DE2120754A1

DE2120754A1 - Radioactive water decontamination - for water contg surfactants

Info

Publication number: DE2120754A1
Application number: DE19712120754
Authority: DE
Inventors: Rolf Dipl.-Chem. 7500 Karlsruhe-Durlach; Krause Helmut Dr.rer. nat. 7500 Karlsruhe; Kluger Wolfgang 7501 Leopoldshafen Geisel
Original assignee: Gesellschaft fuer Kernforschung mbH
Current assignee: Gesellschaft fuer Kernforschung mbH
Priority date: 1965-02-27
Filing date: 1971-04-28
Publication date: 1972-11-09
Also published as: DE2120754C2; DE1517664A1; DE1517664C3; DE1517664B2

Abstract

Decontamination by evaporation of water-containing radio nucleides is described in DT 1517664. In cases where the water also contains impurities in the form of foam building agents e.g. detergents, these could adversely affect evaporation. To prevent this they are stabilized by treating the water with O3 in a container upstream of the evaporator. This container/vessel is of the foam fractionating or flocculating type.

Description

Verwendung des Verfahrens zum.Dekontaminieren radioaktiver Wässer in Anwesenheit von Störsubstanzen.Use of the radioactive water decontamination process in the presence of interfering substances.

Zusatz zu Patent . ... ... (Patentanmeldung P 15 17 664. 4) Die Erfindung betrifft die Verwendung des Verfahrens zum Dekontaminieren radioaktiver Wässer, wobei nach Patent . ... ... (Patentanmeldung P 15 17 664. 4) in einer Verfahrensstufe vor der eigentlichen Dekontamination den Wässern Ozon zugesetzt wird, auf Radionuklide und Störsubstanzen enthaltende, durch Verdampfen zu dekontaminierende Wasser.Addendum to patent. ... ... (patent application P 15 17 664. 4) The invention concerns the use of the process for decontaminating radioactive water, being according to patent. ... ... (patent application P 15 17 664. 4) in one process stage Before the actual decontamination, ozone is added to the water on radionuclides and water containing interfering substances to be decontaminated by evaporation.

Bei der Verdampfung radioaktiver Wässer, insbesondere stark salzhaltiger, radioaktiver Wässer, wird das Wasser durch Wärmezufuhr zum größten Teil verdampft und dadurch dekontaminiert (Destillat), während die Radionuklide zusammen mit anderen Inhalts stoffen im zurückbleibenden Wasserrest (Verdampfungsrückstand ) aufkonz entri ert werden. Das im allgemeinen weitgehend von Radionukliden freie Destillat ist meist in die Kanalisationen bzw. in die Vorfluter ableitbar. Entspricht das Destillat noch nicht den gesetzlichen Bestimmungen über die radiologische Qualität der in die Vorfluter ableit.-baren Wässer, wird eine Nachbehandlung, beispielsweise durch Sn~naustausch erforderlich.In the evaporation of radioactive water, especially highly salty, radioactive water, the water is mostly evaporated by the addition of heat and thereby decontaminated (distillate), while the radionuclides together with others Ingredients in the remaining water residue (evaporation residue ) to be conceded. Generally largely free of radionuclides Distillate can usually be discharged into the sewer system or into the receiving water. Is equivalent to the distillate does not yet meet the legal requirements on radiological quality the water that can be drained off into the receiving waters is subject to an after-treatment, for example Required due to replacement of the Sn ~.

-Sehr häufig treten als lnhaltsstoffe- der zu-dekontaminierenden Wässer, insbesonder bei Wässern aus Kernenergieanlagen, Kernforschungszentren oder mit radioaktiven Stoffen arbeitenden Laboratorien etc. in Gemeinschaft mit Komplex- und Chelatbildnern weitere Störsubstanzen auf, die Schaumbildung verursachen und/oder eine Kolloidbi#ldung begünstigen oder schon vorhandene Kolloide stabilisieren. Diese Störsubstanzen sind ebenfalls geeignet, die Dekontaminationsverfahren empfindlich zu behindern, oder sogar unwirksam zu machen.-The water to be decontaminated very often contains especially with water from nuclear power plants, nuclear research centers or with radioactive ones Laboratories etc. working with substances in association with complexing and chelating agents other interfering substances that cause foam formation and / or colloid formation favor or stabilize existing colloids. These interfering substances are also suitable for deliberately hindering the decontamination process, or even make it ineffective.

Bei der Verdampfung schaumbildende; Stoffe enthaltender Wasser wird je nach Art unc Konzentration dieser Stoffe eine unterschiedlich dicke Schaumschicht -entstehen, die die Wirksamkeit und Rentabilität eines Verdampfers durch Erhöhung der Betriebsdauer pro Wassermenge herabsetzt, oder die so mächtig werden kann, daß der Schaum in die Desü[Lat-Vorlage übergeht. Dann ist aber die Dekontamination unwirksam, da mit dem Schaum radioaktive Stoffe mitgerissen werden. Dieser bei der Dekontamination durch Verdampfen unerwünschte Effekt ist bei machen in der Literatur beschriebenen Trennungsverfahren durchaus erwünscht. Man unterscheidet dort zwei verschi-edene Vorgänge, nämlich die Flotation und die Schaumtrennung bzw. Schaumfraktionierung. Bei der Flotation werden die abzutrennenden Stoffe kolloidal gefällt oder an Fällflocken adsorbieren gelassen und danach mit Schaum in eine Vorlage übergetrieben, bei der Schaumtrennung werden die abzutrennenden Stoffe in gelöster Form, oft in konlplexierter Form, innerhalb der flüssigen Phase des Schaums mit diesem ausgeschäumt.Foaming on evaporation; Water containing substances is Depending on the type and concentration of these substances, a foam layer of different thicknesses - arise that increase the effectiveness and profitability of a vaporizer reduces the operating time per amount of water, or which can be so powerful that the foam passes into the Desü [Lat template. But then there is decontamination ineffective, as radioactive substances are carried away with the foam. This at the Decontamination by evaporation is an undesirable effect in making in the literature Described separation process is quite desirable. A distinction is made between two there various processes, namely flotation and foam separation or foam fractionation. In flotation, the substances to be separated are precipitated colloidally or on precipitated flakes Let adsorb and then blown over with foam in a template in which Foam separation, the substances to be separated are in dissolved form, often in complex form Form, foamed with this within the liquid phase of the foam.

Wird nun ein radioaktives Wasser, das gleichzeitig Komplex- und Schaumbildner enthält, verdampft, so sind bei einem tßberschäumen des Verdampfers, beson ders im Falle eines korrosionshemmenden; alkalischen (pH-WertalO Wassers, beide Vorgänge möglich.Now becomes a radioactive water, which at the same time complexing and foaming agent contains, evaporates, so are in a foaming of the evaporator, special in the case of an anti-corrosion; alkaline (pH valuealO water, both processes possible.

Es wurde versucht, die Schaumbildung durch Zusätze von Antischaummitteln zu unterdrücken. Dies gelang jedoch nicht in allen Fallen.Attempts have been made to prevent foam formation by adding anti-foaming agents to suppress. However, this did not succeed in all cases.

In neuerer Zeit wurden Untersuchungen bekannt, die zum Ziel hatten, die Wirkungsweise des Ozons auf Detergentien und auf das Reinigungsverfahren Flockung bei inaktiven Rohwässern, wie z. B. verschmutzten Flußwässern, zu klären. Hierbei wurde festgestellt, daß Ozon biologisch abbaubare Detergentien zerstört und die Flockung begünstigt. Lava-ähnliche Stoffe als Kontaktmaterial sollen die Ozon-Ausnutzung dabei fördern /Vortrag von Herrn Prof. Dr. Sontheimer, Karlsruhe, vom 23.1. 1970 anläßlich des Wassertechnologischen Colloquiums im Institut für Gastechnik; Feuerungstechnik und Wasserchemie der Universität RarlsruhJe#.In recent times, studies have become known that had the aim of the effect of ozone on detergents and on the cleaning process flocculation in the case of inactive raw water, such as B. polluted river waters to clarify. Here it was found that ozone destroys biodegradable detergents and the Favors flocculation. Lava-like substances as contact material are said to reduce the ozone utilization support / lecture by Prof. Dr. Sontheimer, Karlsruhe, from January 23. 1970 on the occasion of the water technology colloquium at the Institute for Gas Technology; Combustion technology and water chemistry from the University of RarlsruhJe #.

In der konventionellen Abwasserreinigungstechnik für inaktive Abwässer sind Versuche zur Feinreinigung schwachbelasteter Abwässer mittels Ozon durchgeführt wordenl Ch. Bischoff, Fortschritte der Wasserchemie und ihrer Grenzgebiete (Hera usgeber: J. Kaeding, G. Schulz; Akademie-Verlag Berlin), Heft 9, 1968, Seiten 121 bis 130, insbesondere Seite 124 und folgend/ Nach Bischoff ist. die Anwendung von Ozon nur dort zu empfehlen, wo das Abwasser bereits eine Vorreinigung erfahren hat. Die Ozonbehandlung wurde an biologisch vorgereinigten Abwässern aus Erdölverarbeitungs und Kokerei-Betrieben durchgeführt.In conventional wastewater treatment technology for inactive wastewater Experiments have been carried out on the fine purification of low-level wastewater using ozone Beenl Ch. Bischoff, Advances in water chemistry and its border areas (Hera publisher: J. Kaeding, G. Schulz; Akademie-Verlag Berlin), Issue 9, 1968, pages 121 to 130, in particular page 124 and following / Nach Bischoff is. the application of Ozone is only recommended where the wastewater has already been pre-cleaned. The ozone treatment was carried out on biologically pre-treated wastewater from petroleum processing and coking plants.

Alle diese Untersuchungen zielen jedoch nur darauf ab, Schwebe stoffe und giftige organische und anorganische Stoffe in Bezug auf die biologischen Verhältnisse der Vorfluter schon im Abwasser möglichst vollständig zu zerstören und zu entfernen.However, all of these investigations only aim to detect suspended matter and toxic organic and inorganic substances in relation to the biological conditions to destroy and remove the receiving water as completely as possible in the wastewater.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das Dekontaminieren Radionuklide und Störsubstanzen enthaltender Wässer durch Verdampfen zu ermöglichen, auch bei Anwesenheit Schaumbildung verursachender undloder eine Kolloidbildung begünstigender oder. schon vorhandene Kolloide stabilisierender Störsubstanzen. Eine störende Schaumbildung und damit eine Flotation und ein Ausschäumen der Radionuklide während der Dekontaminiation durch Verdampfen soll ver#mieden werden, und die.Wirksamkeit und Rentabilität eines Verdampfers auch beim Verdampfen solcher schwieriger Wässer erhalten bleiben.The invention is now based on the object of decontamination To enable water containing radionuclides and interfering substances by evaporation, even in the presence of foam causing and / or promoting colloid formation or. already existing colloids of stabilizing interfering substances. A disturbing foam formation and thus a flotation and foaming of the radionuclides during the decontamination by evaporation should be avoided, and the .effectiveness and profitability of a Evaporator is retained even when such difficult water evaporates.

Die Aufgabe wird in einfacher Weise dadurch gelöst, daß das Verfahren zum Dekontaminieren radioaktiver Wässer verwendet wird, wobei nach Patent . ... ... (Patentanmeldung P 15 17 664. 4) in einer Verfahrensstufe vor der eigentlichen Dekontamination Ozon den Wässern zugesetzt wird. Das Ozon macht die Schaumbildner und andere Störsubstanzen unwirksam, so daß nach relativ kurzer Einwirkungsdauer die Schaumbildung unterbleibt. Eine vollständige Zerstörung der Störsubstanzen ist nicht erforderlich. Der bei Raumtemperatur erfolgende Zusatz an Ozon ist nur in der Menge notwendig, die die Schaumbildung und die störenden Eigenschaften anderer Substanzen so weit reduziert, daß die Dekontamination durch Verdampfen mit dem gewohnten Erfolg auch bei solchen schwierigen Wässern durchführbar ist.The object is achieved in a simple manner in that the method used to decontaminate radioactive water, according to patent. ... ... (patent application P 15 17 664. 4) in a process stage before the actual Decontamination ozone is added to the water. The ozone makes the foaming agents and other interfering substances ineffective, so that after a relatively short period of exposure the foam does not form. A complete destruction of the interfering substances is not mandatory. The addition of ozone at room temperature is only in the amount necessary that the foaming and the disruptive properties of others Substances reduced so far that the decontamination by evaporation with the usual Success is feasible even with such difficult waters.

Besonders vorteilhaft ist die Verwendung des Verfahrens und damit die Ozonzugabe in einem dem Verdampfer vorgeschalteten Sammelbehälter für die zu dekontaminierenden Wässer, da sich hier zumindest ein großer Teil der Feststoffe ab setzen kann, bevor die Einspeisung des Wassers in den Verdampfer erfolgt. Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Ozon-Zugabe in einem dem Verdampfer vorgeschalteten, zur Schaumfraktionierung oder Flotation ausgebildeten Behälter oder Gefäß erfolgt, da hierdurch nicht nur die Störsubstanzen unwirksam gemacht werden, sondern Radionuklide und andere Inhaltsstoffe aus den Wässern schon vor der Verdampfun#g zumindest teilweise entfernt werden. Die Wirksamkeit des Verdampfers und seine Leistung wird somit erhöht.The use of the method and thus is particularly advantageous the addition of ozone in a collecting tank upstream of the evaporator for the decontaminating water, since at least a large part of the solids is here can set off before the water is fed into the evaporator. Farther it is advantageous if the ozone is added in an upstream of the evaporator, container or vessel designed for foam fractionation or flotation takes place, as this not only makes the interfering substances ineffective, but also radionuclides and other ingredients from the water at least partially before evaporation removed. The effectiveness of the vaporizer and its performance is thus increased.

In den beiden letztgenannten Fällen Schaumfraktionierung und Flotation ist eine vollständige Zerstörung der Störsubstanzen nicht nur nicht erforderlicht sondern sogar unerwünscht. Es soll nur eine solche Menge Störsubstanzen zerstört werden, daß die Durchführung einer Schaumfraktionierung oder Flotation im Behälter noch möglich ist, eine Schaumbildung im Verdampfer jedoch unterbleibt.In the last two cases, foam fractionation and flotation a complete destruction of the interfering substances is not only not necessary but even undesirable. It is only intended to destroy such an amount of interfering substances that the implementation of a foam fractionation or flotation in the container is still possible, but there is no foam formation in the evaporator.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfåh rens ist das Uberflüs sigwerden eines das Dekontaminationsve rfahren ve rteue rnden Zusatzes an Antischaummittel, der den Gehalt an Inhalts stoffen im Verdampfungsrückstand vergrößern würde-und die anschließende Fixierung des Verdampfungsrückstandes zur endgültigen Beseitigung erschweren undioder verteuern würde. Nach der Ozon-Zugabe wird ein schnelleres Absetzen ausgefällter Flocken od. Feststoffteilchen, ein kleineres Volumen der abgesetzten Stoffe, eine geringere Konzentration an Kolloiden im zu dekontaminierenden Wasser und eine bessere Filtrierbarkeit des Wassers festgestellt. Hierdurch wird beim Uberleiten des vorbehandelten Wassers in den Verdampfer eine geringere Feststoffmenge in diesen eingebracht, was einen besseren Wirkungsgrad und damit eine höhere Leistung des Verdampfers und u. U. sogar einen günstigeren Dekontaminationsgrad zur Folge haben kann. Weiterhin wird, da ein Über schäumen vermieden wird, eine Nachbehandlung des Verdampfer-Destillats überflüssig, die wiederum im Falle eines der Schaumfraktionierung entsprechenden Vorgangs hätte gestört sein können.A particular advantage of the method according to the invention is the excess If an additive of antifoam agent becomes necessary that will reduce the decontamination process, which would increase the content of ingredients in the evaporation residue and the subsequent fixation of the evaporation residue for final removal would make it more difficult and / or expensive. After the addition of ozone, it settles faster precipitated flakes or solid particles, a smaller volume of the settled Substances, a lower concentration of colloids in the water to be decontaminated and a better filterability of the water was found. This is when transferring of the pretreated water in the evaporator a smaller amount of solids in this introduced what a better efficiency and thus a higher performance of the Evaporator and possibly even a more favorable degree of decontamination result can. Furthermore, since over-foaming is avoided, an after-treatment of the Evaporator distillate superfluous, which in turn in the case of foam fractionation corresponding process could have been disturbed.

Claims

Patent claims:

1. use of the procedure for decontaminating radioactive water, being according to patent. ... ... (patent application P 15 17 664.4) in one process stage Before the actual decontamination, ozone is added to the water on radionuclides and waters containing interfering substances to be decontaminated by evaporation.

2. Use of the method according to claim 1, characterized in that that the addition of ozone in a collecting tank upstream of the evaporator for the water to be decontaminated takes place.

3. Use of the method according to claim 1, characterized in that that the ozone addition in an upstream of the evaporator, for foam fractionation or flotation-shaped container takes place.