RU2305335C1 - Способ очистки сточных вод от радиоактивных компонентов и масла - Google Patents
Способ очистки сточных вод от радиоактивных компонентов и масла Download PDFInfo
- Publication number
- RU2305335C1 RU2305335C1 RU2005140826/06A RU2005140826A RU2305335C1 RU 2305335 C1 RU2305335 C1 RU 2305335C1 RU 2005140826/06 A RU2005140826/06 A RU 2005140826/06A RU 2005140826 A RU2005140826 A RU 2005140826A RU 2305335 C1 RU2305335 C1 RU 2305335C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radioactive components
- mineral oil
- radioactive
- water
- waste water
- Prior art date
Links
Landscapes
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области переработки и обезвреживания жидких радиоактивных отходов. Сущность изобретения: способ очистки сточных вод от радиоактивных компонентов, в состав которых входят растворенное и/или в виде эмульсии минеральное масло, растворенные и твердые частицы радиоактивных компонентов урана и продуктов его распада, путем концентрирования радиоактивных компонентов и минерального масла. При этом сточные воды перед переработкой подкисляют до величины рН 2,5-3,0. Далее вводят коагулянт на основе солей железа (III), затем катионоактивный флокулянт на основе модифицированного полиакриламида. После чего нейтрализуют щелочью до величины рН>7 с последующим центрифугированием смеси с получением после центрифугирования очищенной воды и концентрата, содержащего радиоактивные компоненты и минеральное масло. Осуществляют последующее отверждение и захоронение концентрата. Преимущества изобретения заключаются в сокращении расхода энергии и ускорении процесса. 5 табл.
Description
Способ очистки сточных вод от минерального масла и радионуклидов относится к области переработки жидких отходов, в состав которых входит вода, растворенное и/или в виде эмульсии минеральное масло, растворенные и твердые частицы радиоактивных компонентов урана и продуктов его распада металлообрабатывающих предприятий и гальванических производств, а также может быть использовано в технологии производства урана и его соединений.
Известен способ переработки жидких радиоактивных отходов [А.С.Копылов, Е.И.Верховский. Спецводоочистка на атомных электростанциях. М.: Энергоатомиздат, 1988] (прототип), заключающийся в использовании метода выпарки. Метод выпаривания (термическая переработка) радиоактивных растворов заключается в нагревании воды до кипения и упаривания ее. В получаемый при этом пар переходит минимальное количество примесей, включающих радиоактивные компоненты. Основная часть загрязняющих примесей остается в упаренной воде, что способствует существенному уменьшению объема жидких радиоактивных отходов. Этот метод используется для переработки жидких радиоактивных отходов (ЖРО) низкой и средней активности. При охлаждении пара получают конденсат, содержащий масло и радиоактивные компоненты с концентрацией, допустимой для его сброса на общезаводские очистные сооружения. Кубовый остаток (упаренный водный раствор ЖРО) содержит воду, масло и радиоактивные компоненты. Его помещают либо в хранилище жидких отходов, либо подвергают отверждению и направляют на захоронение в виде твердых радиоактивных отходов. Данный способ позволяет достаточно эффективно производить переработку низкоактивных жидких отходов, обеспечивает высокую степень очистки основной массы воды как от масла, так и от радиоактивных компонентов и достаточно эффективно снижает объем радиоактивных отходов.
Недостатки известного способа-прототипа, которые в определенной степени ограничивают его применение, заключаются в следующем. Во-первых, высокие энергетические затраты на переработку сточных вод. Метод выпарки - один из наиболее энергоемких процессов. Во-вторых, при высоком содержании масла в сточных водах происходит интенсивное пенообразование в процессе выпарки, что ведет к выносу с паром значительной массы воды с радиоактивными компонентами и маслом. Это приводит к необходимости проведения либо повторной очистки воды от радионуклидов методом выпарки, либо создания дополнительных технологий очистки конденсата от радионуклидов. Наконец, процесс выпарки - это продолжительная операция, что приводит к необходимости использования накопительных емкостей больших объемов. Кроме того, для предварительного нагрева воды требуются дополнительно теплообменники, а для получения конденсата из пара - использование холодильников.
Технической задачей изобретения является устранение указанных недостатков и обеспечение существенного сокращения расхода энергии на процесс очистки ЖРО от масла и радиоактивных компонентов, сокращение времени на очистку воды, что приведет к снижению объема и количества основного и вспомогательного оборудования, а также проведение очистки сточных вод от загрязняющих компонентов за одну операцию, при их содержании в широком диапазоне концентраций, что приведет к сокращению рабочего времени на обслуживание передела.
Технический результат достигается путем очистки сточных вод от радиоактивных компонентов, в состав которых входят растворенное и/или в виде эмульсии минеральное масло, растворенные и твердые частицы радиоактивных компонентов урана и продуктов его распада путем концентрирования радиоактивных компонентов и минерального масла с последующим отверждением и захоронением концентратов, при этом сточные воды перед переработкой подкисляют до величины рН 2,5-3,0, далее вводят коагулянт на основе солей железа (III), затем катионоактивный флокулянт на основе модифицированного полиакриламида, после чего нейтрализуют щелочью до величины рН>7 с последующим центрифугированием смеси с получением после центрифугирования очищенной воды и концентрата, содержащего радиоактивные компоненты и минеральное масло.
Выбор указанных параметров подкисления и нейтрализации, реагентов и метода последующей переработки жидких радиоактивных сточных вод, содержащих минеральное масло, обусловлен тем, что в этих условиях обеспечивается высокая степень очистки воды как от радиоактивных компонентов, так и от минерального масла до нормативных показателей.
Сопоставление эффективности предложенного и ранее известного способа-прототипа приведено в примерах.
Пример 1. Радиоактивные сточные воды подкисляли до величины рН около 3. Далее в подкисленные сточные воды в количестве 1 л с общей исходной удельной активностью 950 Бк/кг вводили коагулянт и флокулянт. В качестве коагулянта использовалась соль хлорида железа (III) в качестве флокулянтов - катионоактивный, анионоактивный или нейтральный модифицированный полиакриламид. Коагулянт вводили в количестве из расчета 100 мг/кг по Fe3+. Количество введенного флокулянта 15 мг. После введения реагентов проводили нейтрализацию щелочью до величины рН более 7. Осадок полученной пульпы после нейтрализации отделяли от раствора различными методами: отстаиванием, фильтрацией и центрифугированием. Центрифугирование проводили в течение 15 мин при скорости вращения 10000 об/мин. Очищенную от осадка воду подвергали радиохимическому анализу. Результаты испытаний представлены в табл.1. Для сравнения в табл.1 даны результаты по очистке воды, содержащей радиоактивные компоненты без добавления реагентов или с добавлением одного из них. В табл.2 приведены данные по скорости отстаивания осадка с использованием различных флокулянтов после введения коагулянта, которые характеризуют эффективность действия флокулянта при очистке воды от взвешенных веществ.
| Таблица 1 Влияние коагулянта и флокулянтов на очистку воды от радиоактивных компонентов различными методами |
||||||
| Способ отделения взвешенных веществ от раствора | Остаточная удельная активность воды (Бк/кг) при использовании различных типов модифицированного полиакриамида | |||||
| Катионоактивный | Анионоактивный | Нейтральный | Без добавления коагулянта и флокулянта | Без добавления флокулянта | Без добавления коагулянта с катионоактивным флокулянтом | |
| Центрифугирование | 0,3 |
126 |
94 |
110 |
70 |
115 |
| Фильтрация | 5,0 | 156 | 108 | 125 | 75 | 120 |
| Отстаивание | 35 | 184 | 165 | 170 | 90 | 190 |
Скорость отстаивания определяли в мерном цилиндре. Время отстаивания фиксировали при прекращении изменения высоты слоя осадка.
При сопоставлении полученных данных видно, что наиболее эффективным флокулянтом является модифицированный полиакриламид катионного типа, а метод центрифугирования обеспечивает наиболее полную очистку воды от радиоактивных компонентов.
| Таблица 2 | ||
| Скорость отстаивания осадка при добавлении в радиоактивные сточные воды коагулянта и модифицированного полиакриламида различного типа | ||
| Скорость отстаивания осадка (час) при использовании различных типов модифицированного полиакриамида | ||
| Катионоактивный | Анионоактивный | Нейтральный |
| 0,25 | 24 | 6 |
Пример 2. По экспериментальным результатам данного примера определено оптимальное количество реагентов, требующееся для очистки воды от радиоактивных компонентов. В подкисленные сточные воды объемом 1 л вводился коагулянт в виде соли сульфата железа (III) и катионоактивный флокулянт в различных соотношениях, после этого проводилась нейтрализация воды до значения рН 8,5 и далее производилось центрифугирование пульпы. Полученные данные сведены в табл.3.
| Таблица 3 | ||||||
| Удельная активность очищенной воды (Бк/кг) в зависимости от количества введенных реагентов перед центрифугированием | ||||||
| Концентрация железа (III), добавленного в сточную воду, мг/л | Количество введенного катионоактивного флокулянта, мг/л | |||||
| 5 | 10 | 15 | 20 | 30 | 40 | |
| 50 | 55 | 28 | 28 | 30 | 33 | 44 |
| 75 | 18 | 7 | 8 | 9 | 26 | 34 |
| 100 | 3 | 0,3 | <0,3 | 1,5 | 6 | 15 |
| 150 | 3 | <0,3 | <0,3 | 0.8 | 4,5 | 12 |
| 200 | 2 | <0,3 | <0,3 | 0,6 | 5,8 | 10 |
Удельная активность исходной воды 930 Бк/кг.
Из полученных результатов следует, что при низкой концентрации флокулянта и коагулянта (50 мг/л Fe3+ и флокулянта 5 мг/л) наблюдается неполная очистка воды от радиоактивных компонентов. При дозе флокулянта свыше 20 мг/л степень очистки воды от радионуклидов начинает снижаться. При увеличении концентрации коагулянта свыше 100-150 мг/л степень очистки фактически не изменяется. Увеличение концентрации железа приводит лишь к дополнительному расходу реагента. Таким образом, оптимальный расход реагентов составляет: соль железа в перерасчете на Fe3+ 100-150 мг/л, расход флокулянта - 10-20 мг/л.
Пример 3. Сточная вода перед очисткой имела следующие параметры: рН 8,3, активность 980 Бк/кг и содержание минерального масла 180 мг/л. В сточную воду, исходную и подкисленную до различных значений рН, вводили коагулянт и флокулянт. После подкисления воду нейтрализовали щелочью до различных значений рН. Далее проводили центрифугирование в одинаковых условиях. После очистки определяли удельную активность воды и концентрацию минерального масла. Полученные результаты приведены в табл. 4. Как следует из полученных результатов, предварительное подкисление сточной воды способствует повышению степени очистки воды как от радиоактивных компонентов, так и от минерального масла, если после подкисления воду нейтрализовать до величины рН более 7,0. Подкисление воды ниже величины рН 2,5-3,0 не приводит к изменению степени очистки сточных вод от радиоактивных компонентов и минерального масла, но ведет к необоснованному увеличению расхода реагентов. Если в сточную воду без предварительного подкисления вводится коагулянт, происходит его гидролиз и выпадение гидроксида железа (III), что ухудшает процесс формирования осадка и очистки воды.
| Таблица 4 | |||||||
| Удельная активность воды после очистки с предварительным ее подкислением и последующей нейтрализацией после введения коагулянта и флокулянта | |||||||
| Удельная активность воды (Бк/кг) и содержание минерального масла (мг/л) после очистки без предварительного подкисления | Величина рН после подкисления сточной воды | Удельная активность воды (Бк/кг) и минерального масла (мг/л) после очистки, предварительно нейтрализованная до различных значений рН | |||||
| 6,0 | 7,0 | 7,5 | 8,0 | 9,0 | 10,0 | ||
| 26,6/43 | 2,0 | 5,5/26 | 0,3/18 | 0,3/19 | <0,3/17 | <0,3/18 | <0,3/20 |
| 2,5 | 4,8/22 | 0,3/21 | 0,3/19 | <0,3/17 | <0,3/19 | <0,3/19 | |
| 3,0 | 8,4/26 | 0,4/18 | 0,5/18 | 0,3/19 | 0,3/17 | <0,3/20 | |
| 4,5 | 18/28 | 15/25 | 21/25 | 24/26 | 19/24 | 21/26 | |
| 5,0 | 26/32 | 17/34 | 22/34 | 18/34 | 21/33 | 22/34 | |
В числителе - активность воды, в знаменателе - концентрация масла.
Пример 4. После подкисления сточной воды, содержащей 180 мг/л минерального масла и удельной активностью 980 Бк/кг, после ее подкисления при оптимальных условиях вводились в качестве коагулянта хлорид, нитрат и сульфат железа (III). После добавления флокулянта вода подвергалась нейтрализации щелочью до величины рН 9,0 и центрифугировалась. В результате очистки практически получены одинаковые результаты. Удельная активность очищенной воды составила менее 0,3 Бк/кг, концентрация минерального масла - в переделах 18-20 мг/л.
Пример 5. В данном примере проведено сопоставление результатов промышленных испытаний очистки сточной воды.
| Таблица 5 Сравнительные характеристики переработки радиоактивных сточных вод |
||
| Техническая характеристика | Метод переработки ЖРО | |
| Сепарирование | Выпарка | |
| Число единиц оборудования | 3 | 5 |
| Расход энергии на переработку 50 м3 радиоактивных сточных вод (годовой расход) | 8,8×102 кВт | 3,1×106 кВт (2700 Гкал) |
| Время на подготовку установки к работе | 15 мин | 2 часа |
| Производительность установки | 200 л/ч | 90 л/ч |
| Удельная активность очищенной воды (допустимая норма 30 Бк/кг) | 0,3 Бк/кг | около 30 Бк/кг |
| Содержание минерального масла в очищенной воде (мг/л) | 18 | 22 |
| Повторная переработка очищенной воды | Не требуется | Периодически требуется |
| Расход реагента на 1 м3 ЖРО | 100 г хлорного железа | Не требуется |
| 10 г флокулянта | ||
| 800 г серной кислоты | ||
| 1600 г гидроксида натрия | ||
По предлагаемому способу переработано около 50 м3 радиоактивных сточных вод. Причем 10 м3 из них не поддавались переработке методом выпарки из-за высокого содержания масла, что приводило к интенсивному ценообразованию и, как следствие, загрязнению конденсата радиоактивными компонентами и минеральным маслом.
Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет:
а) существенно повысить степень очистки сточных вод от радиоактивных загрязнений за одну стадию;
б) существенно снизить расходы энергии;
в) сократить число единиц оборудования;
г) обеспечить сокращение рабочего времени на обслуживание процесса очистки сточных вод от радиоактивных загрязнений.
Claims (1)
- Способ очистки сточных вод от радиоактивных компонентов, в состав которых входят растворенное и/или в виде эмульсии минеральное масло, растворенные и твердые частицы радиоактивных компонентов урана и продуктов его распада, путем концентрирования радиоактивных компонентов и минерального масла с последующим отверждением и захоронением концентратов, отличающийся тем, что сточные воды перед переработкой подкисляют до величины рН 2,5-3,0, далее вводят коагулянт на основе солей железа (III), затем катионоактивный флокулянт на основе модифицированного полиакриламида, после чего нейтрализуют щелочью до величины рН>7 с последующим центрифугированием смеси с получением после центрифугирования очищенной воды и концентрата, содержащего радиоактивные компоненты и минеральное масло.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005140826/06A RU2305335C1 (ru) | 2005-12-26 | 2005-12-26 | Способ очистки сточных вод от радиоактивных компонентов и масла |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005140826/06A RU2305335C1 (ru) | 2005-12-26 | 2005-12-26 | Способ очистки сточных вод от радиоактивных компонентов и масла |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2305335C1 true RU2305335C1 (ru) | 2007-08-27 |
Family
ID=38597182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005140826/06A RU2305335C1 (ru) | 2005-12-26 | 2005-12-26 | Способ очистки сточных вод от радиоактивных компонентов и масла |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2305335C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2637811C1 (ru) * | 2017-01-24 | 2017-12-07 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Способ переработки жидких радиоактивных отходов |
| RU2777359C1 (ru) * | 2021-11-22 | 2022-08-02 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Объединение "Сибэнергомаш" | Фильтрующий материал для очистки воды от радионуклидов и способ его получения |
-
2005
- 2005-12-26 RU RU2005140826/06A patent/RU2305335C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2637811C1 (ru) * | 2017-01-24 | 2017-12-07 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Способ переработки жидких радиоактивных отходов |
| RU2777359C1 (ru) * | 2021-11-22 | 2022-08-02 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Объединение "Сибэнергомаш" | Фильтрующий материал для очистки воды от радионуклидов и способ его получения |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4343706A (en) | Method of removing heavy metals from industrial waste streams | |
| US4377508A (en) | Process for removal of radioactive materials from aqueous solutions | |
| US8663480B2 (en) | Heavy metal removal from waste streams | |
| JP2002018449A (ja) | 溶存フッ素イオン除去剤及びこれを利用したフッ素含有廃水の処理方法 | |
| CN106032302A (zh) | 一种垃圾焚烧飞灰的清洗废水处理方法 | |
| CN113292187A (zh) | 一种高浓度氨氮废水的资源化处理方法及装置 | |
| CN108182983A (zh) | 一种铀纯化放射性废水的治理方法 | |
| US4347141A (en) | Process for removal of radioactive materials from aqueous solutions | |
| JP2004141799A (ja) | シリカを含有する排水の処理方法 | |
| Lee et al. | Chloride removal from industrial cooling water using a two-stage ultra-high lime with aluminum process | |
| CN111681797B (zh) | 一种小型核设施退役现场放射性废水处理方法 | |
| RU2305335C1 (ru) | Способ очистки сточных вод от радиоактивных компонентов и масла | |
| CN110938752A (zh) | 一种提高锗回收率的萃取工艺 | |
| WO2000007945A1 (fr) | Procede de traitement d'eaux mineralisees | |
| TW476736B (en) | A method of treating sludge and a method of treating organic waste water using the same | |
| Epimakhov et al. | Reverse-osmosis filtration based water treatment and special water purification for nuclear power systems | |
| JPS5924876B2 (ja) | ホウ素含有水の処理方法 | |
| CN108046500B (zh) | 废水处理方法及装置 | |
| EP0263776A2 (de) | Verfahren zur Aufarbeitung von Abwässern aus Rauchgasreinigungsanlagen | |
| JP2001232372A (ja) | ホウ素含有水の処理方法 | |
| JPH11267661A (ja) | ホウ素含有排水の処理方法 | |
| CN105948361B (zh) | 稀土工业废水的回收系统 | |
| Wang et al. | Total waste recycle system for water purification plant using alum as primary coagulant | |
| JPH0522878B2 (ru) | ||
| CN105923707B (zh) | 一种脱硫废水震动膜处理方法及装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181227 |