RU2090944C1 - Method for decontaminating highly radioactive water from radionuclides - Google Patents

Method for decontaminating highly radioactive water from radionuclides Download PDF

Info

Publication number
RU2090944C1
RU2090944C1 RU95110635A RU95110635A RU2090944C1 RU 2090944 C1 RU2090944 C1 RU 2090944C1 RU 95110635 A RU95110635 A RU 95110635A RU 95110635 A RU95110635 A RU 95110635A RU 2090944 C1 RU2090944 C1 RU 2090944C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
sorbents
sorbent
hydrogen
salt
Prior art date
Application number
RU95110635A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95110635A (en
Inventor
Л.М. Шарыгин
В.Е. Моисеев
А.Ю. Муромский
О.М. Сараев
В.Г. Морозов
Original Assignee
Белоярская атомная электростанция
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Белоярская атомная электростанция filed Critical Белоярская атомная электростанция
Priority to RU95110635A priority Critical patent/RU2090944C1/en
Publication of RU95110635A publication Critical patent/RU95110635A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2090944C1 publication Critical patent/RU2090944C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

FIELD: sorption procedure for decontaminating highly radioactive water. SUBSTANCE: method involves filtering water through combination charge of cation-exchange inorganic sorbents of zirconium phosphate and/or titanium phosphate in hydrogen and salt forms. Volume proportion of hydrogen and salt forms of sorbents in combination charge is 1:2-2:1. Lithium, sodium, or potassium forms are used, as a rule, as salt forms of sorbent. Sorbents are usually arranged in combination charge in layers; first layer along decontaminated water path has sorbent in hydrogen form and second layer has sorbent in salt form. EFFECT: provision for maintaining steady and neutral pH value of medium at sorption column outlet; facilitated procedure of water decontamination. 7 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к сорбционной технологии очистки воды и может быть использовано для очистки высоко- и среднеактивных жидких отходов, в частности воды бассейнов выдержки отработавшего топлива атомных электростанций в режиме рециркуляции либо водного теплоносителя ядерных реакторов при аварийных ситуациях в режиме прямой фильтрации со сбросом эффлюента. Предположительным является использование изобретения для дезактивации от долгоживущих биотоксичных нуклидов типа 137Cs, 134Cs, 90Sr, 60Co, в первую очередь от радионуклидов цезия, доля которых в общей активности жидких отходов 0,16 Ки/л достигает 98% согласно данным по аварии на американской АЭС "Три-Майл-Айленд" [1]
В практике водоочистки теплоносителя ядерных реакторов, а также дезактивации жидких отходов низкого и среднего уровней активности известны способы очистки с помощью органических ионообменных ионитов [2-5] Так, при очистке продувочных реакторных вод используют сильнокислотный катионит и сильноосновной анионит в H+- и OH--формах в виде смешанной загрузки либо используют раздельные фильтры. Согласно [2, с. 267] для очистки воды реактора бассейнового типа от активности применяют ионообменный фильтр, загруженный головным слоем из катионита КУ-2-8 и смешанным слоем из КУ-2-8 и анионита АВ-17-8 соответственно в H+- и OH--формах. Согласно [3, с.131] для дезактивации водного теплоносителя АЭС в США используют установку, состоящую из двух фильтров, включающих соответственно катионит в H+-форме и смешанную шихту из катионитов в той же форме и анионита в OH--форме в соотношении 1:1. Известно [5, с. 338] что для очистки от радионуклида 137Cs рециркулирующей воды бассейна выдержки облученного топлива применяют колонну, загруженную катионитом Amberlite IR-120 в количестве 0,4 м3.
The invention relates to a sorption technology for water purification and can be used for the purification of high- and intermediate-level liquid wastes, in particular, the water of spent fuel pools of nuclear power plants in the recirculation mode or of the aqueous coolant of nuclear reactors in emergency situations in the direct filtration mode with effluent discharge. It is assumed that the invention is used for decontamination from long-lived biotoxic nuclides of the type 137 Cs, 134 Cs, 90 Sr, 60 Co, primarily from cesium radionuclides, the share of which in the total activity of liquid waste 0.16 Ci / l reaches 98% according to accident data at the American Three Mile Island NPP [1]
In practice, water purification of the coolant of nuclear reactors, as well as decontamination of liquid wastes of low and medium levels of activity, methods of purification using organic ion-exchange ion exchangers are known [2-5]. Thus, in the purification of purge reactor waters, strongly acidic cation exchange resin and strongly basic anion exchange resin are used in H + and OH - forms in the form of mixed loading or use separate filters. According to [2, p. 267] an ion-exchange filter loaded with a head layer of KU-2-8 cation exchanger and a mixed layer of KU-2-8 and anion exchanger AB-17-8 in H + and OH - forms, respectively, is used to purify the water of a pool-type reactor from activity . According to [3, p.131], for the deactivation of the aqueous coolant of nuclear power plants in the United States, an installation consisting of two filters is used, respectively comprising cation exchange resin in the H + form and a mixed charge of cation exchange resins in the same form and anion exchange resin in the OH - form in the ratio 1 :1. It is known [5, p. 338] that a column loaded with Amberlite IR-120 cation exchanger in an amount of 0.4 m 3 is used to purify 137 Cs of radionuclide from the recirculated water of the exposure pool of the irradiated fuel.

Известны установка и способ удаления радиоактивных стронция и/или цезия из водного раствора, содержащего химическую жесткость [6] Для этого раствор пропускают через первую колонну, содержащую органическую катионообменную смолу в Na+-форме, а затем через вторую колонну, загруженную синтетическим цеолитом (типа А, эрионит, шабазит, филипсит) либо смесью этих цеолитов.A known installation and method of removing radioactive strontium and / or cesium from an aqueous solution containing chemical rigidity [6] For this, the solution is passed through a first column containing an organic cation exchange resin in a Na + form, and then through a second column loaded with synthetic zeolite (type A, erionite, chabazite, philipsite) or a mixture of these zeolites.

Недостаток сорбционных способов дезактивации средне- и высокоактивных растворов с помощью органических ионообменных смол заключается в их низкой радиационной стойкости [2-4] в результате чего происходит деструкция основы, снижается обменная емкость и ухудшается кинетика обмена [2, с.23-25; 3, с. 73] Например, сульфо- и карбоксильные катиониты заметно ухудшают сорбционную способность при поглощенных дозах излучения 106 Гр (108 рад), а при дозах 107 Гр эти смолы уже нельзя использовать [2, с.24] В то же время в процессе ионообменного выделения таких радиотоксичных долгоживущих продуктов деления, как 137Cs, 90Sr, такого уровня дозы получаются при поглощении ионитом активности порядка 1-5 Ки/л уже за время экспозиции 5-7 сут [2, с.18 и 270] Другим недостатком органических смол является их низкая селективность, в частности к радионуклидам цезия, таким как 137Cs и 134Cs.The disadvantage of sorption methods for the deactivation of medium- and highly active solutions using organic ion-exchange resins is their low radiation resistance [2-4], as a result of which the base is degraded, the exchange capacity decreases and the kinetics of exchange deteriorates [2, p.23-25; 3, p. 73] For example, sulfo and carboxyl cation exchangers noticeably worsen sorption capacity at absorbed radiation doses of 10 6 Gy (10 8 rad), and at doses of 10 7 Gy these resins can no longer be used [2, p.24] At the same time, in the process ion-exchange excretion of such radiotoxic long-lived fission products as 137 Cs, 90 Sr, of this dose level are obtained when an ion exchanger absorbs activity of the order of 1-5 Ci / l already during the exposure time of 5-7 days [2, p.18 and 270] Another disadvantage of organic resins is their low selectivity, in particular to cesium radionuclides, such as 137 Cs and 134 Cs.

Подобными недостатками обладает и способ дезактивации, использующий для очистки водного теплоносителя ядерного реактора сорбенты на основе активированного угля, поверхность которого модифицирована оксином или его производными [7] Другим недостатком способа является то, что сорбенты на основе активированных углей обладают низкой катионообменной способностью. The decontamination method has similar disadvantages, using activated carbon based sorbents for cleaning the aqueous coolant of a nuclear reactor, the surface of which is modified with oxine or its derivatives [7] Another disadvantage of this method is that activated carbon based sorbents have low cation exchange capacity.

В радиохимической практике и на АЭС известны способы очистки от долгоживущих радионуклидов (137Cs, 90Sr) воды бассейнов выдержки и хранилищ для отработанного топлива с помощью неорганических сорбентов, имеющих более высокую радиационную стойкость, чем органические смолы и угли - не менее 107 Гр [2, с.22 и 28] Из них наиболее широко используются либо предложены к использованию синтетические сорбенты цеолиты, гексацианоферраты (ферроцианиды) и фосфат циркония.In radiochemical practice and at nuclear power plants, methods are known for cleaning long-lived radionuclides ( 137 Cs, 90 Sr) of water from storage pools and spent fuel storage using inorganic sorbents that have higher radiation resistance than organic resins and coals - at least 10 7 Gy [ 2, p.22 and 28] Of these, the most widely used or proposed to use synthetic sorbents are zeolites, hexacyanoferrates (ferrocyanides) and zirconium phosphate.

Известен способ дезактивации от 137Cs в режиме рециркуляции нейтральной деминерализованной воды с бассейна выдержки топлива на АЭС в Брадуэлле [5, с.343] Очищаемую воду пропускают вначале через колонну с цеолитом "Decalsoi", а затем через ионообменный деминерализатор. Недостаток способа низкая химическая устойчивость используемого цеолита, что обуславливает введение дополнительной ионообменной ступени очистки. В другом техническом решении [8] через гранулированный синтетический морденит пропустили 16 тыс. колоночных объемов хладагента из бассейна для хранения отработавшего топлива в режиме рециркуляции; в результате было удалено более 95% радионуклидов 134Cs, 137Cs и 110Ag. Недостаток способа заключается в низкой селективности сорбента, на что указывает невысокий коэффициент очистки по радиоцезию (20) при довольно большом фильтроцикле. Другой недостаток низкая химическая стойкость сорбента и вообще цеолитов, в результате чего в эффлюент попадают примеси основы кремний, алюминий, натрий и др.A known method of decontamination from 137 Cs in the mode of recirculation of neutral demineralized water from the fuel holding pool at the Bradwell nuclear power plant [5, p. 343] The purified water is first passed through a Decalsoi zeolite column, and then through an ion-exchange demineralizer. The disadvantage of this method is the low chemical stability of the zeolite used, which leads to the introduction of an additional ion-exchange purification step. In another technical solution [8], 16 thousand column volumes of refrigerant were passed through granular synthetic mordenite from the pool to store spent fuel in recirculation mode; as a result, more than 95% of the radionuclides 134 Cs, 137 Cs and 110 Ag were removed. The disadvantage of this method is the low selectivity of the sorbent, as indicated by a low coefficient of purification by radiocaesium (20) with a rather large filter cycle. Another disadvantage is the low chemical resistance of the sorbent and zeolites in general, as a result of which impurities of the base silicon, aluminum, sodium, and others enter the effluent.

Известны способы дезактивации с помощью гексацианоферратов водного теплоносителя реактора от радиоцезия [9] и воды бассейна выдержки отработавшего топлива АЭС от 137Cs и 90Sr (90). По первому способу [9] через стеклянную колонку, загруженную 1 см3 гексацианоферрата титана, импрегнированного в катионообменную смолу в количестве 23% пропускали имитат водного теплоносителя 1-го контура реактора ВВЭР-440 (0,065 моль/л H3BO3, 0,025 моль/л КОН, 0,002 моль/л NH4OH; температура -50oC; pH 6,5) со скоростью 10 м/ч (сорбент был получен по польскому патенту N р-2255191, 1985 г. [9]). К конце фильтроцикла в 25 тыс. колоночных объемов (к.о.) коэффициент очистки по 137Cs составлял 100, а концентрация гексацианоферрат-ионов 2 мг/л. По второму способу [10] очистку воды бассейнов выдержки отработавшего топлива от радиоактивных примесей в режиме рециркуляции ведут на фильтре смешанного действия, состоящего из отечественных катионита КУ-26 в H+-форме и анионита АВ-17 в OH--форме в соотношение 1:1, 10-20% количества которых из общего объема загрузки 300 л предварительно модифицируют гексацианоферратом никеля методом импрегнирования. Коэффициент очистки по 137Cs и 90Sr, равный 10, достигается при прохождении соответственно 5000 и 10 к.о. воды, имеющей солесодержание 400 мг/ли и суммарную бета-активность 1•107 Бк/дм3 (0,27 Ки/л).Known methods for deactivation using hexacyanoferrates of the aqueous coolant of the reactor from radiocaesium [9] and the pool water of spent fuel from nuclear plants from 137 Cs and 90 Sr (90). In the first method [9] through a glass column loaded with 1 cm 3 of titanium hexacyanoferrate impregnated into a cation exchange resin in an amount of 23%, a simulated water coolant of the first circuit of the WWER-440 reactor (0.065 mol / L H 3 BO 3 , 0.025 mol / l KOH, 0.002 mol / l NH 4 OH; temperature -50 o C; pH 6.5) at a speed of 10 m / h (the sorbent was obtained according to the Polish patent N p-2255191, 1985 [9]). At the end of the filtration cycle, in 25 thousand column volumes (co), the purification coefficient for 137 Cs was 100, and the concentration of hexacyanoferrate ions was 2 mg / L. According to the second method [10], the water of the pools for spent fuel from radioactive impurities in the recirculation mode is treated using a mixed-action filter consisting of domestic KU-26 cation exchange resin in the H + form and AV-17 anion exchange resin in the OH - form in the ratio 1: 1, 10-20% of the amount of which of the total load of 300 l is preliminarily modified with nickel hexacyanoferrate by the impregnation method. The purification coefficient of 137 Cs and 90 Sr, equal to 10, is achieved when passing 5000 and 10 k.o. water having a salt content of 400 mg / l and a total beta activity of 1 • 10 7 Bq / dm 3 (0.27 Ci / l).

Основной недостаток обоих способов [9,10] применение неорганического сорбента на радиационно-нестойкой органической основе, что при высокой удельной активности воды (n•107 Бк/л и выше) существенно снизит ресурс работы фильтра, а особенно при циклическом режиме его работы, когда поглощенная сорбентом активность находится в колонках в течение продолжительного времени (недели и месяцы). Другой недостаток, как видно из [10] заключается в невысоком ресурсе работы загрузки по долгоживущему 90Sr, что связано с низкой селективностью сорбента-модификатора.The main disadvantage of both methods [9, 10] is the use of an inorganic sorbent based on a radiation-unstable organic base, which, with a high specific activity of water (n • 10 7 Bq / l and higher), will significantly reduce the life of the filter, and especially with a cyclic mode of operation, when the absorbed activity of the sorbent is in the columns for a long time (weeks and months). Another drawback, as can be seen from [10], is the low resource of the loading operation over the long-lived 90 Sr, which is associated with the low selectivity of the sorbent modifier.

В практике переработки жидких отходов высокого и среднего уровня активности используются сорбционные способы выделения или разделения долгоживущих радионуклидов неорганическими сорбентами на основе труднорастворимых соединений циркония и титана, в частности фосфатов циркония и титана [11, 12] Сорбенты, получаемые гелевым методом, отличаются высокой селективностью к цезию и большой радиационной стойкостью, выдерживая без изменения сорбционных свойств дозы гамма-излучения порядка (1-3)•107 Гр [12, 13] По способу [11, пример 13] цезий выделяют из 0,01 моль/л раствора NH4Cl на колонке 0,2 см2х12,5 см, загруженной фосфатом циркония в частично Na + 4 -форме, после чего его элюируют насыщенным раствором NH4Cl. Согласно примеру 18 [11] сорбцию ионов цезия и бария ведут на фосфате циркония в H+-форме на колонке 0,2 см2x3,1 см. Недостаток способа [11, пример 13] использующего сорбент в Na + 4 -форме, заключается в значительном снижении селективности фосфата циркония к цезию и соответственно рабочего ресурса загрузки в режиме фильтрации до проскока. При фильтрации же нейтральных растворов, содержащих катионные примеси, через сорбент в водородной форме по способу [11, пример 18] происходит значительное подкисление эффлюента в результате выделения ионов водорода при обмене H+-M+n, что неблагоприятно отразится на коррозионной стойкости используемых при дезактивации оборудования, трубопроводов и арматуры и дополнительно вызовет загрязнение очищаемой среды продуктами коррозии.In practice, the processing of liquid waste of high and medium levels of activity uses sorption methods for the isolation or separation of long-lived radionuclides by inorganic sorbents based on insoluble compounds of zirconium and titanium, in particular zirconium and titanium phosphates [11, 12] Sorbents obtained by the gel method are highly selective for cesium and high radiation resistance, maintaining without changing the sorption properties of the dose of gamma radiation of the order of (1-3) • 10 7 Gy [12, 13] According to the method [11, example 13], cesium is isolated from 0.01 mol / L NH 4 Cl solution on a 0.2 cm 2 x 12.5 cm column loaded with zirconium phosphate in partially Na + 4 form, after which it is eluted with a saturated solution of NH 4 Cl. According to example 18 [11], sorption of cesium and barium ions is carried out on zirconium phosphate in the H + form on a 0.2 cm 2 x 3.1 cm column. The disadvantage of the method [11, example 13] using a sorbent in Na + 4 -form, it consists in a significant reduction in the selectivity of zirconium phosphate to cesium and, accordingly, the working resource of the load in the filtration mode until breakthrough. When filtering neutral solutions containing cationic impurities through a sorbent in hydrogen form according to the method of [11, Example 18], a significant acidification of the effluent occurs as a result of the release of hydrogen ions during the exchange of H + -M + n , which will adversely affect the corrosion resistance used in deactivation equipment, pipelines and fittings and will additionally cause pollution of the cleaned environment by corrosion products.

Наиболее близким техническим решением является способ очистки водного теплоносителя ядерного реактора от радионуклидов и продуктов коррозии путем фильтрации его через двухслойную загрузку, включающую по ходу движения воды гранулированный фосфат циркония Zr(HPO4)2•nH2O в H+-форме и гранулированный гидроксид циркония в OH--форме [14, 15] Сорбенты получают гелевым методом в виде гранул неправильной формы [14] либо золь-гель методом в сферогранулированном виде [15]
Согласно способу [14] через две связанные колонки, загруженные соответственно фосфатом и гидроксидом циркония при их весовом соотношении 1:5, со скоростью 10 м/ч пропускают воду с температурой 100oC, содержащую 0,1 ммоль/л Fe3+, 0,1 моль/л Ni2+ и 5 ммоль/л ацетата натрия, предназначенного для поддержания значения pH 6-8. В результате на фосфате циркония поглотилось (в расчете на 1 г фосфатных групп) 1 ммоль железа и 2,3 ммоль никеля. В вытекающем эффлюенте после второй колонки, предназначенной для улавливания фосфат-ионов, попадающих в раствор в небольших количествах в результате гидролиза фосфата циркония, концентрация фосфатов составила 0,2 мг/л.
The closest technical solution is a method for purifying a radionuclide and corrosion products from an aqueous coolant of a nuclear reactor by filtering it through a two-layer charge, including granulated zirconium phosphate Zr (HPO 4 ) 2 • nH 2 O in the H + form and granular zirconium hydroxide in the direction of water in the OH - form [14, 15] Sorbents are obtained by the gel method in the form of granules of irregular shape [14] or by the sol-gel method in spherical granulation [15]
According to the method [14], through two connected columns loaded respectively with phosphate and zirconium hydroxide at a weight ratio of 1: 5, water with a temperature of 100 ° C. containing 0.1 mmol / L Fe 3+ , 0 is passed at a speed of 10 m / h , 1 mol / L Ni 2+ and 5 mmol / L sodium acetate, designed to maintain a pH of 6-8. As a result, 1 mmol of iron and 2.3 mmol of nickel were absorbed on zirconium phosphate (calculated per 1 g of phosphate groups). In the effluent effluent after the second column, designed to capture phosphate ions that enter the solution in small quantities as a result of hydrolysis of zirconium phosphate, the concentration of phosphates was 0.2 mg / L.

Предполагаемый способ [14, 15] сложен, так как предполагает для стабилизации среды на нейтральном уровне введение химреагента ацетата натрия, значение pH которго необходимо поддерживать для бассейнов выдержки на отечественных АЭС равным 5,5-8 [16, с.292] Другой недостаток заключается в усложнении и удорожании способа за счет введения дополнительной анионообменной загрузки из гидроксида циркония, который неэффективен в отношении катионных радиоактивных примесей (цезий, стронций, редкоземельные элементы) и количество которого многократно превышает массу основного цирконий-фосфатного сорбента. The proposed method [14, 15] is complicated because it involves the introduction of a sodium acetate chemical reagent to stabilize the environment at a neutral level, the pH value of which must be maintained for holding pools at domestic nuclear power plants at 5.5–8 [16, p. 292] Another disadvantage is in complicating and increasing the cost of the method due to the introduction of an additional anion-exchange charge from zirconium hydroxide, which is ineffective against cationic radioactive impurities (cesium, strontium, rare-earth elements) and the amount of which is many times greater AET weight basic zirconium phosphate sorbent.

Целью предлагаемого изобретения является упрощение сорбционного способа очистки от радионуклидов охлаждающей воды бассейна выдержки или хранилища отработавшего топлива при поддержании стабильного и нейтрального значения pH среды на выходе из колонны. Цель достигается тем, что охлаждающую воду фильтруют через неорганический катионообменный сорбент в водородной и солевой формах, в качестве которого выбирают фосфат циркония и/или титана. The aim of the invention is to simplify the sorption method of purification from radionuclides of cooling water in the exposure pool or spent fuel storage while maintaining a stable and neutral pH value at the outlet of the column. The goal is achieved in that the cooling water is filtered through an inorganic cation exchange sorbent in hydrogen and salt forms, which are selected as zirconium and / or titanium phosphate.

Способ осуществляют следующим образом. В колонну загружают гранулированный неорганический катионообменник в водородной и солевой формах. При этом его можно использовать как послойно, так и в виде механической смеси. В случае двухслойного расположения загрузки из упомянутых сорбентов рекомендуется в качестве первого по ходу фильтрации охлаждающей воды слоя использовать водородную, а второго слоя солевую форму катионообменника. Предлагаемый способ кроме применения двухслойной загрузки в одной колонне позволяет также использовать сорбент в виде двух раздельных, "расщепленных" загрузок (слоев) из водородной и солевой форм, размещенных в двух последовательно расположенных колоннах соответственно. Тогда в этом случае в первую колонну по ходу фильтрации воды загружают сорбент в водородной, а во вторую колонну в солевой форме. В качестве солевой предпочтительной является натриевая форма, хотя можно использовать и другие формы, например литиевую. Оптимальное отношение объемов загружаемых в колонну сорбентов в солевой и водородной форме зависит от различных факторов (радиоизотопного и макроэлементного состава теплоносителя, значения pH среды) и уточняется на практике экспериментальным путем. При дезактивации воды с невысоким солесодержанием и нейтральным pH среды, что обычно характерно для охладителя бассейна выдержки и хранилища отработавшего топлива, это отношение объемов в значительной степени определяется соотношением долгоживущих нуклидов 137Cs и 90Sr и может выбираться от 2:1 до 1: 2 с учетом того, что селективная сорбция цезия лучше идет на H+-форме катионита, а стронций лучше поглощается Na+-формой сорбента. В соответствии с предлагаемым способом в качестве гранулированного неорганического сорбента для загрузки в колонну рекомендуется использовать фосфат циркония, фосфат титана либо их смесь, поскольку эти сорбенты отличаются хорошими сорбционно-селективными свойствами в отношении долгоживущих радионуклидов (Cs, Sr, РЗЭ) и урана [12, 15, 19] а также известны способы их синтеза [12, 17, 18, 20] При осуществлении предлагаемого способа в производственных условиях фильтрацию воды через загрузку ведут с помощью насоса соответствующей производительности, подавая очищаемый раствор в режим сверху-вниз или снизу-вверх. В процессе прохождения раствора через загрузку радиоактивные вещества извлекаются сорбентом из раствора, а очищенный эффлюент в зависимости от назначения направляется на сброс либо возвращается обратно (режим рециркуляции) в емкость. После исчерпания селективной емкости отработанные сорбенты направляются на захоронение как высокоактивные отходы.The method is as follows. A granular inorganic cation exchanger in hydrogen and salt forms is loaded into the column. Moreover, it can be used both in layers and in the form of a mechanical mixture. In the case of a two-layer arrangement of the load from the mentioned sorbents, it is recommended to use hydrogen as the first layer along the cooling water filtration, and the salt form of the cation exchanger as the second layer. The proposed method, in addition to using a two-layer loading in one column, also allows the use of a sorbent in the form of two separate, “split” loads (layers) of hydrogen and salt forms, placed in two successive columns, respectively. Then, in this case, the sorbent in hydrogen is loaded into the first column in the course of water filtration, and in the second column in salt form. As the salt form, the sodium form is preferred, although other forms, for example lithium, can be used. The optimal ratio of the volumes of sorbents loaded into the column in salt and hydrogen form depends on various factors (radioisotope and macroelement composition of the coolant, pH of the medium) and is specified in practice experimentally. When decontaminating water with a low salinity and neutral pH, which is usually characteristic of a cooling pool cooler and spent fuel storage, this volume ratio is largely determined by the ratio of long-lived nuclides 137 Cs and 90 Sr and can be selected from 2: 1 to 1: 2 s Taking into account the fact that selective sorption of cesium is better on the H + form of cation exchange resin, and strontium is better absorbed by the Na + form of the sorbent. In accordance with the proposed method, it is recommended to use zirconium phosphate, titanium phosphate or a mixture of them as a granular inorganic sorbent for loading into the column, since these sorbents have good sorption-selective properties with respect to long-lived radionuclides (Cs, Sr, REE) and uranium [12, 15, 19] and methods for their synthesis are also known [12, 17, 18, 20]. When implementing the proposed method in a production environment, water is filtered through a charge using a pump of the corresponding capacity, p By putting the solution to be cleaned into top-down or bottom-up mode. In the process of passing the solution through the load, the radioactive substances are extracted by the sorbent from the solution, and the purified effluent, depending on the purpose, is sent to the discharge or is returned back (recirculation mode) to the container. After the selective capacity is exhausted, spent sorbents are sent for disposal as highly active waste.

В соответствии с предлагаемым способом на практике можно использовать четыре комбинации загрузок из фосфата циркония (ФЦ) и фосфата титана (ФТ) по ходу движения очищаемой воды:
ФЦ (H+-форма) ФЦ (Na+-форма);
ФТ (H+-форма) ФТ (Na+-форма);
ФЦ (H+-форма) ФТ (Na+-форма);
ФТ (H+-форма) ФЦ (Na+-форма).
In accordance with the proposed method in practice, you can use four combinations of downloads of zirconium phosphate (FC) and titanium phosphate (FT) in the direction of the purified water:
FC (H + form) FC (Na + form);
FT (H + form) FT (Na + form);
FC (H + form) FT (Na + form);
FT (H + form) FC (Na + form).

Выбор той или иной комбинации загрузок зависит от селективности выделения радионуклидов сорбентом из очищаемой воды, ее химического состава, а также кинетики обмена, зависящей от типа и рабочей формы сорбента. The choice of a particular combination of downloads depends on the selectivity of the release of radionuclides by the sorbent from the purified water, its chemical composition, as well as the kinetics of metabolism, which depends on the type and working form of the sorbent.

Необходимо отметить, что согласно заявляемому способу выше названные сорбенты следует применять в виде сферического гранулированного материала. Это обусловлено тем, что практически дезактивацию радиоактивных жидкостей проводят в динамическом режиме, используя аппарат колонного типа (или колонны), а сферическая форма зерна обеспечивает хорошую гидравлику процесса. Поэтому сорбенты по предлагаемому техническому решению рекомендуется синтезировать с помощью золь-гель способа, например [15, 17, 18, 20] в результате которого получают сферические гранулы с хорошими прочностными (предел разрушения более 1 МПа) и эксплуатационными (неслеживаемость материала в процессе фильтрации, высокая скорость обмена ионов и др.) свойствами. В конечном итоге это обеспечивает проведение процесса дезактивации высокоактивных жидкостей в колоночном режиме длительное время и с высокой производительностью. It should be noted that according to the claimed method, the above-mentioned sorbents should be used in the form of spherical granular material. This is due to the fact that practically decontamination of radioactive liquids is carried out in a dynamic mode using a column type apparatus (or columns), and the spherical shape of the grain provides good hydraulics of the process. Therefore, it is recommended that the sorbents according to the proposed technical solution be synthesized using a sol-gel method, for example [15, 17, 18, 20], resulting in spherical granules with good strength (fracture limit of more than 1 MPa) and operational (non-creep material during filtration, high rate of ion exchange, etc.) properties. Ultimately, this ensures the process of decontamination of highly active liquids in column mode for a long time and with high productivity.

Сопоставительный анализ с прототипом [14, 15] и аналогами [2-12, 16, 19] позволяет заключить, что подобного рода комбинированные загрузки из однотипного ионообменного материала в двух рабочих формах не применялись для дезактивации жидкостей как среди неорганических, так и органических катионитов. Таким образом, заявленный способ отличается от известных типом (составом) комбинированной загрузки и порядком движения очищаемой среды от водородной к солевой форме, что соответствует критерию "новизна". A comparative analysis with the prototype [14, 15] and analogs [2-12, 16, 19] allows us to conclude that such combined loadings of the same ion-exchange material in two working forms were not used for decontamination of liquids among both inorganic and organic cation exchangers. Thus, the claimed method differs from the known type (composition) of the combined load and the order of movement of the cleaned medium from hydrogen to salt form, which meets the criterion of "novelty."

Примеры 1-3. Получение фосфата циркония в водородной и солевой формах
Водный 1,2 моль/л раствор хлорида циркония заливают в однокамерный (бездиафрагменный) электролизер емкостью 5 л квадратного сечения, изготовленного из титана с толщиной стенки 1 мм. Катодом является материал электролизера, а анодом платина. Электролиз проводят при катодной плотности тока 310 А/м2 до достижения в электролите атомного отношения хлора к цирконию, равного 0,65, получая в результате устойчивый во времени золь.
Examples 1-3. Obtaining zirconium phosphate in hydrogen and salt forms
An aqueous 1.2 mol / L zirconium chloride solution is poured into a single-chamber (diaphragmless) electrolyzer with a capacity of 5 l square section made of titanium with a wall thickness of 1 mm. The cathode is the material of the cell, and the anode is platinum. The electrolysis is carried out at a cathodic current density of 310 A / m 2 until the atomic ratio of chlorine to zirconium in the electrolyte reaches 0.65, resulting in a sol that is stable over time.

Синтезированный анионодефицитный золь капельно диспергируют через стеклянный капилляр с внутренним диаметром 0,4 мм в концентрированный раствор аммиака, получая сферические гелеобразные частицы гидроксида циркония. После отмывки частиц деионизованной водой их обрабатывали 1,1 моль/л раствором ортофосфорной кислоты при объемном соотношение твердое:жидкое 1:5 и периодическом перемешивании. После выдержки в течение суток частицы промывают деионизованной водой от избытка продуктов реакции и сушат на воздухе, получая прочные белые сферические гранулы фосфата циркония в H+-форме размером 0,4-1 мм.The synthesized anion-deficient sol is drip dispersed through a glass capillary with an inner diameter of 0.4 mm into a concentrated ammonia solution to obtain spherical gel-like particles of zirconium hydroxide. After washing the particles with deionized water, they were treated with a 1.1 mol / L solution of phosphoric acid with a solid: liquid volume ratio of 1: 5 and periodic stirring. After exposure for a day, the particles are washed with deionized water from excess reaction products and dried in air to obtain strong white spherical granules of zirconium phosphate in an H + form 0.4-1 mm in size.

Для получения сорбента в натриевой форме часть гранул полученного материала переносят в химический стакан и заливают 20-кратным объемом 0,1 моль/л раствора NaCl. Затем нейтрализуют выделяющиеся в процессе обмена ионы водорода путем осторожного добавления при непрерывном перемешивании 0,2 моль/л раствора NaOH до установления постоянного во времени значения pH, равного 7,5. Гранулы отделяют от раствора, промывают водой и сушат на воздухе, получая ФЦ в Na+-форме с тем же фракционным составом, что и исходный материал.To obtain the sorbent in sodium form, part of the granules of the obtained material is transferred into a beaker and poured with a 20-fold volume of 0.1 mol / L NaCl solution. Then, the hydrogen ions released during the exchange are neutralized by careful addition of 0.2 mol / L NaOH solution with continuous stirring until a constant pH value of 7.5 is established over time. The granules are separated from the solution, washed with water and dried in air, obtaining FC in the Na + form with the same fractional composition as the starting material.

Фосфат циркония в Li+-форме получают подобно предыдущему образцу ФЦ (Na+), за исключением того, что нейтрализацию ионов водорода гидроксидом лития осуществляют до значения pH, равного 4,8.Zirconium phosphate in the Li + form is prepared similarly to the previous FC (Na + ) sample, except that the neutralization of hydrogen ions by lithium hydroxide is carried out to a pH value of 4.8.

Примеры 4 и 5. Получение фосфата титана в водородной и натриевой форме. Examples 4 and 5. Obtaining titanium phosphate in hydrogen and sodium form.

В бездиафрагменный электролизер емкостью 3 л квадратного сечения, изготовленный из титана с толщиной стенки 0,8 мм, заливают 1,1 моль/л раствор тетрахлорида титана с добавкой 1 ат. циркония в виде хлорида по отношению к титану. Катодом служит циркониевая пластина, анодом графит. К электролиту добавляют соляную кислоту в количестве, необходимом для получения ее концентрации 0,1 моль/л, и проводят электролиз в две стадии: на первой при катодной плотности тока 30 А/дм2 до достижения в электролите атомного отношения хлора к металлу 1,15, на второй при катодной плотности тока 12 А/дм2 до достижения атомного отношения хлора к металлу 0,16, получая в итоге устойчивый анионодефицитный золь.In a diaphragmless electrolyzer with a capacity of 3 l of square section, made of titanium with a wall thickness of 0.8 mm, pour a 1.1 mol / l solution of titanium tetrachloride with the addition of 1 at. zirconium in the form of chloride in relation to titanium. The cathode is a zirconium plate, the graphite anode. Hydrochloric acid is added to the electrolyte in the amount necessary to obtain a concentration of 0.1 mol / L, and the electrolysis is carried out in two stages: at the first with a cathodic current density of 30 A / dm 2 until the atomic ratio of chlorine to metal in the electrolyte reaches 1.15 , the second at a cathodic current density of 12 A / dm 2 until the atomic ratio of chlorine to metal is 0.16, resulting in a stable anion-deficient sol.

Затем синтезированный золь подвергают обработке, как в примере 1, а конечный продукт сушат в термостате при 105oC в течение 6 ч. В результате получают прочные белые (молочного цвета) сферические гранулы фосфата титана в H+-форме размером 0,63-1 мм.Then, the synthesized sol is processed as in Example 1, and the final product is dried in a thermostat at 105 ° C for 6 hours. As a result, durable white (milky) spherical granules of titanium phosphate in an H + form of size 0.63-1 are obtained mm

Фосфат титана в Na+-форме получают, подвергая обработке исходный ФТ(Na+), как в примере 2, до установления постоянного значения pH 7,3. В результате получают прочные сферические гранулы ФТ (Na+) с размером зерна 0,63-1 мм.Titanium phosphate in the Na + form is obtained by treating the starting FT (Na + ), as in Example 2, until a constant pH of 7.3 is established. As a result, durable FT spherical granules (Na + ) with a grain size of 0.63-1 mm are obtained.

Примеры 6-9. Сравнение эффективности очистки воды от радионуклида 137Cs в динамическом режиме при различных комбинированных загрузках из фосфата циркония.Examples 6-9. Comparison of the effectiveness of water purification from 137 Cs radionuclide in dynamic mode for various combined downloads of zirconium phosphate.

Оценку эффективности очистки предлагаемым и известным способами проводят, используя колонку из стекла с внутренним диаметром 16 мм, в которую загружают два слоя сорбента по примерам 1-3. Объем каждого слоя 10 см3. Через колонку с постоянной скоростью 20 к.о./ч пропускают 20 л водного раствора имитата бассейна выдержки отработавшего топлива, меченного нуклидом 137Cs. Состав имитата:
NaHCO3 47,0 мг/л
CaCl2 0,29 мэкв/л
MgCl2 0,04 мэкв/л
A(137Cs) 1,5•10-5 Ки/л
значение pH 8,01 (доводят 0,1 моль/л раствором NaOH)
Гамма-активность эффлюента определяется с помощью сцинтилляционного детектора и одноканального амплитудного анализатора. В первой и последней фракциях (объемом 100 мл каждая) определяют значение pH среды на иономере И-120.1 и рассчитывают среднее значение для всего эффлюента. Эффективность очистки по известному способу оценивается в тех же условиях на однотипной загрузке из фосфата циркония, синтезированного по примерам 1 и 2, только в водородной или натриевой форме примеры соответственно 8 и 9.
Evaluation of the cleaning efficiency of the proposed and known methods is carried out using a column of glass with an inner diameter of 16 mm, into which two layers of sorbent are loaded according to examples 1-3. The volume of each layer is 10 cm 3 . 20 l of an aqueous solution of a simulated spent fuel pool simulated with 137 Cs nuclide are passed through a column at a constant speed of 20 kp / h. Composition of imitate:
NaHCO 3 47.0 mg / L
CaCl 2 0.29 meq / L
MgCl 2 0.04 meq / L
A ( 137 Cs) 1.5 • 10 -5 Ci / L
pH 8.01 (adjusted to 0.1 mol / L NaOH)
The gamma activity of the effluent is determined using a scintillation detector and a single-channel amplitude analyzer. In the first and last fractions (100 ml each), the pH of the medium is determined on the I-120.1 ionomer and the average value for the entire effluent is calculated. The cleaning efficiency of the known method is evaluated under the same conditions on the same load from zirconium phosphate synthesized according to examples 1 and 2, only in the hydrogen or sodium form, examples 8 and 9, respectively.

Результаты испытаний приведены в табл.1. Из них очевидно следует, что предлагаемый способ обработки по примерам 6 и 7 обеспечивает в отличие от известного (пример 8) стабильное поддержание pH в вытекающем после колонки эффлюенте на нейтральном уровне при сохранении сопоставимой с известным способом эффективности очистки. Вместе с тем применение для дезактивации фосфата циркония только в Na+-форме (пример 9), для поддержания нейтрального значения pH эффлюента, как видно, экономически нецелесообразно, так как сильно снижает (почти вдвое) эффективность очистки.The test results are shown in table 1. It obviously follows from them that the proposed processing method according to examples 6 and 7 provides, in contrast to the known (example 8), stable pH maintenance in the effluent following the column at a neutral level while maintaining a cleaning efficiency comparable to the known method. At the same time, the use of zirconium phosphate for decontamination only in the Na + form (Example 9), to maintain a neutral pH of the effluent, is apparently economically impractical, since it greatly reduces (almost twice) the cleaning efficiency.

Примеры 10 и 11. Оценка эффективности очистки имитата воды бассейна выдержки от радионуклида 137Cs в динамическом режиме на смешанной загрузке из фосфата циркония в H+- и Na+-формах.Examples 10 and 11. Evaluation of the effectiveness of the purification of simulated swimming pool water from the 137 Cs radionuclide in dynamic mode on a mixed charge of zirconium phosphate in H + and Na + forms.

В стеклянную колонку с внутренним диаметром 8 мм загружают 10 мл механической смеси, состоящей из 7 мл ФЦ в H+-форме, синтезированных согласно примерам 1 и 2. Для сравнения в другую колонку загружают 20 мл ФЦ в H+-форме, полученного по примеру 1 (пример 11). Через колонку со скоростью 40 к. о. /ч пропускают, как в примерах 6-9, водный имитат, в который вместо нуклида 137Cs введен радионуклид 90Sr (без носителя) в количестве 3,2•10-5 Ки/л. Удельную активность очищенной воды определяют на Ge(Li)-детекторе типа ДГДК-40Б с помощью многоканального анализатора АИ-4096 по гамма-линии 514 кэВ.In a glass column with an inner diameter of 8 mm, 10 ml of a mechanical mixture consisting of 7 ml of FC in the H + form synthesized according to examples 1 and 2 are loaded, for comparison, 20 ml of FC in the H + form obtained according to example are loaded into another column 1 (example 11). Through the column at a speed of 40 K. about. / h, an aqueous imitate is passed, as in examples 6-9, into which instead of a 137 Cs nuclide a 90 Sr radionuclide (without a carrier) is introduced in an amount of 3.2 • 10 -5 Ci / l. The specific activity of purified water is determined on a Ge (Li) detector of the DGDK-40B type using the AI-4096 multichannel analyzer using a 514 keV gamma line.

Согласно данным испытаний после прохождения 50 л воды средний коэффициент очистки по стронцию по предложенному способу составляет 432, а pH эффлюента за весь ресурс испытаний варьирует от 6,30 до 6,58. Для этих же условий на ФЦ в H+-форме коэффициент очистки от 85Sr равен 105, а эффлюент в процессе фильтрации воды сохраняет кислую реакцию (pH 3,63-3,81).According to the test data, after passing 50 l of water, the average purification coefficient for strontium by the proposed method is 432, and the pH of the effluent for the entire test life varies from 6.30 to 6.58. For the same conditions on the FC in the H + form, the purification coefficient from 85 Sr is 105, and the effluent retains an acid reaction during the filtration of water (pH 3.63-3.81).

Приведенные результаты показывают более высокую эффективность дезактивации воды от радиостронция по предлагаемому способу (примерно в 4 раза) при поддержании нейтрального значения pH очищаемого раствора. The above results show a higher efficiency of decontamination of water from radiostrontium by the proposed method (about 4 times) while maintaining a neutral pH value of the solution being cleaned.

Примеры 12 и 13. Оценка эффективности очистки имитата воды бассейна выдержки от 137Cs на комбинированной загрузке при фильтрации в режиме рециркуляции.Examples 12 and 13. Evaluation of the efficiency of purification of simulated pool water of exposure from 137 Cs on a combined load during filtration in recirculation mode.

Оценку эффективности очистки комбинированной загрузки по предлагаемому способу проводят на стенде, имитирующем работу системы очистки воды бассейна выдержки отработавшего топлива путем ее фильтрации через комбинированную загрузку из неорганического сорбента с возвратом эффлюента в бассейн (режим рециркуляции). Стенд включает в себя стеклянную колонку с внутренним диаметром 19 мм, загруженную 40 мл сорбента в два слоя по 20 мл в каждом; перфузионный насос типа УНИРОЛ-01, обеспечивающий расход имитата воды (состав, как в примерах 6-9) 1200 мл/ч с относительной погрешностью ±1% полиэтиленовую емкость на 50 л, заполненную имитатным раствором. Evaluation of the cleaning efficiency of the combined charge according to the proposed method is carried out on a bench simulating the operation of the water purification system of the spent fuel exposure pool by filtering it through a combined charge from an inorganic sorbent with the effluent returning to the pool (recirculation mode). The stand includes a glass column with an inner diameter of 19 mm, loaded with 40 ml of sorbent in two layers of 20 ml each; a perfusion pump of the UNIROL-01 type, which provides a simulated water consumption (composition as in examples 6-9) of 1200 ml / h with a relative error of ± 1% polyethylene capacity per 50 l filled with simulated solution.

Радиоактивный имитат непрерывно забирается насосом из нижней и сбрасывается после прохождения воды через колонку (режим фильтрации снизу-вверх) в верхнюю часть полиэтиленовой емкости. По окончании фильтроцикла (2800 к.о. воды) имитат в емкости анализируется на pH и удельную активность и рассчитывается средний коэффициент очистки исходной воды, а также степень дезактивации как отношение сорбированной активности к исходной активности воды в емкости. Кроме того, оцениваются значение pH и коэффициент очистки колонки по анализу вытекающего из него имитата (эффлюента) после прохождения 1350 к. о. воды и в конце фильтроцикла. Результаты испытаний двух комбинированных загрузок (ФТ(H+) и ФТ(Na+) и ФЦ(H+) и ФТ(Na+)) приведены в табл.2. Из данных следует, что заявляемый способ дает возможность проводить очистку радиоактивных вод в течение длительного времени, в том числе в режиме рециркуляции, от токсичных нуклидов.The radioactive imitate is continuously taken by the pump from the bottom and discharged after passing water through the column (filtering mode bottom-up) to the upper part of the polyethylene container. At the end of the filter cycle (2800 kb of water), the imitate in the tank is analyzed for pH and specific activity, and the average purification coefficient of the source water is calculated, as well as the degree of deactivation as the ratio of the sorbed activity to the initial water activity in the tank. In addition, the pH value and the column cleaning coefficient are estimated by analyzing the resulting imitate (effluent) after passing 1350 k.o. water and at the end of the filter cycle. The test results of two combined downloads (FT (H + ) and FT (Na + ) and FTs (H + ) and FT (Na + )) are given in Table 2. From the data it follows that the claimed method makes it possible to purify radioactive waters for a long time, including in the recirculation mode, from toxic nuclides.

Таким образом, предлагаемый сорбционный способ обработки воды позволяет с высокой эффективностью и в длительном режиме фильтрации осуществлять дезактивацию водных потоков от радиотоксичных веществ при поддержании нейтральных значений pH в очищаемой среде. Поэтому при высоком уровне удельной активности потока его очистку можно вести в режиме рециркуляции с последующим сбросом (при достижении предельно допустимых уровней активности) очищаемой воды в канализацию. Учитывая слабую токсичность и высокую селективность используемых сорбентов, способ может быть полезен также при очистке питьевых вод в водоподготовке и пищевой промышленности. Thus, the proposed sorption method of water treatment allows high deactivation and long-term filtration to carry out decontamination of water flows from radiotoxic substances while maintaining neutral pH values in the cleaned environment. Therefore, with a high level of specific activity of the stream, it can be cleaned in recirculation mode with subsequent discharge (when maximum permissible activity levels are reached) of the treated water into the sewer. Given the low toxicity and high selectivity of the used sorbents, the method can also be useful in the treatment of drinking water in water treatment and food industry.

Литература. Literature.

1. Devine J.C. Dealing with the liquid waste from TMI-2 accident// Eng. Intern.-1984.-Vol. 29, N 359. -P.29-32. 1. Devine J.C. Dealing with the liquid waste from TMI-2 accident // Eng. Intern.-1984.-Vol. 29, N 359. -P.29-32.

2. Егоров Е.В. Макарова С.Б. Ионный обмен в радиометрии. -М. Атомиздат, 1971. 408 с. 2. Egorov EV Makarova S.B. Ion exchange in radiometry. -M. Atomizdat, 1971. 408 p.

3. Кульский Л. А. Страхов Э.Б. Волошинова А.М. Близнюкова В.А. Очистка вод атомных электростанций. Киев: Наукова Думка. 1979,-208с. 3. Kulsky L. A. Strakhov E.B. Voloshinova A.M. Bliznyukova V.A. Water purification of nuclear power plants. Kiev: Naukova Dumka. 1979, -208s.

4. Kourim V. Vojtech O. Methods of fission product separation from liquid radioactive wastes// Atomic Energy Rev.-1974.-Vol. 12, N 2. P.215-273. 4. Kourim V. Vojtech O. Methods of fission product separation from liquid radioactive wastes // Atomic Energy Rev.-1974.-Vol. 12, N 2. P.215-273.

5. Berak L. Uher E. Marhol M. Sorbents for the purification of low- and medium level radioactive waters. Atomic Energy Rev.1975.-Vol. 13, N 2.-P. 325-366. 5. Berak L. Uher E. Marhol M. Sorbents for the purification of low- and medium level radioactive waters. Atomic Energy Rev.1975.-Vol. 13, N 2.-P. 325-366.

6. Патент ЕПВ N 243557, кл. G 21F 9/12, заявл. 27.11.86 г. опубл. 04.11.87 г. 6. Patent EPO N 243557, cl. G 21F 9/12, decl. November 27, 86 publ. 11/04/87

7. Патент ЕПВ N 061924, кл. B 01J 20/32 и 45/00, опубл. 30.01.85 г. (аналог-патент США N 4496664). 7. Patent EPO N 061924, cl. B 01J 20/32 and 45/00, publ. 01/30/85, (analogue of US patent N 4496664).

8. Franta P. Vanura P. Tomic L. et al. Poloprovozni overeni technologie cisteni chladiva, bazenu skladovani vyhoreleho paliva jaderne elektrarny VI sorpci na syntetickeni mordenitu// Jad. energ.-1987.-Т.33, N 12.-С.453-458 (Цит. по РЖХим, 1988, 9И447). 8. Franta P. Vanura P. Tomic L. et al. Poloprovozni overeni technologie cisteni chladiva, bazenu skladovani vyhoreleho paliva jaderne elektrarny VI sorpci na syntetickeni mordenitu // Jad. energ.-1987.-T.33, N 12.-C.453-458 (Cit. according to RZhKhim, 1988, 9I447).

9. Nurbutt J. Siwinski J. Bartos B. Bilewicz A. Studies on new titanium hexacyanoferrate sorbents for radiocesium removal from primary coolant of pressurized water reactors// J.Radioanal. Nuclear Chem.Articles. 1986.-Vol. 101, N 1. -P.41-49. 9. Nurbutt J. Siwinski J. Bartos B. Bilewicz A. Studies on new titanium hexacyanoferrate sorbents for radiocesium removal from primary coolant of pressurized water reactors // J. Radioanal. Nuclear Chem.Articles. 1986.-Vol. 101, N 1. -P.41-49.

10. А.с. СССР N 1679745 (гриф "ДСП"), кл. C 02F 1/42, заявл. 23.07.87. 10. A.S. USSR N 1679745 (bar "Particleboard"), cl. C 02F 1/42, claimed 07.23.87.

11. Патент США N 3382034, НКИ 23-50, заявл. 28.09.61 г. опубл. 07.05.68. 11. US patent N 3382034, NKI 23-50, decl. September 28, 61 publ. 05/07/68.

12. Balon G. Beadet C.A. Piret J. A new inorganic ion exchanger for the separation of cesium from high level radioactive wastes// Euro Nuclear.-1966.-Vol.3.-P.85-89. 12. Balon G. Beadet C.A. Piret J. A new inorganic ion exchanger for the separation of cesium from high level radioactive wastes // Euro Nuclear.-1966.-Vol.3.-P.85-89.

13. Shakshooki S.K. Szirtes L. Dehair A. et al. Mixed insoluble acidic salts of tetravalent metals. V. Effect of gamma radiation and drying temperature on granular mixed zirconium titanium phosphates// J. Radioanal. Nucl. Chem. Articles.-1988.-Vol.121, N 1.-P.185-193. 13. Shakshooki S.K. Szirtes L. Dehair A. et al. Mixed insoluble acidic salts of tetravalent metals. V. Effect of gamma radiation and drying temperature on granular mixed zirconium titanium phosphates // J. Radioanal. Nucl. Chem. Articles.-1988.-Vol.121, N 1.-P.185-193.

14. Патент США N 3730886, кл. D 01D 15/04, заявл. 26.04.71, опубл. 01.05.73. 14. US patent N 3730886, CL. D 01D 15/04, pending 04/26/71, publ. 05/01/73.

15. Шарыгин Л.М. Моисеев В.Е. Штин А.П. и др. Сорбция осколочных и коррозионных радионуклидов из водного теплоносителя реактора гранулированными фосфатом и гидроксидом циркония//Радиохмимя.-1984.-Т.26, N 2.-С.156-161. 15. Sharygin L.M. Moiseev V.E. Shtin A.P. et al. Sorption of fragmentation and corrosive radionuclides from an aqueous coolant of a reactor with granular phosphate and zirconium hydroxide // Radio Chemical.-1984.-T.26, N 2.-S.156-161.

16. Маргулова Т.Х. Мартынова О.И. Водные режимы тепловых и атомных электростанций. 2-е изд.-М. Высш.шк.-1987, 319 с. 16. Margulova T.Kh. Martynova O.I. Water regimes of thermal and nuclear power plants. 2nd ed. - M. Higher school-1987, 319 p.

17. Шарыгин Л.М. Моисеев В.Е. Пышкин В.П. и др. Синтез фосфатов циркония, титана и олова золь-гель методом и исследование их свойств// Изв. АН СССР. Неорган. материалы.-1983.-Т.19, N 11.-С.1899-1902. 17. Sharygin L.M. Moiseev V.E. Pyshkin V.P. et al. Synthesis of zirconium, titanium and tin phosphates by the sol-gel method and investigation of their properties // Izv. USSR Academy of Sciences. Inorgan. Materials.-1983.-T.19, N 11.-C.1899-1902.

18. Положительное решение от 23.12.92 г. по заявке "Неорганический ионообменный материал и золь-гель способ его получения", N 5064651/26/1014326 от 25.03.92 г. 18. A positive decision of December 23, 1992 on the application "Inorganic ion-exchange material and sol-gel method for its preparation", N 5064651/26/1014326 of March 25, 1992.

19. Патент США N 3484216, кл. С 22В 61/04, заявл. 14.02.66 г. опубл. 16.12.69 г. (аналог патент Великобритании N 1126825, кл. С 01В 25/0, опубл. 11.09.68). 19. US patent N 3484216, CL. C 22B 61/04, declared 02/14/66, publ. December 16, 69 (analogue of British Patent N 1126825, class C 01B 25/0, publ. September 11, 68).

20. А. с. СССР N 841674, кл. B 01J 19/04, заявл. 24.07.79, опубл. 30.06.81. 20. A. p. USSR N 841674, class B 01J 19/04 claimed 07.24.79, publ. 06/30/81.

Claims (7)

1. Способ очистки от радионуклидов воды высокого уровня активности, включающий фильтрацию воды через комбинированную гранулированную загрузку из неорганических сорбентов, отличающийся тем, что в качестве неорганических сорбентов используют катионообменные сорбенты фосфат циркония и/или фосфат титана в водородной и солевой формах, а объемное соотношение водородной и солевой форм катионообменных сорбентов в комбинированной загрузке составляет 1 2 2 1. 1. A method of purification of radionuclides of water of a high level of activity, including filtering water through a combined granular charge from inorganic sorbents, characterized in that cation-exchange sorbents zirconium phosphate and / or titanium phosphate in hydrogen and salt forms are used as inorganic sorbents, and the volume ratio is hydrogen and the salt form of cation exchange sorbents in the combined load is 1 2 2 1. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что очистке подвергают охлаждающую воду бассейна выдержки или хранилища отработавшего ядерного топлива, дебалансные воды АЭС, высокоактивные воды в случае тяжелой аварии на АЭС или жидкие радиоактивные отходы. 2. The method according to claim 1, characterized in that the cooling water is exposed to the cooling pool or spent nuclear fuel storage, unbalanced water of the nuclear power plant, highly active water in the event of a severe accident at the nuclear power plant or liquid radioactive waste. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в комбинированной загрузке сорбенты располагают слоями, при этом первый по ходу очищаемой воды слой содержит сорбент в водородной форме, а второй слой содержит сорбент в солевой форме. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that in the combined loading the sorbents are arranged in layers, the first layer along the water being purified contains the sorbent in hydrogen form, and the second layer contains the sorbent in salt form. 4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что комбинированная загрузка представляет собой механическую смесь сорбентов в водородной и солевой формах. 4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the combined load is a mechanical mixture of sorbents in hydrogen and salt forms. 5. Способ по пп. 1 3 или 4, отличающийся тем, что в качестве солевой формы используют литиевую, натриевую или калиевую формы. 5. The method according to PP. 1 3 or 4, characterized in that the lithium, sodium or potassium forms are used as the salt form. 6. Способ по пп.1 4 или 5, отличающийся тем, чти используют сферогранулированный сорбент, получаемый золь-гель методом. 6. The method according to claims 1 to 4 or 5, characterized in that they use a spherogranulated sorbent obtained by the sol-gel method. 7. Способ по пп.1 5 или 6, отличающийся тем, что очистку воды ведут в режиме рециркуляции. 7. The method according to PP.1 to 5 or 6, characterized in that the water is cleaned in recirculation mode.
RU95110635A 1995-06-28 1995-06-28 Method for decontaminating highly radioactive water from radionuclides RU2090944C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95110635A RU2090944C1 (en) 1995-06-28 1995-06-28 Method for decontaminating highly radioactive water from radionuclides

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95110635A RU2090944C1 (en) 1995-06-28 1995-06-28 Method for decontaminating highly radioactive water from radionuclides

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95110635A RU95110635A (en) 1997-06-20
RU2090944C1 true RU2090944C1 (en) 1997-09-20

Family

ID=20169286

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95110635A RU2090944C1 (en) 1995-06-28 1995-06-28 Method for decontaminating highly radioactive water from radionuclides

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2090944C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015156698A1 (en) * 2014-04-11 2015-10-15 Альбина Александровна КОРНИЛОВА Method for purifying water of radionuclides

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Егоров Е.В. и др. Ионный обмен в радиохимии. - М.: Атомиздат, 1971, с. 232. 2. Патент США N 3730886, кл. B 01 D 15/04, 1973. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015156698A1 (en) * 2014-04-11 2015-10-15 Альбина Александровна КОРНИЛОВА Method for purifying water of radionuclides

Also Published As

Publication number Publication date
RU95110635A (en) 1997-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lehto et al. Selective separation of radionuclides from nuclear waste solutions with inorganic ion exchangers
Lehto et al. Separation of radioactive strontium from alkaline nuclear waste solutions with the highly effective ion exchanger SrTreat
Pansini Natural zeolites as cation exchangers for environmental protection
US2752309A (en) Process for water decontamination
EP0575612B1 (en) Method for obtaining composite sorbents
EP0118493B1 (en) Fixation of anionic materials with a complexing agent
Harjula et al. Removal of radioactive cesium from nuclear waste solutions with the transition metal hexacyanoferrate ion exchanger CsTreat
Dhami et al. Biosorption of radionuclides by Rhizopus arrhizus
JPH08271692A (en) Processing method for radioactive waste liquid
RU2090944C1 (en) Method for decontaminating highly radioactive water from radionuclides
Sinha et al. Removal of radioiodine from liquid effluents
JPH0247599A (en) Treatment method for radioactive nuclide containing waste liquid
Borai et al. Improvement of radioactive liquid waste treatment efficiency by sequential cationic and anionic ion exchangers
Collins et al. Evaluation of selected ion exchangers for the removal of cesium from MVST W-25 supernate
RU2118856C1 (en) method and apparatus for removing strontium and cesium radionuclides from solutions
Chaudhury et al. Copper ferrocyanide loaded track etched membrane: an effective cesium adsorbent
Altaş et al. Sorption kinetics of cesium on hydrous titanium dioxide
JP2012225892A (en) Method for removing radioactive material from solution
John et al. Application of new inorganic-organic composite absorbers with polyacrylonitrile binding matrix for separation of radionuclides from liquid radioactive wastes
Zicman et al. Removal of 137Cs ions from aqueous radioactive waste using nickel ferrocyanide, precipitated on silica gel
Sharygin et al. Inorganic sorbent for selective treatment of liquid radioactive wastes
Lokshin et al. Purification of water–salt solutions by Ti (IV) and Zr (IV) phosphates
Roddy A survey: utilization of zeolites for the removal of radioactivity from liquid waste streams
Youssef et al. Assessment removal of tritium radionuclide from liquid waste using sequential ion exchange resin
Draye et al. Use of a cross-linked poly (4-vinylpyridine) for nuclear waste treatment

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090629