Обеззараживание отходов: методы и способы, химический, физический, термический и механический, какие подлежат, а какие нет, используемые установки и их описание

Что это такое?

Термин «обеззараживание» относится к обезвреживанию веществ, зараженных микроорганизмами:

• патогенный;
• патогенный;
• условно-патогенный возбудитель.

Лечение направлено на ослабление патогенного действия, уничтожение вредоносных бактерий, микробов и простейших, находящихся в помете.

Это достигается за счет дезинфекции жидких веществ особыми способами.

Дезинфекцию проводят для предотвращения ухудшения санитарно-эпидемиологической обстановки, эпизоотии.

Общая характеристика

Радиоактивные отходы могут образовываться из различных источников, имеют ряд форм и свойств.

К важным характеристикам радиоактивных отходов относятся:

• Концентрация. Параметр, показывающий ценность конкретной активности. То есть это активность, которая приходится на одну единицу массы. Самая популярная единица измерения Ки/Т. Соответственно, чем больше это свойство, тем более опасные последствия может повлечь за собой такая подстилка.
• Период полураспада. Продолжительность распада половины атомов в радиоактивном элементе. Стоит отметить, что чем быстрее этот период, тем больше энергии выделяет мусор, нанося больший урон, но в этом случае вещество быстрее теряет свои свойства.

Вредные вещества могут иметь различную форму, различают три основных агрегатных состояния:

• Газообразный. Сюда, как правило, включаются выбросы от вентиляционных установок организаций, занимающихся непосредственным обращением с радиоактивными материалами.
• В жидком виде. Это могут быть жидкие виды отходов, которые образовались при переработке уже отработанного топлива. Такие отходы очень активны и поэтому могут нанести серьезный ущерб окружающей среде.
• Твердая форма. Это стекло и стеклянная посуда из больниц и исследовательских лабораторий.

Дезактивация твёрдых радиоактивных отходов (ТРО, МРО)

Эффективным методом дезактивации является интенсивная ультразвуковая очистка радиоактивно загрязненной поверхности в жидкой моющей среде. При этом радионуклиды с поверхности переходят в раствор, который затем цементируется и отправляется на захоронение, а после проверки очищенный продукт переходит из категории ТРО в категорию обычных отходов (например, металлолома) и подлежит утилизации подлежат утилизации обычными методами.

Исследования, которые мы проводили совместно с нашими партнерами из МЦЭБ, НИКИЭТ им. Доллежаль, ВНИИНМ им. Бочвара, МосНПО «Радон» показали высокую эффективность ультразвуковой дезактивации по сравнению с более традиционными методами.

Так в 2007 году мы провели испытания на Радоне, куда был доставлен опытный ультразвуковой аппарат МО-42 нашего производства. Были обеззаражены фрагменты нержавеющих труб, особо загрязненные радиоактивными изотопами цезия-137 и стронция-90 (представляющими наибольшую опасность для здоровья). Затем было показано , что использование ультразвука в разы значительно увеличивает коэффициент дезактивации.

МО-42

в следующем, 2008 году, упомянутая выше установка МО-42 была отправлена ​​для испытаний в одно из пунктов временного хранения радиоактивных отходов — губу Андреева на Кольском полуострове. Дезактивации подверглись корпуса отработавших тепловыделяющих элементов (ОТВС) ядерных реакторов. Были получены следующие результаты:

• Загрязненность проб: исходная — 500-16000 частиц/(см²⋅мин), после дезактивации — 16 частиц/(см²⋅мин)
• Средний коэффициент дезактивации: 850
• Формируются только твердые РАО (на 25 тонн): две бочки по 200 литров с цементной смесью и фильтр-контейнер на 200 литров
• Объем радиоактивных отходов уменьшен в 35 раз
• Жидкие радиоактивные отходы не образуются
• Стоимость дезактивации 1 кг нержавеющей стали: 11,8 руб в ценах 2008 г.

НО-145
В 2010 году на Белоярской АЭС был испытан еще один наш прибор — ультразвуковой модуль НО-145, который применялся для обеззараживания металлических фрагментов ТРО, хранящихся в бассейне выдержки на станции. Образцы покрылись слоем ржавчины, которая в основном содержала радиоактивное загрязнение.

Фрагменты твердых радиоактивных отходов Белоярской АЭС до и после дезактивации

Испытания показали увеличение скорости дезактивации в 20-50 раз и увеличение коэффициента дезактивации. Кроме того, они показали, что дезактивацию можно проводить в технологических емкостях с толщиной стенки до 2 мм, а это значительно уменьшает объем образующегося радиоактивного раствора.

Изменение активности ТРО на Белоярской АЭС

Проблема

Оболочки для ОТВС на ПВХ в губе Андреева
Проблема обезвреживания ТРО остро стоит в атомной энергетике. За десятилетия эксплуатации ядерных реакторов (на АЭС, на флоте, в научных учреждениях) образовалось огромное количество радиоактивно загрязненных отходов, в основном металлических (МПО). Их часто хранят в бассейнах-охладителях на атомных электростанциях и во временных хранилищах в отдаленных районах на севере, что вызывает озабоченность у окружающей среды и населения. С другой стороны, хранящийся металл (в основном высококачественная нержавеющая сталь) ценен сам по себе, и его повторное использование в производственном цикле экономически привлекательно.

Отдельно стоит проблема почв, получивших радиоактивное загрязнение в результате техногенных катастроф и стихийных бедствий, сопровождающихся выбросом радионуклидов. Они проникают в почву, делая большие территории непригодными для жизни и любой деятельности на десятилетия. Обеззараживание такого грунта – масштабная, трудоемкая и технически сложная задача, но, как показывает опыт, решаемая.

Читайте также: Оформляем лицензию на транспортировку отходов

Виды обезвреживающих установок

Для обеззараживания отходов используется специальное оборудование. Он выполняет задачи, установленные санитарными нормами:

• минимизирует патогенное действие веществ;
• портит товарный вид товара.

Установки делятся по методам обеззараживания. Среди них есть как давно используемые, так и более современные устройства.

Примеры общего оборудования:

1. Установка СМО-75. Децентрализованная обработка списанного медицинского оборудования. Встроенный парогенератор производит насыщенный пар для корзин с материалами. Разработка московской компании «Грандприбор».
2. Аппарат УОМО-01/150 (УОМО-02/90). Генерирует сверхвысокие частоты и производит пар для уничтожения микроорганизмов, спор, бактерий, вирусов. Используется на полигоне опасных отходов или централизованно. В результате стерилизации любых видов медицинских отходов получаются неопасные отходы, которые утилизируются по классу А. Разработчик ООО «Обнинский научно-технический центр».
3. Биомедицинский инсинератор Высокотехнологичная печь для термообработки медицинских и биологических жидких материалов децентрализованным способом. Состоит из камер сгорания и дожигания. Мощные горелки качают температуру до 16000С. Производитель – Костромской завод котельного оборудования, известный под маркой «Гейзер».
4. Плавильный агрегат «Магма». Многофункциональное устройство для обезвреживания всех видов мусора. Подходит для пирометаллургической обработки обезвоженных радиоактивных отходов. Вторичные ТРО образуются в результате непрерывного процесса дезактивации. Если обеззараживались неметаллические отходы, то они уменьшаются до 30% от первоначального объема. При переработке радиоактивных металлических отходов на выходе образуется чистый металл, который используется в качестве сырья, и до 5% радиоактивных шлаков. Разработка Челябинского ПК «Технология металлов».

Какие отходы подлежат обеззараживанию?

Необходимость обеззараживания не зависит напрямую от вида отходов.

Он обязателен для всех отходов, содержащих биологически активные вещества.

Исходя из специфики бизнеса предприятий, основными объектами обеззараживания являются отходы:

1. Медицинский. Обрабатываются материалы всех классов опасности, кроме А (безопасный, близкий по составу к ТБО). К ним относятся остатки, образующиеся в процессе медицинской, фармацевтической, аптечной, медико-исследовательской деятельности – оборудование, средства индивидуальной защиты, фармацевтические препараты, генетически модифицированные организмы, штаммы, биомедицинские клеточные продукты. Дезинфекцию проводят на основании СанПиН 2.1.7.2790-10.
2. Биологический. К этой группе относятся трупы птиц, животных, ветеринарные изъятые товары, остатки переработки животного сырья. Дезактивация обязательна перед сжиганием или утилизацией биоотходов. При наличии возбудителей опасных или неизвестных заболеваний отходы сжигают в мусоросжигательных заводах. Дезинфекцию регламентирует ветеринарный регламент от 12.04.1995 № 13-7-2/469.
3. Радиоактивный. Обезвреживание проводится для обеззараживания твердых и жидких радиоактивных отходов. Это способствует снижению активности радионуклидов перед захоронением.

В определенных ситуациях некоторые офисные, твердые бытовые отходы могут быть обезврежены.

Например, во время эпидемии массово используются одноразовые и многоразовые маски, средства защиты органов дыхания, относящиеся к СИЗ (средствам индивидуальной защиты).

Источником опасности, от которого могут заразиться работники, занятые сбором, вывозом, сортировкой мусора, может быть использование при домашнем карантине или в процессе производственной деятельности:

• изделия для масок;
• средства для ухода за больными людьми;
• одноразовые резиновые перчатки;
• средства личной гигиены;
• фольга для таблеток.

Эти предметы приравнены к медицинским отходам класса Б. Они подлежат обезвреживанию, хранению и уничтожению так же, как и аналогичные изделия медицинских учреждений.

Отделяйте использованные средства индивидуальной защиты от других отходов, чтобы они не попали на свалки.

Руководители предприятий и региональные операторы имеют право в добровольном порядке устанавливать дополнительные герметичные контейнеры (баки с крышками, полиэтиленовые пакеты), куда граждане могут утилизировать ненужные маски и другие потенциально опасные использованные продукты. После окончания эпидемии необходимость в подобных действиях отпадает.

Сжигание мед. Утиля

Существует несколько способов обеззараживания отходов. Для физического метода используется, например, такая установка, как мусоросжигательная печь. В переводе с английского означает сжигать или предотвращать. Технология обеззараживания проста, отходы помещаются в установку, а с помощью сжигания химикатов происходит обеззараживание медицинских отходов. Также используют продувку воздухом, с помощью этой технологии отходы меняются в размерах и не становятся такими вредными, как были изначально.

Конечно есть недостатки. Например, производство канцерогенных веществ, которые также отравляют окружающую среду. К тому же образование золы крайне небезопасно как для человека, так и для природы, поэтому этот вид обеззараживания применяется не так часто, как другие методы.

Около двадцати лет назад установки использовались практически во всех медицинских учреждениях, но сейчас организации вступили в новый этап уничтожения отходов, не наносящего вреда ни человечеству, ни окружающей среде.

Автоклавирование

Химический метод дезинфекции будет использоваться для утилизации отходов класса B. Другими словами, автоклавирование. Это означает, что отходы подвергаются химическому воздействию. Однако он не пользуется большой популярностью в медицинских учреждениях, так как с точки зрения эпидемиологической безопасности такой способ обеззараживания может быть небезопасным.

Кроме того, автоклавирование имеет токсикологическую проблему, так как этот метод дезинфекции представляет опасность не только для медицинского персонала, но и для окружающей среды. Также следует помнить, что в данной установке отходы представляют еще большую опасность, так как выделяемые пары содержат канцерогенные вещества.

В других случаях были предприняты попытки изолировать этот вид отходов с помощью новых методов обеззараживания, чтобы опасные отходы не распространялись в окружающую среду. Но такие установки неоправданно дороги, поэтому не все медицинские учреждения могут себе позволить такой вид установки.

Микроволновая обработка

Микроволновая печь — новый метод дезинфекции, завоевавший популярность благодаря своей сверхчувствительности и доступному отработанному излучению. С микроволновой установкой обеззараживание отходов происходит за пару минут. Дело в том, что активные вещества ослабляют свою силу из-за сверхсильного излучения. Конечно, можно использовать и обычный подогрев воды со стиральным порошком, если вы используете обеззараживание отходов в домашних условиях. Однако это не совсем безопасно и грозит человеку появлением аллергических реакций.

Существует также термическая дезинфекция. При этом виде утилизации отходы помещаются в закрытую камеру, где температура нагрева составляет 100 градусов. При такой скорости отходы быстро погибают, а также не распространяются на открытую поверхность. Однако и этот способ не востребован, так как микроволновка потребляет много энергии, что чревато большими затратами в медицинских учреждениях. Однако термическая дезинфекция является одним из самых доступных и качественных способов обеззараживания отходов.

Химические методы

Разумный и дешевый способ обеззараживания медицинских отходов. Это то, что чаще всего используется в медицинских учреждениях, но это небезопасный метод, хотя 70% учреждений подвергают отходы химическому обеззараживанию. Однако, как уже было сказано, химическая дезинфекция имеет экологическую опасность, так как выделяемые пары вредны для окружающей среды, а также вредны для медицинского персонала. Химические токсины могут вызывать аллергическую реакцию, поэтому часто медицинский персонал прибегает к другим методам дезинфекции.

Паровое обеззараживание

Этот метод также недорогой и простой. Медицинские отходы обрабатывают паром, в результате чего уничтожается до 80% всех вредных веществ. Однако этот метод также имеет ряд недостатков. Например, не все вещества являются паропроницаемыми, поэтому герметичные емкости нельзя подвергать обеззараживанию паром.

Паровой блок может заразиться во время облучения, поэтому после дезинфекции блок необходимо промыть и простерилизовать. В противном случае на поверхности устройства могут остаться вредные пары, представляющие опасность для медицинского персонала.

Физический метод обеззараживания

Это новый метод дезинфекции, который уже показал свою эффективность и качество обслуживания. Это устройство, которое обеззараживает отходы, измельчая их в мельчайшие гранулы. Это лучший метод дезинфекции; установки установлены практически во всех медицинских учреждениях.

Какие отходы не подлежат этой процедуре?

Обеззараживание не всегда является обязательным при обращении с отходами.

Жидкости обходятся без него:

• производство;
• потребитель;
• офис;
• ТБО;
• степень доктора медицины А.

Способы и методы

Мусор обеззараживают по специальным технологиям.

Методы и методы зависят от:

• степень токсичности компонентов;
• тип отходов;
• наличие подходящих устройств;
• наличие предприятий по переработке отходов;
• практика обращения с отходами на административной территории.

Для обеззараживания подбирается оптимальный вариант, исходя из совокупности этих параметров.

Существует два способа обезвреживания опасных отходов:

• централизованная — производится за пределами территории хозяйствующего субъекта, с вывозом отходов;
• децентрализованный — осуществляется в пределах территории, принадлежащей производителю отходов.

Для медицинских отходов класса В (чрезвычайно эпидемиологически опасные), например, подходит только децентрализованный способ. При этом хранение и транспортировка непродезинфицированных материалов запрещается.

Применяются основные методы дезинфекции:

1. Физический. На основе изменения исходных свойств зараженных компонентов. На них воздействуют насыщенным паром под давлением, различными видами излучения (радиационным, электромагнитным, микроволновым). Подходит для всех типов жидких веществ.
2. Химический. Токсичные вещества обезвреживаются химическими растворами, реагентами. Они наиболее распространены для обеззараживания медицинских отходов. При обезвреживании РАО радионуклиды вымываются агрессивными кислотами и карбонатом натрия. Полученный осадок сушат и отправляют на специальное хранение.
3. Термальный. Биоотходы обезвреживаются с помощью биотермальных ям, построенных по собственному типовому проекту. Формирование в них компоста в течение 40 дней при температуре до 65°С обеспечивает гибель различных микробов. Для органических радиоактивных материалов предназначен низкотемпературный пиролиз в химически активной среде. На выходе сухой остаток, газы, жидкость.
4. Механический. В основном они используются для радиоактивных отходов. Зараженные элементы удаляют из основных отходов, из почвы выдуванием струи воздуха или вымыванием струи воды. Металлические поверхности очищаются абразивами.

Как применяется химический способ в медицине?

Медицинские отходы класса В, С обрабатывают химически активными дезинфицирующими средствами, обладающими следующими свойствами:

• бактерицидный;
• туберкулез;
• вирулицидный;
• спороцидный;
• фунгицидный.

Лечение проходит в соответствии с рекомендациями в соответствии с установленными режимами. Зараженные материалы в месте образования погружают в маркированные емкости с подходящим дезинфицирующим раствором или специальные установки. После окончания работы раствор в емкостях меняют.

Обеззараживание медицинских отходов из разных материалов проводится отдельно по группам:

• текстильные изделия (салфетки, ватные шарики, рулоны, маски);
• иглы, шприцы;
• одноразовая тара (мешки, контейнеры для сбора использованных комплектующих);
• инфузионные системы, зонды, катетеры;
• пищевые отходы из столовых инфекционных отделений медицинских учреждений.

Перед обработкой медицинского оборудования его лучше измельчить измельчителями. Это позволяет быстрее и тщательнее их дезинфицировать.

Обезвреженные отходы собираются в одноразовые пакеты, маркируются и передаются на дальнейшую переработку. В технологическом журнале отмечается о сдаче обеззараженных медицинских отходов на временное хранение.

Очистка хранилищ ЖРО

Длительное и даже кратковременное хранение жидких радиоактивных отходов (ЖРО), особенно с высоким содержанием солей, приводит к образованию малорастворимых осадков в виде кристаллогидратов. Кроме того, резервуары для хранения ЖРО обычно содержат в отложениях ионообменные смолы, перлиты, всевозможные продукты коррозии и загрязнения и, как правило, с самого начала эксплуатации работают без оснащения эрлифтами, эжекторными насосами или пневматическими пульсационные системы для перемешивания осадков в режиме: заполнение — отстаивание твердой фазы — удаление чистой части ЖРО.

После достижения определенного уровня накопления емкости для хранения подлежат освобождению не только от чистой части ЖРО, но и от осадков для обеспечения дальнейшей безопасной эксплуатации .

Наличие отложений радиоактивного шлама приводит к увеличению дозовых нагрузок на персонал при обслуживании хранилища и к ускоренной коррозии конструкционных материалов облицовки резервуара и, как следствие, к возможным неконтролируемым утечкам ЖРО. Кроме того, наличие шламовых отложений затрудняет или делает невозможным контроль состояния внутренних поверхностей и сварных швов резервуаров-накопителей, а также затрудняет переработку (кондиционирование) ЖРО для перевода их в твердое состояние.

Традиционные системы очистки (кондиционирования) ЖРО, дополненные устройствами механического выщелачивания осадков, не обеспечивают полного удаления донных отложений и шлама.

НО-201

В 2011 году совместно с РАОТЕХ и МосНПО нами были проведены опыты «Радон» в рамках ОКР «Испытания установки для растворения осадков в баках донного остатка АЭС с использованием ультразвуковых излучателей». Опыты показали, что растворение осадка с помощью ультразвука происходит значительно интенсивнее.

Разработанная опытно-промышленная установка (НО-201) может стать прототипом установок для удаления твердых шламовых отложений в емкостном оборудовании с использованием ультразвука и эффективного удаления для дальнейшего кондиционирования.

Дезактивация

Утилизация радиоактивных веществ не уничтожает полностью токсичность продукта, а лишь снижает радиацию. Постоянно ведутся работы по поиску новых мест захоронения радиоактивных материалов, обнаруживаются контейнеры высокой плотности. Такие резервуары позволяют минимизировать процесс попадания опасных элементов в водные источники, почву и атмосферу.

В России применяют несколько методов дезактивации, в том числе:

1. Карбонат натрия.
2. Азотная кислота.
3. Элюция.
4. Обеззараживание отходов, представляющих собой жидкие соединения.

Каждый из представленных способов имеет как преимущества, так и недостатки. Но без таких процедур невозможно снизить уровень радиационного облучения.

При помощи карбоната натрия

Этот способ обезвреживания дорогой, но стоимость соответствует результату. Деактивация происходит следующим образом:

1. Под воздействием щелочного раствора радионуклиды «выгоняются» из продукта.
2. Из щелочи, где они поглощаются, радионуклиды извлекаются действием ионных частиц.
3. Хелатный комплекс удаляется с помощью магнита.

Этот метод показывает действительно хорошие результаты, но есть и отрицательные стороны. Карбонат натрия не способен на 100 процентов избавить радиоактивные отходы от радиации.

Растворение в азотной кислоте

Этот вариант нейтрализации заключается в том, что вещества помещают в кислоту, а затем остекловывают. Далее следует упаковка отходов в специальные контейнеры и утилизация. Метод также эффективен. Но процесс витрификации и дальнейшего осаждения требует больших затрат.

Элюирование почвы

При обнаружении загрязнения почвы радиоактивными веществами для обработки можно использовать нейтрализующие растворы. Но это в том случае, если зараженные предметы имеют низкую степень опасности. Соли аммония или раствор аммиака помогают удалить из почвы ядерные соединения.

Примечания

1. Полностью снять активность невозможно, так как практически везде в малых количествах присутствуют радиоактивные вещества, они создают естественный радиационный фон.
2. Савкин А.Е., Карлина О.К., Васильев А.П., Дубинин Г.В., Лебедев Н.М., Смирнов Б.А. Испытания ультразвуковой установки для дезактивации металлических радиоактивных отходов / Радиоэкологический журнал. Экологическая безопасность, № 3, 2007, стр. 38-41
3. А.Е. Савкин, О.К. Карлина, А.П. Васильев. Ультразвуковая дезактивация корпусов ОЯТ / Радиоэкологический журнал. Экологическая безопасность, №1, 2010, стр. 116-119
4. Эта задача становится особенно актуальной в связи с требованиями Федерального закона от 11 июля 2011 г. № 190-ФЗ «Об обращении с радиоактивными отходами» по обращению, кондиционированию и подготовке радиоактивных отходов АЭС к передаче Национальному оператору для окончательной переработки утилизация.

Хранение РАО

Контейнеры нужны для хранения радиоактивных отходов. Они изготовлены из материалов, не вступающих в реакцию с опасными веществами.

Может быть:

• армированный бетон;
• сталь;
• вести;
• полиэтилен, обогащенный бромом.

Обязательным требованием техники безопасности является размещение контейнеров с ядерными отходами в бочках, упакованных всухую. Радиоактивные вещества временно хранятся на складе. Долгоживущие отправятся в захоронение, а недолговечные разложатся в относительно благополучном состоянии. Затем их отправляют на лечение.

Настоящей проблемой были устаревшие атомные подводные лодки. При Советском Союзе их было 270. Сейчас в строю осталось не более 50 подводных лодок. Остальные подлежат утилизации или уже прошли эту процедуру. 180 лодок были законсервированы устаревшими методами и продолжали излучать радиацию и засорять побережья Дальнего Востока и Арктики.

В конце прошлого десятилетия был найден современный способ решения проблемы. Блоки ядерных реакторов были извлечены из воды и подготовлены к долговременному хранению. Место для них нашлось в Колабукте. Запущен комплекс Сайда Губа в Мурманской области. Это огромная залитая бетоном платформа со 120 комнатами с каменным основанием, обеспечивающим прочную поддержку свода.