[发明专利]通过在流化床中的处理对包含一种或多种放射性化学元素的液体流出物去污染的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过在流化床中的处理，例如通过共沉淀，来对液体流出物(废液，liquid effluent)去污染的方法，所述流体流出物包含待消除的一种或多种放射性元素(如锶、钌、铯、α发射体(α放射体)，如镅、钚和铀)。

在二十世纪六十年代开发了通过共沉淀来对液体流出物，特别是放射性液体流出物进行去污染处理。它包括将预制的固体颗粒和/或所述颗粒的前体试剂引入到待去污的液态元素中，其中所述试剂原位反应待去污的液态元素以形成所述颗粒。针对它们选择性地捕获和保留(保持)待消除的所述一种或多种化学元素的能力来选择这些颗粒。在能够捕获和保留金属元素的固体颗粒中，可以提及：

-硫酸钡颗粒，能够捕获和保留(保持)锶；

-氢氧化铁和氢氧化铜颗粒，能够捕获和保留(保持)钌和α发射体，如镅、钚以及铀；

-亚铁氰化镍和亚铁氰化钴颗粒，能够捕获和选择性地保留(保持)铯。

可以以两种方式来实施去污染处理：

-非连续方式，其中，仅处理预定体积的引入到反应器中的待去污的液体流出物，其中引入能够捕获和保留(保持)待消除的所述一种或多种化学元素的固体颗粒，和/或引入所述颗粒的前体试剂；

-连续方式，其中，以连续方式并以恒定或可变流率，将待去污的流出物、能够捕获和保留(保持)待消除的所述化学元素的固体颗粒、和/或所述颗粒的前体试剂引入到反应器中，其中可以以串联反应器来实现颗粒和/或试剂的添加。

借助于非连续或连续方式，在处理结束时，在反应器中，获得固体颗粒的悬浮液，其已捕获最初存在于液体流出物中的待消除的化学元素。其后，处理的最终结果包括通常在沉淀池中进行液/固分离的步骤。可以通过向悬浮液中添加凝结剂和/或絮凝剂来促进该步骤。在这种分离步骤结束时获得的固相(在该阶段称为“污泥(淤泥)”)被认为是最终废物，并且在存储以前，通常在沥青或在水泥基质中进行调节。去污的液体，就其本身而言，如果它的放射性及化学组成允许，则被排入到环境中。如果做不到这一点，可以使液体经历另一个去污染过程。

为了实施这样的去污染方法，传统上需要两种装置：

-反应器(其可以包括一个或多个槽(罐))，其中完成以下步骤：使能够沉淀的固体颗粒与来自液体流出物的待消除的化学元素接触；以及

-沉降槽(沉降罐)和/或过滤模块，其允许固液分离，即在包括已捕获待消除的化学元素的颗粒的相与包括消除的流出物、或至少其已使它的待消除的化学元素的含量降低的液相之间，其中沉降需要使用有机化合物，如絮凝剂，以便促进颗粒在悬浮液中的固结。

因此，这种类型的处理需要巨大尺寸的设施，并且因此其还是不可改变的。此外，这种类型的设施的建设、运行以及维护所需要的投资是巨大的。

另外，特别是当以非连续方式进行处理时，为了能够进行处理的各种步骤(槽的填充、试剂的添加、混合、排出等)，为进行它们所需要的时间是巨大的(例如，约数个小时)，从而限制了设施的处理能力。

当以连续方式来完成处理时，为了具有有效的处理，必要的是，流出物能够停留在反应器中充分的时间。确实，在固体颗粒与包含在流出物中的化学元素之间接触时间越长，则元素从液相到固相的转移就越多(在反应器中停留时间必须是至少5分钟并且在沉降槽中至少30分钟，以便获得令人满意的分离)。因此，对于给定的流出物流率，必须调节反应器和沉降槽的容积以便满足这些停留时间，应当记住，所期望的去污染效率越大，则反应器的尺寸必须越大。

此外，对于现有技术的设施，有时需要二次处理，特别是对于复杂流出物(包含许多种待消除的化学元素)、或对于那些具有高放射性活性的流出物。在这样的流出物的情况下，其后果是显著增加所产生的淤泥的量。为了防止这种情况，有利的是，能够增加处理效率而没有增加所产生的污泥的量。

就去污染而言，确定处理效率的因素之一是存在的与待去污的流出物接触的固体颗粒的量。为了确保最低程度的处理效率，必须使用大量的试剂。因为悬浮液的放射性活性可能起因于无穷小量的放射性元素的存在(例如，若干纳克/升)，所以由处理产生的污泥可能具有弱放射性。因此，特别有利的是，能够在较小体积的污泥中浓缩放射性活性，以便减少储存量。

因此，实际需要对其中包含一种或多种放射性元素的液态元素进行去污染的方法，使得可以克服以下缺点：

-地面设施的负担问题，由于需要用于去污染的两种操作(处理+固液分离)；

-因为借助于将处理单元连接至去污染单元的管道来进行这种转移，当转移在固液分离单元中的经处理的流出物和形成的污泥时，污染的风险；