Экология

Материаловедение

Компанией ТВЭЛЛ в рамках государственного контракта разработана технология, основанная на уникальной авторской рецептуре иммобилизирующего материала Магнезиально-Минерально-Солевой Композиции (ММСК).

Компаундированная композиция ММСК, изначально предназначенная для иммобилизации радиоактивных, химических, токсических и органических отходов, при дальнейшем исследовании показала ряд уникальных свойств, позволяющих ей конкурировать с традиционным бетоном при применении в строительстве, включая строительство гидротехнических сооружений, в том числе, на базе рециклинга. Основным преимуществом перед традиционными бетонами является возможность использования ММСК в агрессивных средах или при отсутствии доступной, чистой, химически нейтральной воды.

1

 Монолитный блок из ММСК

 

О МАТЕРИАЛЕ
ПодробнееСкрыть

Основным сырьем для приготовления ММСК является получаемый из природного магнезита каустический магнезит. Жидкостью затворения для приготовления композиции служит раствор бишофита, в качестве минерального наполнителя используются металлургические шлаки, зола и различные природные минералы.

Технология приготовления ММСК аналогична технологии приготовления цементных растворов, не требует высоких энергозатрат, и осуществляется при любых положительных температурах на оборудовании, применяемом для обычного бетонирования.

В результате отверждения ММСК происходит включение отходов в кристаллическую структуру минералов и соблюдается принцип фазово-химического соответствия матрицы отходов и вмещающей геологической формации. Образуется сверхплотный камень, на поверхности которого формируется абсолютно нейтральный микрослой, препятствующий любой диффузии из тела камня наружу. Это явление признано научным открытием и защищено свидетельством и рядом патентов.

Поскольку ММСК готовится на основе морской воды, а поверхностный слой выступает аналогом перламутра, то использование ММСК позволяет предложить замкнутую технологию захоронения упакованных отходов – в море, в соляных формациях, в отработанных шахтах.

ММСК применяется для утилизации радиоактивных, химических, токсических и органических отходов. Предлагаемое решение по включению низко и среднеактивных отходов в минеральные матрицы является сегодня основным технологическим этапом кондиционирования РАО без высокотемпературных операций и позволяет обеспечить передачу упакованных РАО сразу на захоронение в ПЗРО, исключая любые утечки радионуклеидов в окружающую среду.

2   IMG_7373

Характеристики и свойства ММСК                        

  • ММСК приготавливается на основе широко распространенных минералов и отходов горно-металлургического производства;
  • при отверждении ММСК соблюдается принцип фазово-химического соответствия матрицы отходов и вмещающей геологической формации;
  • коэффициент наполнения ММСК отходами может доходить до 60%;
  • ММСК имеет нейтральный поверхностный слой, препятствующий  любой диффузии из отвержденного материала;
  • ММСК негорюча;
  • ММСК высоко износостойкая;
  • ММСК устойчива к образованию плесени и грибка;
  • ММСК стойка к воздействию нефтепродуктов и минеральных масел;
  • ММСК может использоваться для обращения с высокосолевыми РАО;
  • в ММСК можно упаковывать золу от сжигания кубовых осадков;
  • в ММСК можно упаковывать токсичные отходы без предварительной подготовки• ММСК применяется в агрессивных средах (на стыке воды и воздуха в прибрежных конструкциях) и морской воде.

Сравнительные характеристики матричных материалов и технологий иммобилизации РАО с их использованием.

Свойства

Портланд­цемент

Бор-силикатные стекла

Синрок

ММСК

1 Способность фиксировать радионуклиды и продукты их распада

+

+

+

+

2 Механическая прочность

+

+

++

++

3 Радиационная стойкость

+

+

+

++

4 Стойкость к выщелачиванию

+

++

++

5 Термоустойчивость

+

+

++

++

6 Устойчивость при размещении в геологических формациях

++

++

7 Стоимость исходного сырья*

+

+

+

8 Технология**

+

+

  • Характеристики свойств материалов: “++” – очень высокие, “+” – высокие, “–” -низкие;
  • * Стоимость сырья: “+” -низкая, : “+–”  – средняя, “–” – высокая;
  • ** Технология: “+” –  простая, “–” – сложная.

Основные параметры магнезиально-минерально-солевой композиции

Наименование параметра

Значение

Требования
ГОСТ Р 51883-2002

ММСК

Механическая прочность при сжатии, МПа

5

более 70

Скорость выщелачивания, г/см 2 ·сут, не более

10-3

менее 10-4

Радиационная устойчивость – характеризуется механической прочностью, снижение которой при максимальной поглощенной дозе радиационного воздействия 106 Гр не должно превышать 25%, при этом механическая прочность должна быть не ниже допустимого предела прочности при сжатии

25%

5,7%

Устойчивость к длительному пребыванию в воде – характеризуется механической прочностью, снижение которой за 90 суток не должно превышать 25%, при этом механическая прочность должна быть не ниже допустимого предела прочности при сжатии

25%

не более 5 %

Морозостойкость – характеризуется механической прочностью, снижение которой при многократном замораживании и оттаивании (от минус 40 до плюс 40 0 С) не должно превышать 25%, при этом механическая прочность должна быть не ниже допустимого предела прочности при сжатии

25%

17 %

 

СФЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ 
ПодробнееСкрыть

ММСК применяется:

  • для первичной утилизации РАО в виде: ЖРО, шламов, иловых осадков, грунтов, ТРО (после предварительной обработки)
  • для первичной утилизации химических и токсических отходов
  • для переупаковки  РАО, упакованных по технологии бетонирования
  • для использования в качестве строительного материала при строительстве гидротехнических сооружений.

Возможные области применения ММСК

АЭС
  • Иммобилизация ЖРО
  • Иммобилизация илового остатка бассейнов выдержки ОЯТ и ёмкостей хранения ЖРО
  • Иммобилизация тритиевой воды
  • Ликвидация протечек в бассейнах выдержки ОЯТ
  • Иммобилизация золы от сжигания ТРО
Комбинаты Радон
  • Иммобилизация ЖРО
  • Иммобилизация золы от сжигания ТРО
Предприятия по переработке ядерного топлива
  • Иммобилизация ЖРО
  • Иммобилизация илового остатка бассейнов выдержки ОЯТ и ёмкостей хранения ЖРО
  • Ликвидация протечек в бассейнах выдержки ОЯТ
Утилизация АПЛ и судов АТО
  • Иммобилизация илового остатка бассейнов выдержки ОЯТ и емкостей хранения ЖРО.
  • Иммобилизация ЖРО.
  • Консервация большеобъемных ядерно- и радиационно-опасных объектов.
  • Консервация реакторных отсеков с аварийными зонами
Организация свалок и утилизация промышленных и бытовых отходов
  • Изготовление «подушки» под свалки с целью недопущения в почву и водоносные слои химических, токсических и биологических загрязнений
  • Упаковка измельченных отходов без предварительной сортировки
  • Упаковка золы – отходов мусоросжигающих заводов и заводов по сжиганию иловых осадков очистных сооружений.
  • Изготовление емкостей для хранения агрессивных химических веществ

 

Строительство
  • Изготовление высокопрочных конструкций, имеющих прямой контакт с почвой и/или морской водой
  • Использование упаковок золы в ММСК в нежилом и/или промышленном строительстве

 

РАЗВИТИЕ ПРОЕКТА
ПодробнееСкрыть

  • В 2003-2004 гг. по Государственному контракту с Фондом содействия развитию малых предприятий в научно-технической сфере проведены НИОКР и предложены различные технологии упаковки и иммобилизации радиоактивных, химических, токсических и органических отходов. Получен ряд патентов. В частности, была закончена ОКР, направленная на разработку технологии утилизации золы, образующейся при сжигании илового осадка по контракту с ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга».
  • Технология упаковки РАО в магнезиальный бетон в 2008 году была испытана в Ленинградском отделении СЗТО ФГУП «РосРАО». Согласно экспертному заключению: «…ММСК является перспективным эффективным материалом для иммобилизации РАО… необходимо провести комплексные сертификационные испытания и сертифицировать технологию…».
  • Решение НТС ФГУП «РосРАО» от 22.12.2011: … Считать целесообразным проведение НИР по применению рассмотренной технологии на площадке Ленинградского отделения СЗТО ФГУП «РосРАО» для изучения устойчивости матрицы в промышленных образцах.
  • 4 декабря 2012 года получено положительное заключение НТС Санкт-Петербургского государственного технологического института.
  • НТС Госкорпорации «Росатом» 30 марта 2015 года принял решение «рекомендовать ФГУП «РосРАО» провести опытно-промышленную работу по оценке применимости технологии иммобилизации ЖРО с высоким содержанием солей в ММСК с целью сертификации и использования на ОИАЭ в промышленном масштабе».

 

СТРОИТЕЛЬСТВО ЗАВОДА ПО ПЕРЕРАБОТКЕ ОПАСНЫХ ОТХОДОВ 
ПодробнееСкрыть

Объем инвестиций в строительство завода по переработке опасных отходов мощностью до 500 тысяч тонн в год составляет  – 795 369 тыс. рублей

Инвестиции Значение, тыс.руб.
I ЭТАП. Первичная разработка технологии утилизации отходов и получение патентов

53 000

II ЭТАП. Организация СП. Приобретение патентов

324 000

III ЭТАП. Разработка технологии производства ММСК для иммобилизации РАО

126 000

IV ЭТАП. Разработка технологии производства ММСК для строительной отрасли

163 000

V ЭТАП. Коммерческая реализация проекта

85 043

Административно-управленческая деятельность

43 526

ИТОГО

795 369

 

Экономическая эффективность проекта

Показатель Ед. изм. Проект
NPV

тыс. руб.

1 880 691

PI

1,3

IRR

%

106%

PBP

лет

4,1

DPBP

лет

4,9

 

Водоподготовка

Фильтр модульной конструкции для механической очистки воды T-RIVER является первой ступенью водоподготовки и водоочистки в судовых, жилищно-коммунальных и промышленных системах.

Веб-сайт продукта http://t-river.ru

ПодробнееСкрыть

В рамках Федеральной целевой программы «Развитие гражданской морской техники» на 2009-2016 гг. компания выполнила НИОКР «Разработка технологии и создание опытного образца отечественного высокоэффективного фильтра морской воды модульной конструкции нового поколения для судовых технологических и санитарных систем».

Результатом работы стал Фильтр модульной конструкции, предназначенный для механической очистки воды от взвешенных частиц размером более десяти микрон.

filter

При этом применяются высоконадежные сменные фильтрующие элементы собственного производства из полимерного материала, выдерживающие сотни циклов промывки без потери фильтрующих свойств.

Очистка воды осуществляется при движении воды изнутри наружу фильтрующего элемента, благодаря чему корпус модуля также служит накопителем очищенной воды.

filtering

Конструкция фильтра обеспечивает непрерывную выдачу фильтрата потребителю, как в процессе фильтрования, так и во время промывки. Для промывки каждого фильтрующего элемента очищенной водой предусмотрен свой автоматический запорный клапан с минимальным временем срабатывания. Вынос смытой взвеси осуществляется совместно исходной водой и водой, поступающей сквозь фильтр-элемент внутрь него. Промываемая зона минимальна и требует минимального расхода очищенной воды, составляющего менее одного процента от общего объема очищаемой воды.

Фильтр не имеет ограничений по длительности работы и может работать круглосуточно.

Технические характеристики

  • Тонкость фильтрации – от 3 микрон (определяется при заказе);
  • Производительность единичного фильтрующего модуля – 12 м3 в час;
  • Количество фильтрующих элементов в модуле – 8 шт.;
  • Габариты единичного фильтрующего модуля – 975*700*770 мм;
  • Напряжение питания для управляющей автоматики – 220/380 В.

Сферы применения

  • водоснабжение коммунальное и сельскохозяйственное;
  • водоподготовка плавательных бассейнов;
  • теплоснабжение;
  • доочистка хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод;
  • очистка забортной воды для технических и санитарных систем судов.

Продукция соответствует стандартам таможенного союза, предъявляемым как в технической, так и к питьевой воде:

declaration - 0001 declaration - 0002

Патенты

Материаловедение:

patent_RWcompositionpatent_RWimmopatent_RWmethod

Водоподготовка:

patent_waterpurification patent_waterfilterelement patent_waterfilterпи 2530079