На ППГХО внедрили новую систему очистки радиоактивных вод

На стройплощадке рудника № 6 Приаргунского производственного горно-химического объединения установили водоочистной комплекс «Импульс‑1500». Он позволит очищать радиоактивные шахтные воды: эту воду можно будет использовать для бытовых нужд. Причем установка работает без применения реагентов: воду обрабатывают электрическими разрядами — ​такие же возникают в воздухе во время грозы. Экологичную технологию водоочистки по заказу атомщиков разработали в Томском политехническом университете.

Очистные сооружения на урановом руднике нужны, чтобы очищать радиоактивные шахтные воды. На руднике № 6 водоочистка будет проходить в несколько этапов. Первые два — ​предварительная очистка от тяжелых металлов и радионуклидов методом осаждения с помощью реагентов. Эту технологию разработали специалисты центральной научно-исследовательской лаборатории ППГХО. Однако после такой очистки вода все еще остается радиоактивной. Финишную доочистку и обеззараживание обеспечит комплекс «Импульс‑1500», созданный учеными Томского политеха.

«Все схемы очистки шахтных вод, которые сегодня существуют, например в Германии и на Украине, включают реагентную обработку. Инновационный комплекс «Импульс‑1500» без применения реагентов освобождает воду от урана, радона, радиоактивных рудных взвесей и одновременно обеззараживает ее, — ​говорит ведущий инженер-технолог Центральной научно-исследовательской лаборатории ППГХО Людмила Литвиненко. — ​Вода после очистки будет полностью соответствовать требованиям норм радиационной безопасности и санитарным нормам на хозяйственно-питьевую воду. С появлением на руднике № 6 современных очистных сооружений процесс очистки радиоактивных шахтных вод станет безотходным. Сточных вод не будет вообще! А урансодержащий осадок предприятие утилизирует на Гидрометаллургическом заводе».

Управляемая гроза

«Главный узел установки «Импульс‑1500» — ​модуль электроразрядной обработки воды. Нам удалось воспроизвести природные явления, происходящие в воздухе во время грозы. Только в нашей установке этот процесс управляется и контролируется человеком, — ​рассказывает руководитель группы научно-производственной лаборатории ТПУ «Чистая вода» Алексей Верховский. — ​Когда высоковольтный электрический разряд попадает в водо-воздушный поток, образуются эффективные природные окислители: озон, атомарный кислород, радикалы ОНи другие активные частицы. Они сразу вступают в реакции с содержащимися в воде примесями, переводят их из растворимого состояния в нерастворимое или вовсе разрушают. А импульсный барьерный электрический разряд, являющийся источником ультрафиолетового излучения, обеззараживает воду».

Электроимпульсную технологию разработали в конце 1990-х годов в НИИ высоких напряжений ТПУ. Изначально она предназначалась для очистки обычной воды до питьевого стандарта. «Разработка оказалась очень востребованной, мы ее запатентовали и сертифицировали, — ​вспоминает Алексей Верховский. — ​Первыми заказчиками были предприятия нефтегазового комплекса, им нужно было обеспечить хорошей водой людей, работающих на месторождениях, и жителей вахтовых поселков. Наша система хорошо себя зарекомендовала в сложных климатических условиях».

Увидев спрос, политехники доработали технологию и начали создавать установки для очистки воды. Сегодня комплексы «Импульс» с разным функционалом используют предприятия по всей стране. «Наши установки работают на 130 объектах. Мы создали широкую продуктовую линейку, можем собрать комплекс любой производительности, начиная от 1 м³/ч. Установка «Импульс‑1500» самая крупная, ее мощность 1500 м³/ч. Это наш первый опыт работы по очистке шахтных вод, содержащих радиоактивные элементы, — ​отмечает Алексей Верховский. — ​Если у заказчика есть потребность, то к базовому комплекту можно добавлять дополнительные технологические узлы, тем самым менять уровень автоматизации и расширять функционал. Например, обеспечивать многоступенчатую очистку воды, избавлять ее от сложных примесей или какого-то конкретного элемента».

Долгожданная инновация

Идея применить электроразрядный метод для очистки шахтных вод, содержащих тяжелые металлы и радионуклиды, появилась 13 лет назад. Узнав о разработке сибиряков, ППГХО обратилось в Томский политех и сделало заказ. Специалисты вуза и томского Научно-инновационного центра электроимпульсных технологий несколько лет проводили научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, затем создали пилотную установку и испытали ее в Краснокаменске. В результате появилось эффективное технологическое решение, которое легло в основу проекта очистных сооружений шахтных вод рудника № 6.

После к работе над проектом подключились эксперты «ВНИПИпромтехнологии», генеральной проектной организации «Росатома». Они подготовили пакет документов, прошли несколько этапов корректировок и государственных экспертиз. После этого совместно с партнерами из Барнаула, НПО «Сибэнергомаш», томские политехники начали строить промышленную установку для атомщиков.

«Проект, безусловно, для нас один из самых сложных, значимых и ответственных, — ​продолжает Алексей Верховский. — ​Мы осуществили поставку и выполнили монтаж оборудования на станции очистных сооружений шахтных вод. Теперь нам предстоит новая ответственная задача: провести пусконаладку, отстроить и отработать режимы работы оборудования, вывести комплекс на проектную мощность, обучить персонал работе с установкой и передать ее в эксплуатацию».

После доочистки на «Импульсе‑1500» воду будут использовать в системе охлаждения Краснокаменской ТЭЦ. Если во время пусконаладочных работ очистительная система зарекомендует себя хорошо, технологию планируют тиражировать и на других предприятиях атомной отрасли. Сейчас на ППГХО готовятся к пробному пуску очистных сооружений шахтных вод. По планам пусконаладка завершится до конца года.

СПРАВКА

Строительство рудника № 6 началось в 2019 году в рамках реализации инвестиционного проекта «Освоение Аргунского и Жерлового месторождений». Первым делом демонтировали временный проходческий комплекс ствола 19-РЭШ. Затем приступили к строительству поверхностных шахтных комплексов, горно-капитальным работам и техническому перевооружению Гидрометаллургического завода. В планах на 2023 год — ​ввод в эксплуатацию первой очереди рудника и выпуск первой партии продукции. Завершат горно-капитальные работы в 2024–2026 годы, после чего объект выйдет на проектную мощность.