DE2240119B1 - Verfahren und vorrichtung zum beseitigen von in kleineren mengen anfallenden, mittel bis stark strahlenden festen abfaellen - Google Patents

Description

• Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß bereits vorhandene Anlagen zum Einbetten von schwach radioaktiven Abfällen in Verfestigungssubstanzen (oft Bituminierungsanlagen genannt) durch Anbau einer relativ einfachen Zusatzeinrichtung gleichzeitig zum Beseitigen von stärker strahlenden, aber in geringen Mengen anfallenden Abfällen verwendet werden können. Diese Abfälle werden, ohne den normalen Betrieb zu unterbrechen.
• zusätzlich zu den schwach strahlenden Abfällen, bei-
• spielsweise mit Hilfe einer Verdampfer-Schneckenpresse, fein dosiert in die Verfestigungssubstanz eingebettet und dort unter Wärmeeinwirkung von der Restfeuchte befreit.
• Die Erfindung wird am Beispiel einer Vorrichtung, mit der sie sich vorteilhaft durchführen läßt und die in der Zeichnung dargestellt ist, im folgenden näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung einer Anlage zum Beseitigen von strahlenden Filterstoffen im Querschnitt und Fig.2 einen Teilschnitt durch die Anlage nach Fig. 1 gemäß Linie II-II.
• Der mit Druckwasser aus einem in Fig. 1 nicht dargestellten Filter herausgespülte und nach dem Herausspülen in Form von bröckeligen Harzpartikeln vorliegende Filterstoff wird mit dem Wasserstrom über eine Rohrleitung 1 einem Behälter 2 zugeführt. Dieser Behälter 2 dient einmal als Vorratsgefäß für den nachfolgenden Dosiervorgang, zum anderen erfolgt in ihm die erste Stufe der Wasserabscheidung. Das Wasser wird dazu über eine Leitung 3 abgezogen, während die Harzpartikeln durch ein Sieb 4 zurückgehalten werden. Es wird in dieser Stufe so viel Wasser abgeschieden, daß eine gerade noch förderfähige Feststoff-Wasser-NIischung verbleibt. Um eine Entmischung der beiden Komponenten zu verhindern, ist im Behälter 2 ein Turbulenz erzeugender Rührer 5 angeordnet.
• Über eine Leitung 6, und mit einem tSberdruckventil 7 abgesichert, wird in dem Behälter 2 ein konstanter Überdruck aufrechterhalten, der eine gleichmäßige Funktion der Anlage, insbesondere der Dosierung, gewährleistet. Alle Anschlüsse von Rohrleitungen an den Behälter 2 und der Durchtritt der Welle des Rührers 5 durch den Gehäusedeckel sind sorgfältig abgedichtet. Über eine am Boden des Behärters 2 angeschlossene Rohrleitung8 wird die Zweiphasenmischung durch eine schematisch angedeutete Förderpumpe 9 einer Entwässerungs- und Dosiereinrichtung 10 zugeführt. Diese Einrichtung besteht aus einer Schneckenmaschine mit zwei parallel angeordneten, ineinandergreifenden, gegenläufig drehenden und von einem Gehäuse 11 umschlossenen Schneckenwellen 12 und 12'. Das Gehäuse 11 weist eine Eingabeöffnung 13 für die zu behandelnde Mischung, eine Ablauföffnung 14 für das abzutrennende Wasser und eine Austragsöffnung 15 auf und ist in Förderrichtung schräg aufwärts angeordnet.
• Die durch die Öffnung 13 eintretende Mischung wird durch die Schneckenwellen 12 und 12' erfaßt. Dabei werden die festen Harzpartikeln durch die dichtend ineinandergreifenden Schneckenwellen zwangläufig aufwärts in Richtung der Austragsöffnung 15 gefördert, während das Wasser durch die vorhandenen Spalte in Gegenrichtung abwärts läuft und aus dem Gehäuse über die Ablauföffnung 14 austritt.
• Die Neigung der Schneckenmaschine 10 ist so gewählt. daß die Austragsöffnung 15 kurz oberhalb der durch die Ablauföffnung 14 gehenden Horizontalebene (durch eine gestrichelte Linie 16 angedeutet) liegt. Das Wasser kann somit nicht mit den Feststoffpartikeln aus der Austragsöffnung 15 austreten, mit Ausnahme der an den Partikeln haftenden Oberflächenfeuchte, die im weiteren Verlauf des Verfahrens verdampft wird. Größere Mengen Wasser würden die nachfolgende Verdampfereinrichtung überlasten.
• Die Schneckenmaschine 10 erfüllt außer dem Wasserabscheiden auch die Funktion, die stark strahlenden Feststoffpartikeln sehr gleicnmäßig dosiert auszutragen. Aus der Austragsöffnung 15 gelangen die Partikeln über ein Fallrohr 17, das mit einer als Abstreifvorrichtung wirkenden Förderschnecke 18 ausgerüstet ist, in eine Verdampfer-Schneckenpresse 20.
• Die senkrechte Anordnung des Fallrohrs 17 und die zusätzliche Verwendung einer Abstreifvorrichtung 18 ist nötig, weil die nun vom Wasser getrennten Harzpartikeln wegen ihrer Klebrigkeit nicht rieselfähig sind und stark zum Anbacken neigen. Ein Anbacken und Festsitzen an den Wänden würde die Dosiergenauigkeit stark verschlechtern.
• In der Verdampfer-Schneckenpresse 20, die im vorliegenden Fall vier in einem Gehäuse 21 angeordnete und zu zwei ineinandergreifenden Paaren zusammengefaßte Schneckenwellen (22', 22"; 23', 23") aufweist, werden nach einem bekannten Verfahren schwach strahlende schlammförmige radioaktive Abfälle bei erhöhter Temperatur in Bitumen eingearbeitet. Das Gehäuse 21 ist dazu mit Heizkanälen 24 versehen. Beim Einmischen in das heiße Bitumen verdampft das Wasser und wird durch eine Entgasungsleitung 25 abgezogen (F i g. 9).
• Das als Binde- und Verfestigungsmittel dienende Bitumen wird, zusammen mit den eingearbeiteten strahlenden Abfällen, am Ende der Verdampfer-Schneckenpresse 20 über eine Leitung 26 ausgetragen und in nicht dargestellte Fässer eingefüllt, in denen es sich verfestigt und damit zur endgültigen Lagerung bereit ist.
• In Fig.' sind eine Zugabe 27 für das Bitumen und eine Zugabe 28 für die schlammartigen Abfälle schematisch dargestellt. In die in der Verdampfer-Schneckenpresse aufbereitete Mischung wird nun nach dem erfindungsgemäßen Verfahren der stärker strahlende Filterstoff über das Fallrohr 17 in geringen Mengen gleichmäßig eindosiert - Pfeile 29 deuten dies an - und dann fein verteilt eingearbeitet.
• Die anfallenden Mengen an Filterstoff sind gering gegenüber den in der Verdampfer-Schneckenpresse ohnehin verarbeiteten Mengen an radioaktiven Fällschlämmen oder Verdampferkonzentraten und damit wird die für das Bitumen zulässige Aktivitätskonzentration, unter Berücksichtigung der eingehaltenen Sicherheitsmarge, durch die zusätzlich eingearbeiteten Abfallstoffe nicht überschritten.
• An Stelle von Bitumen können auch andere Binde-und Verfestigungsmittel, beispielsweise keramische Massen oder geeignete Kunststoffsorten, verwendet werden.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Beseitigen von in kleineren Mengen anfallenden, mittel bis stark strahlenden festen Abfällen, insbesondere von radioaktiv kontaminierten Filterstoffen, die in Form einer Mischung mit Wasser anfallen, bei dem diese Abfälle durch Verdampfen vom Wasser getrennt werden und bei erhöhter Temperatur in feiner Verteilung in eine Verfestigungssubstanz eingebettet und darauf in geeignete Behälter abgefüllt und gelagert werden, dadurch gekennz e i c h n e t, daß eine Vorabtrennung des Wassers in zwei Stufen vorgenommen wird, wobei in der zweiten Stufe neben der Wasserabtrennung eine genaue Dosierung der Abfälle erfolgt.
2. 2. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch einen - mit einem Rührer (5), einer Rohrleitung (1) zum Zuführen des zu behandelnden Gutes, einer Leitung (6) zur Zugabe von Überdruck, einer Leitung (3) zum Abführen des abzutrennenden Wassers und einer Rohrleitung (8) mit Förderpumpe (9) versehenen - Behälter (2) sowie durch eine an die Rohrleitung (8) anschließende kontinuierlich arbeitende Entwässerungs- und Dosiereinrichtung (10), an deren Austragsöffnung (15) ein mit einer abstreifenden Förderschnecke (18) ausgerüstetes Fallrohr (17) vorgesehen ist, das in eine an sich bekannte Verdampfer-Schneckenpresse (20) mündet.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch2, dadurch gekennzeichnet, daß als Entwässerungs- und Dosiereinrichtung (10) eine schräg angeordnete und mit einer Ablauföffnung (14) für das Wasser sowie mit zwei gegenläufigen und ineinandergreifenden Schneckenwellen (12, 12') versehene zwangfördernde Schneckenmaschine vorgesehen ist, deren Austragsöffnung (15) etwas oberhalb der Ablauföffnung (14) angeordnet ist.

   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beseitigen von in kleineren Mengen anfallenden, mittel bis stark strahlenden festen Abfällen, insbesondere von radioaktiv kontaminierten Filterstoffen, die in Form einer Mischung mit Wasser anfallen, bei dem diese Abfälle durch Verdampfen vom Wasser getrennt werden und bei erhöhter Temperatur in feiner Verteilung in eine Verfestigungssubstanz eingebettet und darauf in geeignete Behälter abgefüllt und gelagert werden, sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.

   In der Kerntechnik fallen regelmäßig radioaktiv kontaminierte Filterstoffe an, die es zu beseitigen gilt. Sie stammen beispielsweise aus Abluftfiltern und aus Ionenaustauschfiltern, die für die Dekontamination von Abwässern eingesetzt werden. Wenn der Durchflußwiderstand der Filter zu sehr angestiegen ist oder sich die Ionenaustauscherharze wegen Verschmutzung oder aus sonstigen Gründen nicht mehr in sinnvoller Weise regenerieren lassen, muß der Filterstoff beseitigt werden. Die Konzentration von Ra- dionukliden im Filter hat dann im Normalfall zu einer mittleren bis starken Aktivität des Filterstoffes geführt.

   Der zu beseitigende strahlende Filterstoff wird mit Wasser unter Druck aus dem Filter gespült und über eine Rohrleitung zusammen mit dem Wasser zu einem Behälter transportiert. Anschließend muß er vom Wasser getrennt und nach Einbetten in eine Verfestigungssubstanz an einem möglichst sicheren Ort, beispielsweise in einem stillgelegten Salzbergwerk, abgelagert werden.

   Es ist ein Verfahren zum Aufbereiten radioaktiver oder giftiger Rückstände, die in Form von eingedickten Lösungen oder Schlämmen vorliegen, bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 589 839), bei dem die Rückstände getrocknet und anschließend bei erhöhter Temperatur unter Zufügung poröser Körner kontinuierlich in einem Bindemittel fixiert werden. Die, um dieses Verfahren durchzuführen, erforderlichen Einrichtungen sind, um allein die in relativ geringen Mengen anfallenden Filterstoffabfälle zu beseitigen, erheblich zu aufwendig und unwirtschaftlich. Außerdem können nach diesem Verfahren bislang nur schwach bis mittelschwach strahlende Abfallsubstanzen mit Aktivitätskonzentrationen bis zu etwa 1 Ci/l, auf die Endsubstanz bezogen, verfestigt werden.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in kleineren Mengen anfallende, mittel bis stark strahlende radioaktive Abfälle unter Einhalten der notwendigen Sicherheitsvorkehrungen auf wirtschaftliche Art zu beseitigen.

   Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Vorabtrennung des Wassers in zwei Stufen vorgenommen wird, wobei in der zweiten Stufe neben der Wasserabtrennung eine genaue Dosierung der Abfälle erfolgt.

   Eine Vorrichtung, mit der sich das Verfahren nach der Erfindung vorteilhaft durchführen läßt, ist gekennzeichnet durch einen - mit einem Rührer, einer Rohrleitung zum Zuführen des zu behandelnden Gutes, einer Leitung zur Zugabe von Überdruck, einer Leitung zum Abführen des abzutrennenden Wassers und einer Rohrleitung mit Förderpumpe versehenen - Behälter sowie durch eine an die Rohrleitung anschließende, kontinuierlich arbeitende Entwässerungs- und Dosiereinrichtung, an deren Austragsöffnung ein mit einer abstreifenden Förderschnecke ausgerüstetes Fallrohr vorgesehen ist, das in eine an sich bekannte Verdampfer-Schneckenpresse mündet.

   Durch hohe Betriebssicherheit und Dosiergenauigkeit zeichnet sich in Weiterbildung der Erfindung eine Vorrichtung aus, bei der als Entwässerungs- und Dosiereinrichtung eine schräg angeordnete und mit einer Ablauföffnung für das Wasser sowie mit zwei gegenläufigen und ineinandergreifenden Schneckenwellen versehene zwangfördernde Schneckenmaschine vorgesehen ist, deren Austragsöffnung etwas oberhalb der Ablauföffnung angeordnet ist.