RU2172032C1 - Method for cleaning low-activity liquid radioactive wastes from radionuclides - Google Patents
Method for cleaning low-activity liquid radioactive wastes from radionuclides Download PDFInfo
- Publication number
- RU2172032C1 RU2172032C1 RU2000122718/12A RU2000122718A RU2172032C1 RU 2172032 C1 RU2172032 C1 RU 2172032C1 RU 2000122718/12 A RU2000122718/12 A RU 2000122718/12A RU 2000122718 A RU2000122718 A RU 2000122718A RU 2172032 C1 RU2172032 C1 RU 2172032C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sorbents
- purification
- radionuclides
- membrane
- filtrate
- Prior art date
Links
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области химической технологии, конкретно к атомной экологии, и может быть использовано при очистке жидких радиоактивных отходов (ЖРО), образующихся при эксплуатации различных атомно-энергетических установок (АЭУ) на АЭС, транспортных средствах (атомных ледоколах, подводных лодках (АПЛ), плавучих АЭС). The invention relates to the field of chemical technology, specifically to atomic ecology, and can be used in the treatment of liquid radioactive waste (LRW) generated during the operation of various nuclear power plants (AEU) at nuclear power plants, vehicles (nuclear icebreakers, submarines) floating nuclear power plants).
Исходя из экологических требований, существующих в РФ и отраженных в НРБ-99 [1], и рекомендаций МАГАТЭ процесс очистки ЖРО должен включать в себя их очистку до суммарного содержания β-активных радионуклидов меньше 10-10 Ku/л. Как правило, лимитирующими этот показатель являются радионуклиды цезия-137 и стронция-90, содержание которых в стандартных ЖРО составляет около 80%, а химическая природа такова, что они очень трудно извлекаются из солевых растворов. Поэтому очистка ЖРО, как правило, включает в себя предочистку от некоторых химических примесей, мешающих дальнейшим процессам обессоливания и очистки от радионуклидов, последующие обессоливание и очистку ЖРО от радионуклидов различными методами и сорбционную доочистку обессоленных растворов до допустимых сбросных норм [2].Based on environmental requirements existing in the Russian Federation and reflected in NRB-99 [1], and IAEA recommendations, the LRW purification process should include their purification to a total content of β-active radionuclides of less than 10 -10 Ku / l. As a rule, this indicator is limited by cesium-137 and strontium-90 radionuclides, the content of which in standard LRW is about 80%, and the chemical nature is such that they are very difficult to extract from saline solutions. Therefore, LRW purification, as a rule, includes pretreatment of certain chemical impurities that interfere with further desalination and purification of radionuclides, subsequent desalination and purification of LRW from radionuclides by various methods, and sorption after-treatment of desalted solutions to allowable discharge norms [2].
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному способу является способ очистки низкоактивных жидких радиоактивных отходов от радионуклидов, включающий стадии предочистки от посторонних примесей и их отделение от образующегося фильтрата с последующей доочисткой последнего путем его пропускания через селективные неорганические сорбенты [3]. The closest in technical essence and the achieved result to the proposed method is a method of purification of low-level liquid radioactive waste from radionuclides, which includes the stage of pretreatment from foreign impurities and their separation from the formed filtrate with subsequent purification of the latter by passing it through selective inorganic sorbents [3].
По данному способу ЖРО сначала направляют на стадию предочистки. В зависимости от степени их загрязненности взвешенными веществами, нефтепродуктами (НП) и поверхностно-активными веществами (ПАВ) эта стадия включает очистку исходного раствора от взвешенных веществ и нефтепродуктов методами фильтрования и/или ультра- или микрофильтрации. На стадии предочистки могут быть использованы осадительные методы для удаления различных примесей, солей жесткости, ПАВ, железа, оксалатов, которые в дальнейшем будут мешать процессам концентрирования солей различными методами и доочистке растворов от радионуклидов. According to this method, LRW is first sent to the pre-treatment stage. Depending on the degree of their contamination with suspended solids, oil products (NP) and surface-active substances (surfactants), this stage involves the purification of the initial solution from suspended solids and oil products by filtration and / or ultrafiltration or microfiltration. At the pretreatment stage, precipitation methods can be used to remove various impurities, hardness salts, surfactants, iron, oxalates, which in the future will interfere with the processes of salt concentration by various methods and the post-treatment of solutions from radionuclides.
Затем растворы подвергают окончательному фильтрованию от взвешенных веществ и подвергают доочистке путем последовательного пропускания через неорганические сорбенты, в качестве которых могут быть использованы природные и/или синтетические цеолиты или композиционные ферроцианидные сорбенты на основе ферроцианидов переходных металлов - меди или никеля и пористого носителя. Then the solutions are subjected to final filtration from suspended solids and subjected to purification by successive passage through inorganic sorbents, which can be used natural and / or synthetic zeolites or composite ferrocyanide sorbents based on transition metal ferrocyanides - copper or nickel and a porous carrier.
Недостатком известного способа является его малая эффективность при переработке сложных по составу низкоактивных растворов, содержащих большое количество посторонних химических примесей, например нефтепродуктов, ПАВ, солей жесткости и т.п. В этом случае при переработке образуется большое количество вторичных ТРО, обусловленных тем, что для удаления данных примесей необходимо в исходный раствор вводить большое количество посторонних реагентов, которые затем попадают в ТРО, а также сложная схема переработки исходных растворов. The disadvantage of this method is its low efficiency in the processing of complex composition of low active solutions containing a large number of extraneous chemical impurities, such as petroleum products, surfactants, hardness salts, etc. In this case, during processing, a large number of secondary SRW is formed, due to the fact that to remove these impurities it is necessary to introduce a large number of foreign reagents into the initial solution, which then fall into the SRW, as well as a complex scheme for processing the initial solutions.
Задачей изобретения является разработка способа, обеспечивающего более высокую степень очистки низкоактивных ЖРО от радионуклидов и снижение количества захораниваемых твердых отходов, что обеспечивает не только безопасность и экономичность процесса переработки ЖРО, но и улучшает экологию. The objective of the invention is to develop a method that provides a higher degree of purification of low-level LRW from radionuclides and a reduction in the amount of solid waste disposed of, which ensures not only the safety and efficiency of the LRW processing process, but also improves the environment.
Поставленная задача решается предложенным способом очистки низкоактивных жидких радиоактивных отходов (ЖРО), включающим стадии предочистки исходного раствора от посторонних примесей и их отделение от образующегося фильтрата с последующей его доочисткой путем последовательного пропускания через селективные неорганические сорбенты, в котором исходный раствор с примесями пропускают через мембранный фильтрующий аппарат с вращающимися дисками, снабженными с двух сторон полупроницаемыми мембранами, выполненными в виде двухслойной пластины, в которой нижний слой изготовлен из пористого металла, имеющего толщину металлического слоя - не более 0,2 мм и размер пор не менее 1,5 мкм, а верхний слой - из пористой керамики, в качестве которой использованы оксиды, нитриды, карбиды, бориды металлов из ряда Ti, Zr, Mg или их смеси, с размером пор в ней не более 0,5 мкм и толщиной керамического слоя - не более 10 мкм. The problem is solved by the proposed method for the purification of low-level liquid radioactive waste (LRW), which includes the stages of pretreatment of the initial solution from impurities and their separation from the resulting filtrate with its subsequent purification by successive passage through selective inorganic sorbents, in which the initial solution with impurities is passed through a membrane filter apparatus with rotating disks equipped on both sides with semi-permeable membranes made in the form of a two-layer pla a table in which the lower layer is made of a porous metal having a metal layer thickness of not more than 0.2 mm and a pore size of not less than 1.5 μm, and the upper layer of porous ceramic, which is used as oxides, nitrides, carbides, metal borides from the series Ti, Zr, Mg or a mixture thereof, with a pore size in it of not more than 0.5 μm and a ceramic layer thickness of not more than 10 μm.
Поставленная задача решается также тем, что подачу исходного раствора в мембранный аппарат осуществляют под давлением 1,8-5,0 атм, а сам аппарат, снабженный по крайней мере пятью мебранными дисками, выполнен с возможностью вращения фильтрующих мембранных дисков со скоростью 1000-1500 об/мин. The problem is also solved by the fact that the supply of the initial solution to the membrane apparatus is carried out under a pressure of 1.8-5.0 atm, and the apparatus itself, equipped with at least five furnished disks, is configured to rotate the filtering membrane disks at a speed of 1000-1500 rpm / min
Кроме того, для решения поставленной задачи важным является то, что на стадии доочистки в качестве селективного сорбента используют композиционные неорганические сорбенты на основе ферроцианидов переходных металлов - меди или никеля и пористого неорганического и/или органического носителя и/или природных или синтетических цеолитов кубической, моноклинной или гексагональной структуры. In addition, to solve the problem, it is important that, at the post-treatment stage, composite inorganic sorbents based on transition metal ferrocyanides — copper or nickel and a porous inorganic and / or organic carrier and / or natural or synthetic zeolites of cubic, monoclinic — are used as a selective sorbent. or hexagonal structure.
Оптимальным решением также является то, что селективные неорганические сорбенты загружены в защитный фильтр-контейнер, снабженный устройством для последующей осушки сорбентов, которую ведут до содержания остаточной влаги в сорбентах менее 5 мас.%. The optimal solution is also that selective inorganic sorbents are loaded into a protective filter container equipped with a device for subsequent drying of the sorbents, which is carried out to a residual moisture content of less than 5 wt.% In the sorbents.
Предложенный способ очистки низкоактивных ЖРО, осуществляемый в установке, обеспечивающей проведение процесса очистки по указанным стадиям, а также вышеперечисленные характеристики и условия работы фильтрующего мембранного аппарата с вращающимися дисками в совокупности обеспечивают получение высокого технического результата, отмеченного в задаче изобретения. The proposed method for cleaning low-level LRW, carried out in an installation that provides for the cleaning process at the indicated stages, as well as the above characteristics and operating conditions of the filtering membrane apparatus with rotating disks, together provide a high technical result noted in the objective of the invention.
В качестве мебранного фильтрующего аппарата можно использовать, например, мембранную фильтрующую центрифугу - ФМЦ - с вращающимися дисками, снабженными с обеих сторон двухслойной металлокерамической мембраной, например, "ТРУМЕМ", обладающей высокой механической прочностью, большим ресурсом, высокой пористостью и очень высокой производительностью - до 380-600 л/ч при давлении 3-4 атм, ее эффективность не снижается при работе в высокотемпературных и агрессивных средах. Эти мембраны не подвержены воздействию каких-либо бактерий и проявляют высокую абразивную стойкость. Мембраны легко регенерируются, в том числе и термообработкой до 400oC в инертной среде (аргон, азот, вакуум). При пропускании через этот аппарат сложных по дисперсному составу ЖРО они практически нацело очищаются от нефтепродуктов, взвесей и коллоидных примесей, а также от части ПАВ, связанных в макроглобулярные структуры. Все эти операции позволяют достичь неожиданного эффекта на последующей сорбционной стадии, где резко (в 10-20 раз) повышаются коэффициенты очистки от радионуклидов цезия других радионуклидов и возрастает ресурс использования сорбентов.As a furniture filtering apparatus, you can use, for example, a membrane filtering centrifuge - PMC - with rotating disks equipped with a two-layer cermet membrane on both sides, for example, TRUMEM, which has high mechanical strength, long life, high porosity and very high productivity - up to 380-600 l / h at a pressure of 3-4 atm, its effectiveness does not decrease when working in high-temperature and aggressive environments. These membranes are not affected by any bacteria and exhibit high abrasion resistance. Membranes are easily regenerated, including by heat treatment up to 400 o C in an inert medium (argon, nitrogen, vacuum). When LRWs of complex disperse composition are passed through this apparatus, they are almost completely cleared of oil products, suspensions and colloidal impurities, as well as part of surfactants bound into macroglobular structures. All these operations allow achieving an unexpected effect at the subsequent sorption stage, where the cesium radionuclide purification coefficients of other radionuclides sharply (10–20 times) increase and the resource for using sorbents increases.
ФМЦ, представляющая в одном из вариантов исполнения пятидисковый мембранный фильтрующий аппарат, снабженный вращающимся валом, работает следующим образом. PMC, representing in one embodiment, a five-disk membrane filter apparatus equipped with a rotating shaft, operates as follows.
Исходные растворы (суспензии), предварительно очищенные от частиц крупностью больше 200 мкм и содержащие нефтепродукты, коллоидные примеси, под давлением 1,8-5 атм подают через патрубок подачи жидкости во внутреннюю полость аппарата, давление жидкости контролируют по манометру. The initial solutions (suspensions), previously purified from particles larger than 200 microns and containing petroleum products, colloidal impurities, are fed under a pressure of 1.8-5 atm through the fluid supply pipe into the internal cavity of the apparatus, the fluid pressure is controlled by a manometer.
Фильтрующие диски, закрепленные на валу корпуса аппарата вращают со скоростью 1000-1500 об/мин в фильтруемой жидкости. Жидкость в результате перепада давления проникает через керамический слой, имеющий пористость не более 0,5 мкм, и слой более пористого металла, например нержавеющей стали с размером пор не менее 1,5 мкм, во внутреннюю полость диска, по дренажному слою отводится по внутреннему каналу (коллектору отвода пермеата) и поступает на последующие стадии очистки. The filter discs mounted on the shaft of the apparatus body rotate at a speed of 1000-1500 rpm in the filtered fluid. The liquid as a result of the differential pressure penetrates through a ceramic layer having a porosity of not more than 0.5 μm, and a layer of more porous metal, for example stainless steel with a pore size of at least 1.5 μm, into the inner cavity of the disk, is discharged through the inner channel through the drainage layer (permeate drain collector) and enters the subsequent stages of purification.
Отфильтрованные частицы под действием центробежных сил, возникающих от вращения дисков, стекают в кольцевой зазор между пакетом дисков и корпусом аппарата, значительно уменьшая засоренность поверхности, а затем через патрубок отвода концентрата в нижней части корпуса его выводят из аппарата и подают на стадию концентрирования. Очистке поверхности мембраны способствуют также стационарные турболизаторы, расположенные между мембранными дисками, которые разрушают ламинарный поток течения жидкости у поверхности мембран и как бы "встряхивают" поверхностный слой отложений, способствуя его смыванию. Filtered particles under the action of centrifugal forces arising from the rotation of the disks flow into the annular gap between the disk pack and the device body, significantly reducing surface contamination, and then through the outlet pipe of the concentrate in the lower part of the body it is removed from the device and fed to the concentration stage. The cleaning of the membrane surface is also facilitated by stationary turbolizers located between the membrane disks, which destroy the laminar flow of fluid at the membrane surface and “shake” the surface layer of deposits, as a result of which it is washed off.
Для осуществления способа полученный в ходе разделения на мембранном фильтрующем аппарате пермеат (фильтрат) направляют на сорбционные колонны, загруженные селективным композиционным ферроцианидным сорбентом. Оптимальным вариантом, обеспечивающим наименьшее количество вторичных ТРО и упрощающим систему захоронения отработанных сорбентов, является их загрузка в сорбционный фильтр, выполненный в виде защитного фильтр-контейнера. Через сорбционный фильтр пропускают растворы со скоростью 10-20 К.О./ч (объемов раствора, равных объему сорбента). To implement the method, the permeate (filtrate) obtained during separation on a membrane filtering apparatus is sent to sorption columns loaded with a selective composite ferrocyanide sorbent. The best option, providing the smallest number of secondary SRW and simplifying the system of disposal of spent sorbents, is to load them into a sorption filter made in the form of a protective filter container. Solutions are passed through a sorption filter at a rate of 10-20 K.O./h (solution volumes equal to the volume of the sorbent).
После выработки ресурса сорбента производят его замену вместе с сорбционной обечайкой (защитным контейнером) в следующей последовательности. After the exhaustion of the resource of the sorbent, it is replaced together with the sorption shell (protective container) in the following sequence.
После прекращения подачи исходного раствора проводят осушение сорбента непосредственно в сорбционной обечайке путем ее подключения к вакуум-насосу или продувки горячим азотом до получения остаточной влажности сорбентов не более 5 мас. %, затем с помощью специального механического приспособления обечайку помещают в изолирующий контейнер и транспортируют на захоронение в специальных хранилищах, приспособленных для временного хранения твердых радиоактивных отходов (ТРО). After stopping the supply of the initial solution, the sorbent is drained directly in the sorption shell by connecting it to a vacuum pump or purging with hot nitrogen to obtain a residual moisture content of sorbents of not more than 5 wt. %, then using a special mechanical device, the shell is placed in an insulating container and transported for burial in special storage facilities adapted for temporary storage of solid radioactive waste (SRW).
Проходя, таким образом, последовательно все стадии предочистки, ЖРО практически полностью (на 99,9-99,95%) очищаются от механических примесей, коллоидных взвесей, нефтепродуктов и радионуклидов цезия и стронция и других радионуклидов. Очищенные растворы поступают в промежуточную емкость и оттуда насосами их подают на блок последующей сорбционной доочистки. Thus, passing through all pre-treatment stages successively, LRW is almost completely (99.9-99.95%) purified from mechanical impurities, colloidal suspensions, oil products and radionuclides of cesium and strontium and other radionuclides. The purified solutions enter the intermediate tank and from there they are pumped to the unit for subsequent sorption post-treatment.
В случае необходимости перед сорбционной доочисткой могут быть использованы мембранные методы очистки и обессоливания ЖРО (обратноосмотический или электромебранный). If necessary, membrane methods for cleaning and desalting LRW (reverse osmosis or electromebranic) can be used before sorption post-treatment.
Предложенный способ очистки низкоактивных ЖРО может быть осуществлен в установке по переработке ЖРО, имеющей несколько вариантов исполнения - стационарный или мобильный в модульном исполнении. Последний может быть реализован для создания передвижной установки очистки ЖРО, которая предназначена для использования на технических базах ВМФ. The proposed method for purification of low-level LRW can be carried out in a LRW processing facility having several options - stationary or mobile in a modular design. The latter can be implemented to create a mobile LRW treatment plant, which is intended for use on the technical bases of the Navy.
В этом случае установка может быть дополнительно снабжена автономным источником питания и иметь в своем составе транспортируемые модули, где размещается лабораторное оборудование, санпропускник и блок управления установки. In this case, the installation can be additionally equipped with an autonomous power source and include transported modules, where the laboratory equipment, a sanitary inspection room and the installation control unit are located.
Эффективность описываемого способа иллюстрируется нижеследующими примерами. The effectiveness of the described method is illustrated by the following examples.
Пример 1. Осуществление способа по прототипу. Example 1. The implementation of the method according to the prototype.
Проводят комплексную очистку низкоактивных жидких радиоактивных отходов следующего состава: общее солесодержание - 12 г/л; взвеси - 100 мг/л; нефтепродукты (НП) - 100 мг/л; жесткость - 35 мг/л; Cl - 0,8 г/л; ПАВ - 6 мг/л; трилон "Б" - 14 мг/л; pH - 8,5; Sr - 2,1•10-6 Ku/л; Cs (134+137) - 1•10-5 Ku/л; остальные радионуклиды - 2,5•10-6 Ku/л.Comprehensive cleaning of low-level liquid radioactive waste of the following composition is carried out: total salinity - 12 g / l; suspensions - 100 mg / l; petroleum products (NP) - 100 mg / l; hardness - 35 mg / l; Cl - 0.8 g / l; Surfactant - 6 mg / l; Trilon "B" - 14 mg / l; pH 8.5; Sr - 2.1 • 10 -6 Ku / l; Cs (134 + 137) - 1 • 10 -5 Ku / l; other radionuclides - 2.5 • 10 -6 Ku / l.
Очистку ведут на установке, включающей сорбционный блок предочистки, состоящий из ряда фильтров (сорбционных колонн), в следующей последовательности. The cleaning is carried out on the installation, including the pre-treatment sorption unit, consisting of a number of filters (sorption columns), in the following sequence.
Сначала ЖРО на стадии предочистки пропускают через механический песчаный фильтр, затем через фильтр с "плавающей" поролоновой загрузкой, затем фильтруют через патронные фильтроэлементы с тонкостью фильтрации 20 мкм. При этом происходит очистка от НП на 97%, от взвешенных веществ ~ 95%. Фильтрацию ведут при рабочем давлении 0,2-0,3 МПа через колонну с микропористым полимерным сорбентом марки "Поролас-ТМ". На данных стадиях достигается очистка от радионуклидов с коэффициентом 3-4. После этого их пропускают через колонны с селективным сорбентом марки МЖА на основе ферроцианида меди или марки НЖА - на основе ферроцианида никеля. При этом сами колонны выполнены в виде защитного контейнера. Затем ЖРО подают на обратноосмотический блок обессоливания, снабженный двумя рулонными обратноосмотическими элементами SWHR 30-8040 и патронными фильтрами 20 и 5 мкм. Фильтрацию ведут при рабочем давлении до 5,9 МПа путем последовательного пропускания ЖРО через два элемента. First, the LRW at the pre-treatment stage is passed through a mechanical sand filter, then through a filter with a "floating" foam filling, then it is filtered through cartridge filter elements with a filter fineness of 20 μm. At the same time, NP is cleaned by 97%, of suspended solids ~ 95%. Filtration is carried out at a working pressure of 0.2-0.3 MPa through a column with a microporous polymer sorbent brand "Porolas-TM". At these stages, purification from radionuclides with a coefficient of 3-4 is achieved. After that, they are passed through columns with a selective sorbent MZHA brand based on copper ferrocyanide or NZHA brand based on nickel ferrocyanide. In this case, the columns themselves are made in the form of a protective container. Then LRW is fed to the reverse osmosis desalination unit, equipped with two roll reverse osmosis elements SWHR 30-8040 and cartridge filters 20 and 5 microns. Filtration is carried out at a working pressure of up to 5.9 MPa by successively passing LRW through two elements.
Задерживающая способность используемых мембран марки "FT-30 Filmtec" фирмы Доу Кемикл Компани (США) по ионам натрия, цезия, хлора составляет не менее 99,3%, а по ионам кальция, магния, стронция, тяжелым металлам, ПАВ не менее 99,9%. The retention capacity of the used FT-30 Filmtec membranes of the Dow Chemical Company (USA) for sodium, cesium, chlorine ions is at least 99.3%, and for calcium, magnesium, strontium ions, heavy metals, surfactants at least 99, 9%.
Концентраты со стадии обратного осмоса с солесодержанием 80 г/л собирают в специальную емкость, из которой направляют на дистилляционное концентрирование с получением кристаллогидратов солей. Кристаллогидраты солей, выходящие из аппарата-концентратора, имеют удельную активность 2•10-4 Ku/л, а конденсат вторичного пара - солесодержание < 2 мг/л и удельную активность < 10-9 Ku/л. Их направляют на окончательную сушку до содержания влаги менее 5% в аппарат, представляющий собой специальную коррозионно-устойчивую бочку, снабженную внешним нагревательным элементом и конденсатором. После сушки сухие соли утилизируют непосредственно в этой же бочке, дополнительно помещая ее в водонепроницаемый изолирующий контейнер. Фильтрат с обессоленными до солесодержания < 10 мг/л растворами после обратного осмоса подвергают доочистке путем их пропускания через цеолит моноклинной структуры представляющий собой модифицированный клиноптилолит марки "Селекс-КМ", а затем через органические сорбенты марок КУ-2-8 ЧС и АВ-17-ЯК и активный уголь марки СКТ. Эти сорбенты загружены в сорбционные обечайки, также помещенные в защитный контейнер. После доочистки растворы содержат < 10-10 Ku/л β-активных радионуклидов и могут быть сброшены в спецканализацию.Concentrates from the reverse osmosis stage with a salt content of 80 g / l are collected in a special container, from which they are sent to distillation concentration to obtain crystalline hydrates of salts. Salt crystalline hydrates exiting the concentrator have a specific activity of 2 • 10 -4 Ku / l, and secondary steam condensate has a salinity of <2 mg / l and a specific activity of <10 -9 Ku / l. They are sent for final drying to a moisture content of less than 5% in the apparatus, which is a special corrosion-resistant barrel equipped with an external heating element and a condenser. After drying, dry salts are disposed of directly in the same barrel, additionally placing it in a waterproof insulating container. The filtrate with desalted solutions to salinity <10 mg / L after reverse osmosis is subjected to purification by passing them through a zeolite of monoclinic structure, which is a modified clinoptilolite of the Selex-KM brand, and then through organic sorbents of the KU-2-8 ChS and AV-17 brands YAK and activated carbon of the SKT brand. These sorbents are loaded into sorption shells, also placed in a protective container. After purification, the solutions contain <10 -10 Ku / l β-active radionuclides and can be discharged into a special sewer.
После осушки сорбентов непосредственно в колонне до содержания влаги менее 5% их в этой же колонне, снабженной дополнительной защитой, подвергают захоронению. After drying the sorbents directly in the column to a moisture content of less than 5%, they are buried in the same column equipped with additional protection.
Пример 2. Проводят очистку низкоактивных ЖРО по примеру 1, но согласно предложенному способу на стадии предочистки для очистки от механических примесей и нефтепродуктов используют механический сетчатый фильтр с размером ячеек 200 мкм, а после него растворы пропускают под давлением 1,8 атм через фильтрующий мембранный аппарат с пятью вращающимися дисками, снабженными с двух сторон полупроницаемыми двухслойными металлокерамическими мембранами с толщиной пористого металлического слоя 0,2 мм и с размером пор пористого металла (например, из нержавеющей стали, хотя возможно использование и других металлов в том числе и титана) - 1,5 мкм, размер пор слоя пористой керамики из оксида титана составляет 0,5 мкм при толщине керамического слоя 10 мкм. Скорость вращения фильтрующих мембранных дисков составляет 1000 об/мин. Example 2. The low-level liquid radioactive waste is cleaned according to example 1, but according to the proposed method, a mechanical mesh filter with a mesh size of 200 μm is used for purification from mechanical impurities at the pre-treatment stage, and after it the solutions are passed under a pressure of 1.8 atm through a filtering membrane apparatus with five rotating disks equipped on both sides with semi-permeable two-layer cermet membranes with a porous metal layer 0.2 mm thick and with a pore size of a porous metal (e.g. zhaveyuschey steel, although it is possible to use other metals including titanium) - 1.5 microns pore size of the porous ceramic layer of titanium oxide is 0.5 microns when the thickness of the ceramic layer 10 .mu.m. The rotation speed of the filtering membrane discs is 1000 rpm.
Затем растворы подвергают описанным в примере 1 операциям. Then the solutions are subjected to the operations described in example 1.
На стадии доочистки фильтраты с солесодержанием 0,1 г/л последовательно пропускают сначала через модифицированный клиноптилолит в Na-форме марки "Селекс-КМ", а затем через синтетический цеолит кубической структуры марки ЦМП-А. Захоронение отходов (солей и отработанных сорбентов) осуществляют в железобетонном контейнере. At the post-treatment stage, the filtrates with a salinity of 0.1 g / l are sequentially passed first through a modified clinoptilolite in Na-form of the Selex-KM grade, and then through a synthetic zeolite of the cubic structure of the TsMP-A brand. The disposal of waste (salts and spent sorbents) is carried out in a reinforced concrete container.
После доочистки растворы содержат < 10-11 Ku/л β-активных радионуклидов и в соответствии с НРБ-99 могут быть сброшены в открытые водоемы.After purification, the solutions contain <10 -11 Ku / L β-active radionuclides and, in accordance with NRB-99, can be discharged into open water bodies.
Пример 3. Проводят обработку низкоактивных ЖРО следующего состава:
общее солесодержание - 2 г/л; взвеси - 200 мг/л; нефтепродукты (НП) - 100 мг/л; жесткость - 35 мг/л; Cl - 1,8 г/л; ПАВ - 26 мг/л; трилон "Б" - 38 мг/л; pH - 9,5; Sr - 4,1•10-5 Ku/л; Cs (134+137) - 1•10-4 Ku/л, остальные радионуклиды - 2,5•10-5 Ku/л.Example 3. The processing of low-level LRW of the following composition:
total salinity - 2 g / l; suspensions - 200 mg / l; petroleum products (NP) - 100 mg / l; hardness - 35 mg / l; Cl - 1.8 g / l; Surfactant - 26 mg / l; Trilon "B" - 38 mg / l; pH 9.5; Sr - 4.1 • 10 -5 Ku / l; Cs (134 + 137) - 1 • 10 -4 Ku / l, the remaining radionuclides - 2.5 • 10 -5 Ku / l.
Очистку исходного раствора ведут по примеру 2, причем обработку на фильтрующем мембранном аппарате ведут под давлением 5 атм с помощью центрифуги ФМЦ, снабженной по крайней мере пятью дисками, на которых с двух сторон прикреплены металлокерамические мембраны с размером пор верхнего керамического слоя из смеси оксидов титана и алюминия 0,4 мкм (толщина слоя 8 мкм). Нижний слой из пористой нержавеющей стали имеет толщину 0,2 мм, а размер пор составляет 1,5 мкм. Скорость вращения фильтрующих мембранных дисков составляет 1500 об/мин. Затем раствор подвергают описанным в примере 2 операциям. Сорбционную додочистку проводят с помощью сорбента марки НЖА на основе ферроцианида никеля. The initial solution was purified according to Example 2, and the treatment on a filtering membrane apparatus was carried out at a pressure of 5 atm using a PMC centrifuge equipped with at least five disks on which ceramic-ceramic membranes with pore size of the upper ceramic layer of a mixture of titanium oxides and aluminum 0.4 μm (layer thickness 8 μm). The bottom layer of porous stainless steel has a thickness of 0.2 mm and a pore size of 1.5 μm. The rotation speed of the filtering membrane discs is 1500 rpm. Then the solution is subjected to the operations described in example 2. Sorption additional treatment is carried out using a sorbent brand NZHA based on nickel ferrocyanide.
После доочистки растворы содержат < 10-11 Ku/л β-активных радионуклидов и в соответствии с НРБ-99 могут быть сброшены в открытые водоемы.After purification, the solutions contain <10 -11 Ku / L β-active radionuclides and, in accordance with NRB-99, can be discharged into open water bodies.
Пример 4. Проводят очистку низкоактивных ЖРО следующего состава:
общее солесодержание - 2 г/л; взвеси - 300 мг/л; нефтепродукты (НП) - 40 мг/л; жесткость - 35 мг/л; Cl - 1,8 г/л; ПАВ - 26 мг/л; трилон "Б" - 20 мг/л; pH - 9,5; Sr - 4,1•10-5 Ku/л; Cs (134+137) - 1•10-4 Ku/л; остальные радионуклиды - 2,5•10-5 Ku/л.Example 4. Spend the cleaning of low-level LRW of the following composition:
total salinity - 2 g / l; suspensions - 300 mg / l; petroleum products (NP) - 40 mg / l; hardness - 35 mg / l; Cl - 1.8 g / l; Surfactant - 26 mg / l; Trilon "B" - 20 mg / l; pH 9.5; Sr - 4.1 • 10 -5 Ku / l; Cs (134 + 137) - 1 • 10 -4 Ku / l; other radionuclides - 2.5 • 10 -5 Ku / l.
Очистку ведут по примеру 2. Обработку на ФМЦ ведут под давлением 2 атм с помощью аппарата, снабженного металлокерамическими мембранами с размером пор верхнего керамического слоя из нитрида титана 0,5 мкм (толщина слоя 10 мкм) и размером пор нижнего слоя из пористой нержавеющей стали, равном 1,5 мкм, при толщине слоя 0,15 мм. Скорость вращения фильтрующих мембранных дисков составляет 1300 об/мин. Сорбционную доочистку проводят с помощью сорбента марки НЖС. The cleaning is carried out according to example 2. The treatment at PMC is carried out under a pressure of 2 atm using an apparatus equipped with cermet membranes with a pore size of the upper ceramic layer of titanium nitride 0.5 μm (layer thickness 10 μm) and a pore size of the lower layer of porous stainless steel, equal to 1.5 microns, with a layer thickness of 0.15 mm The rotation speed of the filtering membrane discs is 1300 rpm. Sorption purification is carried out using a sorbent brand NZhS.
После доочистки растворы содержат < 10-11 Ku/л β-активных радионуклидов и в соответствии с НРБ-99 могут быть сброшены в открытые водоемы.After purification, the solutions contain <10 -11 Ku / L β-active radionuclides and, in accordance with NRB-99, can be discharged into open water bodies.
Пример 5. Проводят очистку низкоактивных ЖРО по примеру 4, за исключением того, что после пропускания исходных ЖРО через стадию предочистки их направляют на электродиализное обессоливание на электродиализаторе с проточными дилюатными и рассольными камерами. Example 5. The low-level liquid radioactive waste is cleaned according to example 4, except that after the initial liquid radioactive waste is passed through the pre-treatment stage, they are sent to electrodialysis desalination on an electrodialyzer with flow dilute and brine chambers.
В процессе работы в электродиализаторе ионы солей, в том числе и радиоактивных, переносятся из дилюатных камер в рассольные, в результате чего обеспечивается необходимая степень очистки дилюата от солей. Электродиализатор работает в следующем электрическом режиме: напряжение - 200 B; ток - 3 A. In the process of working in the electrodialyzer, salt ions, including radioactive ions, are transferred from diluent chambers to brine, as a result of which the necessary degree of purification of the diluent from salts is ensured. The electrodialyzer operates in the following electrical mode: voltage - 200 V; current - 3 A.
Обессоленный до солесодержания 0,15 г/л фильтрат из дилюатных камер электродиализатора обессоливания опять подают на сорбционный блок для доочистки путем их пропускания через обечайки, заполненные синтетическим цеолитом типа "A" марки ЦМП и модифицированным цеолитом моноклинной структуры марки "СЕЛЕКС-КМ". Desalted to a salinity of 0.15 g / l, the filtrate from the dilution chambers of the desalination electrodialyzer is again fed to the sorption block for purification by passing through shells filled with synthetic zeolite type “A” of the TsMP grade and modified zeolite of the monoclinic structure of the brand “SELEX-KM”.
После доочистки растворы содержат < 10-11 Ku/л β-активных радионуклидов, а также не содержат вредных химических примесей и в соответствии с НРБ-99 они могут быть сброшены в открытые водоемы.After tertiary treatment, the solutions contain <10 -11 Ku / l β-active radionuclides, and also do not contain harmful chemical impurities and, in accordance with NRB-99, they can be discharged into open water bodies.
Пример 6. Проводят очистку низкоактивных ЖРО по примеру 2, за исключением того, что на стадии предочистки проводят дополнительно осаждение солей жесткости и радионуклидов путем добавления в исходные ЖРО смеси карбоната и фосфата натрия в эквимолярном содержанию катионов кальция количестве. Полученную суспензию пропускают через ФМЦ по примеру 2, а затем полученные фильтраты сразу направляют на стадию сорбционной доочистки, минуя стадию обессоливания. Дочистку ведут путем последовательного пропускания раствора через ферроцианидный сорбент марки МЖА и синтетический цеолит марки ЦМП-А. Example 6. The low-active LRW is cleaned as in Example 2, except that at the pretreatment stage additional hardness salts and radionuclides are precipitated by adding a quantity of sodium carbonate and sodium phosphate in the equimolar amount of calcium cations to the initial LRW. The resulting suspension is passed through PMC according to example 2, and then the obtained filtrates are immediately sent to the stage of sorption purification, bypassing the stage of desalination. The treatment is carried out by sequentially passing the solution through a ferrocyanide sorbent of the MZHA brand and synthetic zeolite of the TsMP-A brand.
После доочистки по данному примеру растворы также содержат < 10-11 Ku/л β-активных радионуклидов, что соответствует нормам НРБ-99, однако они не могут быть сброшены в открытые водоемы, так как содержат вредные химические примеси. Поэтому их необходимо направлять в обычную техническую канализацию и затем подвергать централизованной очистке.After the post-treatment in this example, the solutions also contain <10 -11 Ku / L β-active radionuclides, which complies with the NRB-99 standards, however, they cannot be discharged into open water bodies, as they contain harmful chemical impurities. Therefore, they must be sent to a normal technical sewer and then subjected to centralized cleaning.
Преимущество данного варианта очистки перед описанными в примерах 2-5 заключается в том, что он обеспечивает минимальное количество вторичных ТРО, так по нему в состав ТРО не попадает основное количество нерадиоактивных солей, которые, в конечном итоге, и образуют ТРО при использовании любых методов обессоливания. The advantage of this cleaning option over that described in examples 2-5 is that it provides a minimum amount of secondary SRW, so the main amount of non-radioactive salts that ultimately form the SRW using any desalination methods does not fall into the composition of the SRW .
Полученные по примерам 2 - 6 показатели очистки более чем в 10 раз превышают аналогичные показатели способа-прототипа. Во всех вышеприведенных примерах достигается степень концентрирования радионуклидов в ТРО более чем в 100 раз. Obtained in examples 2 to 6, the cleaning indicators are more than 10 times higher than those of the prototype method. In all the above examples, the degree of radionuclide concentration in SRW is achieved by more than 100 times.
Благодаря этому в предложенном способе с помощью описанной установки также значительно снижается общее количество захораниваемых ТРО. Все эти факторы в совокупности приводят к сокращению цикла переработки и повышению экологической надежности всего процесса переработки ЖРО. Due to this, in the proposed method, using the described installation, the total amount of SRW buried is also significantly reduced. All these factors together lead to a reduction in the processing cycle and an increase in the environmental reliability of the entire LRW processing process.
Источники информации
1. Нормы радиационной безопасности НРБ-99. - М.: Атомэнергоиздат, 1999, с. 17-35.Sources of information
1. Norms of radiation safety NRB-99. - M.: Atomenergoizdat, 1999, p. 17-35.
2. Кузнецов Ю.В., Щебетковский В.Н., Трусов А.Г. Основы очистки воды от радиоактивных загрязнений. - М.: Атомиздат, 1974, с. 17-126 (прототип). 2. Kuznetsov Yu.V., Schebetkovsky VN, Trusov A.G. Basics of water purification from radioactive contamination. - M .: Atomizdat, 1974, p. 17-126 (prototype).
3. Патент РФ 2118945, кл. G 21 F 9/00, 1996 (прототип). 3. RF patent 2118945, cl. G 21 F 9/00, 1996 (prototype).
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000122718/12A RU2172032C1 (en) | 2000-08-31 | 2000-08-31 | Method for cleaning low-activity liquid radioactive wastes from radionuclides |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000122718/12A RU2172032C1 (en) | 2000-08-31 | 2000-08-31 | Method for cleaning low-activity liquid radioactive wastes from radionuclides |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2172032C1 true RU2172032C1 (en) | 2001-08-10 |
Family
ID=37436393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000122718/12A RU2172032C1 (en) | 2000-08-31 | 2000-08-31 | Method for cleaning low-activity liquid radioactive wastes from radionuclides |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2172032C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2523823C2 (en) * | 2012-07-02 | 2014-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Эксорб" | Method of extracting caesium radionuclides from aqueous solutions |
| CN107863171A (en) * | 2017-12-01 | 2018-03-30 | 江苏中科重工股份有限公司 | A kind of processing system of nuclear power radioactive emission thing |
| RU2737954C1 (en) * | 2019-11-27 | 2020-12-07 | Виктор Павлович Ремез | Method of processing liquid radioactive wastes containing, among other things, tritium isotopes |
| RU2809345C1 (en) * | 2023-04-24 | 2023-12-11 | Акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт монтажной технологии - Атомстрой" (АО "НИКИМТ-Атомстрой") | Method for processing liquid radioactive waste |
-
2000
- 2000-08-31 RU RU2000122718/12A patent/RU2172032C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2523823C2 (en) * | 2012-07-02 | 2014-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Эксорб" | Method of extracting caesium radionuclides from aqueous solutions |
| CN107863171A (en) * | 2017-12-01 | 2018-03-30 | 江苏中科重工股份有限公司 | A kind of processing system of nuclear power radioactive emission thing |
| RU2737954C1 (en) * | 2019-11-27 | 2020-12-07 | Виктор Павлович Ремез | Method of processing liquid radioactive wastes containing, among other things, tritium isotopes |
| WO2021107811A1 (en) * | 2019-11-27 | 2021-06-03 | Виктор Павлович РЕМЕЗ | Method for processing liquid tritium-containing radioactive waste |
| RU2809345C1 (en) * | 2023-04-24 | 2023-12-11 | Акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт монтажной технологии - Атомстрой" (АО "НИКИМТ-Атомстрой") | Method for processing liquid radioactive waste |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101229949A (en) | Mobile radioactive liquid waste treatment equipment | |
| CN109346203B (en) | Nuclear biochemical decontamination waste liquid treatment system | |
| WO2013031689A1 (en) | Method and apparatus for purifying water containing radioactive substance and/or heavy metal | |
| JP5849342B2 (en) | Decontamination equipment and decontamination method for radioactive substances from radioactive contaminated water mixed with seawater | |
| CN110349689A (en) | Nuclear power station Spent Radioactive liquid processing device | |
| RU2172032C1 (en) | Method for cleaning low-activity liquid radioactive wastes from radionuclides | |
| RU2301465C2 (en) | Radioactive effluents treatment method | |
| KR100675769B1 (en) | Process of Radioactive Liquid Waste | |
| CN109987738A (en) | Uranium recovery process in a kind of uranium-bearing waste liquid | |
| RU2101235C1 (en) | Method and installation for system reprocessing of liquid radioactive wastes | |
| Miśkiewicz et al. | Application of biosorbents in hybrid ultrafiltration/sorption processes to remove radionuclides from low-level radioactive waste | |
| CN201154931Y (en) | Mobile radioactive liquid waste treatment device | |
| JP2001239138A (en) | Device for treating liquid | |
| CN106587442A (en) | Multipurpose water treatment equipment | |
| RU2273066C1 (en) | Method for recovering liquid radioactive wastes | |
| RU2809345C1 (en) | Method for processing liquid radioactive waste | |
| CN113012843A (en) | System and method for treating radioactive wastewater | |
| RU2112289C1 (en) | Method for recovery of liquid radioactive wastes | |
| CN110357292A (en) | A kind of nuclear waste water processing system | |
| RU2301466C1 (en) | Method for decontaminating low-activity solutions | |
| RU2118945C1 (en) | Integrated processing of liquid radioactive wastes | |
| Alanood et al. | Remove Liquid Radioactive Wastes Utilizing Nanofiltration, Ultrafiltration, and Microfiltration Membranes | |
| RU2724925C1 (en) | Method of purifying liquid radioactive wastes, contaminated with oil products, corrosion products and slurries | |
| RU2672662C2 (en) | Method for cleaning salt solutions from radionuclides and installation for its implementation | |
| JPH0655046A (en) | Membrane separation device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050901 |