RU2254627C2 - Способ очистки жидких радиоактивных отходов - Google Patents
Способ очистки жидких радиоактивных отходов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2254627C2 RU2254627C2 RU2003121294/06A RU2003121294A RU2254627C2 RU 2254627 C2 RU2254627 C2 RU 2254627C2 RU 2003121294/06 A RU2003121294/06 A RU 2003121294/06A RU 2003121294 A RU2003121294 A RU 2003121294A RU 2254627 C2 RU2254627 C2 RU 2254627C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- liquid radioactive
- treated
- filtered
- radioactive waste
- Prior art date
Links
Landscapes
- Removal Of Specific Substances (AREA)
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области переработки жидких радиоактивных отходов. Сущность изобретения: способ очистки жидких радиоактивных отходов включает обработку их ферроцианидом тяжелого металла и отделение полученного осадка. При этом обработку жидких радиоактивных отходов осуществляют ферроцианидом тяжелого металла, образующегося при введении в жидкие радиоактивные отходы ферроцианида калия и двухвалентных солей никеля и/или меди и железа, взятого в избыточном от стехиометрического количестве. Осветленный раствор после отделения осадка обрабатывают окислителем и фильтруют через каталитический материал, содержащий двуокись марганца. Далее отфильтрованный раствор пропускают через сильнокислотный катионит в Na-форме и сильноосновный анионит в Cl-форме. Преимущество изобретения заключается в повышении качества очистки. 4 з.п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к радиохимической технологии, конкретно к очистке жидких радиоактивных отходов (ЖРО), и может быть использовано для очистки воды от различных нормируемых загрязнений радионуклидов, ионов тяжелых металлов, солей жесткости и токсичных анионов.
К технологическим решениям по очистке ЖРО предъявляются два основных требования очистить воду до действующих Норм радиационной безопасности (НРБ) и Основных санитарных правил по обращению с радиоактивными веществами (ОСПОРБ) по всем радионуклидам, а также по токсичным компонентам до норм по их сбросу в водоемы или промканализацию и, кроме того, максимально сократить объем вторичных отходов, подлежащих захоронению.
Известен способ комплексной очистки ЖРО сложного радионуклидного и химического состава [1], заключающийся в последовательной обработке ЖРО коагуляцией сернокислым железом, отстаиванием, фильтрацией на песочных фильтрах и обессоливанием на 2 ступенях ионного обмена. При коагуляции происходит очистка от взвесей, коллоидов и ассоциированных на них радионуклидов. При этом коэффициент очистки по радионуклидам, находящимся в растворенном виде, составляет не более 50-80%. Радионуклиды, находящиеся в виде коллоидов и ассоциированные на них, удаляются на 95-99%. Радионуклиды, находящиеся в растворенном виде, практически полностью удаляются вместе со всеми солями при обессоливании ионным обменом. Сбросная вода аналогична дистиллированной. Достигается наибольший коэффициент очистки по всем радионуклидам и солям.
Недостатками способа являются использование агрессивных реагентов (кислоты и щелочи), сложность аппаратурно-технологической схемы, громоздкость оборудования и, как следствие, высокая стоимость переработки. Объем отходов составляет 3-4%.
Известен способ очистки ЖРО [2], заключающийся в пропускании раствора через ферроцианидный сорбент при температуре от 30 до 60°С.
Способ позволяет глубоко очистить раствор от Cs137, однако от других радионуклидов и ионных загрязнений очистки не происходит.
Наиболее близким техническим решением, выбранным за прототип, является способ очистки ЖРО [3], заключающийся в приготовлении суспензии железогексацианоферрата в соотношении Fe+3 к K4[Fe(CN)6], равному 1:1-1:2, и введение полученной суспензии вместе с солями железа в предварительно подкисленный до рН 3 раствор, его отстаивании и отделении осадка с последующей обработкой раствора щелочью до рН 10-12 и затем нейтрализации Способ позволяет удалить Cs137, коллоидные формы радионуклидов, фосфаты и поверхностно-активные вещества.
Его недостатками являются низкая степень очистки от радионуклидов в ионной форме, например Sr90, сложность осуществления процесса, большой расход реагентов и объем отходов.
Обычно ЖРО представляют собой смесь радионуклидов и в них могут присутствовать токсичные макрокомпоненты, например катионы тяжелых металлов, и анионы, например нитрат-ионы.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является обеспечение эффективной комплексной очистки от всех этих загрязнений, находящихся в различных формах (коллоиды, катионы, анионы), при минимальном объеме отходов.
Для решения поставленной задачи способ очистки жидких радиоактивных отходов включает обработку раствора жидких радиоактивных отходов ферроцианидом тяжелого металла и отделение полученного осадка, причем обработку раствора жидких радиоактивных отходов осуществляют ферроцианидом калия в присутствии двухвалентных солей никеля и/или меди и железа, взятого в избыточном от стехиометрического количестве, полученный осадок отделяют, а осветленный раствор обрабатывают окислителем, например кислородом воздуха, фильтруют через каталитический материал, содержащий двуокись марганца, и отфильтрованный раствор пропускают через сильнокислотный катионит в Na-форме и сильноосновный анионит в Cl-форме
Обработку жидких радиоактивных отходов осуществляют в присутствии двухвалентных солей никеля и/или меди в количестве 0,1-0,8 от стехиометрического, а количество двухвалентного железа подбирают таким, чтобы общее количество двухвалентных солей превышало стехиометрическое по отношению к ферроцианиду калия.
Обработку раствора жидких радиоактивных отходов осуществляют при рН 5,0-8,0.
Отфильтрованный раствор пропускают через послойно размещенные слои сильнокислотного катионита и сильноосновного анионита.
Через сильнокислотный катионит и сильноосновный анионит пропускают регенерационный раствор хлорида натрия.
Введение в раствор избытка двухвалентного железа гарантирует отсутствие «проскока» токсичных ферроцианидов в очищенную воду Этот избыток окисляют до нерастворимого трехвалентного состояния, например, кислородом воздуха.
При осуществлении предлагаемого способа протекают следующие реакции:
K4[Fe(CN)6]+2NiSO4=Ni2[Fe(CN)6]↓+2K2SO4
K4[Fe(CN)6]+2CuSO4=Cu2[Fe(CN)6]↓+2K2SO4
K4[Fe(CN)6]+2FeSO4=Fe2[Fe(CN)6]↓+2K2SO4
При наличии в растворе солей никеля и меди их ферроцианиды осаждаются в первую очередь, как имеющие меньшую растворимость. Избыток железа остается в растворе в виде FeSO4. Он подвергается медленному гидролизу с образованием нерастворимой гидроокиси. Для ускорения процесса и его более полного проведения в раствор вводят окислитель, например, кислород воздуха, и раствор фильтруют через зернистый материал, при этом протекает следующая реакция:
Fe+2+3Н2О←→Fe(OH)2+2H+
4Fe(OH)2+2Н2O+O2=4Fе(ОН)3↓
Наиболее быстро и эффективно этот процесс происходит на каталитической загрузке, содержащей двуокись марганца. Одновременно происходит и механическая фильтрация, и удаление осадка гидроокиси железа с сорбированными на его частицах радионуклидами Это увеличивает эффективность стадии осаждения-фильтрации.
Удаление радионуклидов, находящихся в ионной форме, и токсичных макрокомпонентов, например анионов NО3 - , проводят сорбцией на сильнокислотном катионите в Na-форме и сильноосновном анионите в Cl-форме. По сравнению с обессоливанием, когда извлекаются все соли, в таком процессе удаляются только многозарядные катионы и анионы сильных кислот NО3 -, SO4 -2 . Поэтому фильтроцикл существенно больше. При регенерации этих ионитов используют нетоксичный раствор хлористого натрия (поваренной соли). Причем одной порцией регенерационного раствора могут быть обработаны и катионит, и анионит. Это сокращает объем вторичных отходов не менее чем в 2 раза.
В таблице представлены результаты очистки ЖРО при различных соотношениях реагентов, при использовании разных фильтрующих материалов как только при осаждении, так и с доочисткой ионным обменом.
Примеры осуществления способа очистки
Пример 1 ( прототип )
При введении в ЖРО следующего состава Cs137- 1192; Sr90- 116; Am241- 658; Mn54-2.6 Бк/л и общим солесодержанием 370 мг/л и рН 7,4 сернокислого железа в количестве 50 мг/л и ферроцианида калия в эквивалентном количестве, отстаивании смеси в течение 60 минут и последующем пропускании осветленного раствора через песок получены результаты, отраженные в п.1 таблицы. Видно, что достигнута достаточно высокая эффективность очистки по Cs137 и несколько худшая по Am241. Очистки по Sr90 и Мn54 практически нет. Очищенный раствор окрашен в сине-голубой цвет из-за проскока ферроцианида железа.
Пример 2
При тех же условиях в раствор введен сернокислый никель и избыток железа. Время отстаивания уменьшилось и составило около 40 минут, очищенный раствор бесцветен, эффект очистки выше.
Пример 3
При тех же условиях в осветленный раствор введен воздух и он пропущен через материал, содержащий двуокись марганца. Произошло увеличение эффекта очистки.
Пример 4
Тот же раствор от примера 3 пропущен через послойно расположенные катионит КУ-2-8 в Na-форме и анионит АВ-17-8 в Cl-форме. Иониты предварительно совместно обработаны раствором хлорида натрия. Существенно улучшилась очистка по радионуклидам Sr90 и Мn54, находящимся в ионной форме.
Пример 5
Показано, что в тех же условиях изменение соотношения концентраций сульфатов железа и никеля мало влияет на эффект очистки.
Примеры 6 и 7
Показано, что выход за пределы установленного лимита по рН приводит к ухудшению очистки. Это связано с меньшей полнотой осаждения.
Таким образом, предлагаемый способ очистки ЖРО позволяет осуществлять глубокую очистку ЖРО сложного радионуклидного состава, содержащие α,β,γ - активные радионуклиды, такие как Cs137, Sr90, Am241, Mn54 при минимальном объеме вторичных отходов и без использования агрессивных реагентов.
Источники информации
1. Б.В.Мартынов и др. Опыт эксплуатации и основные технологические показатели обезвреживания жидких радиоактивных отходов на МСП, Management of low and intermediate level radioactive wastes, V1, p. 427-443, IAEA, Vienna, 1989.
2. Патент РФ №2113025, MПK G 21 F 9/12.
3. А.С. СССР № 1705 878, МПК G 21 F 9/10.
Claims (5)
1. Способ очистки жидких радиоактивных отходов, включающий обработку их ферроцианидом тяжелого металла и отделение полученного осадка, отличающийся тем, что обработку жидких радиоактивных отходов осуществляют ферроцианидом тяжелого металла, образующегося при введении в жидкие радиоактивные отходы ферроцианида калия и двухвалентных солей никеля и/или меди и железа, взятого в избыточном от стехиометрического количестве, осветленный раствор после отделения осадка обрабатывают окислителем, например кислородом воздуха, и фильтруют через каталитический материал, содержащий двуокись марганца, а отфильтрованный раствор пропускают через сильнокислотный катионит в Na-форме и сильноосновный анионит в Cl-форме.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что двухвалентные соли никеля и/или меди вводят в жидкие радиоактивные отходы в количестве 0,1-0,8 стехиометрического, а количество двухвалентного железа подбирают таким образом, чтобы общее количество двухвалентных солей превышало стехиометрическое по отношению к ферроцианиду калия.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку раствора жидких радиоактивных отходов осуществляют при рН 5,0-8,0.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что отфильтрованный раствор пропускают через послойно размещенные слои сильнокислотного катионита и сильноосновного анионита.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что отфильтрованный раствор пропускают через сильнокислотный катионит и сильноосновный анионит, предварительно обработанные раствором хлорида натрия.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003121294/06A RU2254627C2 (ru) | 2003-07-14 | 2003-07-14 | Способ очистки жидких радиоактивных отходов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003121294/06A RU2254627C2 (ru) | 2003-07-14 | 2003-07-14 | Способ очистки жидких радиоактивных отходов |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003121294A RU2003121294A (ru) | 2005-01-10 |
| RU2254627C2 true RU2254627C2 (ru) | 2005-06-20 |
Family
ID=34881632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003121294/06A RU2254627C2 (ru) | 2003-07-14 | 2003-07-14 | Способ очистки жидких радиоактивных отходов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2254627C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2598432C1 (ru) * | 2015-05-22 | 2016-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) | Способ получения опресненной и обессоленной воды для ядерных энергетических установок из засоленных вод |
-
2003
- 2003-07-14 RU RU2003121294/06A patent/RU2254627C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2598432C1 (ru) * | 2015-05-22 | 2016-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) | Способ получения опресненной и обессоленной воды для ядерных энергетических установок из засоленных вод |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2003121294A (ru) | 2005-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8679349B2 (en) | Heavy metal removal from waste streams | |
| CN111547804A (zh) | 工业废水用复合型除氟剂、制备方法及进行工业废水除氟的方法 | |
| CN101234827A (zh) | 一种含高浓度硫酸钠的含铬废水治理和资源回收方法 | |
| CN103553249A (zh) | 电镀废液中酸分离与重金属回收方法 | |
| CN102627372A (zh) | 一种五氧化二钒废水处理及资源循环利用的方法 | |
| JPH08500050A (ja) | 廃水中の遊離及び錯体シアン化物、ａｏｘ、鉱油、錯生成剤、ｃｏｄ、亜硝酸塩、クロム酸塩の分解、及び金属の分離のための方法と装置 | |
| CN108217834B (zh) | 产活化过硫酸盐产碳酸根自由基去除含氨氮废水的方法 | |
| RU2254627C2 (ru) | Способ очистки жидких радиоактивных отходов | |
| RU2473145C1 (ru) | Способ переработки жидких радиоактивных отходов от применения дезактивирующих растворов | |
| SK6372000A3 (en) | Treatment of organic materials | |
| JPH11235595A (ja) | ホウ素含有排水の処理方法 | |
| Epimakhov et al. | Reverse-osmosis filtration based water treatment and special water purification for nuclear power systems | |
| PL233402B1 (pl) | Sposób oczyszczania ścieków o wysokiej zawartości metali, zwłaszcza srebra i miedzi | |
| KR100495765B1 (ko) | 펜톤산화처리용 산화철 촉매의 제조방법 및 이에 의해제조된 산화철 촉매의 용도 | |
| JP2001232372A (ja) | ホウ素含有水の処理方法 | |
| KR102099426B1 (ko) | 폐수의 처리 방법 | |
| RU2817393C1 (ru) | Способ переработки жидких радиоактивных отходов | |
| KR100495764B1 (ko) | 펜톤산화처리용 철 촉매의 제조방법 및 이에 의해 제조된산화철 촉매의 용도 | |
| RU2817393C9 (ru) | Способ переработки жидких радиоактивных отходов | |
| RU2267176C1 (ru) | Способ обезвреживания мало- и среднеминерализованных низкоактивных жидких отходов в полевых условиях | |
| RU2748040C1 (ru) | Способ очистки воды от тяжелых металлов каталитическим осаждением | |
| RU2747686C1 (ru) | Способ очистки воды от комплексных соединений тяжелых металлов | |
| KR20040110352A (ko) | 마그네타이트 분말과 부영양화 물질 및 유기물 흡착제가함유된 미세구형 과립상태인 수처리 미세과립 제조방법 및초고속 수처리공정 | |
| KR100995168B1 (ko) | 인석고 제염폐액 내 존재하는 방사성 라듐의 제거 방법 | |
| SU1705878A1 (ru) | Способ обработки радиоактивных сточных вод прачечных дерно-технических установок |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100715 |