RU2127459C1 - Method for cleaning liquid wastes from ions of heavy metals and their radioactive isotopes - Google Patents

Method for cleaning liquid wastes from ions of heavy metals and their radioactive isotopes Download PDF

Info

Publication number
RU2127459C1
RU2127459C1 RU97121532A RU97121532A RU2127459C1 RU 2127459 C1 RU2127459 C1 RU 2127459C1 RU 97121532 A RU97121532 A RU 97121532A RU 97121532 A RU97121532 A RU 97121532A RU 2127459 C1 RU2127459 C1 RU 2127459C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
radioactive isotopes
heavy metals
anode
collectors
electrochemical
Prior art date
Application number
RU97121532A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU97121532A (en
Inventor
А.С. Чугунов
А.Ф. Нечаев
С.Н. Шибков
Original Assignee
Товарищество с ограниченной ответственностью "Лаборатория технологий водоочистки-наука LTD"
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 Товарищество с ограниченной ответственностью "Лаборатория технологий водоочистки-наука LTD" filed Critical Товарищество с ограниченной ответственностью "Лаборатория технологий водоочистки-наука LTD"
Priority to RU97121532A priority Critical patent/RU2127459C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2127459C1 publication Critical patent/RU2127459C1/en
Publication of RU97121532A publication Critical patent/RU97121532A/en

Links

Images

Landscapes

  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Removal Of Specific Substances (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: decontamination and recovery of liquid wastes containing toxic and radioactive pollutants to prevent their emission into surrounding atmosphere. SUBSTANCE: method involves electrochemical treatment of liquid wastes by oxidizing complex compounds of heavy metals and radioactive isotopes contained in them by means of electrodes using nonconsumable electrode as anode and gas-diffusion one, as cathode, this procedure being followed by joint sedimentation of ions of heavy metals and their radioactive isotopes with collectors, separation of slurry phase, and production of clean solution. Collectors are produced by electrochemical treatment of solution obtained due to oxidation of wastes using consumable anode and gas-diffusion cathode. Electrochemical treatment is effected at anode current density of at least 0.1 A/sq.dm and at oxygen partial pressure across gas-diffusion cathode not lower than 0.2. Liquid wastes having salt content of 5 to 500 g/cu.dm can be effectively cleaned of heavy metals and their radioactive isotopes in the environment of organic and inorganic complexing agents. EFFECT: improved degree of decontamination; provision for eliminating unwanted electrochemical reactions causing emission of explosive and fire-hazard electrolytic gases and nonproductive power consumption. 3 cl, 4 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к технологии переработки отходов и может быть использовано в процессе переработки жидких отходов, в том числе и жидких радиоактивных отходов (ЖРО), содержащих ионы тяжелых металлов и их радиоактивные изотопы для обеспечения надежной локализации токсикологически и радиационно опасных веществ от окружающей среды. The invention relates to waste processing technology and can be used in the process of processing liquid waste, including liquid radioactive waste (LRW) containing heavy metal ions and their radioactive isotopes to ensure reliable localization of toxicologically and radiation-hazardous substances from the environment.

Переработка жидких отходов направлена на решение двух задач: очистка отходов от тяжелых металлов и их радионуклидов и концентрирование последних в минимальном объеме. The processing of liquid waste is aimed at solving two problems: treatment of waste from heavy metals and their radionuclides and concentration of the latter in a minimal amount.

Известен способ очистки жидких отходов методом коагуляции с различными коллекторами, обеспечивающий удаление из раствора солей тяжелых металлов, коллоидных и органических примесей. (Кн. Абдулаев К.М., Малахов И.А., Полетаев Л. Н. , Соболь А.С. Водоподготовка на ТЭЦ при использовании городских сточных вод, М., Энергоатомиздат, 1988, с. 103). A known method of purification of liquid waste by coagulation with various collectors, providing removal from a solution of salts of heavy metals, colloidal and organic impurities. (Prince Abdulaev K.M., Malakhov I.A., Poletaev L.N., Sobol A.S. Water treatment at a thermal power plant using municipal wastewater, M., Energoatomizdat, 1988, p. 103).

Известен способ обработки ЖРО, основанный на извлечении основной массы радионуклидов на различного рода коллекторах с последующим выделением солей составляющей путем, например, содово-известкового умягчения и разделении отходов на шламовую част и воду. (Кн. А.С.Никифоров, В.В.Куличенко, М.И.Жихарев "Обезвреживание жидких радиоактивных отходов", М., 1985, с. 35). A known method of processing LRW, based on the extraction of the bulk of radionuclides on various collectors, followed by the separation of salts of the component by, for example, soda-lime softening and separation of waste into sludge and water. (Prince A.S. Nikiforov, V.V. Kulichenko, M.I. Zhikharev "Disposal of liquid radioactive waste", M., 1985, p. 35).

В качестве коллекторов используются различные соосадители или селективные сорбенты (гидроокись железа, магния, марганца, алюминия), которые утилизируются различными специфическими методами. As collectors, various co-precipitators or selective sorbents (iron, magnesium, manganese, aluminum hydroxide) are used, which are utilized by various specific methods.

К недостаткам методом относится низкий коэффициент очистки, особенно при наличии в растворе комплексообразователей, образование больших объемов шламов, требующих дальнейшей переработки, повышение солесодержания раствора. The disadvantages of the method include a low cleaning coefficient, especially in the presence of complexing agents in the solution, the formation of large volumes of sludge requiring further processing, and an increase in the salt content of the solution.

Известен способ обработки жидких отходов окислителями, такими как хлор и озон, позволяющий снизить концентрацию органических примесей, в том числе и комплексообразователей, обеспечивая повышение глубины очистки раствора от тяжелых металлов. (Кн. Абдулаев К.М., Малахов И.А., Полетаев Л.Н., Соболь А. С. Водоподготовка на ТЭЦ при использовании городских сточных вод, М., Энергоатомиздат, 1988, с. 130). There is a method of treating liquid waste with oxidizing agents such as chlorine and ozone, which allows to reduce the concentration of organic impurities, including complexing agents, providing an increase in the depth of purification of the solution from heavy metals. (Prince Abdulaev K.M., Malakhov I.A., Poletaev L.N., Sobol A.S. Water treatment at a thermal power plant using municipal wastewater, M., Energoatomizdat, 1988, p. 130).

Известен способ обработки жидких радиоактивных отходов АЭС, заключающийся в их упаривании с получением конденсата и кубового остатка, обработку которого осуществляют углеродсодержащим газом, с последующим отделением образовавшейся кристаллической фазы, после чего производят озонирование жидкой фазы кубового остатка при температуре 20-60oC в присутствии катализатора процесса окисления и/или коллектора извлечения радионуклидов из жидкой фазы с последующим отделением образующегося радиоактивного шлама и направлением полученного раствора на дополнительное упаривание. (Патент RU N 2066493, G 21 F 9/08, 1996).A known method of processing liquid radioactive waste of nuclear power plants, which consists in their evaporation to obtain condensate and bottoms, the processing of which is carried out with a carbon-containing gas, followed by separation of the formed crystalline phase, after which ozonation of the liquid phase of the bottoms at a temperature of 20-60 o C in the presence of a catalyst the oxidation process and / or the collector for extracting radionuclides from the liquid phase, followed by separation of the resulting radioactive sludge and the direction of the resulting thief for additional evaporation. (Patent RU N 2066493, G 21 F 9/08, 1996).

К недостаткам данных способов обработки жидких отходов относятся высокие материальные и энергетические затраты, использование биологически опасных веществ. The disadvantages of these methods of processing liquid waste include high material and energy costs, the use of biohazardous substances.

Известен способ очистки жидких отходов от тяжелых металлов и радионуклидов методом электрохимической обработки, заключающийся в коагуляции примесей с коллектором, образующимся при растворении анода с одновременным окислением органических примесей на аноде. (Кн. Кузнецов Ю.В., Щебетковский В.Н., Трусов А. Г., Основы очистки воды от радиоактивных загрязнений, М., Атомиздат, 1974, с. 183)
К недостаткам данного способа обработки отходов относятся низкая эффективность очистки, выделение взрыво- и пожароопасных электролитических газов, протекание побочных электрохимических реакций, ведущих к непроизводительному энергопотреблению.
A known method of cleaning liquid waste from heavy metals and radionuclides by electrochemical treatment, which consists in coagulating impurities with a collector formed during dissolution of the anode with the simultaneous oxidation of organic impurities on the anode. (Prince. Kuznetsov Yu.V., Schebetkovsky V.N., Trusov A.G., Basics of water purification from radioactive contamination, M., Atomizdat, 1974, p. 183)
The disadvantages of this method of waste treatment include low cleaning efficiency, the allocation of explosive and fire hazardous electrolytic gases, the occurrence of secondary electrochemical reactions leading to unproductive energy consumption.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, в первую очередь, повышение степени очистки от тяжелых металлов и их радиоактивных изотопов в присутствие органических и неорганических комплексообразователей. The objective of the invention is to remedy these disadvantages, primarily increasing the degree of purification from heavy metals and their radioactive isotopes in the presence of organic and inorganic complexing agents.

Разработанный способ обеспечивает эффективную очистку жидких отходов с общим солесодержанием 5 - 500 г/дм3.The developed method provides effective treatment of liquid waste with a total salt content of 5 to 500 g / dm 3 .

Способ очистки жидких отходов заключается в проведении электрохимической обработки путем окисления комплексных соединений тяжелых металлов и их радиоактивных изотопов, содержащихся в жидких отходах, на электродах, причем в качестве анода используют нерасходуемый электрод, а в качестве катода - газодиффузинный электрод, с последующим соосаждением ионов тяжелых металлов и их радиоактивных изотопов с коллекторами, отделением шламовой фазы и получением очищенного раствора. A method of purifying liquid waste is to conduct an electrochemical treatment by oxidizing complex compounds of heavy metals and their radioactive isotopes contained in liquid waste on electrodes, with a non-consumable electrode being used as an anode, and a gas diffusion electrode as a cathode, followed by coprecipitation of heavy metal ions and their radioactive isotopes with collectors, separation of the slurry phase and obtaining a purified solution.

Коллекторы получают путем электрохимической обработки раствора, полученного в результате окисления отходов, с использованием расходуемого анода и газодиффузионного катода. Collectors are obtained by electrochemical treatment of a solution obtained by the oxidation of waste using a sacrificial anode and a gas diffusion cathode.

Электрохимическую обработку осуществляют при анодной плотности тока не менее 0,1 А/дм2 и парциальном давлении кислорода на газодиффузионном катоде не менее 0,21.Electrochemical treatment is carried out at an anode current density of at least 0.1 A / dm 2 and a partial oxygen pressure of at least 0.21 at the gas diffusion cathode.

Разрушение комплексных соединений тяжелых металлов и их радиоактивных изотопов происходит на аноде путем анодного окислительного разрушения лигандов и образования ионов тяжелых металлов и их радиоактивных изотопов, способных к взаимодействию с коллекторами, переводящими их в шламовую фазу. The destruction of complex compounds of heavy metals and their radioactive isotopes occurs at the anode by anodic oxidative destruction of ligands and the formation of heavy metal ions and their radioactive isotopes, capable of interacting with collectors that transfer them to the sludge phase.

В качестве анода использовали нерасходуемые электроды, предпочтительно из платины, графита или диоксида свинца. Non-consumable electrodes, preferably made of platinum, graphite or lead dioxide, were used as the anode.

Газодиффузионные электроды применяются для получения электроэнергии в химических источниках тока и представляет собой устройство, предназначенное для подвода газа из внешнего источника в зону реакции посредством диффузии и обеспечения протекания самопроизвольной реакции электрохимического превращения (Кн. Тарасевич М.Р. Электрохимия углеродных материалов, М., Наука, 1984, с. 218). Gas diffusion electrodes are used to produce electricity in chemical current sources and is a device designed to supply gas from an external source to the reaction zone through diffusion and to ensure the occurrence of a spontaneous electrochemical conversion reaction (Prince Tarasevich M.R. Electrochemistry of carbon materials, M., Science 1984, p. 218).

При проведении реакции окисления на катоде происходит восстановление молекулярного кислорода по реакции
O2 + 2H2O + 4-e = 4OH-,
протекающее на воздушном газодиффузионном электроде, обеспечивающем транспортировку молекулярного кислорода из внешнего источника в зону реакции путем диффузии.
During the oxidation reaction at the cathode, molecular oxygen is reduced by the reaction
O 2 + 2H 2 O + 4 - e = 4OH - ,
flowing on an air gas diffusion electrode, which ensures the transport of molecular oxygen from an external source to the reaction zone by diffusion.

Таким образом, в предлагаемом способе электрохимической обработки жидких отходов разрушение примесей происходит за счет окисления лигандов молекулярным кислородом, поступающим в зону реакции из внешнего источника. Thus, in the proposed method for the electrochemical treatment of liquid waste, the destruction of impurities occurs due to the oxidation of ligands by molecular oxygen entering the reaction zone from an external source.

Такой подход позволяет избежать выделения электролитического водорода, образующегося при проведении электрохимической обработки путем прямого анодного окисления с катодной реакцией восстановления водорода, протекания побочной реакции электролиза воды, приводящей к непроизводительному расходу электроэнергии и образованию значительных количеств взрывоопасных электролизных газов. This approach avoids the release of electrolytic hydrogen generated during electrochemical processing by direct anodic oxidation with a cathodic hydrogen reduction reaction, the occurrence of a side reaction of water electrolysis, which leads to unproductive energy consumption and the formation of significant quantities of explosive electrolysis gases.

Для интенсификации процесса образования шламовой фазы и увеличения глубины очистки раствора от ионов тяжелых металлов и их радиоактивных изотопов используют соосаждение с коллекторами. В качестве коллектора процесса образования шламовой фазы используются оксигидраты, получаемые при взаимодействии электрохимически растворенных ионов переходных металлов (преимущественно железа, никеля и кобальта) расходуемого анода с гидроксил-ионами, образующимися при восстановлении поступающего из внешнего источника молекулярного кислорода на катоде, выполненном на основе газодиффузионного электрода. To intensify the process of formation of a slurry phase and increase the depth of purification of the solution from heavy metal ions and their radioactive isotopes, coprecipitation with collectors is used. Oxyhydrates obtained by the interaction of electrochemically dissolved transition metal ions (mainly iron, nickel and cobalt) of a sacrificial anode with hydroxyl ions formed during the reduction of molecular oxygen coming from an external source at the cathode made on the basis of a gas diffusion electrode are used as a collector of the process of formation of a slurry phase. .

Способ обеспечивает концентрирование основной массы тяжелых металлов и их радиоактивных изотопов в твердой фазе и получение солевых растворов с нормативно допустимыми концентрациями этих компонентов для открытого хранения или сброса в окружающую среду. The method provides the concentration of the bulk of heavy metals and their radioactive isotopes in the solid phase and the production of saline solutions with the normative permissible concentrations of these components for open storage or discharge into the environment.

Оптимальные условия проведения процесса обеспечиваются подбором таких параметров, как плотность тока, парциальное давление кислорода, геометрическая поверхность и материал электродов. Optimal process conditions are ensured by the selection of parameters such as current density, oxygen partial pressure, geometric surface and electrode material.

Плотность тока определяет глубину протекания процессов разрушения комплексных соединений, геометрическая поверхность электродов определяет скорость протекания процессов, а парциальное давление кислорода в системе обеспечивает протекание процесса окисления при оптимальных значениях плотности тока. The current density determines the depth of the process of destruction of complex compounds, the geometric surface of the electrodes determines the speed of the processes, and the partial pressure of oxygen in the system ensures the oxidation process at optimal current densities.

Проведение процесса в оптимальных условиях обеспечивает разрушение комплексных соединений и дестабилизацию устойчивых форм тяжелых металлов и их радионуклидов, в результате чего образуется шлам, отделяемый от раствора традиционными методами. Carrying out the process under optimal conditions ensures the destruction of complex compounds and the destabilization of stable forms of heavy metals and their radionuclides, resulting in the formation of sludge separated from the solution by traditional methods.

Раствор после отделения шламовой фазы может быть направлен на дальнейшую переработку известными методами с целью выделения ценных компонентов, на открытое хранения или сброс в окружающую среду. The solution after separation of the slurry phase can be sent for further processing by known methods in order to isolate valuable components, for open storage or discharge into the environment.

Шламовую фазу, содержащую тяжелые металлы и их радиоактивные изотопы, направляют на утилизацию известными способами. The sludge phase containing heavy metals and their radioactive isotopes is sent for disposal by known methods.

Таким образом, новизна изобретения заключается в использовании в качестве анода нерасходуемого электрода, а в качестве катода - воздушного газодиффузионного электрода, позволяющего организовать процесс окисления лигандов молекулярным кислородом, разработке определенной последовательности операций и режимов их проведения. Thus, the novelty of the invention lies in the use of a non-consumable electrode as an anode, and an air gas diffusion electrode as a cathode, which makes it possible to organize the process of ligand oxidation by molecular oxygen and to develop a certain sequence of operations and their modes of operation.

При проведении процесса в оптимальных условиях исключается образование взрывоопасных электролитических газов, таких как водород и кислород, снижается потребление электроэнергии за счет уменьшения рабочего напряжения на электродах и отсутствием побочных электрохимических реакций по сравнению с прототипом. When carrying out the process under optimal conditions, the formation of explosive electrolytic gases, such as hydrogen and oxygen, is eliminated, energy consumption is reduced by reducing the operating voltage at the electrodes and the absence of side electrochemical reactions compared to the prototype.

При промышленном применении изобретения достигается технический результат, которого не удавалось ранее достигнуть, заключающийся в сокращении объема хранимых химических и радиоактивных отходов и получении токсикологически и радиационно не активных продуктов, допускающих их открытое хранение, повторное использование или сброс в окружающую среду. In the industrial application of the invention, a technical result is achieved, which could not be achieved earlier, which consists in reducing the volume of stored chemical and radioactive waste and obtaining toxicologically and radiation-inactive products that allow their open storage, reuse or discharge into the environment.

Примеры осуществления способа. Examples of the method.

Окисление комплексных соединений проводилось в электрохимической ячейке с нерасходуемым анодом и катодом, выполненным на основе воздушного газодиффузионного электрода, работающего при парциальном давлении кислорода в газовой смеси 0,2, при пропускании, независимо от других условий обработки, количества электричества, рассчитанного исходя из реакции окисления лигандов молекулярным кислородом, что соответствует 100% выходу по току по целевой реакции при отсутствии побочных реакции. The oxidation of complex compounds was carried out in an electrochemical cell with a non-consumable anode and cathode based on an air gas diffusion electrode operating at a partial oxygen pressure of 0.2 in a gas mixture, while transmitting, regardless of other processing conditions, the amount of electricity calculated from the ligand oxidation reaction molecular oxygen, which corresponds to 100% current efficiency of the target reaction in the absence of adverse reactions.

Пример 1. Перерабатываемые жидкие отходы характеризуются следующим макрохимическим составом: концентрация нитрата натрия 10 г/дм3; концентрация соединений железа - 1000 мг/дм3 по ионам железа (3+); концентрация оксалат-ионов - 10 г/дм3.Example 1. Processed liquid waste is characterized by the following macrochemical composition: concentration of sodium nitrate 10 g / dm 3 ; the concentration of iron compounds is 1000 mg / dm 3 for iron ions (3 + ); the concentration of oxalate ions is 10 g / dm 3 .

Влияние условий обработки на остаточную концентрацию оксалат-ионов и соединений железа приведены в таблицах 1 и 2. The influence of the processing conditions on the residual concentration of oxalate ions and iron compounds are shown in tables 1 and 2.

Представленные данные показывают, что материал нерасходуемого анода не оказывает значимого влияния на процесс окисления. The data presented show that the material of the non-consumable anode does not significantly affect the oxidation process.

Электрохимическая обработка при плотности тока 0,05 А/дм2 не приводит к достаточному снижению концентрации лиганда и тяжелых металлов в растворе. Таким образом, минимальным значением плотности тока, позволяющим обеспечить эффективное протекание процесса электрохимической обработки, является 0,1 А/дм2.Electrochemical treatment at a current density of 0.05 A / dm 2 does not lead to a sufficient decrease in the concentration of ligand and heavy metals in solution. Thus, the minimum value of current density, allowing to ensure the efficient course of the process of electrochemical processing, is 0.1 A / DM 2 .

Пример 2. Перерабатываемые жидкие отходы характеризуются следующим макрохимическим составом: концентрация соединений марганца, железа, кобальта - по 100 мг/дм3 в пересчете на ионные формы; концентрация этилендиаминтетраацетат-ионов - 10 г/дм3.Example 2. The processed liquid waste is characterized by the following macrochemical composition: the concentration of manganese, iron, cobalt compounds - 100 mg / dm 3 in terms of ionic forms; the concentration of ethylenediaminetetraacetate ions is 10 g / dm 3 .

Электрохимическая обработка проводилась при плотности тока 0,5 А/дм2, в качестве материала анода использовался графит марки ГМЗ.The electrochemical treatment was carried out at a current density of 0.5 A / dm 2 ; GMZ grade graphite was used as the anode material.

Данные по влиянию солесодержания раствора на остаточную концентрацию ионов тяжелых металлов приведены в таблице 3. Data on the influence of the salt content of the solution on the residual concentration of heavy metal ions are shown in table 3.

Приведенные данные показывают, что увеличение суммарного солесодержание жидких отходов не оказывает сколь-либо значимого влияния на эффективность процесса окисления лигандов. The data presented show that an increase in the total salt content of liquid waste does not have any significant effect on the efficiency of the ligand oxidation process.

Для повышения глубины очистки от ионов тяжелых металлов до уровня, позволяющего сброс в окружающую среду очищенного раствора, ионы кобальта соосаждались с коллекторами. To increase the depth of purification from heavy metal ions to a level that allows the discharge of the purified solution into the environment, cobalt ions were deposited with collectors.

Коллектор, представляющий собой оксигидрат железа, в количестве 100 мг Fe/дм3, достаточном для эффективного удаления кобальта, получают при электрохимическом растворении анода, изготовленного из углеродистой стали. В качестве катода использовали воздушный газодиффузионный электрод. Полученные данные приведены в таблице 4.The collector, which is iron oxyhydrate, in an amount of 100 mg Fe / dm 3 sufficient to effectively remove cobalt, is obtained by electrochemical dissolution of an anode made of carbon steel. An air gas diffusion electrode was used as a cathode. The data obtained are shown in table 4.

Как следует из приведенных данных, использование оксигидратных коллекторов, генерируемых при плотности тока не менее 0,1 А/дм2, позволяет обеспечить глубину очистки отходов от ионов тяжелых металлов, достаточную для сбора очищенного раствора в окружающую среду вне зависимости от солесодержания.As follows from the above data, the use of oxyhydrate collectors generated at a current density of at least 0.1 A / dm 2 allows us to provide a depth of waste treatment of heavy metal ions sufficient to collect the purified solution into the environment, regardless of salinity.

Пример 3. Перерабатываемые жидкие радиоактивные отходы АЭС характеризуются следующим макросолевым составом, представленным в таблице 5. Example 3. Processed liquid radioactive waste of nuclear power plants are characterized by the following macro-salt composition, presented in table 5.

Солесодержание - до 520 г/дм3; плотность 1,305 кг/дм3; pH 7,8; ХПК = 4,4 г О/дм3.Salinity - up to 520 g / dm 3 ; density 1.305 kg / dm 3 ; pH 7.8; COD = 4.4 g O / dm 3 .

Изотопный состав: 60Co - 1,6 • 106 Бк/дм3; 54Mn - 1,5 • 105 Бк/дм3.Isotopic composition: 60 Co - 1.6 • 10 6 Bq / dm 3 ; 54 Mn - 1.5 • 10 5 Bq / dm 3 .

Электрохимическая обработка проводилась при плотности тока 0,3 А/дм2, в качестве материала анода использовался графит марки ГМЗ.The electrochemical treatment was carried out at a current density of 0.3 A / dm 2 ; GMZ grade graphite was used as the anode material.

После проведения реакции и отделения образовавшихся шламов макрохимический состав раствора характеризовался следующими показателями, данными в таблице 6. After the reaction and separation of the formed sludge, the macrochemical composition of the solution was characterized by the following indicators given in table 6.

Солесодержание - 520 г/дм3; плотность 1,305 кг/дм3; pH 8,2; ХПК = 0,3 г О/дм3.Salt content - 520 g / dm 3 ; density 1.305 kg / dm 3 ; pH 8.2; COD = 0.3 g O / dm 3 .

Изотопный состав: 60Co - 7,3 • 102 Бк/дм3; 54Mn - 1,7 • 102 Бк/дм3.Isotopic composition: 60 Co - 7.3 • 10 2 Bq / dm 3 ; 54 Mn - 1.7 • 10 2 Bq / dm 3 .

Полученные данные показывают, что проведение операции окисления лигандов не приводит к значимым изменениям в макрохимическом составе ЖРО, но позволяет снизить концентрацию соединений железа примерно в 100 раз и удельную активность по радиоактивным изотопам тяжелых металлов 60Co и 54Mn примерно в 500 - 1000 раз.The data obtained show that the operation of the ligand oxidation does not lead to significant changes in the macrochemical composition of LRW, but allows one to reduce the concentration of iron compounds by about 100 times and the specific activity of 60 Co and 54 Mn for radioactive isotopes of heavy metals by about 500-1000 times.

Для снижения содержания радиоактивных изотопов до уровня, позволяющего открытое хранение или сброс в окружающую среду очищенного раствора, 60Co и 54Mn соосаждались с оксигидратными коллекторами, генерируемыми при электрохимическом растворении анода, изготовленного из сплава железа и кобальта. В качестве катода использовался воздушный газодиффузионный электрод.To reduce the content of radioactive isotopes to a level that allows open storage or discharge into the environment of the purified solution, 60 Co and 54 Mn were deposited with oxyhydrate collectors generated by electrochemical dissolution of an anode made of an alloy of iron and cobalt. An air gas diffusion electrode was used as a cathode.

Концентрация оксигидратных коллекторов составляла 200 мг металла/дм3 окисленного раствора.The concentration of oxyhydrate collectors was 200 mg of metal / DM 3 oxidized solution.

После коагуляции и отделения шламовой фазы, содержание радиоактивных изотопов в растворе составляло: 60Co - < 10 Бк/дм3; 54Mn - < 10 Бк/дм3, что соответствует допустимому действующими нормативными документами уровню содержания радионуклидов в растворе, предназначенном для открытого хранения или сброса в окружающую среду.After coagulation and separation of the slurry phase, the content of radioactive isotopes in the solution was: 60 Co - <10 Bq / dm 3 ; 54 Mn - <10 Bq / dm 3 , which corresponds to the level of radionuclide content in the solution that is permissible by current regulatory documents and is intended for open storage or discharge into the environment.

Как видно из приведенных примеров, использование предложенного способа очистки жидких отходов, содержащих комплексные соединения тяжелых металлов и их радиоактивных изотопов, позволяет более эффективно, по сравнению с прототипом, удалить ионы тяжелых металлов и их радиоактивные изотопы из жидких отходов, получить шлам в пригодном для утилизации известными способами виде и растворы, которые имеют нормативно допустимое для открытого хранения или сброса в окружающую среду содержание и могут храниться как химические отходы. При этом отсутствуют побочные электрохимические реакции, ведущие к выделению взрыво- и пожароопасных электролитических газов и непроизводительному энергопотреблению. As can be seen from the above examples, the use of the proposed method for the purification of liquid waste containing complex compounds of heavy metals and their radioactive isotopes allows more efficient, compared with the prototype, to remove heavy metal ions and their radioactive isotopes from liquid waste, to obtain a slurry suitable for disposal by known methods, forms and solutions that have a normatively permissible content for open storage or discharge into the environment and can be stored as chemical waste. In this case, there are no side electrochemical reactions leading to the release of explosive and fire hazardous electrolytic gases and unproductive energy consumption.

Claims (3)

1. Способ очистки жидких отходов от ионов тяжелых металлов и их радиоактивных изотопов, включающий электрохимическую обработку отходов, соосаждение ионов тяжелых металлов с коллекторами и отделение шламовой фазы от раствора, отличающийся тем, что электрохимическую обработку проводят путем окисления комплексных соединений тяжелых металлов и их радиоактивных изотопов на электродах с использованием в качестве катода газодиффузионного электрода, а в качестве анода - нерасходуемого электрода, с последующим соосаждением ионов тяжелых металлов и их радиоактивных изотопов с коллекторами и отделением шламовой фазы. 1. A method of cleaning liquid waste from heavy metal ions and their radioactive isotopes, including electrochemical waste treatment, coprecipitation of heavy metal ions with collectors and separation of the slurry phase from the solution, characterized in that the electrochemical treatment is carried out by oxidation of complex compounds of heavy metals and their radioactive isotopes on electrodes using a gas diffusion electrode as a cathode and a non-consumable electrode as an anode, followed by coprecipitation of heavy metal ions llov and radioactive isotopes with collectors and separating the slurry phase. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что коллекторы получают путем электрохимической обработки раствора, полученного в результате электрохимического окисления жидких отходов, при этом в процессе обработки используют газодиффузионный катод и расходуемый анод. 2. The method according to claim 1, characterized in that the collectors are obtained by electrochemical treatment of the solution obtained by electrochemical oxidation of liquid waste, while the gas diffusion cathode and sacrificial anode are used in the processing. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что электрохимическую обработку осуществляют при анодной плотности тока не менее 0,1 А/дм2 и парциальном давлении кислорода на газодиффузионном катоде не менее 0,2.3. The method according to p. 1, characterized in that the electrochemical treatment is carried out at an anode current density of at least 0.1 A / dm 2 and a partial oxygen pressure of at least 0.2 of the gas diffusion cathode.
RU97121532A 1997-12-25 1997-12-25 Method for cleaning liquid wastes from ions of heavy metals and their radioactive isotopes RU2127459C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97121532A RU2127459C1 (en) 1997-12-25 1997-12-25 Method for cleaning liquid wastes from ions of heavy metals and their radioactive isotopes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97121532A RU2127459C1 (en) 1997-12-25 1997-12-25 Method for cleaning liquid wastes from ions of heavy metals and their radioactive isotopes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2127459C1 true RU2127459C1 (en) 1999-03-10
RU97121532A RU97121532A (en) 1999-05-10

Family

ID=20200442

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97121532A RU2127459C1 (en) 1997-12-25 1997-12-25 Method for cleaning liquid wastes from ions of heavy metals and their radioactive isotopes

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2127459C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD4381C1 (en) * 2010-12-29 2016-06-30 Вильгельм КОСОВ Process for purification of aqueous solution from radionuclides

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Кузнецов Ю.В. и др. Основы очистки воды от радиоактивных загрязнений.-М.: Атомиздат, 1974, с.183. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD4381C1 (en) * 2010-12-29 2016-06-30 Вильгельм КОСОВ Process for purification of aqueous solution from radionuclides

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Grimm et al. Review of electro-assisted methods for water purification
AU2007257247B2 (en) Electrolytic activation of water
JP2002531704A (en) Electrolytic apparatus, method for purifying aqueous solution, and method for synthesizing chemical substance
US8287702B2 (en) Electrolytic activation of water
Liu et al. Continuous electrochemical oxidation of methyl orange waste water using a three-dimensional electrode reactor
JPH06134465A (en) Water treatment process
ZA200105137B (en) Electrolytic apparatus, method for purification of aqueous solutions and synthesis of chemicals.
CN101139150A (en) Preoxidized-composite electrolyzing method for removing arsenic in groundwater
CN108358363A (en) A kind of deep treatment method of organic sewage with high salt
WO2014165998A1 (en) Treatment of a waste stream through production and utilization of oxyhydrogen gas
KR20200081001A (en) Sewage disposal system having hydrogen generation ability
CA2324861C (en) Device and method for the purification of polluted water
RU2127459C1 (en) Method for cleaning liquid wastes from ions of heavy metals and their radioactive isotopes
US3582485A (en) Water purification
Shanthi et al. Domestic sewage treatment using batch stirred tank electrochemical reactor
JPWO2003091166A1 (en) Method and apparatus for treating wastewater containing organic compounds
JP3117064B2 (en) Method and apparatus for treating oxidized nitrogen-containing water
JP4641435B2 (en) Endocrine disrupting chemical substance decomposition method and apparatus
JP4062690B2 (en) Organic wastewater treatment method
JP6220809B2 (en) Sludge volume reduction method and equipment by swirling electrolytic treatment
KR20040057008A (en) Electrolytic waste treatment system
AU2003201434A1 (en) Device for electrolytic purification of liquids
RU2122979C1 (en) Method of purification of water from nitrates and nitrites
JP2001252667A (en) Method and device for treating water containing nitrogen oxides
KR850001335B1 (en) The method for treatment of wastewater include heavy metal

Legal Events

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

Effective date: 20091226