Особенности обезвреживания, переработки и захоронения токсичных и радиоактивных отходов

Отходами производства являются остатки материалов, сырья, полуфабрикатов, образовавшихся в процессе изготовления продукции и утратившие полностью или частично свои полезные физические свойства. По возможности использования, различаются утилизируемые и неутилизируемые отходы. Существует следующая классификация отходов:

1. Чрезвычайно опасные. Отходы, содержащие ртуть и ее соединения, в том числе сулему (HgCl2), хромовокислый и цианистый калий, соединения сурьмы, в том числе SbCl3 - треххлорную сурьму, бензапирен и др.

2. Высоко-опасные. Отходы, содержащие хлористую медь, содержащие сульфат меди, щавелевокислую медь, трехокисную сурьму, соединения свинца.

3. Умеренно-опасные. Отходы, оксиды свинца (PbO, PbO2, Pb3O4), хлорид никеля, четыреххлористый углерод.

4. Малоопасные. Отходы, содержащие сульфат магния, фосфаты, соединения цинка, отходы обогащения полезных ископаемых флотационным способом с применением аминов.

Способы обезвреживания токсичных отходов.

1.Термическое обезвреживание токсичных промышленных отходов: сжигание в стационарной вращающейся печи; сжигание в передвижной вращающейся печи; уничтожение с помощью ИК- нагрева; уничтожение в высокоэффективном электрическом реакторе; окисление суперкритической водой; сжигание в условиях жидкостной инжекции; разрушение расплавленной солью; сжигание в кипящем слое; пиролиз в плазменной дуге.

2. Жидкофазное окисление. Жидкофазное окисление токсичных отходов производства используется для обезвреживания жидких отходов и осадков сточных вод. Суть его заключается в окислении кислородом органических и элементоорганических примесей сточных вод при температуре 150 - 350°С и при давлении 2 - 28 МПа.

3. Гетерогенный катализ. Метод применим для обезвреживания газообразных и жидких отходов. Существуют три разновидности гетерогенного катализа промышленных отходов.

А) Термокаталитическое окисление можно использовать для обезвреживания газообразных отходов с низким содержанием горючих примесей. Окисление происходит при температуре 250 - 400° С и в установках различных размеров. Степень окисления вредных веществ 98 - 99.9 %. Нельзя применять термокаталитическое окисление при наличии в отходах даже в небольших количествах P, Pb, As, Hg, S, галогенов и их соединений, так как это приводит к дезактивации и разрушению катализаторов.

Б) Термокаталитическое восстановление используется для обезвреживания газообразных отходов, включающих в себя нитрозные газы.

С) Профазное каталитическое окисление применимо для перевода органических примесей сточных вод в парогазовую фазу с последующим окислением кислородом.

Под утилизацией подразумевается переработка промышленных отходов в полезные сырьевые материалы и энергию.

Существуют два основных типа захоронения: наземное и подземное.

Подземные захоронения — шахты, пустоты, скважины, старые нефтяные поля и другие выработки — используются в основном для размещения опасных и радиоактивных отходов.

Наземные захоронения различных видов используют для размещения бытового и строительного мусора, а также промышленных отходов с точно учтенным небольшим содержанием токсичных компонентов.

После завершения захоронения его необходимо гидроизолировать сверху и провести рекультивацию земель.

Выбрасываемые отходы могут быть газами или частицами, взвешенными в воздухе в форме аэрозолей.Твердые частицы выбрасываются в виде пыли или дыма; жидкие частицы обычно образуют туман. Твердые радиоактивные отходы могут возникать в результате добычи и переработки радиоактивных руд, производства ядерных топлив, деятельности лабораторий и механической обработки материалов на заводах по производству топлив.

Методы удаления и переработки газообразных радиоактивных отходов

Загрязняющие атмосферу газы могут представлять собой, например, изотоп аргона 41Ar в выходящем из атомных реакторов воздушном потоке или коррозионно-активные газы, содержащие пары кислот, которые образуются в процессах извлечения металлов, используемых в производстве ядерных топлив. Для обработки растворимых или химически активных газов, содержащих радиоактивные элементы или соединения, можно применять газоабсорбционные методы, в том числе насадочные колонны, твердые абсорбенты и реакции типа «твердое вещество - газ». Радиоактивные частицы или аэрозоли можно удалять с помощью обычного оборудования для воздухо- и газоочистки. Очищенный газ может выпускаться в атмосферу, однако извлеченные из него материалы становятся жидкими или твердыми отходами, которые подлежат удалению другими методами.

Методы удаления и переработки жидких радиоактивных отходов. Радиоактивные вещества, растворенные в воде или других жидкостях, можно удалить методами химического осаждения. Низкорадиоактивные отходы, содержащие коллоидные и взвешенные частицы твердых материалов, можно очистить обычными методами водоочистки, используя коагулянты, глину и полиэлектролиты. Фильтрование потока жидкости повышает степень очистки. Растворимые радиоактивные отходы можно обрабатывать ионообменными смолами, анионными либо катионными, или посредством полной деминерализации. Можно также использовать абсорбционные свойства глины для извлечения радиоактивных катионов из жидких отходов, сливаемых в почву. Обычно отработавшие смолы сжигаются для концентрирования радиоактивных материалов в золе или же подвергаются захоронению. Выпаривание - наиболее эффективный способ разделения радиоактивных отходов на две фракции: высокорадиоактивную густую массу и незагрязненную жидкость. Процессы биохимической обработки имеют ограниченное применение, поскольку большинство радиоактивных материалов - неорганические вещества. Микроорганизмы могут концентрировать только те радиоактивные вещества, которыми они питаются. Сбрасывание низкорадиоактивных жидких отходов в окружающую среду вошло в практику радиоизотопных лабораторий. Высокорадиоактивные жидкие отходы надо хранить в течение многих лет, а возможно, и веков. Контейнеры с отходами хранятся под землей, чтобы предотвратить вскипание жидкости в результате выделения тепла при распаде содержащихся в них радиоактивных веществ.

Методы удаления и переработки твердых радиоактивных отходов. Твердые отходы могут удаляться путем захоронения, сжигания или переплавки (в случае металлических отходов). Захоронение производится в котлованах или пустотах с покрытием землей либо бетоном. Лабораторные работы могут породить большие количества сжигаемых загрязненных отходов, среди которых фильтровальная бумага, абсорбирующие материалы, одежда, перчатки, тряпки, деревянные предметы. Объем таких твердых отходов может быть уменьшен путем сжигания, причем зола и летучие радиоактивные вещества удаляются по отдельности.

Поиск по сайту: