186525. lajstromszámú szabadalom • Eljárás folyékony és szilárd radioaktív, valamint élő szervezetre káros hulladékok bitumenbe történő beágyazására
1 186 52.5 2 A találmány tárgya eljárás folyékony, valamint szilárd, legfeljebb 5 mm szemcseméretü vagy arra aprítható és vízben vagy szerves folyadékokban szuszpendálható vagy oldható radioaktív és élő szervezetre káros hulladékok bitumenbe történő beágyazása. Számos technológiai eljárás ismeretes különböző munkahelyeken, így például izotóplaboratóriumokban, atomerőmüvekben és hasonló helyeken keletkező folyékony radioaktív hulladékok besűrítésére, majd a sűrítmény további feldolgozására. Ismeretesek olyan eljárások is, ahol a sűrítményt hozzátét-anyagokkal (cement) szilárdítják, vagy a sűrítményt kiszárítják és ugyancsak hozzátét anyagokkal (műanyag, üveg) kezelik, majd szilárdítják és a megszilárdított anyagot (terméket) tárolják véglegesen. (2014 435 és 2015 010 számú francia szabadalmak). Ismeretesek továbbá olyan eljárások, melyekben a sűrítményt bitumennel kezelik és emulziót képeznek, az emulziókat pedig további műveletekben megbontják. (245 695 sz. osztrák szabadalom). Más eljárásnál az oldatban lévő hulladékokat vagy szilárd halmazállapotú hulladékokat olvadt állapotban lévő (200-250 °C) bitumennel keverő üstben összekeverik, és ha víztartalmú hulladékról van szó, akkor az elegyből a vizet további folyamatban elpárologtatják vagy erre a célra különlegesen kialakított kisajtoló csigás készüléket (extrudert) alkalmaznak (266 268 sz. osztrák szabadalom). _____________ Az említett eljárásoknál a folyékony hulladékok besűrítése, majd azok szilárdítása, a szilárd hulladékanyagok kezelése és a hozzátét-anyagokba történő beágyazása különválasztott technológiai folyamatban megy végbe, ahol mindkét folyamat számos hátránnyal jár. A bepárló készülékekben nagy anyagkoncentrációt nem lehet elérni, ugyanis a hulladékban található anyagok oldhatóságuktól függően a tárolás hőmérsékletén kiválhatnak és a kivált sók a szilárdítás folyamatában problémákat, lerakódásokat, dugulásokat okoznak. A bepárlóban, különösen szerves detergensek jelenlétében és nagyobb anyagkoncentrációknál, az anyag felhabzik és ez nagymértékben rontja a besűrítést és a tisztítást. Cementes szilárdítás esetén a beágyazott anyagok (sók) legfeljebb 20%-ot érhetnek el a termékben, mivel a tárolás során a megszilárdított anyag tönkremegy nagyobb koncentrációknál. Üvegbe, műanyagba ágyazás során száraz formában kell a hulladékot előállítani, ez további feldolgozási nehézségeket okoz, továbbá e feldolgozási mód rendkívül költséges. A bitumenbe történő beágyazás eddig ismert módszereinél bitumen-emulzió alkalmazása, az emulzió kialakítása vagy megbontása jelentős energiát és időt igényel. Amennyiben bitument alkalmaznak, annak rossz hővezetőképessége miatt az ismert eljárásoknál nagy fütőfelületeket és magasabb technológiai hőmérsékletet kell biztosítani. A beágyazásra alkalmazott bitumeneknek, de sok esetben maguknak a beágyazásra kerülő anyagoknak - különösen, ha azok hőre érzékenyek - fizikaikémiai tulajdonságaikat kedvezőtlenül befolyásolja, ugyanakkor gyulladáshoz, robbanáshoz is vezethet. Az ismert bitumenezési eljárásoknál, a radioaktív va^y az élő szervezetre káros anyagok hatástalanításához zárt berendezések felépítését bonyolultan oldják meg. A találmány szerinti eljárással az volt a célunk, hogy folyadékok és szilárd radioaktív, valamint élő szervezetre káros hulladékok bitumenbe történő beágyazását az eddig ismert eljárásoknál gazdaságosabb üzemmódban állítsuk elő. Az előállított termékekben a hulladék egyenletesebb és finomabb eloszlású, ezáltal tárolás közbeni nagyfokú kilúgozódási ellenállású, továbbá lényegesen nagyobb koncentrációjú a hulladék és teljesen kizárt a tűz vagy robbanás veszélye. A folyékony hulladékból és bitumenből turbulens, változó lineáris áramlási sebességű filmeket képezünk a folyékony hulladék oldószer és/vagy szuszpendálószer eltávolítására és a hulladék szárazanyag-tartalmának beágyazására. Az eljárás során a hulladékot tartalmazó oldatból vagy szuszpenzióból valamely célszerűen kialakított készülékben, a fűtött készülékfalon mechanikusan turbulens áramlásban lévő filmet képezünk és ezt a készülékben ellenáramban betáplált közömbös gázárammal is keverjük, ellenáramú üzemeltetési móddal (az ellenáram a betáplált anyag és a keletkezett párák egymáshoz viszonyított haladási irányát jelenti), a hulladék víztartalmának vagy oldószertartalmának főtömegét a készülék első kétharmadában elveszti, majd ez az erőteljesen kevert, turbulens mozgásban lévő pasztaszerü film találkozik a készülék utolsó egyharmad részének kezdőpontjába betáplált, célszerűen 120-180 °C-ra felmeiegítelt bitumenfilmmel, amellyel bensőségesen elegyedik és a készülék utolsó egyharmad részében a hulladék a maradék víz és/vagy oldószertartalmát elveszíti, miközben a szárazanyag illetve szilárd rész a bitumenbe finom eloszlásban beágyazódik. A találmány szerinti eljárásnál a finom és egyenletes eloszlást egyrészt a turbulens áramlású filmek képzésével, másrészt azzal érjük el, hogy az oldott vagy szuszpendált hulladékrészecskék az oldószert, vagy szuszpendáló szert elveszítik és ezzel egyidejűleg egyenletesen bevonódnak a beágyazó bitumennel, végül azáltal, hogy az egyenletes és tökéletes beágyazást az intenzív mechanikai és közömbös gáz keverés is elősegíti. Az eljárás megvalósítására alkalmas berendezés például egy rotációs rendszerű, bepárló-beágyazó készülék, melynek a felső, körülbelül kétharmad részén az oldatok, illetve a zagyok besűrítése, az alsó körülbelül egyharmad részén pedig további besűrítés és a szárazanyag bitumenbe történő egyenletes elosztása és beágyazása történik úgy, hogy a bepárlórészen a forgórész lengőlapátokat, a beágyazó részen pedig merev lapátokat és/vagy merev és lengőlapátos, kombinációs szerkezeti elemeket tartalmaz, melyek kaparó élekkel vannak ellátva, és melyek elérik a bepárló falát, ezáltal a kivált anyag vagy bitumen falra való égése és a káros bomlási folyamatok elkerülhetők, s ezáltal a hőátadási viszonyok romlása is visszaszorítható. A beágyazás során a bepárló-beágyazó készüléken keresztül közömbös gázt recirkuláltatunk, célszerü-5 10 15 20 25 30 35 40 46 50 55 60 65 2
