Новый способ очистки жидких радиоактивных отходов ионным обменом

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

НОВЫЙ СПОСОБ ОЧИСТКИ ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ ИОННЫМ ОБМЕНОМ

Корзина Ю.Е., Рябчиков Б.Е., Ларионов С.Ю.

Вопрос об обращении с жидкими радиоактивными отходами (далее ЖРО) в настоящее время стоит очень остро во многих странах. Переработка ЖРО направлена на решение двух главных задач: очистки основной массы отходов от радионуклидов и концентрирование последних в минимальном объеме, удобном для дальнейшей локализации [1, 2].

Одним из основных методов очистки ЖРО низкого уровня активности до настоящего времени остается ионный обмен. Традиционное применение сильнокислотных катионитов требует использования 2-х - 3-хкратного избытка кислоты, что обуславливает большой объем вторичных отходов, подлежащих дальнейшей переработке и захоронению [3].

С целью сокращения расхода реагентов на регенерацию и, соответственно, снижения объема вторичных отходов разрабатывается принципиально новая технология обессоливания ЖРО с применением ионообменных смол нового поколения со слабодиссоциированными функциональными группами, обладающих повышенной сорбционной емкостью и возможностью регенерации практически в стехиометрии.

Разрабатываемая технология предусматривает послойное расположение слабокислотного катионита над сильнокислотным в одном фильтре, регенерацию в противоточном режиме «UPCORE» и фракционирование регенератов.

Это позволит: снизить солевую нагрузку на сильнокислотный катионит и уменьшить его количество; более полно использовать емкость ионитов; значительно снизить расход регенерирующих растворов, и как следствие минимизировать количество отходов, подлежащих захоронению.

По результатам разработки и эксплуатации экспериментальных установок будут разработаны предложения по созданию узла обессоливания опытно-промышленной установки очистки ЖРО, смонтированной на время реконструкции Московской станции переработки.

технология радиоактивный отходы ионообменный

На первом этапе работы исследованы сорбционные характеристики слабокислотных катионитов, а также зависимость величины обменной емкости и вида выходной кривой от условий регенерации.

По результатам длительных испытаний выявлено, что слабокислотный катионит действительно обладает повышенной обменной емкостью 2 - 3 г-экв/л, для достижения которой достаточно проводить регенерацию 5%-ным избытком кислоты от теоретического расхода. При этом регенерат на выходе практически нейтрален.

Для наилучшего использования всех преимуществ технологии послойного Н-катионирования, необходимо исключить перемешивание катионитов в процессе работы.

Поэтому, необходимо было исследовать гидродинамические характеристики сильно- и слабокислотных катионитов различных производителей и выбрать пару несмешивающихся катионитов.

По результатам эксперимента построены дифференциальные кривые распределения частиц ионитов по диаметрам (рис. 1) и дифференциальные кривые распределения частиц ионитов по скоростям (рис. 2).

На основании результатов, полученных по методу оценки характеристической скорости частиц ионитов, проведены исследования степени смешения пар ионитов (рис. 3) и выбрана пара, марок MAC 3LB - Monosphere750С.

Но так как возникли сложности с приобретением катионита Monosphere750С, пришлось подбирать катиониты с аналогичными гидродинамическими характеристиками других производителей. Фирма Rohm and Haas пошла нам навстречу, и любезно предоставила такие материалы: слабокислотный катионит марки Amberlite IRC86SB и сильнокислотный марки Amberjet1500.

В настоящее время ведется работа по исследованию послойного противоточного Н катионирования на установке, производительностью 500 л/час (рис. 4).

Оценивая разрабатываемое направление в ряду с существующими технологиями переработки ЖРО низкого уровня активности, необходимо отметить, что предлагаемые технологические решения позволят получать конечные отходы в минимальном объеме при сокращении затрат на переработку, транспортировку и захоронение РАО.

Разрабатываемая технология применима не только к обезвреживанию радиоактивно загрязненных вод; она также может быть использована на станциях водоподготовки для промышленного водоснабжения и энергетики.

Литература

1. Захаров Е.И., Рябчиков Б.Е., Дьяков В.С. Ионообменное оборудование атомной промышленности. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 248 с.

2. Никифоров А.С., Куличенко В.В., Жихарев М.И. Обезвреживание жидких радиоактивных отходов. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 183 с.

3. Рябчиков Б.Е. Современные методы подготовки воды для промышленного и бытового использования. - М.: ДеЛи принт, 2004. - 328 с.

Размещено на Allbest.ru