DE3208231C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von radioaktivem Jod aus Schmutzstoffe enthaltendem Abwasser - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von radioaktivem Jod aus Schmutzstoffe enthaltendem AbwasserInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Dekontaminieren von radioaktives Jod und Fäkalien enthaltendem Abwasser, aus dem in einer ersten Stufe die Schmutzstoffe entfernt und dann in einer zweiten Stufe die Radioaktivität dem Abwasser weitestgehend entzogen wird. Das von Schmutzstoffen be freite Abwasser wird kontinuierlich durch eine Säule von mit Silber oder Silberhalogenid belegtem Trägermaterial geleitet. Die Erfindung betrifft ferner einen selbstregenerierenden Reaktor zur Durchführung dieses Verfahrens.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von radioaktivem Jod aus Abwasser, bei dem das Abwasser
kontinuierlich durch eine Säule von mit Silber oder Silberhalogenid belegtem Trägermaterial geleitet
wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Es ist bekannt, daß sich eine radioaktives Jod enthaltende Lösung mit inaktiven festen Silberhalogenidkörpern
ins Gleichgewicht setzt. Dies bedeutet in der Praxis, daß im Silberhalogenid eine Anreicherung und in
der Lösung eine teilweise Verminderung des radioaktiven Jods erfolgt. Eine ausreichende Dekontamination
an Radiojod ist hierbei jedoch nur dann zu erreichen, wenn die eingesetzte inaktive Silberhalogenidmenge ein
Vielfaches der Menge radioaktiven Jods beträgt oder ein solcher Vorgang mehrfach wiederholt wird.
Ein gattungsgemäßes Verfahren ist z. B. aus der Zeitschrift »Die Naturwissenschaften«, Jahrgang 51 (1964)
Heft I1 Seite 12, bekannt, wo das Abtrennen von radioaktivem
Jod aus wäßrigen Lösungen an Silberhalogenid beschrieben ist. Jedoch stellt sich bei diesem Verfahren
ebenso wie bei dem aus der DE-OS 27 01 027 bekannten Verfahren zum Entfernen von Radiojod aus einer Flüssigkeit,
insbesondere Urin, das Problem des Lagerns des abgetrennten, insbesondere ausfiltrierten unlöslichen
radioaktiven Niederschlags bis zum Abklingen der Radioaktivität. Herkömmliche zum Beispiel mit Aktivkohle
gemäß der Zeitschrift »Kernenergie«, 23. Jahrgang, Heft 3/1980, Seiten 78 bis 84 (79) gefüllte Filter zur Abscheidung
von Radiojod aus der Gasphase oder aus einer Flüssigkeit setzen sich beim Durchleiten von Abwasser
durch die in diesem enthaltenen Schmutzstoffe zu. Daher muß das Filtermaterial nach verhältnismäßig
kurzer Zeit gewechselt werden. Auch sind die Filter nach verhältnismäßig kurzer Zeit mit Radiojodid-Niederschlag
belegt, was gleichfalls einen Filteraustausch und Ablagerung bis zum Abklingen der Radioaktivität
des Jods erforderlich macht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, das bzw. die
eine Senkung der radioaktiven Konzentration des Abwassers unter den zulässigen Höchstwert im kontinuierlichen
Durchlauf unter Selbstregenerierung des Reaktors ermöglicht
Zur Lösung dieser Aufgabe werden erfindungsgemäß die im Anspruch 1 gekennzeichneten Maßnahmen bzw.
die im Anspruch 2 gekennzeichneten Merkmale vorgeschlagen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden zunächst die Schmutzstoffe aus dem Abwasser entfernt
Anschließend erfolgt die Verringerung der radioaktiven Konzentration des vorgereinigten Abwassers im kontinuierlichen
Durchlauf.
Hauptvorteile sind Verkleinerung des Dekontaminierungsvolumens sowie Selbstregenerierung und dadurch
bedingte theoretisch unbegrenzte Einsatzbereitschaft des Reaktors.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt eine Austauscherwirkung auch ohne Wirkungseinbuße an
mit Silber oder Silberhalogenid belegtem Trägermaterial, indem Silber- oder Silberhalogenid als feste Phase in
der Säule von dem radioaktives Jod enthaltenden Abwasser ausreichend langsam bzw. lange durchströmt
wird. Unter diesen Bedingungen stellt sich das Austauschgleichgewicht ein. Dies führt zu einer adsorptiven
Anlagerung des radioaktiven Jods an Silber oder Silberhalogenid unter Bildung von Silberjodid. Gegenüber
der flüssigen, mobilen Phase wird somit ein Retentionsverhalten erzielt. Bei andauerndem kontinuierlichem
Durchströmen der festen Phase bildet sich nach einiger Zeit ein stationärer Verteilungszustand aus, dessen Radioaktivitätsprofil
mit der Reaktorlänge und der Durchflußgeschwindigkeit variiert. Am Eintritt der Säule liegt
eine hohe Beladung und damit hohe Radioaktivität vor, die bei ausreichender Kapazität zum Ende der Säule
asymptotisch abnimmt.
Wird nun die Auslegung so getroffen, daß die Rückhaltefähigkeit für das einströmende radioaktive Jod ausreichend
groß ist, so zerfällt das radioaktive Jod dem radioaktiven Zerfallgesetzt folgend während des Kontaktes
vollständig zu Xenon, das im Abwasser in Lösung geht Dabei erfolgt die Freisetzung des Kontaktmaterials
Silber oder Silberhalogenid, das für neue Adsorptions- und Austauschvorgänge gegenüber neu zugeführtem
radioaktiven Jod wieder zur Verfügung steht Das Kontaktmaterial regeneriert sich also fortlaufend
selbst.
Der Unterschied gegenüber einem Ionenaustauscher liegt darin, daß das Kontaktmaterial selektiv gegenüber
radioaktivem Jod wirkt und daß die Kapazität des Kontaktmaterials bei ausreichender Dimensionierung theoretisch
unerschöpflich ist.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.
F i g. 1 zeigt schematisch den Ablauf der Dekontaminierung,
F i g. 2 zeigt schematisch einen Reaktor und F i g. 3 eine Reaktorbatterie.
Nach dem Schema gemäß F i g. 1 wird das mit Fäkal-
stoffen und radioaktivem Jod beladene Abwasser aus Sammelbehältern in mechanische Filteranlagen geleitet,
wo grobe Schmutzstoffe durch Sieben, Fällen, Filtrieren und/oder Absetzenlassen entfernt werden.
Das von Schmutzstoffen freie Abwasser gelangt dann in die selbstregenerierende Vorrichtung zur Jodentfernung,
in der die Radioaktivität des Abwassers unter die maximal zulässige Konzentrationsgrenze (MZK) gesenkt
wird. Dann kann das Abwasser in einen Kanal abfließen.
Die selbstregenerierende Vorrichtung besteht gemäß F i g. 2 aus einem langgestreckten Behälter mit Zu- und
Abfluß für das radioaktives Jod enthaltende bzw. vom radioaktiven Jod befreite Abwasser. Der Behälter 1 ist
mit körnigem Trägermaterial 2 gefüllt, welches mit SiI-ber
oder Silberhalogenid belegt ist. Das Volumen des Behälters 1, die reaktive Oberfläche des Trägermaterials
2 und die Strömungsgeschwindigkeit des Abwassers durch den Behälter 1 werden derart auf die Konzentration
des Abwassers an radioaktivem Jod abgestimmt, daß das den Behälter 1 zum Kanal verlassende Abwasser
eine Radioaktivitätskonzentration hat, die unterhalb der maximal zulässigen Grenze liegt Zu berücksichtigen
ist dabei auch die Zerfallzeit des radioaktiven Jods. Die Auslegung muß deshalb so getroffen werden, daß
unter Berücksichtung der Zerfallszeit des radioaktiven Jods genügend reaktives Kontaktmaterial, also Silber
oder Silberhalogenid, zur Verfügung steht, um das mit dem neu zulaufenden Abwasser in den Behälter 1 gelangende
radioaktive Jod zu adsorbieren.
Gemäß F i g. 3 können auch mehrere Behälter 1 unter Bildung einer Batterie in Reihe geschaltet werden, wenn
ein einziger Behälter zu großvolumig wird. Dabei wird auch ein Bypass 3 (in F i g. 3 gestrichelt) ermöglicht. Der
Bypass 3 kann zum Tragen kommen, wenn sich Störungen in einem Behälter ergeben oder dieser repariert
oder neu gefüllt und dazu abgeschaltet werden muß.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
30
35
40
45
50
55
60
Claims (3)
- Patentansprüche:5. Verfahren zum Entfernen von radioaktivem Jod aus Abwasser, bei dem das Abwasser kontinuierlich durch eine Säule von mit Silber oder Silberhalogenid belegtem Trägermaterial geleitet wird, dadurch gekennzeicnnet, daß bei Schmutzstoffe enthaltendem Abwasser diese in einer Vorstufe entfernt werden und daß die Bemessung der Säule in Abhängigkeit von der Jodkonzentration des Abwassers so gewählt wird, daß bei zeitlich unbegrenztem kontinuierlichen Durchfluß die Radioaktivität des aus der Säule abfließenden Abwassers unter einem maximal zulässigen Grenzwert bleibt.
- 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß die Säule aus einem oder mehreren, mit Zu- und Abflußöffnungen versehenen Behältern (1) besteht, die mit dem mit Silber oder Silberhalogenid belegten Trägermaterial (2) gefüllt sind.
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial (2) Aktivkohle ist.
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