Введение

Смесь цемента с солями и рассолом. Солебетон – это смесь цемента с солями и рассолом, обычно образующаяся на предприятиях по очистке жидких отходов. Его назначение – иммобилизация опасных отходов и, в некоторых случаях, низкоактивных радиоактивных отходов в твердой форме. Это вид смешанных отходов. Солебетон постепенно заменяется соляным камнем, который обладает меньшей проницаемостью и выщелачиваемостью. Соляный камень представляет собой смесь солевого осадка (в основном нитрата натрия и других солей) с бетоном и золой-уносом. Примером объекта, где используется солебетон в США, является Экологический технологический комплекс Рокки Флэтс (RFETS) недалеко от Денвера, штат Колорадо. В период с 1952 по 1992 год там производились компоненты ядерного оружия, состоящие из радиоактивных и других опасных материалов. К 1989 году правительственное расследование пришло к выводу, что многие из этих материалов хранились и обрабатывались ненадлежащим образом, что привело к включению объекта в Национальный список приоритетов для проведения очистных работ Агентством по охране окружающей среды.

Основные факторы, связанные с солекретом, в RFETS

В июне 1997 года компания Kaiser Hill, также известная как CH2M Hill, являющаяся интегральным управляющим подрядчиком DOE для RFETS, заключила контракт с Envirocare of Utah, Inc., также известной как EnergySolutions, на транспортировку, обработку и утилизацию более 13 000 кубических метров смешанных отходов, радиоактивно и опасно загрязненных, включая поток отходов Saltcrete. Отгрузка отходов Saltcrete началась в июле 1997 года. Первая фаза объемом 1705 кубических метров отходов Saltcrete была успешно транспортирована, обработана и утилизирована менее чем за восемь недель. Вторая фаза объемом 1710 кубических метров была завершена в первом квартале 1998 финансового года за аналогичный период времени.

Введение

Солебетон – это продукт и технология переработки сточных вод, являющийся вторым по объему смешанным потоком отходов на RFETS, требующим обработки и размещения. Большая часть сточных вод, образующихся в производственных процессах RFETS, собирается в больших резервуарах, а затем подвергается обработке посредством осаждения, фильтрации, испарения и сушки, в результате чего формируется матрица, именуемая "солями". Изначальный состав потока отходов был богат нитратами и сульфатами, что и послужило причиной названия высушенного материала – "соли"; однако, в настоящее время концентрация неорганических соединений в потоке отходов существенно снизилась, несмотря на то, что отходы по-прежнему классифицируются как "соли". Солебетон формируется путем смешивания жидких концентратов, полученных в результате испарения, с "солями" и портландцементом. Полученная смесь заливается в контейнеры из картона и фанеры для затвердевания в монолит. Процесс переработки сточных вод приводит к образованию опасных отходов. Солебетон является смешанными радиоактивными отходами, основными радионуклидными загрязнителями которого являются америций, плутоний и уран. Отходы подпадают под действие кодов опасных отходов RCRA (Закон о сохранении и восстановлении ресурсов) F001, F002, F005, F006, F007 и F009. Загрязнители, регулируемые RCRA, включают в себя специфические летучие и полулетучие органические соединения, а также тяжелые металлы.

Обработка и разработка формулы совместным предприятием

Общей целью Envirocare и Kaiser Hill было выполнение Соглашения об очистке Рокки Флэтс. Согласно условиям соглашения, к 30 сентября 1997 года из RFETS необходимо было вывезти 1575 кубических метров несоответствующего требованиям отхода – солебетона. После заключения соглашения, но до отправки отходов в Envirocare, требовалось своевременно разработать эффективную формулу для достижения поставленных целей. Для этого проводились лабораторные исследования обрабатываемости, в ходе которых экспериментировали с пятью образцами солебетона, представляющими "наихудший случай", собранными Kaiser Hill. Учитывая вариативность компонентов опасных отходов RCRA в общем объеме отходов, потребовалось исследовать несколько образцов для обработки. Этот отбор образцов был необходим для того, чтобы разработанная формула была достаточно эффективной для стабилизации известных опасных элементов. Envirocare передала разработку формулы по субподряду компании InSciTe (дочерней компании Mountain States Analytical Laboratory, Inc.). Разработка формулы включала в себя применение различных комбинаций химических реагентов с целью иммобилизации опасных компонентов. В соответствии с действующими требованиями к разрешениям, Envirocare предоставила копию формулы обработки в Отдел твердых и опасных отходов штата Юта. Штат сохраняет этот отчет для своих нужд. Kaiser Hill успешно ускорила отбор, сбор и доставку образцов для анализа в Envirocare. Envirocare воспользовалась услугами экспресс-анализа и ускоренным графиком, что позволило разработать формулу менее чем за месяц. Kaiser Hill была немедленно уведомлена об успешной разработке формулы и возможности отправки отходов. В конечном итоге, в 1997 году Envirocare выиграла контракт на 7 миллионов долларов на обработку низкоактивных смешанных отходов на территории бывшего ядерного завода в Рокки Флэтс.

Критерии состояния участка

Критерии, связанные с площадкой, используемые для разработки проекта временного перерабатывающего комплекса, также приведены в критериях технологического процесса и проектирования. Множество правил, норм, руководств, политик и т.д., применимых к временному объекту, эксплуатируемому субподрядчиком, основаны на иных принципах, чем те, которые могут оказать влияние или предъявлять требования к более долгосрочному объекту. Кроме того, стандарты для перерабатывающего комплекса, которые могут быть адаптированы для работы с более широким спектром исходных материалов и, возможно, способны к образованию различных форм побочных отходов, например, переход от жидких к твердым, также, по всей видимости, учтены. Эти новые требования должны быть установлены, и соответствующие изменения должны быть внесены в критерии проектирования оборудования, общие критерии проектирования, спецификации и факторы, связанные с площадкой. Эти различия должны быть отражены в конструкторской документации. Аналогично, критерии, связанные с площадкой, необходимые для долгосрочного предприятия, потребуют не только более детальной инженерной проработки при проектировании технологического процесса, но и более тщательного определения факторов, связанных с площадкой, таких как несущая способность грунта, требования к фундаменту, виброзащита, строительные нормы и т.д.

Удаление соляного бетона

Обработанный побочный продукт будет помещен в ячейку для смешанных отходов для окончательного захоронения. Ячейка для смешанных отходов спроектирована с использованием тройной системы гидроизоляции из полиэтилена высокой плотности (HDPE). Слои, расположенные между гидроизоляционными экранами, обеспечивают управление и обнаружение утечек жидкости, а фундамент из искусственно уплотненной глины стабилизирует систему гидроизоляции. Отходы захораниваются в 7-футовом глиняном барьере против радона, зоне фильтрации из щебня и барьере против эрозии из крупного камня.