Способ очистки бессолевых сточных вод, содержащих азотсодержащие компоненты и тяжелые металлы

 

Изобретение относится к экологии атомной энергетики и может быть использовано при очистке сточных вод, содержащих радионуклиды и консервирующие агенты. Сущность изобретения: в выдержке малосолевых растворов, содержащих радионуклиды и азотсодержащие консервирующие агенты в присутствии перекиси водорода в количестве 1,5 - 1,8 мг/на мг азотсодержащего агента в течение 10 - 18 ч, последующей паровой отдувке смеси, ее контактирования с цеолитом моноклинной структуры, например, клинаптилоллитом, и затем смесью сильноосновного анионита и сильнокислотного катионита. 2 з. п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к экологии, очистке сточных вод и может быть в частности, использовано, для очистки бессолевых растворов от радионуклидов.

В процессе эксплуатации ядерно-энергетических установок, например во время перегрузки "активной зоны", возникает необходимость в утилизации контурной воды, которая представляет собой бессолевую воду, содержащую различные радионуклиды [1] Кроме того, отработанные твэлы при хранении в деминерализованной воде также в значительной степени ее загрязняют и возникает необходимость в переработке таких растворов. Из общего количества жидких радиоактивных растворов (ЖРО), возникающих в процессе эксплуатации атомного флота бессолевые составляют ≈ 20% Практически единственным способом их переработки ввиду малой минерализации является традиционный ионообменный, включающий пропускание через сильнокислые катиониты и аниониты, находящиеся в различных колоннах или в смеси между собой [2] Данный способ является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к описываемому и взят в качестве прототипа.

Его недостатком является малая степень очистки от радионуклидов, прежде всего цезия и стронция. Так при пропускании около 1000 к.о. (объем раствора равный объему сорбента) растворов коэффициент очистки (К_оч) по радионуклидам стронция и цезия падает с первоначальных 10 до 20-50, что практически ограничивает ресурс данных сорбентов ≈ 1000 к.о.

Задачей изобретения является создание способа, позволяющего повысить степень очистки воды, повысить ресурс работы сорбентов, а также обеспечить возможность повторного использования очищенной воды.

Поставленная задача решается способом очистки бессолевых сточных вод, содержащих азотсодержащие компоненты и тяжелые металлы, включающий добавление в воду перекиси водорода в количестве 1,5-1,8 мг на 1 мг азотсодержащего компонента, выдержку в течение 10-18 ч, паровую отдувку, контактирование воды с цеолитом моноклинной структуры, например клиноптилолитом.

При проведении процесса таким образом достигается полная очистка воды от радионуклидов, консервирующих агентов (аммиака и гидразина) и солевых примесей.

Полученная в результате очистки вода соответствует требованиям ОСТ В 95.823-90 для воды используемой для подпитки и заполнения 1 контура АЭУ.

П р и м е р 1. Контурную воду АЭУ в количестве 100 л, имеющую следующий состав: рН 10; Cl^- 21 мг/л; NH₃ 106 мг/л; N₂H₄ 9 мг/л; Σ_β 3,3х10^-6 Кu/л; Сs (134+137)-2,5х10^-6 Ku/л; Sr (90)-1,7х10^-8 Ku/л остальные радионуклиды (Mn, Cr, Co)-1,8х10^-7 Ku/л, последовательно подвергают следующим операциям: а) выдерживают в емкости 10 ч в присутствии перекиси водорода, которую добавляют в количестве 1350 мг (для создания концентрации 13,5 мг/л) б) после выдержки направляют раствор на отгонную колонку высотой 2 м и диаметром 10 см, заполненную кольцами Рашига.

Скорость подачи раствора составляет ≈ 10 л/ч, пара ≈ 1 кг/ч.

в) полученный после отгонной колонки конденсат аммиака с концентрацией 2 г/л направляют в резервную емкость, а очищенную воду направляют последовательно в две сорбционные колонки, заполненные первая сорбентом моноклинной структуры-клиноптилолитом, вторая смесью сильнокислотного катионита КУ-2-8 чс и сильноосновного анионита АВ-17-8 яж в соотношении 1:1. В обеих колонках находится по 250 мл сорбентов. Скорость протекания раствора составила 1,25-1,5 л/ч. После каждой стадии очистки измеряют показатели качества очищенной воды. Результаты приведены в таблице.

П р и м е р 2. Проводят очистку раствора по примеру 1, используя ту же воду, но добавляя по п.(а) 1620 мг перекиси водорода и проводя отгонку аммиака по п. (б) при скорости подачи раствора 20 л/ч и пара 0,5 кг/ч.

Результаты приведены в таблице.

П р и м е р 3. Проводят очистку по способу-прототипу, для чего исходный раствоp по примеру 1 пропускают через смесь КУ-2-8 чс и АВ-17-8 яж, взятых в количествах по 250 мл каждого. Измерения проводят после пропускания 50 и 100 л воды.

Результаты приведены в таблице.

Как видно из приведенных данных, способ позволяет повысить коэффициенты очистки растворов ≈ в 2 раза и довести очищаемую воду до кондиций, удовлетворяющих требованиям ОСТ 1395.823-90.

Данную воду можно использовать повторно для заполнения и подпитки 1 контура АЭУ. Вода же, очищенная по способу-прототипу таким требованиям не удовлетворяет из-за повышенного содержания химических примесей. Вследствие повышенного по сравнению с требованиями НРБ 76/82 содержания радионуклидов данная вода должна повергаться дополнительной очистке.

Таким образом основным преимуществом предлагаемого способа является обеспечение возможности повторного использования очищенной воды, что позволяет до минимума снизить поступление радионуклидов в окружающую среду.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ БЕССОЛЕВЫХ СТОЧНЫХ ВОД, СОДЕРЖАЩИХ АЗОТСОДЕРЖАЩИЕ КОМПОНЕНТЫ И ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ, включающий их пропускание через смесь сильнокислотного катионита и сильноосновного анионита, отличающийся тем, что перед пропусканием в воду добавляют перекись водорода, выдерживают, подвергают паровой отдувке и контактируют с цеолитом моноклинной структуры.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перекись водорода добавляют в количестве 1,5 - 1,8 мг на 1 мг азотсодержащего компонента и выдерживают в течение 10 - 18 ч.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве цеолита моноклинной структуры используют клиноптилолит.