5.2. Прессование тро
Механическая обработка ТРО включает операции по уменьшению размеров и сокращению их объема путем прессования. Коэффициент уменьшения объема при применении механических методов зависит от характеристик отходов (плотность, прочность и т.п.) и применяемых средств.
Основными механическими методами обработки ТРО являются компактирование, или прессование, с предшествующей фрагментацией крупных объектов, элементов оборудования, которые неприемлемы для прессования и по своим физическим размерам не позволяют эффективно использовать объемы стандартных контейнеров для иммобилизации.
Прессование под низким давлением. Установки прессования различаются по давлению, которое пресс может развивать при сжимании отходов. Прессы низкого давления обычно развивают усилие до 10 МН. Различают установки, на которых прессование производится:
внутри стальных бочек;
внутри ящиков;
пакетировкой;
в винтовом прессе типа экструдера.
Коэффициент сокращения объема в результате прессования обычно не превышает 10 и зависит от состава ТРО: максимальный коэффициент у металлических отходов (8-10), минимальный - у резинотехнических изделий и полимерных материалов (2-3).
Для прессования используют вертикальные и горизонтальные прессы [81].
В Нидерландах и Великобритании получило распространение прессование ТРО в кипы с постоянной площадью сечения и толщиной, определяемой количеством отходов[82]. В национальной лаборатории Айдахо и на заводе в Роки-Флетс ТРО прессуют в тюки [83]. Наиболее распространено прессование ТРО, проводимое внутри стандартизованных бочек, как, например, в Сакле, Франция, и в Маундской лаборатории, США [6.10]. Сведения о прессовании ТРО в бочки с использованием прессов низкого и высокого давления приведены в обзоре [75].
Прессование в бочках часто используется как подготовка отходов к суперпрессованию. Бочки со спрессованными отходами в дальнейшем поступают на суперпресс, где прессованию подвергается вся бочка вместе с отходами.
В качестве одного из типичных примеров рассмотрим пакетировочную установку прессования в ГУП МосНПО "Радон" [27]. Она выполнена на базе серийного брикетировочного пресса БА 1330, произведенного Азовским ПО "Донпрессмаш", и состоит из:
гидравлического пресса, развивающего усилие 100 т на последней ступени,
узла выгрузки спрессованных брикетов,
системы газоочистки.
Пакетировочный пресс снабжен герметичным кожухом над камерой прессования. Камера снабжена дверью для загрузки металлических барабанов с отходами для прессования, которые помещают под пуансон пресса. Цикл прессования состоит из двух стадий: продольного и поперечного прессования. После прессования брикет устойчивой формы размерами 320x320x600 мм через шиберное отверстие пресса попадает в бочку объемом 200 л. Узел выгрузки расположен в герметичном боксе, оборудован кантователем бочек и дверью для установки в бокс пустых и выемки заполненных спрессованными брикетами бочек. По мере заполнения на 2/3 объема бочка грузозахватным механизмом вынимается из герметичного бокса, закрывается герметичной крышкой и отправляется на спецавтомобиле ОТ-20 для заливки в бочку цементного раствора, замешенного на низкосолевых низкоактивных ЖРО. Система газоочистки предназначена для очистки отходящих газов и для создания необходимого разряжения в узлах установки и состоит из газоходов, камеры фильтрования (фильтры ФА-1) и вытяжного вентилятора. Схема установки прессования приведена на рисунке 5.2.
Рис. 5.2. Схема установки прессования на базе вертикального гидравлического пресса (1-защитный бокс,2-гидротолкатель, 3-пресс, 4-привод пресс формы, 5-насосная станция, 6- пресс-форма контейнер, 7- транспортная тележка).
Прессование под высоким давлением. Прессы высокого давления, также называемые суперкомпакторами., позволяют добиться наибольшего сокращения объема. После обработки высоким давлением из первичных бочек с отходами получаются так называемые "таблетки" спрессованных отходов. В таких прессах используется давление 10 МН или выше.
Суперкомпактирование используется для уменьшения объема разных типов отходов, включая бумагу, пластмассы и ткани, обычно относящиеся к категории сжимаемых отходов, а также такие материалы, как металлы, бетонный мусор, стекло, дерево, песок и т. д., которые не удается сжимать прессами с низким усилием. Прессованием под высоким давлением можно получить продукт плотностью >90% от его теоретической плотности. Спрессованные "таблетки" радиоактивных отходов обычно помещают в бочки большего диаметра для последующей иммобилизации в цемент.
Применение суперкомпакторов экономически оправдано при больших объемах ТРО.
Далее, ТРО помещают в здание хранилища отходов. Емкость ячеек для хранения ТРО рассчитывается так, чтобы они были заполнены не ранее, чем через 10 лет после начала эксплуатации АЭС. Предусматривается возможность создания дополнительных ячеек. Отдельно хранятся твердые радиоактивные отходы высокой степени загрязненности, для них емкость ячеек рассчитана на хранение отходов в течение всего срока работы АЭС, то есть в течение 30 лет. Предусматривается возможность извлечения части ТРО из ячеек и переправление в региональные хранилища.
Ячейки хранилищ выполнены из железобетона, дно ячеек находится выше уровня грунтовых вод, имеет гидроизоляцию снаружи строительных конструкций и поддон из нержавеющей стали. Кровля и перекрытие над хранилищем отходов исключают попадание атмосферных осадков в ячейки для хранения ТРО. Сами ячейки находятся под строгим дозиметрическим контролем, для чего по периметру хранилища сделаны наблюдательные скважины, из которых регулярно отбираются пробы воды для анализа на содержание радиоактивных веществ.
Вопросы для самопроверки.