На правах рукописи водных ресурсов
advertisement
На правах рукописи Ларионов Сергей Юрьевич РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ КОМПЛЕКСНОЙ ОЧИСТКИ ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ 05. 23. 04. – Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2011 2 Работа выполнена в ОАО «Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов им. А.А. Бочвара» Научный руководитель: доктор технических наук, старший научный сотрудник Рябчиков Борис Евгеньевич Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Первов Алексей Германович доктор химических наук, старший научный сотрудник Милютин Виталий Витальевич Ведущая организация ГУП МосНПО «Радон» Защита состоится ___________ 2011 г. в _____ часов на заседании диссертационного совета Д 212.138.10. при ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет» по адресу: 129337 г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, аудитория №_____. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет». Автореферат разослан ______ октября 2011 г. Ученый секретарь диссертационного совета Орлов В.А. 3 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. В настоящее время наметились тенденции роста доли атомной энергетики в общем энергобалансе страны. По различным оценкам в настоящее время она составляет 15-17%. К 2030 г. планируется довести эту составляющую до 25%. Радиоактивные отходы образуются при эксплуатации ядерных реакторов различных типов, на всех стадиях ядерного топливного цикла. Кроме того, остаются проблемы отходов, накопленных за весь период существования атомной отрасли. Они также требуют безотлагательного решения. Строительство и ввод в эксплуатацию новых энергоблоков неизбежно приведет к образованию новых объемов радиоактивных отходов. Большую долю РАО составляют жидкие радиоактивные отходы (ЖРО) среднего и низкого уровня активности. Для их обезвреживания на многих предприятиях атомной промышленности используются технологические схемы и сооружения, разработанные от 20 до 50 лет назад. Во многих случаях оборудование и материалы устарели морально и физически. При этом нормы на сброс радионуклидов в окружающую среду постоянно ужесточаются. В тоже время, появились современные сорбционные материалы, новое технологическое оборудование, системы управления, позволяющие существенно улучшить существующие схемы очистки ЖРО и создающие предпосылки для разработки новых аппаратурно- технологических схем. Изменившиеся условия дают возможность для поиска и создания принципиально новой аппаратурно-технологической схемы очистки ЖРО, которая обеспечивая необходимую степень очистки, позволяла бы получать конечные отходы минимального объема при сокращении затрат на переработку, транспортировку и захоронение РАО. 4 Все экспериментальные работы по теме диссертации проводились на Московской станции переработки жидких радиоактивных отходов. Целью данной работы являлся поиск и отработка новых технологических приемов, методов, реагентов, сорбентов, оборудования, которые обеспечивают решение задачи повышение эффективности и экономичности переработки жидких радиоактивных отходов. Объект исследования – жидкие радиоактивные отходы низкого уровня активности, поступающие на Московскую станцию переработки ЖРО. Предмет исследования – процессы очистки ЖРО сложного радионуклидного состава. Задачи исследований. В ходе работы были решены следующие задачи: - проведен анализ существующих методов очистки ЖРО; - проделаны эксперименты по очистке ЖРО в лабораторных условиях различными методами; - испытан ряд селективных сорбентов предлагаемых различными производителями; - показано, что для очистки ЖРО сложного радионуклидного состава необходима комбинация различных методов очистки; - разработана новая технологическая схема очистки ЖРО и проверена на отходах, поступающих на МСП; - произведена разработка оборудования и создана опытно- промышленная установка комплексной очистки ЖРО; - проведены испытания разработанных технологических процессов и инженерно-конструкторских решений в производственных условиях. Научная новизна. Научная новизна состоит в исследовании и сравнении в условиях реального производства различных селективных сорбентов; создании конструкций высокоэффективных аппаратов для осуществления процессов осаждения, фильтрации, противоточного ионного 5 обмена, разработке новой аппаратурно-технологической схемы очистки жидких радиоактивных отходов с использованием наиболее современного оборудования, материалов и систем управления. При этом: - научно обоснован новый способ очистки ЖРО от α – излучающих радионуклидов и Cs, основанный на применении ферроцианидного 137 осаждения с использованием избыточных концентраций ионов железа с последующим их окислением и фильтрацией осадка на специальной каталитической загрузке; - исследован и оптимизирован процесс ферроцианидного осаждения путем использования высокоточной дозирующей техники, разработаны эффективные аппараты смешения реагентов; - предложен способ противоточной регенерации ионообменного фильтра, позволяющий получать регенерат минимального объема без использования емкостного оборудования; Научная новизна результатов работы подтверждена патентами Российской Федерации №2254627, №55357, №55359, №56216. Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций экспериментальных подтверждается результатов, сходимостью применением расчётных стандартных и методик измерения с использованием оборудования и измерительной аппаратуры, обеспечивающих достаточную точность полученных данных, а также последующей обработкой результатов исследований. Практическая значимость и реализация результатов работы: - разработана новая технологическая схема очистки ЖРО; - разработаны методы интенсификации процессов ферроцианидного осаждения и конструкции аппаратов для его осуществления; - создана опытно-промышленная установка очистки ЖРО; - переработано более 8000 м3 реальных ЖРО, поступающих на Московскую станцию переработки; 6 - проведены испытания селективных сорбентов различных производителей, показана возможность глубокой очистки ЖРО МСП от 137Cs способом селективной сорбции; - создана опытно-промышленная установка доочистки ЖРО от 137Cs; Научные положения, выносимые на защиту: - обоснование аппаратурно-технологической схемы комплексной очистки ЖРО; - способ коагуляционно-сорбционной очистки ЖРО; - предлагаемые конструктивные решения узла дозирования и смешения реагентов; - способ регенерации ионообменного противоточного фильтра с фракционированием регенерата. Апробация работы. Материалы, изложенные в диссертационной работе докладывались и обсуждались на 20 Бочваровском конкурсе молодых ученых и специалистов (Москва, ВНИИНМ, 2001 г.); на 22 Бочваровском конкурсе (Москва, ВНИИНМ, 2003 г.); Московском семинаре по радиохимии (Москва, ГЕОХИ РАН, 2005 г.); 2 Российской научной конференции «Материалы ядерной техники» (Краснодарский край, г. Туапсе, б/о "Агой", ВНИИНМ, 2005 г.); 5 Российской конференции по радиохимии «Радиохимия-2006» (Московская обл. г. Дубна, ОИЯИ, 2006 г.); 6 Российской конференции по радиохимии «Радиохимия-2009» (Московская обл. г. Дубна, ОИЯИ, 2009 г.); Научно-технической конференции «Обращение с жидкими радиоактивными отходами низкого и среднего уровня активности» переработки (Москва, посвящённой ВНИИНМ, 50-летию 2009 г.); Московской станции Всероссийской Научно- технической конференции «Мембраны 2010» (Москва 2010). Публикации. Материалы по теме диссертации представлены в опубликованных работах, в том числе патентах РФ на полезную модель. 17 патенте РФ на изобретение и 3 7 Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, глав, основных выводов, списка литературы, содержащего 5 136 наименований и 4 приложений. Работа изложена на 174 страницах, содержит 34 рисунка и 23 таблицы в тексте. Приложения на 15 страницах. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность научно-технической проблемы создания новой Сформулированы аппаратурно-технологической цель работы и схемы основные задачи очистки ЖРО. исследований, направленные на ее достижение, отмечены научная новизна и практическая значимость. В первой главе рассмотрены существующие методы очистки жидких радиоактивных отходов, а также их аппаратурное оформление. Показано, что каждый существующий метод позволяют очищать ЖРО лишь от отдельных групп радионуклидов, и очистку ЖРО сложного радионуклидного состава возможно осуществлять лишь комбинацией методов. На основе проведенного анализа научно-технической информации показано, что при выборе технологии очистки низкоактивных отходов, содержащих различные α-, β-, γ- излучающие радионуклиды целесообразно провести исследования по селективному выделению радионуклидов осадительным и фильтрационным методами, а также проверить возможность применения современных технологий ионного обмена для переработки ЖРО. Вторая глава посвящена исследованиям различных методов очистки ЖРО. На основании выводов из литературного обзора были проведены работы по исследованиям различных методов очистки на растворах, поступающих на Московскую станцию переработки ЖРО. Целью данных работ являлся поиск методов, позволяющих эффективно очищать ЖРО низкого уровня активности и при этом максимально сократить количество вторичных отходов. Поскольку, как было отмечено выше, ЖРО сложного 8 состава нельзя очистить каким-либо одним методом, был осуществлен комплексный подход к разработке технологии очистки. В качестве объекта исследований использовались жидкие радиоактивные отходы низкого уровня активности, поступающие на Московскую станцию переработки ЖРО. По химическому составу они близки к воде Московского водопровода (рН-7,4; Са2+-3,0 мг-экв/л; Мg2+-0,85 мг-экв/л; Na+-1,9 мг-экв/л; Cl--0,8 мг-экв/л; SO42--0,7 мг-экв/л; HCO3-—3,5 мгэкв/л; NO3-—0,7 мг-экв/л). Они могут содержать самый разный набор радионуклидов, в основном 137 Cs, 90 Sr, 60 Co, 239 Pu и 241 Am, в изменяющемся соотношении. Графики состава поступающих ЖРО приведены ниже. В таблице 1 показана эффективность ферроцианидного осаждения при очистке от радионуклидов цезия. Таблица 1. Зависимость степени очистки от введенного катиона тяжелого металла. № 1 2 3 4 Наименование ферроцианида металла Исходный р-р Ферроцианид цинка Ферроцианид никеля Ферроцианид меди Ферроцианид железа Объемная активность радионуклидов, Бк/л 137 60 90 Cs Co Sr А Kоч А Kоч А Kоч 23310 70 629 407 52,5 26 2,7 481 1,3 96 242 13,7 5,1 248 2,5 814 28,6 27 2,6 215 2,9 52 450 6,3 11,1 292 2,1 Проведены испытания ряда производимых в России селективных сорбентов. Сделан вывод, что при использовании указанных на Рис. 1а сорбентов необходимая степень очистки по достижима. 134,137 Cs в соответствии с НРБ-99 вполне 9 Рис. 1а. Очистка ЖРО от 137Сs Рис. 1б. Очистка ЖРО от 90Sr При разовом использовании сорбента объем твердых отходов, поступающих на захоронение, будет составлять менее 0,01% от объема очищенных отходов. Главным критерием данного процесса становится экономическая эффективность и возможность создания легко транспортируемого контейнера с отработанным сорбционным материалом, отвечающего требованиям радиационной безопасности. Нами предложена собственная конструкция фильтра-контейнера. Что касается очистки проверенных материалов ни 90 Sr на селективных сорбентах, то из один не показал удовлетворительных результатов. Их цикл фильтрации не превышал фильтроцикл ионообменной смолы КУ-2-8 в натриевой форме (Рис. 1б). Нами созданы две полупромышленные установки, которые позволяют полностью решить проблему доочистки сбросных фильтратов МСП от 137 Cs в рамках существующей технологии. Предпосылкой для создания полупромышленных установок стали результаты исследования сорбентов, описанные в предыдущем разделе. Использовались сорбенты FF ДВО РАН и НЖС. Всего было переработано более 1000 м3 стоков с исходной концентрацией Cs- 33 - 48 Бк/л. Концентрация 137 Cs на выходе из 137 установки не превышала 8 Бк/л, что является пределом обнаружения использовавшегося -спектрометра. По результатам проведенных работ совместно с ГСПИ разработано техническое задание на создание в рамках реконструкции МСП узла доочистки ЖРО от 137Cs. 10 Базируясь на проведенных сравнительных исследованиях различных вариантов, осадительных и ионообменных технологий разработаны принципы подхода к созданию новой технологии очистки ЖРО МСП применительно к существующим в настоящее время условиям. Разрабатываемая технологическая схема должна обеспечить высокую эффективность очистки ЖРО, поступающих на МСП от типичных радионуклидов при минимальном объеме отходов. Очистку от - излучающих радионуклидов целесообразно проводить методом коагуляцииосаждения, а очистку от 137 Cs можно осуществлять методами ферроцианидного осаждения или селективной сорбции. Для решения поставленных задач принято ферроцианидное осаждение, так как оно позволяет очистить раствор как от - излучающих радионуклидов, находящихся в виде взвесей, коллоидов или ассоциированных с ними, так и от Cs. Эффективность очистки от последнего определяется режимами 134,137 осаждения и фильтрации. Одновременно удаляются и тяжелые металлы, которые могут присутствовать в ЖРО, а их сброс ограничен ПДК. Извлечение 90Sr производится ионным обменом по схеме умягчения на катионите. Для удаления анионов, имеющих ограничение на сброс (нитраты) используется ионообменная очистка на анионите в Cl – форме. На основании анализа и исследований вышеизложенных методов разработана, изготовлена и смонтирована пилотная установка производительностью до 0,5 м3/ч на основе принципиально новой технологической схемы комплексной очистки ЖРО МСП от ,,радионуклидов (Рис.2). 11 Воздух ЖРО Пром. вода с 137Cs, Механическая 60Co, фильтрация радионуклидами Усреднение Реагенты NaCl Ионный обмен Коагуляция Отстаивание Декант ат Шлам с 137Cs, 60Co, Рис. радионуклид 2 Принципиальная ы Регенерат со 90Sr Контрольный резервуар Сброс очищенной воды очищенной воды схема очистки ЖРО по предлагаемой технологии. Она включает в себя отдельные узлы: - высокоточной дозировки реагентов; - коагуляции и соосаждения с использованием ферроцианидов для удаления 137Cs и -радионуклидов; - механической фильтрации на полуавтоматическом фильтре с каталитической загрузкой на основе диоксида марганца; - ионного обмена на катионите и анионите для удаления 90 Sr и радионуклидов в анионной форме. Проверка новых технических и технологических решений производилась при очистке реальных ЖРО МСП. Для проведения процесса осаждения использовались следующие реагенты: 1. Ферроцианид калия K4[Fe(CN)6]; 2. Сернокислый никель NiSO4; 3 - Сернокислое железо FeSO4. В процессе испытаний было переработано 9200 л. Содержание 137 Cs в исходных растворах доходило до 1700 Бк/л, а в фильтрате не превышало 10 Бк/л. Содержание стронция в было близко к УВ по НРБ-99. Активность αизлучающих радионуклидов доходила до 85 Бк/л. В фильтрате они не обнаруживались. 12 1000 100 10 90Sr 1 137Cs 241Am 60Co 241Am Шлам 60Co Регенерат Фильтрат Исходный р-р 0,1 137Cs 90Sr Рис.3 Соотношение активности основных радионуклидов в исходном растворе, фильтрате, регенерате и шламе при испытаниях пилотной установки очистки ЖРО (логарифмический масштаб) Данные по содержанию основных радионуклидов в исходном растворе, фильтрате, регенерате и шламе представлены на рис.3. Был изучен процесс ферроцианидного осаждения и определены его оптимальные параметры рис.4,5. Показано, что для оптимизации процесса целесообразно осаждения уменьшить дозу ферроцианида калия до 10 мг/л, при дозе FeSO4 – 50 мг/л; рН раствора следует поддерживать в диапазоне 7,5 -8,0. 140 120 120 100 80 80 Коч 60 Коч Коч 100 60 Коч, Cs 40 40 20 20 0 0 1 3 5 10 15 25 35 45 55 Доза K4[Fe(CN)6], мг/л Рис.4 Зависимость коэффициента 137 очистки по Сs от дозы ферроцианида 6,5 7 7,5 8 8,5 9 10 рН Рис.5 Зависимость коэффициента очистки 137Сs от рН раствора 13 Анализ полученных данных показывает что предлагаемая технология обеспечивает стабильные высокие результаты по очистке ЖРО от радионуклидов, Cs а также целого 137 ряда прочих радионуклидов. Активность всех присутствующих радионуклидов в сбросном растворе была ниже 10УВ по ОСПОРБ-99. Кроме того, данная технология позволяет отказаться от использования кислоты и щелочи (применяемых при ионообменном обессоливании) и всего оборудования связанного с их применением. Коэффициент концентрирования отходов увеличился с 30 в существующей технологии до 60 в предлагаемой. Он может быть еще выше в случае использования отстойника со шламоуплотнителем и бака – декантатора (в данной работе влажность удаляемого шлама была около 99% а возможно ее снижение до 95-97%), а также за счет применения специально оборудованных фильтров с противоточной регенерацией, позволяющих снизить количество регенерата. В третьей главе описаны основные этапы создания экспериментальной установки комплексной очистки ЖРО и представлены результаты ее испытаний. На основании работ, выполненных на пилотной установке реагентносорбционной комплексной очистки ЖРО, разработана усовершенствованная аппаратурно-технологическая современного оборудования, схема установки которое с использованием обеспечивает полностью автоматизированную работу с получением минимального объема отходов (Рис. 6). Принципиальная схема экспериментальной установки близка к описанной выше. Основное отличие состоит в типе и размерности примененного оборудования, а также в применении схемы автоматического управления установкой. 14 Рис. 6 Схема экспериментальной установки очистки ЖРО на МСП Емкости: Е1,Е2- для реагентов; Е3,Е4- смесители; Е5- хлопьеобразования; Е6- очищенного раствора; Е7- солерастворитель; Фильтры: Ф1- механический; Ф2- противоточный ионообменный с катионитом –К и анионитом –А; Насосы: Н1- питающий; Н2,Н3- дозаторы; Н4- промывной; Н5- солевой; Н6откачивающий; Основные технологические характеристики установки Режим работы – непрерывный, круглосуточный с автоматическим управлением процессами и ручным приготовлением реагентов. Производительность: - номинальная - 2 м3/ч; - максимальная - 5 м3/ч; - суточная – 50/120 м3; Эксперименты по очистке ЖРО проводились с февраля 2002 г. по декабрь 2003 г. В качестве растворов, подвергающихся очистке, были использованы ЖРО, поступающие на Московскую станцию переработки их состав приведен на рисунках. Из приемных емкостей ЖРО с помощью насоса Н1 подавались на узел коагуляции. Подача реагентов осуществлялась насосами-дозаторами Н2 и Н3 15 в напорный трубопровод, где последовательно происходило их смешение с исходным раствором в промежуточных смесительных емкостях Е3 и Е4. Насосы-дозаторы работали в режиме пропорционального дозирования. При прохождении каждого 1 литра ЖРО через счетчик Сч1, он дает импульсный сигнал на насосы дозаторы и они вводят в поток заданный объем реагента. В смесителе Е5 происходит предварительное хлопьеобразование. В вертикальном отстойнике Е4 происходит коагуляция и образование осадка ферроцианидов при котором из раствора извлекаются Cs137, -радионуклиды, а также до 30% Sr90. Поскольку в предлагаемой технологии сернокислое железо дозируется в избытке, после коагуляции в растворе наряду с микровзвесью ферроцианидов присутствует некоторое количество двухвалентного железа, то для его полного окисления предусмотрена обработка стоков воздухом перед подачей на фильтр. После вертикального отстойника Е4 осветленная вода самотеком поступала на фильтр с каталитической загрузкой Ф1, а затем, при необходимости, на фильтр Ф2 послойно загруженный катионитом и анионитом. Очищенная вода собиралась в баке Е6. Механический фильтр Ф1 автоматически выводился на промывку при пропускании через него 30 м3 раствора. Все операции по регенерации фильтра выполнялись по программе с блока автоматического управления путем включения насоса Н4 и управляемых клапанов К1 – К3. Промывные воды сбрасывались в трап спецканализации и направлялись в голову процесса в приемные резервуары Р11, Р12. Подача в них ферроцианидной пульпы, имеющей большой запас по сорбционной емкости, обеспечивала дополнительное предварительное извлечение радионуклидов в этих емкостях. Шлам из емкостей периодически отправляется в МосНПО «Радон». Ионообменный фильтр включался в работу при наличии в исходных ЖРО избыточного количества Sr90. Он регенерировались после пропуска заданного объема ЖРО, который соответствовал началу проскока солей 16 жесткости. Все операции по регенерации фильтра выполнялись по программе с блока автоматического управления путем включения насосов Н4 и Н5 и управляемых клапанов К4 – К11. Регенерация проводилась в противоточном режиме по системе «АПКОРЕ». Данный вариант регенерации был принят после проведения ряда исследований способов регенерации. Полученные данные показывают преимущество принятого метода регенерации по объёму вторичных отходов, Солесодержание, жесткость, мгэкв/л как над прямотоком, так и над методом регенерации по способу Амберпак. 2500 АПКОРЕ 2000 1500 ПЬЮРОПАК 1000 Прямоток 500 0 0 10 20 30 40 Солесодержание, мг-экв/л №2 Объем, л Жесткость, мг-экв/л №2 Солесодержание, мг-экв/л №17 Жесткость, мг-экв/л №17 Солесодержание, мг-экв/л №10 Жесткость, мг-экв/л №10 50 Рис. 7 Выходные кривые регенерации при работе фильтра в режимах АПКОРЕ, АМБЕРПАК и прямотока. Воды взрыхления, промывные воды и слабозасоленные регенераты сбрасываются в голову процесса. Концентрированный регенерат сбрасывался в штатные баки сбора МСП для дальнейшей отправки на захоронение в МосНПО «Радон». За время эксперимента переработано более 8 000 м3 ЖРО. Несмотря на существенные колебания содержания основных радионуклидов в исходном растворе, в очищенной воде за все указанное время их содержание составляет Cs- 3-7 Бк/л, 90Sr2-5 Бк/л. Содержание 239Pu и 241Am в основном находится 137 17 на очистки. Содержание 137 Cs и 241 Am в исходных и сбросных растворах при очистке 2000 м3 ЖРО представлены на рис.6,7. уровне 0,6-5 Бк/л, но иногда приближается к предельным 10 УВ, равным 5,6 Бк/л. Производительность установки составила 2-3 м3/ч. В период переработки последних 2000 м3 она была повышена до 4-5 м3/ч без 12 1000 10 6 241Am ф-т 241Am исх Рис.6 . Содержание 137Cs и исходных растворах. 241 90 0 10 00 11 00 12 00 15 00 17 00 20 00 80 0 Пропущенный объём, м3 Пропущенный объём, м3 137Cs исх 70 0 50 10 0 90 0 10 00 11 00 12 00 15 00 17 00 80 0 70 0 60 0 50 0 40 0 0 30 0 0 20 0 2 50 200 60 0 4 50 0 400 8 40 0 600 30 0 800 20 0 Активность, Бк/л 1200 10 0 Активность, Бк/л ухудшения качества Am в 137Cs ф-т 137Cs УВ 241Am 10УВ Рис.7 Содержание 137Cs и сбросных растворах. 241 Am Как видно из рис. 7, активность цезия и америция в сбросных растворах в процессе очистки не превышает допустимые 10УВ в соответствии с ОСПОРБ 99. Содержание 137 Cs в сбросном растворе по сравнению с действующей схемой МСП снизилось в несколько раз. При этом объем вывозимых отходов сократился в 3 раза, т.е. коэффициент концентрирования составил 90-100 раз. На способ очистки ЖРО получен патент на изобретение, а на узлы установки получены патенты на полезные модели. По результатам разработки и эксплуатации пилотной и экспериментальных установок выдано и принято к проектированию ГСПИ техническое задание на создание в рамках реконструкции МСП узла очистки ЖРО. Эта установка должна обеспечить работоспособность МСП на весь период реконструкции оборудования. при выводе из эксплуатации ее основного 18 В четвертой главе рассмотрены особенности конструкции и произведен частичный расчет основного технологического оборудования экспериментальной установки комплексной очистки ЖРО. Приводится описание принципа регенерации ионообменного противоточного фильтра, а также работа узла приготовления солевого раствора. В пятой главе приведено укрупнённое технико-экономическое сравнение предлагаемой технологической схемы с действующей на Московской станции очистки. Показано что определяющим экономическую эффективность фактором является объём вторичных отходов. ВЫВОДЫ 1. Проведены лабораторные исследования различных процессов очистки ЖРО. Показано, что при сложном радионуклидном составе отходов, эффективная очистка обеспечивается только комбинацией из нескольких методов. Экспериментально подобрано, что оптимальным является сочетание методов ферроцианидного осаждения с ионообменным умягчением или обессоливанием. 2. Разработана принципиально новая аппаратурно-технологическая схема реагентно-сорбционной очистки коагуляцию с использованием ЖРО. Схема включает осаждение- ферроцианидов и избытка солей железа, фильтрацию на каталитической загрузке совмещенную с контактной коагуляцией и ионный обмен на катионите и анионите в солевых формах, реализуемые в наиболее современном автоматизированном оборудовании. Схема защищена патентом РФ. 3. Создана пилотная установка для исследования процессов реагентносорбционной очистки ЖРО производительностью 200-500 л/ч. Испытания показали ее высокую эффективность. 4. Создана экспериментальная установка производительностью 2-3 м3/ч для реагентно-сорбционной очистки ЖРО. При переработке более 8 000 м3 ЖРО показано, что, несмотря на резкие колебания содержания основных 19 радионуклидов в исходном растворе, в очищенной воде за все указанное время их содержание составило Cs-3-7 Бк/л, -0,6-5,0 Бк/л, 90Sr2-5Бк/л. 137 При этом объем вывозимых отходов сократился в 3 раза. 5. Разработан способ регенерации ионообменного противоточного фильтра с фракционированием минимальный объем отходов регенерата, без позволяющий использования получить дополнительного емкостного оборудования Получен патент РФ на полезную модель. 6. Разработаны принципы работы и технологическое оборудование узлов дозирования и смешения реагентов, для приготовления и выдачи регенерационного солевого раствора. Получены патенты РФ на полезную модель. 7. Созданные и апробированные технические решения заложены в проект проведения реконструкции МСП, как обеспечивающие ее работоспособность, при выводе из эксплуатации основного оборудования на весь период реконструкции. Основные положения диссертации изложены в следующих работах: 1. Ларионов С.Ю. Исследование очистки жидких радиоактивных отходов селективными сорбентами на пилотных и полупромышленных установках / С.Ю.Ларионов, Б.Е.Рябчиков // Вопросы атомной науки и техники, выпуск 2(60), М. : ВНИИНМ, 2002. – С. 168-176. 2. Рябчиков Б.Е. Сравнительные исследования эффективности регенерации ионообменного фильтра различными способами / Б.Е.Рябчиков, А.В.Сибирев, Ю.Е Корзина, С.Ю. Ларионов // Энергосбережение и водоподготовка. – 2006. – №5. – С. 2–6. 3. Рябчиков Б.Е. Разработка и научно-техническое обоснование новой аппаратурно-технологической схемы для реконструкции Московской станции переработки жидких радиоактивных отходов / Б.Е.Рябчиков, В.Ф.Державин, А.Е.Бакланов, В.В.Туголуков, А.В.Сибирев, Л.П.Суханов, 20 С.Ю.Ларионов, Ю.Е.Корзина // Тезисы докладов. Пятая Российская конференция по радиохимии. Радиохимия-2006: Дубна, 23-27 октября 2006 г. – Озерск : ФГУП «ПО «Маяк». 2006. – С.181. 4. Рябчиков Б.Е. Новый способ очистки жидких радиоактивных отходов ионным обменом / Б.Е.Рябчиков, Ю.Е.Корзина, С.Ю.Ларионов // Тезисы докладов. 4 молодежная научно-практическая конференция «Ядернопромышленный комплекс Урала: проблемы и перспективы»: Озерск, 18-20 апреля 2007 г. – Озерск : ФГУП ПО «Маяк», 2007, – С. 109-111. 5. Корзина Ю.Е, Сокращение расхода реагентов при ионообменном обессоливании воды / Ю.Е. Корзина, Б.Е.Рябчиков, С.Ю.Ларионов // АКВА magazine. – 2007. – №3. – С. 14-15. 6. Патент № 2254627. Способ очистки жидких радиоактивных отходов / Б.Е.Рябчиков, С.Ю.Ларионов, А.В.Сибирев, В.В.Туголуков, В.М.Гелис Опубликовано: 20. 06. 2005. 7. Патент на полезную модель № 55359. Установка для осадительнокоагуляционной очистки воды / Б.Е.Рябчиков, С.Ю.Ларионов, А.В.Сибирев, А.Е.Бакланов. Опубликовано: 10.08.2006. 8. Патент на полезную модель №56216. Установка с противоточной регенерацией ионообменного фильтра / Б.Е.Рябчиков, С.Ю.Ларионов, А.В.Сибирев. Опубликовано: 10.09.2006. 9. Патент на полезную модель № 55357. Устройство приготовления солевого раствора для установок водоподготовки / Б.Е.Рябчиков, С.Ю.Ларионов, А.В.Сибирев. Опубликовано: 10.08.2006. 10.Рябчиков Б.Е. Новый способ сокращения расхода реагентов и объема отходов в процессе С.Ю.Ларионов, ионообменного Ю.Е.Корзина // обессоливания Материалы / Б.Е.Рябчиков, конференции. Ярмарка инновационных проектов в области обращения с РАО, вывода из эксплуатации и экологической реабилитации, «Атомэко-2007». Москва. 2007. – М. : ЦНИИАтоминформ. 2007. – С. 5-9. 11.Рябчиков Б.Е. Экологически чистые системы водоподготовки для АЭС. / 21 Б.Е.Рябчиков, С.Ю.Ларионов, Ю.Е.Корзина и др. // Материалы конференции. Ярмарка инновационных проектов в области обращения с РАО, вывода из эксплуатации и экологической реабилитации, «Атомэко-2007». Москва. 2007. – М. : ЦНИИАтоминформ, 2007. – С. 9-13. 12.Корзина Ю.Е. Новый способ очистки жидких радиоактивных отходов ионным обменом. Ю.Е.Корзина, Б.Е.Рябчиков, С.Ю.Ларионов, // Тезисы докладов. Десятая международная научная конференция студентов и молодых специалистов «Полярное сияние – 2007». 29-января – 3 февраля 2007, – С.-Петербург: – С. 291-295. 13.Рябчиков Б.Е. 50 лет Московской станции переработки жидких радиоактивных отходов ФГУП ВНИИ неорганических материалов им А.А. Бочвара / Б.Е.Рябчиков, С.Ю.Ларионов, С.Ю.Ларионов, А.В.Сибирев // Вопросы радиационной безопасности. – 2009. – №1. – С. 60-70. 14.Пантелеев А.А. Комплексная система переработки жидких отходов / А.А.Пантелеев, А.Р.Сидоров, Б.Е.Рябчиков, С.Ю.Ларионов и др. // Экология производства. – 2009. - № 10. – С. 59-63. 15.Корзина Ю.Е. Совместное использование слабокислотного и сильнокислотного катионитов – эффективный способ сокращения расхода реагентов и объема отходов / Ю.Е.Корзина, Б.Е.Рябчиков, С.Ю.Ларионов // Вопросы радиационной безопасности. – 2009. – №4, – С. 3-12. 16.Пантелеев А.А. Многоступенчатая мембранная система очистки жидких отходов и рекуперации воды / А.А. Пантелеев, А.Р.Сидоров, Б.Е.Рябчиков, С.Ю.Ларионов // Тезисы докладов. Всероссийской НТ конференции «Мембраны 2010». Москва, 4-8.10.10. т. 1, – М. : ИФС РАН им. А.В.Топчиева, 2010. – С. 85. 17.Рябчиков Б.Е. Пилотная ультрафильтрационная установка очистки жидких радиоактивных отходов (ЖРО) / Б.Е.Рябчиков, С.Ю.Ларионов // Тезисы Всероссийской НТ конференции «Мембраны 2010», Москва, 48.10.10. т. 2, – М. : ИФС РАН им. А.В.Топчиева, 2010, – С. 126.
