УСТАНОВКА ПИКОВОЛНОВОЙ ОБРАБОТКИ ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ СТОКОВ БАКТЕРИОЛОГИЧЕСКИ ОПАСНЫХ ОБЪЕКТОВ

УСТАНОВКА ПИКОВОЛНОВОЙ ОБРАБОТКИ

ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ СТОКОВ БАКТЕРИОЛОГИЧЕСКИОПАСНЫХ ОБЪЕКТОВ

УСТАНОВКА ПИКОВОЛНОВОЙ ОБРАБОТКИ

ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ СТОКОВ БАКТЕРИОЛОГИЧЕСКИОПАСНЫХ ОБЪЕКТОВ

В.И. Ткаченко, С.В. ДюльдяНПК “ВИЭРТ” ННЦ “ХФТИ” НАН Украины, Харьков, Украина

Е.П. Клочков, В.Д. РисованыйОАО “ГНЦ – НИИАР”, Димитровград, Российская Федерация

VI Международная конференция «Сотрудничество для решения проблемы отходов» 8 – 9 апреля 2009 г., Харьков, Украина

2

Авторы представляют…

Сотрудничество ученых и инженеров России и Украины.Ведущие исследовательские ядерные центры наших стран:

ОАО “Государственный научный центр – НИИ атомных реакторов”,г. Димитровград, Российская Федерация.Национальный научный центр “Харьковский физико-технический институт” НАН Украины, г. Харьков, Украина

НПК “Возобновляемые источники энергии и ресурсосберегающие технологии” ННЦ “ХФТИ”

VI Международная конференция «Сотрудничество для решения проблемы отходов» 8 – 9 апреля 2009 г., Харьков, Украина

3

Цель сообщения

Представить вам проект модульной установки для непрерывного обеззараживания бактериологически загрязненных стоков при помощи разработанных в НИИАР (Россия) в сотрудничестве с учеными Украины и США новых эффективных источников пиковолнового электромагнитного излучения…

VI Международная конференция «Сотрудничество для решения проблемы отходов» 8 – 9 апреля 2009 г., Харьков, Украина

4

Методы очистки вод

наиболее эффективны методы с использованием облучения в жесткой части э.-м. спектранаиболее эффективны методы с использованием облучения в жесткой части э.-м. спектра

VI Международная конференция «Сотрудничество для решения проблемы отходов» 8 – 9 апреля 2009 г., Харьков, Украина

5

Пиковолновая обработка

…

nano-nano- pico-pico-pico-pico-micro-micro-

VI Международная конференция «Сотрудничество для решения проблемы отходов» 8 – 9 апреля 2009 г., Харьков, Украина

6

Пиковолновая гамма-обработка более чем в 60 странах мира коммерчески используется для…

стерилизации медицинских изделий…профилактики заражения пищевых продуктов патогенными микробами (E.Coli,…)…продления сроков годности/хранения пищевых и с/х продуктов (фрукты, овощи,…).обеззараживания отходов в газообразной, твердой и жидкой фазе…

Признана МАГАТЭ и ФАО одним из наиболее предпочтительных способов обеспечения экологической безопасности продуктов.Экономически эффективные технические решения особенно востребованыв развивающихся странах…

Состояние проблемы (1)

VI Международная конференция «Сотрудничество для решения проблемы отходов» 8 – 9 апреля 2009 г., Харьков, Украина

7

Состояние проблемы (2)

По даннымМАГАТЭ, одним изнаиболее актуальных приложений пиковолновой обработки является обеззараживание химически и бактериологически опасных стоков и осадков…

VI Международная конференция «Сотрудничество для решения проблемы отходов» 8 – 9 апреля 2009 г., Харьков, Украина

8

Состояние проблемы (3)

Действующие установки для обработки токсичных водных отходов(по данным публикаций МАГАТЭ)…

VI Международная конференция «Сотрудничество для решения проблемы отходов» 8 – 9 апреля 2009 г., Харьков, Украина

9

Состояние проблемы (4)

Основным излучателем является изотоп Кобальта-60, производимый в атомных реакторах ряда стран.

Сравнительно дорог 11.50 USD/Кюри активности

Сравнительно быстро истощается период полураспада 5.27 года требует частой перезагрузки облучателя

Экономически эффективная альтернатива???Европий Европий 15x15xEuEu6363 ! !

VI Международная конференция «Сотрудничество для решения проблемы отходов» 8 – 9 апреля 2009 г., Харьков, Украина

10

Европий в ядерной технике

Широко использовался в атомной энергетике и промышленности СССР иРоссии в качестве материала систем управления реакторами…НИИАР обладает уникальными технологиями обращения с европием…

VI Международная конференция «Сотрудничество для решения проблемы отходов» 8 – 9 апреля 2009 г., Харьков, Украина

11

Производство излучателя Производство долгоживущих Производство долгоживущих

радионуклидов европиярадионуклидов европия152152EuEu6363 и и 154154EE6363

при нейтронном облучениипри нейтронном облучениив ядерном реакторев ядерном реакторе

-излучатель нарабатывается в процессе эксплуатации энергетического или исследовательского реакторапри использовании европия по прямому назначению – как поглотителя реакторных нейтроновисключаются затраты на специальное облучение в реактореисключаются затраты на специальное облучение в реакторе (как у Кобальта-60)

-излучатель нарабатывается в процессе эксплуатации энергетического или исследовательского реакторапри использовании европия по прямому назначению – как поглотителя реакторных нейтроновисключаются затраты на специальное облучение в реактореисключаются затраты на специальное облучение в реакторе (как у Кобальта-60)

VI Международная конференция «Сотрудничество для решения проблемы отходов» 8 – 9 апреля 2009 г., Харьков, Украина

12

Требования к источникам

безопасность применениябезопасность применения отсутствие наведенной активности в облучаемых продуктах нерастворимость нуклидсодержащих соединений

предсказуемость свойств и поведенияпредсказуемость свойств и поведения надежность ядерных данных по параметрам источников характеризация изотопного состава гамма-источников

достаточный период полураспададостаточный период полураспада срок эксплуатации гамма-источников

достаточная мощность достаточная мощность -излучения-излучения производительность гамма-установок

достаточная жесткость достаточная жесткость -излучения-излучения проникающая способность излучения однородность поля поглощенных доз

VI Международная конференция «Сотрудничество для решения проблемы отходов» 8 – 9 апреля 2009 г., Харьков, Украина

13

Европий · Co-60, Cs-137

Вп

олн

е ср

авн

им

по

Вп

олн

е ср

авн

им

по

пар

амет

рам

пар

амет

рам

……

VI Международная конференция «Сотрудничество для решения проблемы отходов» 8 – 9 апреля 2009 г., Харьков, Украина

14

Европий в гамма-обработкеТрехсторонний международныйисследовательский проект U.S. DOE IPPU.S. DOE IPPPNNL T2-0201PNNL T2-0201

VI Международная конференция «Сотрудничество для решения проблемы отходов» 8 – 9 апреля 2009 г., Харьков, Украина

15

Ядерно-физический анализ

Выполненныев ННЦ “ХФТИ”детальные расчетыи математическоемоделированиеподтвердили применимостьевропияк широкому кругу технологическихпроцессовпиковолновойобработкиплотных сред…

ЕвропийЕвропийудовлетворяет требованиям, предъявляемым к технологическим нуклидам…удовлетворяет требованиям, предъявляемым к технологическим нуклидам…

0 20 40 60 80 10010-4

10-3

10-2

10-1

100

101

102

103

104

= 1,0 г/cм3

152Eu

154Eu 60Co

155Eu 137Cs

Мощ

ност

ь до

зы, к

Гр·

см2 /(

ч·кК

и)

Глубина в гомогенном фантоме, см

0 20 40 60 80 10010-4

10-3

10-2

10-1

100

101

102

103

104

= 1,0 г/cм3

152Eu

154Eu 60Co

155Eu 137Cs

Мощ

ност

ь до

зы, к

Гр·

см2 /(

ч·кК

и)

Глубина в гомогенном фантоме, см

VI Международная конференция «Сотрудничество для решения проблемы отходов» 8 – 9 апреля 2009 г., Харьков, Украина

16

Источники производства НИИАР

использующих накопленные в Россиизапасы этих радионуклидов

В В ““ГНЦ ГНЦ – – НИИАРНИИАР””разработаныразработаны

и сертифицированы в РФи сертифицированы в РФразличные моделиразличные модели

европиевых европиевых -источников-источников,,

VI Международная конференция «Сотрудничество для решения проблемы отходов» 8 – 9 апреля 2009 г., Харьков, Украина

17

Обеззараживание стоковЭкспериментыпо обработке речной иканализационной сточной водыПороговая доза200 ГрНасыщение при~1 кГр

Технология наиболее эффективнапри обработке сильно-загрязненных стоков…

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4102

103

104

105

106

107

108

109

1010

Коли-и

ндекс

, ш

т.\л

Поглощенная доза, кГр

р. Черемшан, г. Димитровград

вода канализационных сетей, г. Димитровград

вода канализационных сетей, г. Тольятти

Результаты обработки водыгамма-источниками на основе европия

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4102

103

104

105

106

107

108

109

1010

Коли-и

ндекс

, ш

т.\л

Поглощенная доза, кГр

р. Черемшан, г. Димитровград

вода канализационных сетей, г. Димитровград

вода канализационных сетей, г. Тольятти

Результаты обработки водыгамма-источниками на основе европия

VI Международная конференция «Сотрудничество для решения проблемы отходов» 8 – 9 апреля 2009 г., Харьков, Украина

18

Промышленное применение

Расчеты показали, что присуммарной активностиевропиевого облучателя~1 МКи возможнанепрерывная стерилизацияпотокажидких стоков…

VI Международная конференция «Сотрудничество для решения проблемы отходов» 8 – 9 апреля 2009 г., Харьков, Украина

19

Проект модульной установки

1 – реакционная камера2 – облучатель3 – защитные плиты4 – каналы с защит- ными пробками5 – гидро-акустичес- кое устройство6 – приемная емкость7 – камера облучения

Разработчик: ООО “ГНЦ – НИИАР” в кооперации сВНИИТФА (г. Москва) и НПК “ВИЭРТ” ННЦ “ХФТИ” (г. Харьков)

VI Международная конференция «Сотрудничество для решения проблемы отходов» 8 – 9 апреля 2009 г., Харьков, Украина

20

Проект модульной установки

Источники: НИИАР ГИЕ (152Eu+154Eu, 6 МКи).Рабочая камера 442 м.Экологически безопасное подземное размещение.Установленный срок эксплуатации(без перезагрузки облучателя) – 25 лет.Производительность в режиме дезинфекции:

при снижении коли-индекса в 106 раз – 4300 куб.м в сутки в 103 104 раз – 6000 куб.м в сутки

Оцененная стоимость обработки 0,20,4 USD/м3.Оцененные капиталовложения – 3,5 M$.

VI Международная конференция «Сотрудничество для решения проблемы отходов» 8 – 9 апреля 2009 г., Харьков, Украина

21

Выводы

Представленный проект коммерциализуем(по оценкам специалистов Инновационного агентства НПИА, г. Москва )

Предпочтителен в местах, характеризующихся устойчиво высоким уровнем бактериального и химического загрязнения:

муниципальные стоки городов;стоки крупных животноводческих комплексов;эпидемиологически опасные мед. учреждения;учреждения пенитенциарной системы.

Авторы готовы к сотрудничеству и обсуждению с потенциальными инвесторами…

VI Международная конференция «Сотрудничество для решения проблемы отходов» 8 – 9 апреля 2009 г., Харьков, Украина

22

Кроме того…

В сотрудничествеННЦ “ХФТИ” сНИИАР (Россия),ВНИИТФА (Россия)и PNNL (США)разработан проектмногоцелевойпилотной европиевойгамма-установкидля непрерывнойпиковолновой обработкистандартной стерилизующей дозой в 25 кГр твердых продуктов, упакованных в европакеты.Установка может быть использована для стерилизации медицинских изделий, бактериологически загрязненных отходов медучреждений, компактированных твердых осадков стоков и т.п.

VI Международная конференция «Сотрудничество для решения проблемы отходов» 8 – 9 апреля 2009 г., Харьков, Украина

23

Контакты

ООО “ГНЦ – НИИАР”Клочков Евгений Петрович,главный научный сотрудник

[email protected]@niiar.ru, http://www.niiar.ruhttp://www.niiar.ru

ННЦ “ХФТИ” НАН УкраиныТкаченко Виктор Иванович,директор НПК “ВИЭРТ” ННЦ “ХФТИ”

[email protected]@kipt.kharkov.ua, http://resst.kipt.kharkov.uahttp://resst.kipt.kharkov.ua