Zbiorniki na ścieki radioaktywne

Zbiorniki na odpady promieniotwórcze (ścieki radioaktywne) z tworzywa laminowanego oraz renowacja istniejących zbiorników stalowych

Projektujemy i produkujemy zbiorniki na ścieki radioaktywne / ciekłe odpady promieniotwórcze, do budowy których wykorzystujemy specjalny typ chemoodpornego tworzywa laminowanego. Zajmujemy się także renowacją starych zbiorników stalowych z powłoką gumową, rozbudową i remontem odstojników na ścieki radioaktywne, które uległy silnej korozji i ich nieszczelność stanowi ogromne zagrożenie dla środowiska, a także personelu.

Zbiorniki na odpady radioaktywne realizujemy zgodnie z Normą Zakładową nr NZ-AM/14192/TERM/2020, normą DVS 2205 oraz Rozporządzeniem Rady Ministrów z dnia 14 grudnia 2015 r. w sprawie odpadów promieniotwórczych i wypalonego paliwa jądrowego.

Badanie stanu istniejących zbiorników do składowania ścieków radioaktywnych / odpadów promieniotwórczych

W przypadku potrzeby renowacji zbiorników na ścieki radioaktywne pierwszym krokiem jest wykonanie analizy stanu istniejącego zbiornika. Przed rozpoczęciem prac oraz wyrywkowo podczas ich realizacji przeprowadza się pomiary dozymetryczne przez wykwalifikowaną w tym zakresie osobę (tzw. dozymetrystę). Badają one poziom skażenia zbiorników, pomieszczenia oraz powietrza, w którym mają być wykonywane prace. W sytuacji, gdy tzw. poziomy zwolnień wynikające z przepisów prawa atomowego zostaną przekroczone, skażenia lub skażone materiały muszą zostać usunięte.

Drugim krokiem, zależnie od wyniku przeprowadzonego badania jest zaproponowanie technologii naprawy lub wykonania nowego zbiornika.

Urzędem nadzorującym, z którym uzgadniana jest dokumentacja i odbiory zbiornika jest Państwowa Agencja Atomistyki.

Jak wygląda skorodowany zbiornik na ścieki radioaktywne, który był eksploatowany przez kilkadziesiąt lat

• 

• 

• 

• 

• 

• 

Zbiorniki z tworzyw laminowanych – przykłady praktyczne

Przykład 1. Zbiorniki tworzywowe laminowane do przechowywania ciekłych odpadów promieniotwórczych zabudowane wraz z instalacją hydrauliczną w wannie wychwytowej.

Przykład 2. Zbiorniki z tworzyw sztucznych laminowanych na nieczystości ciekłe laboratoryjne (tzw. instalacja zielona) oraz na ścieki niskoaktywne (instalacja czerwona) zabudowane w komorze podziemnej.

Cechy tworzyw laminowanych

Laminowane tworzywo sztuczne jest wysoko wyspecjalizowanym materiałem kompozytowym, które może pracować w ekstremalnych warunkach.

Najważniejsze korzyści wynikające z zastosowania laminatu:

• Uzyskanie powierzchni o wysokiej twardości i wytrzymałości mechanicznej
• Odporność na działanie warunków atmosferycznych
• Odporność na żrące środki chemiczne, w tym ścieki radioaktywne

Jakie informacje są potrzebne przed przystąpieniem do prac w zakresie renowacji / budowy zbiorników na ścieki radioaktywne / ciekłe odpady promieniotwórcze

• Lista magazynowanych związków, ich stężenia oraz temperatury
• Dane i karty ewidencyjne na podstawie których dokonana została kwalifikacja odpadów promieniotwórczych
• Jeśli istnieją: wytyczne / instrukcje stanowiskowe BHP w zakresie pracy, prowadzenia serwisu w obrębie zbiorników

W przypadku istniejącego zbiornika do składowania odpadów promieniotwórczych, który ma zostać poddany renowacji przydatne są dodatkowo informacje:

• jaki jest dostęp do zbiornika (często zbiorniki są zlokalizowane w podziemnym żelbetonowym pomieszczeniu, przykrytym warstwą ziemi – wtedy ważna jest informacja jaki jest dostęp między ścianą a zbiornikiem, jaka jest droga dojścia do miejsca zainstalowania zbiornika);
• czy w obrębie zbiorników jest strefa promieniowania i czy tym samym na czas spotkania i pierwszej wizji należy przewidzieć specjalny ubiór ochronny? Przy ściekach niskoaktywnych poziom promieniowania jest zazwyczaj na takim poziomie, że odzież ochronna nie jest niezbędna – wystarczy odzież robocza;
• informacja o tym, w jakich momentach działa króciec dopływu a kiedy króciec tłoczny;
• czy dopływ ścieków do zbiorników jest realizowany systemem grawitacyjnym czy poprzez układ pompowy; jak realizowane jest odprowadzenie do sieci;
• czy w zbiorniku podczas użytkowania występuje ciśnienie;
• jaki jest stan rury dopływu;
• informacja nt. grubości ścianki zbiornika (części cylindrycznej  i dennicy) oraz wyniki poprzednio wykonanych badań ich stanu.

W przypadku wymiany zbiorników na nowe najwygodniej byłoby, gdyby obecne zbiorniki zostały usunięte z miejsca zainstalowania czy zutylizowane – jest to możliwe jedynie w przypadkach, gdy zbiorniki byłyby wolne od skażeń. Często jednak skażenie od wewnątrz jest nieusuwalne, nawet po dobrym wymyciu – wtedy zbiorniki pozostają na swoim miejscu.

Zbiorniki chemoodporne do składowania odpadów promieniotwórczych z tworzywa sztucznego laminowane

Realizujemy zbiorniki chemoodporne z tworzywa sztucznego laminowane(dodatkową zewnętrzną powłoką płaszcza – niezwiązanego molekularnie z płaszczem właściwym zbiornika – konstrukcyjnym) według wytycznych Normy Zakładowej nr NZ-AM/14192/TERM/2020. Laminatem (żywicą) pokryta zostaje przykładowo warstwa zewnętrzna zbiornika oraz króćce przyłączeniowe bezpośrednio przylegające do zbiornika (tylko w części cylindrycznej). Laminatem nie są pokrywane rurociągi hydrauliczne.

Przykładowy przebieg realizacji zbiorników przeznaczonych do składowania ścieków radioaktywnych:

1. Koncepcja kształtu, gabarytów, rozmieszczenia w pomieszczeniu + propozycja układu sterowania
2. Opracowanie szczegółowe wybranego wariantu zbiorników: gabaryt i kształt, króćce (zasilanie, opróżnianie + funkcja mieszania, pomiar, rezerwowy), właz, pokrycie – laminowanie warstwą dodatkowego tworzywa polietylenowego; wyposażenie: poziomowskaz suchy, poziomowskaz radarowy / ultradźwiękowy, odpowietrzenie, przelew
3. Propozycja rozmieszczenia w pomieszczeniu
4. Propozycja kolejności i zasad wykonania prac
5. Propozycja technologii rurociągów (PE HD PE 100 SDR 17) zgrzewanych czołowo i elektrooporowo oraz polifuzyjnie
6. Rozrysowanie układu sterowania i opis realizowanych funkcji (obsługa 2 pompy do zbiorników z tworzywa laminowanych + obsługa 2 pompy do zbiorników żelbetonowych wykładanych tworzywem), dla obu typu zbiorników realizacja:
   • zamknięcie / otwarcie spływu grawitacyjnego z obiektu (6 zasuw z czujnikiem położenia, obecnie napęd ręczny, zasuwy do 2 lat – pozostają bez wymiany)
   • pompowanie w każdym zbiorniku dla efektu mieszania + króciec na rurociągu do poboru próbki ścieków
   • pompowanie z każdego zbiornika jako zrzut do kanalizacji ściekowej miejskiej
   • pompowanie między zbiornikami (w obrębie tworzywowych i w obrębie żelbetonowych + jako mix)
7. Technologia i rozwiązania wykładziny chemoodpornej z tworzywa AmargPE jako powłoki ścian zbiorników żelbetonowych ścieków oraz jako wykładzina wanny (pomieszczenie) dla nowych zbiorników z tworzywa
8. Określenie wymagań i kwalifikacji do zapisania w SIWZ +  wymaganej dokumentacji odbiorowej oraz dopuszczeń UDT, certyfikatów i atestów

Warunki magazynowania ścieków radioaktywnych

Warunki dotyczące magazynowania odpadów promieniotwórczych, w tym ścieków radioaktywnych, reguluje Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 14 grudnia 2015 r. w sprawie odpadów promieniotwórczych i wypalonego paliwa jądrowego (Dz. U. z 2014 r. poz. 1512 oraz z 2015 r. poz. 1505 i 1893 – w szczególności art. 21. pkt.1). Poza spełnieniem wymagań rozporządzenia zbiorniki na ścieki radioaktywne projektujemy zgodnie z wytycznymi normy DVS 2205 oraz zapisami i wytycznymi normy NZ-AM/14192/TERM/2020.

Poniżej przytaczamy wybrane zapisy Rozporządzenia Rady Ministrów dotyczące szczegółowych warunków przechowywania odpadów promieniotwórczych lub wypalonego paliwa jądrowego.

§ 20. 1. Stałe odpady promieniotwórcze przechowuje się w pojemnikach metalowych, ceramicznych, kompozytowych lub z tworzyw sztucznych, zapewniających spełnienie wymagań, o których mowa w art. 50 ust. 1 ustawy.

§ 21. 1. Ciekłe odpady promieniotwórcze przechowuje się w zbiornikach stalowych pokrytych wewnątrz powłoką chemoodporną, zbiornikach betonowych uszczelnionych od wewnątrz i  pokrytych powłoką chemoodporną lub zbiornikach z tworzyw sztucznych laminowanych.

2. W obiektach posiadających kanalizację specjalną na ciekłe odpady promieniotwórcze magazyn odpadów promieniotwórczych wyposaża się w co najmniej dwa zbiorniki zapewniające ciągłość odbioru odpadów promieniotwórczych.

3. W obiektach nieposiadających kanalizacji specjalnej, o której mowa w ust. 2, ciekłe odpady promieniotwórcze przechowuje się wyłącznie w pojemnikach lub zbiornikach ze stali nierdzewnej lub z tworzyw sztucznych, których pojemność nie przekracza 100 dm3 , oraz w zabezpieczonych przed uszkodzeniami mechanicznymi pojemnikach szklanych lub ceramicznych, których pojemność nie przekracza 25 dm3 .

4. Zbiornik lub pojemnik do przechowywania ciekłych odpadów promieniotwórczych umieszcza się w pokrytej od wewnątrz powłoką chemoodporną wannie stalowej lub betonowej, której pojemność jest nie mniejsza od objętości umieszczonego w niej zbiornika lub pojemnika.

Budowa zbiorników na odpady ciekłe promieniotwórcze

Poszczególne elementy zbiorników na ciekłe odpady promieniotwórcze są zgrzewane doczołowo i/lub szczelnie zespawane, a następnie pokryte konstrukcyjną warstwą płyty z PE100 laminowaną od zewnątrz. Każdy ze zbiorników posiada komplet niezbędnych do pracy przyłączy, umiejscowionych na dachu oraz w pobocznicy i w zależności od konkretnych potrzeb jest wyposażony w:

• czujnik przepełnienia, który uniemożliwia napełnienie zbiornika powyżej dopuszczalnej wysokości napełnienia z wyprowadzonym sygnałem sterowania 4-20 mA,
• radarową sondę poziomu zapewniającą stały pomiar poziomu napełnienia zbiornika, z wyprowadzonym sygnałem sterowania 4-20 mA,
• wskaźnik stanu napełnienia – poziomowskaz linowy, wskazujący optycznie poziom napełnienia na zamocowanej skali wysokości napełnienia zbiornika,
• zawory automatyczne do sterowania instalacją hydrauliczną,
• zawór kulowy ręczny na zasilaniu zbiorników po stronie pompy z przepompowni ścieków, do pobierania próbek i przepompowania ścieków do mobilnych pojemników.

Konstrukcja zbiornika przewiduje montaż dna pochyłego ze spadkiem 3%, co umożliwi całkowite opróżnianie zbiornika. Pobór ze zbiornika może być realizowany poprzez króciec umiejscowiony w pobocznicy, w jego dolnej części. Nie przewiduje się montażu ogrzewania oraz izolowania nowych zbiorników.

Zbiorniki do przechowywania odpadów ciekłych promieniotwórczych są posadawiane w wannach wychwytowych zabezpieczanych poprzez wyłożenie ścian tworzywem sztucznym.

Rurociągi do napełniania i opróżniania zbiorników

W rozpatrywanych dotąd przypadkach czynnik roboczy zostaje dostarczany do zbiorników poprzez spływ grawitacyjny. W tym celu projektuje się rurociągi o średnicy d90/DN80 (napływ grawitacyjny) oraz o średnicy d63/DN50 wykonane z materiału PE-100. W systemach instalacji hydraulicznych przewiduje się zamontowanie zaworów automatycznych umożliwiających sterowanie poprzez specjalnie przygotowany software wraz z wizualizacją graficzną wyświetlaną na ekranie dostarczonego komputera.

Projektowana instalacja hydrauliczna pozwala na realizację takich funkcji jak np.:

• napełnienie wybranego zbiornika ściekami ,,zielonymi’’,
• napełnianie wybranego zbiornika ściekami ,,czerwonymi’’,
• mieszanie ścieków w obrębie wybranego zbiornika, tzw. recyrkulacja,
• przepompowanie ścieków w zakresie instalacji zielonej (z jednego zbiornika do drugiego),
• przepompowanie ścieków w zakresie instalacji czerwonej (z jednego zbiornika do drugiego),
• przepompowanie ścieków czerwonych do wybranego zbiornika instalacji zielonej,
• odprowadzenie ścieków zielonych do kanalizacji ogólnej,
• odprowadzenie ścieków czerwonych do kanalizacji ogólnej,
• możliwość pobrania próbek z każdego zbiornika poprzez ręczny zawór kulowy,
• automatyczne przekierowanie ścieków do drugiego zbiornika w przypadku osiągnięcia poziomu maksymalnego,
• przepompowanie ścieków do mobilnego pojemnika poprzez ręczny zawór kulowy.

Dodatkowo zapewniamy sterowanie / automatykę procesów technologicznych w obrębie zbiorników na odpady promieniotwórcze.

Żywotność zbiorników na ścieki radioaktywne

Żywotność obliczeniowa zbiorników na ścieki radioaktywne uzależniona jest od składu mieszaniny. W przypadku niewystarczającej odporności, po wykonanej analizie składu chemicznego możliwe jest wykonanie wewnętrznej wkładki włożonej do zbiornika i zabezpieczającej przed zbyt wysokimi stężeniami wykraczającymi poza przyjęte i dopuszczalne granice agresywności chemicznej.

Przykładowe związki odpadów ciekłych i ich stężenia:

• kwas chlorowodorowy: stężenie 37% i do 40 stopni Celsjusza,
• kwas siarkowy: stężenie 80% i do 60 stopni Celsjusza,
• kwas fosforowy: stężenie 85% i do 60 stopni Celsjusza,
• kwas borowy: stężenie 3% lub zimny roztwór nasycony do 60 stopni Celsjusza,
• kwas fluorowy: stężenie 15% i do 60 stopni (z ryzykiem spękań w obu przypadkach).

Zastosowanie zbiorników i źródła pochodzenia odpadów promieniotwórczych

Zbiorniki (pojemniki) na ciekłe odpady promieniotwórcze / ścieki radioaktywne znajdują zastosowanie:

• na składowiskach odpadów promieniotwórczych,
• w zakładach unieszkodliwiania odpadów promieniotwórczych,
• w ośrodkach badań jądrowych,
• w szpitalnych budynkach radioterapii (dostawa i montaż systemów odstojników ścieków radioaktywnych).

Odpady promieniotwórcze są produktami ubocznymi powstałymi przy produkcji oraz obróbce paliwa jądrowego. Źródła podają, że największa część (ok. 80%) to odpady związane z wydobyciem rudy uranu, składowane w pobliżu kopalni jako hałdy lub zbiorniki ze szlamem, tzw. wypłuczki. Pozostałe  pochodzą z elektrowni jądrowych, zakładów uzdatniania zużytego paliwa jądrowego lub z jądrowych ośrodków badawczych. Do tego rodzaju odpadów zalicza się również odpady, które zostały skażone promieniotwórczo w procesach produkcyjnych elektrowni jądrowych, medycynie, przemyśle i w wyniku realizowanych badań naukowych.

Odpady promieniotwórcze dzieli się ze względu na aktywność promieniotwórczą na niskoaktywne, transuranowe, średnioaktywne i wysokoaktywne.

Ciekłe odpady radioaktywne powstają głównie w laboratoriach naukowych i ośrodkach medycyny nuklearnej. W ściekach radioaktywnych można znaleźć takie substancje jak kadm Cd, miedź Cu, chrom Cr, nikiel Ni, ołów Pb, cynk Zn czy rtęć Hg.

Sprawdź ciekawe materiały

Firma Amargo znajduje się wśród czołowych firm takich jak Weber Polska, Imfitex, Remer, Lech-Plast, Trokotex, Termochem, flstech, PE-System, Aquaworld, 3aqua , Skorpio, Splastic, ChemicTank, Brenal, Apakor zajmujących się zbiornikami.