Спосіб обробки водного середовища або стічних вод, що містять іони радіоактивних металів, а також адсорбуючий елемент та фільтр, які використовуються для його здійснення

Номер патенту: 41411

Опубліковано: 17.09.2001

Автори: Гаше Івон, Марцу Атем, Сімоне Жак, Леклер Олівер

Є ще 1 сторінка.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ обработки водной среды или сточных вод, содержащих ионы радиоактивных металлов, таких как серебро, кобальт, калий, цезий и сурьма, заключающийся в уменьшении концентрации этих ионов до величины, меньшей той величины, начиная с которой радиохимическая активность водной среды или сточных вод становится ниже радиохимической активности, достигаемой при использовании традиционных методов регулирования концентрации, и в допуске к сливу такой водной среды и или сточных вод, отличающийся тем, что этот способ имеет первый этап, включающий в себя перколяцию водной среды через первый фильтр, снабженный адсорбирующим элементом на основе гранул нефтяного кокса.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при его осуществлении обрабатывают водную среду или сточные воды, содержащие ионы радиоактивных металлов, таких как серебро, кобальт, калий, цезий и сурьма, и прошедшие обработку на традиционных установках деминерализации

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гранулы нефтяного кокса используют с размером частиц от 0,1 до 10 мм.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гранулы нефтяного кокса используют с размером частиц от 1 до 7 мм.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гранулы нефтяного кокса используют с размером частиц от 2 до 5 мм.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гранулы нефтяного кокса используют с удельной поверхностью 0,2 м2 на 100 г.

7. Способ по одному из пп. 1-6, отличающийся тем, что при его осуществлении используют гранулы нефтяного кокса, полученные в алюминиевой промышленности.

8. Способ по одному из пп. 1-7, отличающийся тем, что этот способ имеет второй этап, заключающийся в том, что водную среду, прошедшую первый этап обработки, перколируют через второй фильтр, содержащий токопроводящие графитовые частицы, покрытые слоем токопроводящего полимера, имеющего эфирные криптатные полости.

9. Способ по одному из пп. 1-8, отличающийся тем, что токопроводящий полимер, имеющий эфирные криптатные полости, выбирают из полимеров, содержащих полимерные цепи, имеющие множество колец пиррола или тиофена или колец пиррола и тиофена, и взаимосвязанные между собой через 2, 2' связи, с одной стороны, а также полиэфирные цепи, соответствующие, в частности, формуле -СН2 (СН2 - ОСН2)m СН2, где m равно 3, 4 или 5, при этом сами цепи соединены через их собственные 3,3' концы к этим кольцам пиррола или тиофена, и в случае с кольцами пиррола, - к их атомам азота.

10. Способ по одному из пп. 1-9, отличающийся тем, что он содержит третий этап, заключающийся в том, что фильтры, использованные на первом и втором этапах, регенерируют элюированием раствором с кислотным pH для получения элюата, концентрированного в радиоактивных изотопах и совместимого с традиционными системами обработки сточных вод, в которые этот элюат повторно вводят.

11. Адсорбирующий элемент, отличающийся тем, что он выполнен на основе гранул нефтяного кокса.

12. Адсорбирующий элемент по п. 11, отличающийся тем, что он выполнен на основе гранул нефтяного кокса, имеющих размер частиц в пределах от 0,1 до 10 мм.

13. Адсорбирующий элемент по п. 11, отличающийся тем, что он выполнен на основе гранул нефтяного кокса, имеющих размер/частиц в пределах от 1 до 7 мм.

14. Адсорбирующий элемент по п. 11, отличающийся тем, что он выполнен на основе гранул нефтяного кокса, имеющих размер частиц в пределах от 2 до 5 мм.

15. Адсорбирующий элемент по одному из пп. 11-14, отличающийся тем, что гранулы нефтяного кокса имеют удельную поверхность 0,2 м2 на 100 г.

16. Адсорбирующий элемент по пп. 11-15, отличающийся тем, что он выполнен на основе гранул нефтяного кокса, полученного в алюминиевой промышленности.

17. Фильтр, отличающийся тем, что он включает адсорбирующий элемент по любому из предшествующих пунктов от 11-15.

18. Способ по одному из пп. 1-10, отличающийся тем, что при осуществлении его первого этапа используют фильтр по п. 17.

Текст

1. Способ обработки водной среды или сточных вод, содержащих ионы радиоактивных металлов, таких как серебро, кобальт, калий, цезий и сурьма, заключающийся в уменьшении концентрации этих ионов до величины, меньшей той величины, начиная с которой радиохимическая активность водной среды или сточных вод становится ниже радиохимической активности, достигаемой при использовании традиционных методов регулирования концентрации, и в допуске к сливу такой водной среды и или сточных вод, отличающийся тем, что этот способ имеет первый этап, включающий в себя перколяцию водной среды через первый фильтр, снабженный адсорбирующим элементом на основе гранул нефтяного кокса. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при его осуществлении обрабатывают водную среду или сточные воды, содержащие ионы радиоактивных металлов, таких как серебро, кобальт, калий, цезий и сурьма, и прошедшие обработку на традиционных установках деминерализации. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гранулы нефтяного кокса используют с размером частиц от 0,1 до 10 мм. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гранулы нефтяного кокса используют с размером частиц от 1 до 7 мм. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гранулы нефтяного кокса используют с размером частиц от 2 до 5 мм. 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гранулы нефтяного кокса используют с удельной поверхностью 0,2 м 2 на 100 г. C2 (54) СПОСІБ ОБРОБКИ ВОД НОГО СЕРЕДОВИЩА АБО СТІЧНИХ ВОД, ЩО МІСТЯТЬ ІОНИ РАДІОАКТИВНИХ МЕТАЛІВ, А ТАКОЖ АДСОРБУЮЧИЙ ЕЛЕМЕНТ ТА ФІЛЬТР, ЯКІ ВИКОРИСТОВУЮТЬСЯ ДЛЯ ЙОГО ЗДІЙСНЕННЯ 41411 нефтяного кокса, имеющих размер частиц в пределах от 2 до 5 мм. 15. Адсорбирующий элемент по одному из пп. 1114, отличающийся тем, что гранулы нефтяного кокса имеют удельную поверхность 0,2 м 2 на 100 г. 16. Адсорбирующий элемент по пп. 11-15, отличающийся тем, что он выполнен на основе гранул нефтяного кокса, полученного в алюминиевой промышленности. 17. Фильтр, отличающийся тем, что он включает адсорбирующий элемент по любому из предшествующи х пп. от 11-15. 18. Способ по одному из пп. 1-10, отличающийся тем, что при осуществлении его первого этапа используют фильтр по п. 17. Настоящее изобретение относится к способам обработки водных отработанных потоков, содержащих ионы радиоактивных металлов. Изобретение также относится к фильтрам и адсорбирующим элементам для осуществления данного способа. Способ по данному изобретению может быть использован для обработки водных сред, содержащих ионы радиоактивных металлов с концентрацией ниже 10 молей на литр в том случае, когда речь идет о радиоактивных катионах; их радиохимическая активность может достигать 2500 MBq/t (мегабеккерелей на тонну) или более. В частности, настоящее изобретение имеет отношение к обработке водных сред, содержащих ионы радиоактивных металлов, таких как серебро с атомным весом 110, кобальт 60, кобальт 58, цезий 137, цезий 134, калий 40, сурьма 124. Изобретение относится к водным средам, получаемым при осуществлении технологических процессов, сопровождающихся использованием радиоактивных веществ. Например, в качестве таких водных сред могут быть названы радиоактивные сточные воды, вытекающие из медицинских и научно-исследовательских центров или из ядерных реакторов. На электростанциях ядерного реактора с водой под давлением охлаждающая вода, вытекающая из первого контура, содержит в растворенном виде различные радиоактивные изотопы. Среди радиоактивных отходов сточные воды занимают важное место в технологическом процессе обработки, с точки зрения решения проблем возможных мест захоронения или использования в окружающей среде. Переносчиком тепла на электростанциях ядерного реактора с водой под давлением является вода. После деминерализации эту воду кондиционируют. Если эта вода предназначается для использования во втором контуре, она получает определение SER, что означает "вода, деионизированная до рН=9". Если же эта вода предназначена для использования в первом контуре, она получает определение SED, что означает "вода, деионизированная до рН=7". После использования неактивная SER вода вытекает в систему сточных вод, получившую определение SEK, что означает "сбор потоков, вытекающих из второго контура"; такая вода хранится в SEK контейнерах для хранения радиоактивных отходов. SED вода, вытекающая из первого контура, может отводиться посредством трех систем, в зависимости от критериев оценки ее химических и радиохимических характеристик, которые для от работанных сточных вод установлены следующими. В первой системе вода характеризуется наличием химических загрязнений и отличается отсутствием радиохимической активности (радиохимическая активность ниже 10 MBq/t). Эта величина была принята в 1994 для EDF (электроэнергетики Франции) в отношении отработанной водной среды, вытекающей из контуров атомных электростанций. Это значение является контрольным для вытекающего потока, при котором отработанная среда выводится непосредственно в KER камеру, которая представляет собой "контрольную емкость для водной среды, предназначенной для утилизации". Во второй системе вода характеризуется радиохимической перегрузкой (радиохимическая активность превышает 10 MBq/t), но химические загрязнения отсутствуют (концентрация металлов ниже 14 ppm (частиц на миллион (тысячу). Такая водная среда воспринимается как остаточный вытекающий поток и обрабатывается на устройствах для деминерализации до тех пор, пока ее радиохимическая активность не станет ниже 10 MBq/t. В этот момент данный отработанный поток сливают в KER. В третьей системе вода отличается химическими загрязнениями и радиохимической перегрузкой. Такая водная среда воспринимается как поток химических отходов и обрабатывается в выпарных аппаратах с получением дистиллятов и концентратов. Дистилляты, свободные от солей металлов и имеющие радиохимическую активность менее 10 MBq/t, выводятся непосредственно в KER. Концентраты, рассматриваемые как твердые отходы, направляются непосредственно в SET (на станцию переработки твердых отходов), размещаются в контейнерах и транспортируются на хранение, например на мыс Аг. Сточные воды, наполняющие SER и KER контейнеры для хранения радиоактивных отходов, подвергаются радиохимическому анализу для подсчета всех элементов и радиоактивных элементов, в частности. Затем их помещают в естественную окружающую среду, при этом осуществляют контроль отходов, с целью предотвращения загрязнения ими окружающей среды. Следует отметить, что, согласно правовым актам, касающимся предотвращения воздействия отходов на окружающую среду, радиохимическая активность сбросов французских атомных электростанций не должна превышать от 2 до 3% их допустимой годовой радиохимической активности. При обработке сточных вод на традиционных установках, предназначенных для их деминерализации, было обнаружено, что их элюаты обладают 2 41411 остаточной радиохимической активностью. В частности, может быть обнаружено присутствие радиоактивного серебра. Это явление возникает изза недостаточного связывания некоторых изотопов металлов на ионообменной смоле, применяемой в технологических процессах деминерализации. Однако, концентрации радиоактивных изотопов в такого типа элюатах (растворах деминерализации) только изредка превышают 10 молей на литр. В настоящее время такие элюаты обрабатываются следующим образом: - они или хранятся в течение определенного промежутка времени до тех пор, пока не произойдет естественное снижение радиоактивности, в зависимости от вида присутствующи х в среде изотопов (например, период полураспада серебра 110 составляет 250 дней); - или направляются на выпарную установку; этот вид обработки экономически очень невыгоден, изза низкой активности среды обрабатываемого потока, результатом чего является низкая эффективность используемого выпарного устройства; - или подвергаются разделению методом флоккуляции с помощью сульфата алюминия с последующей фильтрацией; однако, в этом случае снижение радиохимической активности не превышает 70%. Было предложено осуществлять очистку упомянуты х сточных вод путем обеспечения их контакта, в частности, с помощью фильтрации (перколяции) через адсорбирующий слой, состоящий из покрытых смолой угольных гранул. В этой связи, патентная заявка FR 9308789, поданная фирмой-заявителем 16 июля 1993 г., описывает inter alia способ очистки и/или восстановления ионов металлов, присутствующи х в растворе, причем в данном способе применяют фильтр, в котором используется токопроводящий нижний слой на основе углерода, покрытый токопроводящим полимером, имеющим эфирные криптатные полости, при этом раствор фильтруют через этот адсорбирующий фильтр. Несмотря на эффективность, данный способ остается проблематичным с точки зрения стоимости и рентабельности. В качестве прототипов для всех заявленных объектов являются технические решения, описанные в патенте Великобритании № 1111906 и касающиеся способа обработки водной среды или сточных вод, содержащих ионы радиоактивных металлов, таких как серебро, кобальт. калий, цезий и сурьма, а также к используемому для его осуществления адсорбирующему элементу и фильтру на его основе Сущность этого известного способа заключается в том, за счет обработки (фильтрации) загрязненной воды через пористый материал уменьшают концентрацию этих ионов до величины меньше допустимой, т.е меньше такой величины, начиная с которой становится допустимым слив этой очищенной среды. В качестве адсорбирующего элемента для такого известного способа указан состав на основе пористого материала носителя, пропитанного железо- и/или алюмосиликатом. В предпочтительных вариантах осуществления такой известной группы изобретений предлагались различные модификации самого ад сорбирующего элемента и соответственно, изготовленного на его основе фильтра. Однако известные способ, а также адсорбирующий элемент и фильтр в силу своей неэффективности не могут быть использованы для очистки сточных вод, имеющих оста точную радиоактивность. В основу предлагаемого изобретения поставлена задача создать такие способ обработки водной среды или сточных вод, содержащих ионы радиоактивных металлов, а также используемые для его осуществления адсорбирующий элемент и фильтр на его основе, в которых благодаря использованию гранул нефтяного кокса при фильтрации удалось бы обеспечить комплексообразование или абсорбцию радиоактивных химических ионов и достаточно эффективно и рентабельно снизить радиоактивность, в особенности остаточную радиоактивность водной среды и/или сточных вод, допущенных к сливу. Следует указать на то, что хотя в таком источнике известности, как ЕР0449735, и описано специфическое применение гранул нефтяного кокса, однако такое применение касается очистки сточных вод за счет электроосаждения. В этом варианте применения частицы нефтяного кокса образуют гранулированный слой, который представляет собой часть катода. В отличие от этого основой данного изобретения является, как уже указывалось выше, впервые установленное новое свойство гранул нефтяного кокса, а именно: применении гранул нефтяного кокса для снижения радиоактивности сточных вод за счет комплексообразования или адсорбции, т.е. за сче т комплексообразования или адсорбции радиоактивных химических ионов. Поставленная задача решается тем, что способ обработки водной среды или сточных вод, содержащих ионы радиоактивных металлов, таких как серебро, кобальт, калий, цезий и сурьма, заключающийся в уменьшении концентрации этих ионов до величины, меньшей той величины, начиная с которой радиохимическая активность водной среды или сточных вод становится ниже радиохимической активности, достигаемой при использовании традиционных методов регулирования концентрации, и в допуске к сливу такой водной среды и или сточных вод, согласно изобретению, имеет первый этап, включающий в себя перколяцию водной среды через первый фильтр, снабженный адсорбирующим элементом на основе гранул нефтяного кокса. Предпочтительно обрабатывать таким способом, водную среду или сточные воды, содержащие ионы радиоактивных металлов, таких как серебро, кобальт, калий, цезий и сурьма, и прошедшие обработку на традиционных установках деминерализации. Гранулы нефтяного кокса можно используют с размером частиц от 0,1 до 10 мм, более точно от 1 до 7 мм и наиболее предпочтительно - с размером частиц от 2 до 5 мм, при этом их удельная поверхность может составлять 0,2 м 2 на 100 г. В предпочтительном варианте осуществления возможно использовать гранулы нефтяного кокса, полученные в алюминиевой промышленности. 3 41411 Согласно еще одному аспекту данного изобретения способ может иметь второй этап, заключающийся в том, что водную среду, прошедшую первый этап обработки, перколируют через второй фильтр, содержащий токопроводящие графитовых частицы, покрытые слоем токопроводящего полимера, имеющего эфирные криптатные полости, при этом токопроводящий полимер, имеющий эфирные криптатные полости, целесообразно выбирать из полимеров, содержащих полимерные цепи, имеющие множество колец пиррола или тиофена или колец пиррола и тиофена, и взаимосвязанные между собой через 2,2' связи, с одной стороны, а также полиэфирные цепи, соответствующие, в частности, формуле -СН2(CН2OCH2)mСН2, где: m равно 3, 4 или 5, при этом сами цепи соединены через их собственные 3,3' концы к этим кольцам пиррола или тиофена, и в случае с кольцами пиррола, - к их атомам азота. Предпочтительным для решения поставленной задачи является также вариант осуществления данного способа, предусматривающий введение третьего этап, заключающегося в том, что фильтры, использованные на первом и втором этапах, регенерируют элюированием раствором с кислотным рН для получения элюата, концентрированного в радиоактивных изотопах и совместимого с традиционными системами обработки сточных вод, в которые этот элюат повторно вводят. Еще одним объектом данного изобретения является адсорбирующий элемент, который, согласно изобретению, предпочтительно выполнять на основе гранул нефтяного кокса. Причем желательно использовать гранулы нефтяного кокса, имеющие размер частиц в пределах от 0,1 до 10 мм, более точно от 1 до 7 мм и наиболее целесообразно - от 2 до 5 мм. Удельная поверхность таких гранул может составлять 0,2 м 2 на 100 г. Следует подчеркнуть, что хорошие результаты могут быть достигнуты при использовании гранул нефтяного кокса, полученных в алюминиевой промышленности, в частности, компанией Aluminium Pechiney. Фильтр, являющийся еще одним объектом данного изобретения, используемый на первом этапе осуществления способа по данному изобретению, характеризуется тем, что он включает адсорбирующий элемент на основе гранул нефтяного кокса; эти гранулы нефтяного кокса содержатся, предпочтительно, в контейнерах для хранения радиоактивных отходов, оборудованных впускным и выпускным устройствами, которые обеспечивают возможность фильтрации потока жидкости через адсорбирующий элемент. Такая конструкция фильтра, в частности, пригодна для удерживания, в процессе обработки, радиоактивных ионов металлов, присутствующи х в водной среде или в отработанном потоке, природа которых была описана выше. В дополнение, данный фильтр обладает следующими преимуществами: - его конструкция недорогая и отличается простотой изготовления; - он может быть приспособлен для непрерывной работы в течение суток; - после использования он имеет такой состав, при котором его хранение может быть осуществ лено официальной организацией, которая несет ответственность за состояние радиоактивных отходов. Что касается фильтра, применяемого на втором этапе, то частицы содержатся в контейнере для хранения радиоактивных отходов, формирующем фильтровальный элемент, который сам также оснащен входным и выходным устройствами для перколяционного потока жидкости. Такой фильтр, например, может состоять из рыхлого (объемного) электрода, на котором может осуществляться осаждение криптополимера (скрытого полимера). В качестве примера рыхлого электрода, используемого в промышленности для регенерации металлов (PRIAM-процесс), может быть представлен электрод, разработанный компанией-заявителем и описанный в патенте FR 9003952. Используемые полимеры, особенно те, которые имеют отношение к патентной заявке № 93 08789, характеризуются полимерными цепями, содержащими совокупность колец (ядер) пиррола или тиофена, или обоих одновременно, если это необходимо, и взаимосвязанные между собой через 2,2' связи, с одной стороны, и полиэфирными цепями, соответствующими, в частности, формуле -CН2(СН2-ОСН2)mСН2, где: m равно 3, 4 или 5, причем сами эти цепи присоединяются через свои собственные концы 3,3' к этим кольцам (ядрам) пиррола или тиофена, или, если речь идет о кольцах пиррола, к их атомам азота. Они свободны от каких бы то ни было следов ионов металла, и для того, чтобы обеспечить их осаждение на токопроводящих частицах, в частности, графитовых, осуществляют процесс электроосаждения (осаждения на электроде), при этом упомянутые частицы формируют анод электролизной клетки или находятся в состоянии электрического контакта с анодом, причем мономеры, из которых приготавливают полимеры, образуют содержимое электролита в присутствии какойлибо соли, содержащей какой-либо неокисляемый анион; процесс осаждения на электроде осуществляют при наличии условий для потенциальной полимеризации мономера в контакте с материалом носителя (подложки), причем упомянутые выше мономеры и соли растворены в полярном или неполярном органическом растворителе, а сам растворитель и носитель выбирают таким образом, чтобы они были потенциально достаточно устойчивы к окислению в условиях осуществления данного способа. Процесс осаждения на электроде выполняют при отсутствии каких бы-то ни было следов металла в виде ионов или следов металла, способных к осуществлению комплексного образования (к вхождению в комплексную стр уктур у), при этом, электролит содержит, преимущественно, анионные соли тетраалкиламмония. Мономеры, из которых приготавливают упомянутые выше полимеры, состоят из полиэфира, содержащего, по крайней мере, три единицы эфира и по единице пиррола или тиофена, присоединенных к концам цепи этого полиэфира, в каждом из видов, посредством этих гетероцикличных соединений, или посредством их атомов углерода в позициях 3,3' их гетероцикличных колец, или, если 4 41411 акцент делается на пирроловых группах, посредством их соответственных атомов азота, при этом, позиции 2 и 2' этих гетероцикличных колец остаются незатронутыми процессом этих замещений или, в крайнем случае, замещаются легко удаляемыми группами (например, защитными группами). Полиэфирные цепи, формирующие часть структуры мономера, являются, преимущественно, линейными и содержат любые единицы, преимущественно, типа -[(CH2)р-О]n , где: р представляет собой целое число 2 или 3, а n является целым числом в пределах от 3 до 5, причем эти цепи находятся в α- и ω-позициях по отношению к единицам пиррола и тиофена. В частности, эти цепи могут иметь следующий вид: - если радиохимическая активность, сконцентрированная на этих фильтрах, достигает максимальной аккумулирующей способности этих фильтров; или - если требуется сместить эту активность. Регенерацию фильтра, использованного на первом этапе, осуществляют путем перколяции раствора разбавленной сильной кислоты (рН близок к 1). Регенерацию фильтра, использованного на втором этапе, осуществляют в соответствии с методом, описанным в патентной заявке FR 9308789. Выделенные при регенерации кислотные элюаты, которые содержат раствор, концентрированный в радиоактивных ионах, затем могут быть обработаны или в выпарном устройстве, или в обычном устройстве для деминерализации, поскольку концентрация различных изотопов в этом элюате является совместимой с рабочим режимом этих традиционных устройств; в этом последнем случае значение рН данного элюата должно иметь такую величину, которая совместима с теми характеристиками, которые справедливы для условий работы этих устройств деминерализации. Следовательно, способ обработки жидких радиоактивных отходов, в соответствии с настоящим изобретением, обладает новыми признаками, дополняющими известные способы, в которых используют операции выпаривания и/или деминерализации. Это позволяет снизить радиохимическую активность радиохимически активных потоков до значения, близкого к порогу обнаружения лабораторным оборудованием, а именно, до значений ниже 10 MBq/t. Кроме того, этот способ дает возможность снижать радиохимическую активность, накопленную на фильтрах, путем их регенерации. Следовательно, по сравнению с большинством применяемых в настоящее время известных способов, способ, в соответствии с настоящим изобретением, не создает никаких радиоактивных отходов в течение короткого или среднего промежутка времени; в связи с этим, можно говорить о более высокой экономичности данного способа. Изобретение может быть лучше понято с помощью следующих предпочтительных примеров осуществления, которые, однако, не являются ограничительными в пределах использования существенных признаков, включенных в формулу изобретения. Пример 1 Обработка высокорадиоактивных жидких отходов с использованием первого этапа способа, в соответствии с настоящим изобретением. Было предложено обработать радиоактивный поток, вытекающий из первого контура ядерного реактора с водой под давлением и содержащий, в частности, следующие радиоактивные элементы: Ag 110, Со 58 и Со 60 с активностью: 345 MBq/t, 20 MBq/t, 74 MBq/t соответственно. Общая активность вытекающего потока составляет 1520 MBq/t. Для осуществления данного способа обработки используют фильтр 1, фиг. 1, в соответствии с настоящим изобретением, состоящий из контейнера 2 для хранения отходов, изготовленного из полипропилена, который содержит 100 г гранул 3 где: q' и q", независимо один от другого, равны 1 или 2, р' и р", независимо один от другого, равны 1 или 2. Мономеры могут быть представлены следующей формулой: N O m N где: m=3, 4 или 5. Они могут иметь любые из следующих структур: polyether chain S S polyether chain N N H H или могут соответствовать следующей формуле: (CH2)q' X (CH2-O-CH2)n (CH2) q" X где Х является группой NH или атомом серы, m равно целому числу в пределах от 3 до 5, q' и q", независимо друг от др уга равны 1 или 2. Эти мономеры могут нести кислотную, в частности, карбоксильную или сульфокислотную, гр уппу в позициях 3' их гетероциклических групп. Они могут быть представлены в виде соли перролила щелочного металла или соли теофенила щелочного металла, в частности, соли пиррола или теофенила калия. Дополнительный третий этап упомянутого выше способа, так называемая регенерация фильтров, использованных на первом и втором этапах, должен осуществляться, в частности:5 41411 нефтяного кокса; эти гранулы имеют частицы размерами от 2 до 5 мм; применяют гранулы нефтяного кокса, используемого компанией Aluminium Pechiney. Изготовленный таким образом фильтр размещают в замкнутом гидравлическом контуре, содержащем контейнер 4 для хранения отходов, заполненный предназначенными для обработки жидкими радиоактивными отходами 5, и гидравлический насос 6, который отбирает радиоактивный поток через трубопровод 7 и направляет его по трубопроводу 8 на фильтр 1; пропустив через фильтр 1, обрабатываемый поток возвращают в контейнер 4 для хранения отходов через трубопровод 9. Контейнер 4 для хранения радиоактивных отходов заполняют 2,5 литрами радиоактивной жидкости из отработанного потока; пропускная способность насоса 6 составляет 400 литров/час. Измерения проводят с использованием спектрометрии на пробах, взятых из контейнера 4 для хранения радиоактивных отходов, во-первых, для определения общей радиоактивности отработанного потока, и во-вторых, - для определения радиоактивности каждого из упомянутых вы ше элементов металлов, входящих в состав отработанного потока. Циркуляция потока в контуре начинается при t=0. Обеспечивают циркуляцию потока в упомянутом выше контуре в течение 35 часов; три пробы отбирают с промежутками около 5 минут в течение первых 15 минут, затем отбирают три дополнительные пробы с промежутками в 15 минут до истечения первого часа; после этого выполняют отбор проб через каждые 30 минут до истечения пятнадцати часов, а затем - через каждый час до конца эксперимента. Общая активность отработанного потока и активность потока по Ag 110, Со 58 и Со 60 измеряются для каждой из проб индивидуально. Эта активность выражается в MBq/t. Результаты измерений представлены на графике, показанном на фиг. 2 (поток: кривая I, Ag 110: кривая II, Со 60: кривая III и Со 58: кривая IY; кривые от I до IY демонстрируют изменение различных упомянутых выше показателей активности как функцию времени, выраженного в часах); следует подчеркнуть, что ось ординат располагается на логарифмической шкале. Исследования данных на фиг. 2 показывают, что каждое из показаний активности, относящихся к упомянутым выше объектам и представленных кривыми от I до IY, изменяются в соответствии с одной и той же закономерностью. Активность снижается очень быстро в течение первых пяти часов и значительно медленнее - в промежутке между пятым и двадцать пятым часом; активность приобретает фактически постоянную величину, начиная с двадцать пятого часа. Значения общей активности потока, а также активностей Ag 110, Со 58 и Со 60 за периоды времени, равные 0 и 33 часа, представлены в таблице А вместе с итоговыми результатами, характеризующими способ после 33 часовой циркуляции потока по контуру. Обнаружено, что осуществление первого этапа процесса по способу, в соответствии с изобре тением, позволяет снизить на 95% активность высокорадиоактивных потоков; однако, достижения предельного значения величиной 10 MBq/t, при котором возможен слив вытекающего потока, не происходит. Следовательно, если речь идет о чрезвычайно загрязненных отработанных потоках, применение только одного первого этапа способа, в соответствии с изобретением, не решает поставленной технической задачи. Пример 2 Обработка слаборадиоактивных жидких отходов путем использования первого этапа способа, в соответствии с настоящим изобретением. Пример 1 повторяют с единственным отличием, которое состоит в том, что обрабатываемый поток в меньшей степени радиоактивен, чем поток, обрабатываемый при использовании способа в примере 1. Пример демонстрирует относительную активность общего потока, а также по трем ионам Ag 110, Со 58 и Со 60, которые даны в таблице В при t=0. Используют установку, показанную на фиг. 1; контейнер 4 для хранения радиоактивных отходов заполняют 2,5 литрами жидких радиоактивных отходов. Жидкость прогоняют по замкнутому контуру подобно тому, как описано в примере 1, при этом пробы отбирают через каждый час в течение первых пяти часов, а затем, приблизительно, через каждые 20 часов до конца эксперимента, то есть до истечения 280-го часа. Данные, полученные в результате проведенных измерений в течение периода времени, истекшего на 280-м часе, представлены на графике, показанном на фиг. 3, где продемонстрировано изменение упомянутых вы ше различных видов активности (в MBq/t на оси с логарифмической шкалой) как функцию времени, выраженного в часах; отсюда, график на фиг. 3 представляет собой четыре кривые, демонстрирующие изменение активности: для общего потока (кривая Y), Ag 110 (кривая YI), Co 60 (кривая YII) и Со 58 (кривая YIII), соответственно. Исследования данных на фиг. 3 показывают, что общая активность потока, а также активность Ag 110, Со 58 и Со 60 в потоке быстро снижаются в течение первых пятнадцати часов и значительно медленнее в - течение периода времени от 15-го до 100-го часа, достигая практически постоянной величины, начиная с 100-го часа. Значения, полученные в результате проведенных измерений при достижении 240-го часа, вместе с итоговыми данными, характеризующими способ, представлены в таблице В. Из этого следует, что использование первого этапа способа, в соответствии с изобретением, обеспечивает возможность снижения активности слаборадиоактивных потоков до значений, которые ниже тех, начиная с которых допустим слив этих потоков. При этом сделан вывод относительно того, что первый этап способа, в частности, обладает достаточной эффективностью для удержания серебра, поскольку данный способ позволяет снизить активность потока по серебру на 99%. 6 41411 Пример 3 Обработка высокорадиоактивных жидких отходов путем использования первого и второго этапов способа, в соответствии с изобретением. Высокорадиоактивный поток, вытекающий из первого контура ядерного реактора с водой под давлением, обрабатывают в соответствии со способом, описанным в примере 1. Показатели активности предназначенного для обработки потока следующие: - поток 1520 MBq/t; - Ag 110 345 MBq/t; - Со 58 20 MBq/t; - Со 60 74 MBq/t. Обработанный поток, то есть поток, вытекающий после первого этапа обработки по способу, в соответствии с изобретением, имеет следующие показатели активности: - полученный поток 23 MBq/t; - Ag 110 7,7 MBq/t; - Со 58 1,2 MBq/t; - Со 60 1,4 MBq/t. Данный поток подвергают второму этапу обработки по способу, в соотве тствии с настоящим изобретением, с помощью установки, показанной на фиг. 1, где в качестве фильтра используют то же устройство 1 с единственным отличием, заключающимся в том, что на этот раз адсорбирующий элемент содержит 100 г графитовых гранул, покрытых 5 граммами полимера, формула которого дана в верхней части страницы 17 патентной заявки FR 9308789; размер частиц этих гранул составляет от 2 до 5 мм. Циркуляция потока в данной установке поддерживается в течение 43 часов, и в течение этого промежутка времени снимаются различные показания, характеризующие активность потока. Показания активности, снятые после первого этапа (t=0), а также после второго этапа (t=43 часа) объединены в таблице С; были рассчитаны также итоговые значения активности и представлены следующие ее значения. Из таблицы С следует, что успешное использование обоих этапов способа, в соответствии с изобретением, дает возможность снизить различные показатели активности потоков, которые имеют высокую исходную радиоактивность, до очень низких величин, в частности, ниже предельных, при которых допустим слив потоков. Таблица А Вытекающий отработанный поток Ag 110 Со 58 Со 60 Активность при t=0 (MBq/t) 1520 345 20 74 Активность при t=33 часа (MBq/t) КПД (%) 100 93 30 91 0,7 97 2 97 Таблица В Вытекающий отработанный поток Ag 110 Со 58 Со 60 Активность при t=0 (MBq/t) 634 189 12 53 Активность при t=240 часов (MBq/t) 9 2,6 0,8 0,4 КПД (%) 98 98 93 99 Таблица С Вытекающий отработанный поток Ag 110 Со 58 Со 60 Активность при t=0 (MBq/t) 23 7,7 1,2 1,4 7 Активность при t=43 часа (MBq/t) КПД (%) 3,4 85 0,4 95 0,9 25 0,9 36 41411 Фиг. 1 Фиг. 2 8 41411 Фиг. 3 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 9

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method for treatment of water medium or sewage waters with radioactive metal ions and adsorbing element and filter used for its implementation

Автори англійською

Lecler Oliver, Martsou Atem, Simonet Jacques, Hachet Ivon

Назва патенту російською

Способ обработки водной среды или сточных вод, которые содержат ионы радиоактивных металлов, а также адсорбирующий элемент и фильтр, которые используются для его осуществления

Автори російською

Леклер Оливер, Марцу Атем, Симоне Жак, Гаше Ивон

МПК / Мітки

МПК: G21F 9/06, G21F 9/12

Мітки: вод, радіоактивних, містять, іони, спосіб, використовуються, елемент, стічних, здійснення, адсорбуючий, також, середовища, фільтр, металів, водного, обробки

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/9-41411-sposib-obrobki-vodnogo-seredovishha-abo-stichnikh-vod-shho-mistyat-ioni-radioaktivnikh-metaliv-a-takozh-adsorbuyuchijj-element-ta-filtr-yaki-vikoristovuyutsya-dlya-jjogo-zdijjsnenn.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб обробки водного середовища або стічних вод, що містять іони радіоактивних металів, а також адсорбуючий елемент та фільтр, які використовуються для його здійснення</a>

Подібні патенти