных РАО установка сушки жидких радиоактивных отходов с испарительным блоком фильтр-прессного типа. Технологическая схема с замкнутым воздушным контуром, использованная в опытном образце, позволяет значительно уменьшить нагрузку на систему газоочистки и получать концентраты ЖРО с солесодержанием до 350 г/л при комнатной температуре. В результате ресурсного эксперимента, в 2005 году в НПК ГУП МосНПО «Радон» было переработано около 400 л реальных жидких радиоактивных отходов с солесодержанием 18 г/л. 

Специалисты ЦРТ уделяют также внимание работе в области технологий первичной переработки растворов урановых руд, которые, несомненно, являются такими же радиоактивными растворами, как и ЖРО. В 2005 году совместно со специалистами ФГУП ВНИИХТ  Центр завершил работы по ресурсным испытаниям технологии и опытно-промышленной электрохимической установки для получения аммиака из маточника осаждения «желтого кека» — аммонийной соли уранила.

Таким образом, за 45 лет сущест вования ГУП МосНПО «Радон» коллективу Центра разработки технологий удалось решить две концептуальные задачи, связанные с обезвреживанием жидких радиоактивных отходов. Во-первых, очистка ЖРО осуществляется до концентраций радионуклидов ниже уровней вмешательства, что позволяет  сбрасывать очищенные растворы в канализацию или природные водоемы. Во-вторых, извлеченные радионуклиды концентрируются в минимальном объеме с последующим отверждением концентратов и таким образом надежно изолируются от биосферы.