Разработка мембранных и сорбционных технологий и создание комплексных схем переработки жидких радиоактивных отходов
Диссертация
В настоящее время для переработки ЖРО используются сорбционные, электромембранные и баромембранные методы. Раздельное использование вышеперечисленных методов, в ряде случаев, не позволяет достичь требуемой степени очистки ЖРО сложного химического и радионуклидного состава. Данная проблема может быть решена путем разработки современных мембранных и сорбционных технологий и создания комплексных… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. Литературный обзор
- 1. 1. Основные типы жидких радиоактивных отходов, их химический и радионуклидный состав
- 1. 2. Сорбционные методы очистки ЖРО
- 1. 3. Мембранные методы очистки ЖРО
- 1. 4. Выводы по литературному обзору и постановка задачи исследований
- ГЛАВА 2. Экспериментальная часть
- 2. 1. Методики проведения экспериментов
- 2. 2. Методики проведения химического анализа растворов
- ГЛАВА 3. Исследование сорбционных, мембранных и электрохимических методов переработки ЖРО
- 3. 1. Общая характеристика методов очистки ЖРО от радионуклидов
- 3. 2. Электромембранные методы очистки ЖРО
- 3. 2. 1. Определение электрохимических характеристик ионообменных мембран
- 3. 2. 2. Лабораторные испытания электродиализной очистки ЖРО МосНПО «Радон»
- 3. 2. 3. Оптимизация электродиализного метода очистки
- 3. 2. 4. Разработка и испытания электродиализного метода переработки высокосолевых радиоактивных регенератов
- 3. 3. Баромембранные методы очистки ЖРО
- 3. 3. 1. Мембранные методы удаления легкогидролизующихся радионуклидов
- 3. 3. 2. Мембранные методы удаления радионуклидов цезия
- 3. 3. 3. Мембранные методы удаления радионуклидов стронция
- 3. 3. 4. Испытания мембранно-осадительного способа очистки ЖРО ФГУП ЦС «Звездочка»
- 3. 4. Сорбционные методы очистки ЖРО
- 3. 4. 1. Перечень исследованных сорбентов
- 3. 4. 2. Сорбционные характеристики сорбентов по отношению к радионуклидам цезия
- 3. 4. 3. Сорбционные характеристики сорбентов по отношению к радионуклидам стронция
- 3. 5. Электрохимические методы переработки ЖРО
- ГЛАВА 4. Использование мембранных, сорбционных и электрохимических методов для очистки ЖРО различного состава
- 4. 1. Использование мембранных методов очистки ЖРО
- 4. 1. 1. Очистка вод спецканализации завода РИ ПО «Маяк»
- 4. 1. 2. Очистка альфа-содержащих ЖРО химико-металургического завода ПО «Маяк»
- 4. 1. 3. Очистка вод спецканализации химико-металургического завода ПО «Маяк»
- 4. 1. 4. Электромембранная переработка кислых и щелочных регенерационных растворов ионообменной очистки
- 4. 2. Использование сорбционных методов очистки ЖРО
- 4. 2. 1. Очистка ЖРО спецкомбинатов «Радон»
- 4. 2. 2. Очистка ЖРО хранилища ТРО объекта «Миронова гора»
- 4. 3. Использование электрохимических методов очистки ЖРО
- 4. 1. Использование мембранных методов очистки ЖРО
- ГЛАВА 5. Внедрение комплексных технологий переработки жидких радиоактивных отходов
- 5. 1. Электрохимический комплекс цеха спецводоочистки научно-промышленного комплекса ГУЛ МосНПО «Радон» (ОПКО-5)
- 5. 2. Передвижные модульные установки очистки жидких РАО
- ЭКО-3″ и «ЭКО-ЗМ»
- 5. 2. 1. Принципы создания модульных установок очистки. жидких РАО
- 5. 2. 2. Передвижная модульная установка очистки жидких РАО «ЭКО-3″
- 5. 2. 3. Передвижная модульная установка очистки жидких РАО
- ЭКО-ЗМ»
- ВЫВОДЫ
Список литературы
- Потье П.Е. Химическая обработка радиоактивных отходов.- М.: Атомиздат. 1970. 98 с.
- Кузнецов Ю.В., Щебетковский В, Н., Трусов А. Г. Основы очистки воды от радиоактивных загрязнений.- М.: Атомиздат. 1974. 366 с.
- Хоникевич А.А. Очистка радиоактивно-загрязненных вод.- М.: Атомиздат. 1974. 312 с.
- Кульский JI.A.,. Страхов Э. Б., Волошинова A.M., Близнюкова В. А. Очистка вод атомных электростанций.- Киев.: Наукова думка. 1979. 209 с.
- Соболев И.А., Хомчик Л. М. Обезвреживание радиоактивных отходов на централизованных пунктах.-М.: Энергоатомиздат. 1983. 128 с.
- Никифоров А. С. Куличенко В.В., Жихарев М. И. Обезвреживание жидких радиоактивных отходов.- М.: Энергоатомиздат. 1985. 28 с.
- Коростелев Д.П. Обработка радиоактивных вод и газов на АЭС.- М.: Энергоатомиздат. 1988. 152 с.
- Treatment technologies for low and intermediate level waste from nuclear applications. IAEA-TECDOC-0929. Final report of a coordinated research program 1991−1996.-207 p.
- Advances in technologies for the treatment of low and intermediate level radioactive liquid wastes. Technical Reports. Series No. 370. IAEA. 19 December 1994. 103 p.
- Innovative waste treatment and conditioning technologies at nuclear power plants. IAEA-TECDOC-1504. May 2006. 57 p.
- Санитарные правила обращения с радиоактивными отходами (СПОРО-2002). СП 2.6.6.1168−02.-СП6: Деан. 2003. 64 с.
- Поляков Е.В. Реакции ионно-коллоидных форм микрокомпонентов в водных растворах. Автореферат. дисс. докт. хим. наук.-Екатеринбург. 2004. 42 с.
- Ангаров А. Ионообменная очистка сточных вод, растворов и газов.-JI.: Химия. 1983. 295 с.
- Егоров Е.В., Макарова С. Б. Ионный обмен в радиохимии,— М.: Атомиздат. 1971.406 с.
- Богатырев B.JI. Иониты в смешанном слое.- JL: Химия. 1968. 212 с.
- Брэк Д. Цеолитовые молекулярные сита.- М.: Мир. 1976.
- Roddy J.W. A survey: utilization of zeolites for the removal of radioactivity from liquid waste streams.-Oakridge national laboratory. Oakridge, Tennessee. 1981. 20 p. 18. Челищев Н. Ф. Ионообменные свойства минералов.- М.: Наука. 1973.
- Зайцев Б.А., Хубецов С. Б., Корчагин Ю. П. и др. Отчет ВНИИАЭС и ИФХАН СССР «Очистка дебалансных вод АЭС от радионуклидов цезия и стронция с помощью неорганических сорбентов», per. № 80 066 906.-М.: 1981. 39 с.
- Чернавская Н.Б. Сорбция стронция на клиноптилолите и гейландите.// Радиохимия. 1985.Т.25. № 5, С. 37−40.
- Жданов С.П., Шубаевз М. А., Андреева Н. Р. Ионообменная сорбция стронция цеолитами разных структурных типов. // Известия Академии Наук СССР, сер. хим. 1988. Т. 10. С. 2208−2212.
- Hofstetter K.J., Hitz C.G., The use of the submerged demineralizer system at Three mile island. // Separation science and technology. 18. P. 1747−1764.
- Howden M.J., Mouldimg T.L.J. Progress in the reduction of liquid radioactive dischargers from sellafilld. // Proceedings of Int. conf. Recod'87. Paris. 1987. v. 2. P. 1045−1054.
- Тарасевич Ю.И. Природные сорбенты в процессах очистки воды. Киев: Наукова думка. 1981. 206с.
- Baik М.Н. et.al. Adsorption of cobalt on bentonite in the presence of EDTA // Nuclear plant Safety. 2. 4. 1984. P. 1109−1111.
- Душина А.П., Алесковский В. Б. Силикагель — неорганический катионит.-Л.: Химия. 1963.
- Ласкорин Б.Н., Стрелко В. В., Стражеско Д. Н., Денисов В. И. Сорбенты на основе силикагеля в радиохимии. М: Атомиздат. 1977. 303с.
- Малых Т.Г.,. Шарыгин JI.M., Гончар В. Ф. и др. Свойства сорбента термоксид-5 для извлечения урана. // Радиохимия. 1982. № 5. С. 572−575.
- Kantipuli С., Katragadda S, Chow. A., Gessor H.D. // Talanta. 1990. v. 37. № 5, P. 491−517.
- Леонтьева Г. В., Чиркова JI.В., Вольхин B.B. Термическое модифицирование двуокиси марганца как сорбента для- ионов щелочноземельных металлов. // Журнал прикладной химии. 1980. № 6. С: 1229−1233.
- Леонтьева Г. В. Структурная модификация оксидов марганца (III, IV) при синтезе сорбентов, селективных к стронцию. // Журнал прикладной химии. 1997. Т. 70. № 10. С. 1615−1619.
- Ворошилов Ю.Л./Логунов М.В., Прокофьев H.H., Землина Н. П. Изучение сорбента ИСМ-S и испытания основанной на нем сорбционной технологии очистки воды водоема-накопителя ПС) «Маяю> от Sr-90. // Радиохимия. 2003. Т. 45. № 1. С. 62−65. «v» •--."'.Д
- Новиков Б.Г., Белинская Ф. Д., Матерова R.A. Получение и некоторые свойства кристаллйческогр с^рьмянокислого: катионита. // Вестник ЛГУ, сер. физ. и хим. 1969. № 10. Вып. 2. С. 97−1.05. — :
- Новиков Б. Г., Белинская Ф.А, Матерова Е- А: Неорганический катионит на основе сурьмы. // Авторское свидетельство СССР^¦№ 324 213,1970.
- Новиков Б.Г., Белинская Ф. А., Матерова Е. А., Структура и ионообменные свойства кристаллического сурьмянокислого катионита. // Вестник ЛГУ, сер. физ. ихим. 1971. Лг2 4. Вып. 1. C-2935.•
- Пензин P.A., Ионов P.A., Ласкорин Б. Н. Структура и ионообменные свойства^ кристаллических. сурьмяносодержащих катионитов. // Докл. АН СССР. 1981. Т. 257. № 6. С. 1422−1426.
- Dosch R.G., Anthony R.Gr., Brown^^N.E.y, Sprung J: L., Stephens H.P. Advanced Forms, of Titanate lon-Exchangcrs for Chemical Pretreatment of Nuclear Wastes. // Abs. ofpapers of the Amer. Chem. Soc. .1992: V: 204. Aug. P. 110.
- Иониты в химической технологии. / Под ред. Никольского Б. П., Романкова П.Г.- Л.: Химия. 1982. 416 с,
- Моисеев В.Е., Кузьмина Р. В., Егоров Ю. В. Влияние условий синтеза на ионообменные свойства фосфата циркония. // Тез. докл. Второй Всесоюзной конференции «Неорганические ионообменные материалы», Л., 25−27 ноября, 1980.-Л. 1980. С. 83.
- Сухарев Ю.И., Егоров Ю. В. Неорганические иониты типа фосфата циркония.- М.: Энергоатомиздат. 1983. 110 с.
- Беляков В.Н., Бортун А. И. Синтез неорганических ионитов сферической грануляции на основе фосфатов титана и циркония. // IX семинар «Химия и технология неорг. сорбентов». Тезисы докладов.-Пермь. 1985. С. 36−37.
- АмфлеттЧ. Неорганические иониты.- М.: Мир. 1966. 188 с.
- Шарыгин Л.М., Моисеев В. Е., Муромский А. Ю. Дезактивация теплоносителя бассейнов выдержки АЭС неорганическим сорбентом фосфатом циркония. // Атомная энергия. 1994. Т. 77. Вып. 4. С. 308−313.
- Pekarek V., Vesely V. Synthetic inorganic ion exchangers // Talanta. 1972. V. 19. № 11. P. 1245−1288.
- Бальчугов A.A., Неудачина Л. К. О путях улучшения гидродинамических свойств солей гетерополикислот. // Тез. докл. Второй Всесоюзной конференции «Неорганические ионообменные материалы», Л., 25−27 ноября. 1980.-Л. 1980. С. 117−118.
- Тананаев И.В., Сейфер Г. Б., Харитонов Ю. Я. и др. Химия ферроцианидов.-М.: Наука. 1971.320 с.
- Зильберман М.В., Вольхин В. В. Структура смешанного ферроцианида меди и соответствующих ему продуктов молекулярной сорбции. // Журнал структурной химии. 1971. Т. 12. С. 649−652.
- Вольхин B.B. Сорбционные свойства ферроцианидов двухвалентных переходных металлов. // Известия АН СССР. Серия «Неорганические материалы». 1979. Т. 15. № 6. С. 1086−1091.
- Вольхин В.В., Зильберман М. В., Колесова С. А., Шульга Е. А. Общая характеристика сорбционных свойств ферроцианидов двухвалентных переходных металлов. //Журнал прикладной химии. 1975. Т. 48. С. 54−59.
- Карпова И.Ф., Казаков Е. В. Механизм образования ферроцианидно-органических ионитов и характер обмена на них. // Вестник ЛГУ. Серия физика, химия. 1968. Т. 10. Вып. 2. С. 105−109.
- Watari К., Linai К., Isawa N. Adsorption of radiocesium on cation-exchange resin. // J. Nucl. Sei. Technol. (Tokyo).-1968. V. 5. P. 809.
- Новиков М. П, Выделение цезия-137 методом сорбции на модифицированных ферро- и кобальтицианидных ионитах. // Дисс. канд. хим. наук. -М. 1988. 53 с.
- Ремез В.П., Егоров Ю. В. Способ получения неорганического сорбента. // Авторское свидетельство СССР № 1 169 233. 1985.
- AvramenkoV.A., Gluschnko V. Yu, Zheleznov V.V., e.a. New sorbents for LWR treatment. // Int. Symp. On Water and global pollution. Seul. 1996. P. 125−129.
- Авраменко B.A., Железнов B.B. Бурков И. С., Хохлов К. А. и др. Переработка ЖРО утилизируемых АЛЛ мобильными установками на основе сорбционно-реагентных технологий. // Атомная энергия. 2002. № 4. С. 38−40.
- Железнов В.В. Применение углеродных волокнистых ферроцианидных сорбентов для выделения цезия из больших объемов морской воды. // Атомная энергия. 2002. Вып. 92. № 6. С. 460−466.197
- Малинина Е.И., Корчагин Ю. П., Гривкова А. И. и др. Получение и свойства ферроцианида никеля, нанесенного на силикагель. // Химия и технология неорганических сорбентов.- Пермь. 1985. С. 18.
- Корчагин Ю.П. Исследование и применение селективных неорганических сорбентов для совершенствования систем переработки жидких радиоактивных отходов АЭС. // Автореферат дис. канд. техн. наук.-М. 1999. С. 24.
- Baran V., Caletka R., Tympl М., Urbanek V. Application of sol-gel method for preparation of some inorganic ion-exchangers in spherical form. // J. Radioanal. Chem. 1975. V. 24. № 2.
- Шарыгин JI.M., Гончар В.Ф., Моисеев B.E. Золь-гель метод получения неорганических сорбентов на основе гидроксидов титана, циркония и олова. // Сборник: Ионный обмен и ионометрия.- Л.: ЛГУ. 1986. Вып. 5, С. 9−29.
- Шарыгин Л.М., Моисеев В.Е, Кузьмина Р. В. и др. Влияние условий синтеза сферического гексацианоферрата циркония и его свойства. // Радиохимия. 1986. Т. 28. № 3. С. 361−367.
- Шарыгин Л.М., Моисеев В.Е, Галкин В. М. Очистка низкоактивных сточных вод АЭС от радионуклидов гранулированными сорбентами на основе фосфата и ферроцианида циркония. // Радиохимия. 1984. Т. 26. № 5. С. 611−616.
- Шарыгин Л.М., Муромский А.Ю., Моисеев В. Е и др. Сорбционная очистка жидких радиоактивных отходов АЭС. // Атомная энергия. 1997. Т. 83. № 1. С. 17−23.
- Lehto J., Haijula R. Separation and solidification of radioactive cesium from nuclear waste solutions with potassium cobalt hexacyanoferrate (2) ion exchanger. // IAEA tecdoc-675. IAEA. November 1992. P. 85−106, 131−145.
- Bilewcz A., Narbutt J. // Isotopen praxis. 1984. 20. P.141.
- Дытнерский Ю.И. Обратный осмос и ультрафильтрация.- М.: Химия. 1978. 352 с.
- Sourirajan S., Reverse Osmosis. London. Logos. 1970.
- Мулдер M. Введение в мембранную технологию.-М. 1999. С. 70.
- Трусов Л.И. Новые мембраны TRUMEM и RUSMEM, основанные на гибкой керамике. // Критические технологии. Серия Мембраны. 2001. № 9. С. 20−27.
- Зябрев А.Ф., Лимитовский А. Б., Кунин А. И. Мембранные системы БИОКОН для ультра- и микрофильтрации. // Критические технологии. Серия Мембраны. 2001. № 11. С. 21−31.
- Bonnema В.Е., Navratil J.D., Bloom R.R. «SOILEXTM» process design basic for mixed waste treatment. // Proceedings of Int. Conf. Radioactive Waste Management WM'95. Tucson. CD-ROM.
- Cirillo J.R., Kelso W.J. Versatile treatment system cleans mixed wastewater from diverse sources. //Proceedings of Int.*Conf. Spectrum'98. Denver. Colorado. 1998. P. 997.
- Buckley L.P., Vijayan S., Wong C.F. Remediation process technology for ground water. // Proceedings of the 1993 International Conference on Nuclear Waste
- Management and Environmental Remediation. Prague, Czech Republic, September 5−11, 1993. V. 1.P.33.
- Sen Gupta S.K., Slade J. A/, f. Tul^, W.S. liquid radwaste processing with crossflow microfiltration and spiral wound reverse osmosis. // Proceedings of Int. Conf. Radioactive Waste Management WM'95. Tucson. CD-ROM.
- Sen Gupta S.K., Buckley L.P., Rimpelainen S., Tremblay A.Y. Liquid radwaste processing with spiral wound reverse osmosis. // Proceedings of Int. Conf. Radioactive Waste Management WM'96. Tucson. CD-ROM.
- Sen Gupta S.K., Buckley L.P. Bitumen immobilization of aqueous radwaste by thin-film evaporation. // Proceedings of Int. Conf. Radioactive Waste Management WM'96. Tucson. CD-ROM.
- Миносъянц C.B., Моргунова Н. П., Саенко B.M., Дытнерский Ю. И. Микрофильтрация водных растворов анионных ПАВ. // Тез. докл. Всес. научн.-техн. сем. «Теория и практика для селективного разделения жидких сред с использованием полупроницаемых мембран». -М.:
- ВДНИТИХИМНЕФТЕМАШ. 1983. С. 26−27.i
- Миносъянц С.В., Давыдъянц В. Г., Дытнерский Ю. И. Оценка эффективности разделения водных растворов анионоактивных ПАВ на микрофильтрах. // Там же. С. 27−28.
- Kurihara J. et al. Treatment of nuclear drain wastes with an electromagnetic filter and ultrafiltration system. // Ind. Water Eng. January/February, 1980. P. 14−19.
- Covin M.C. et al. Summary of the ultrafiltration, reverse osmosis and adsorbents project. // MLM-3033, UC-70B. January, 1983. P. 28.
- Koenst J.W. et al. Development of ultrafiltration and inorganic adsorbents for reducing volumes of low-level and intermediate-liquid waste. // MLM-246. AprilJune. 1977.
- Commission of the european Communities. Research and development on radioactive waste management and storage. /У 3rd Annual progress report 1982 of the European Community Programm 1980−1984, Harwood Academic Publishers. 1982.
- Loewenschuss H., Sprunger E. et al. Einsatz einer querfiltrationsanlage fuer die aufarbeitung radioaktiver abwaesser. // Jahrestag. Kerntechn'83, Tagungsber. Berlin. 1983. P. 556−558.
- Loewenschuss H., Furrer M. Decontamination of radioactive solutions using ultrafiltration. // Atomwirtschaft. 1985. 30. № 1. P. 41−43.
- Britain reduces radioactive discharges at Sellafield. // Power Eng. Int. 1994. 2. № 4. P. 8. '
- Van Gils Gerald J. et al. A combined ultrafiltration-Carbon adsorption process for reuse of industrial laundry wastewater Future Water Reuse. // Proceedings 3rd Symp., San Diego, California. 1984. P. 911−935.
- Кичик B.A., Маслова M.H., Свитцов A.A., Кулешов Н. Ф. Метод комплексной переработки жидких радиоактивных отходов спецпрачечных ультрафильтрацией. // Атомная энергия. 1987. Т. 63, Вып. 3. С. 130−134.
- Prabhabar S., Hanra M.S., Misra B.M., Roy S.B., Meghal A.M. Performance evaluation of reverse osmosis (RO) and nanofiltration (NF) membranes for the decontamination of ammonium diuranate effluents. // Separ. Sci. and Technol. V. 31. № 4.
- Ikeda K., Nakano T., Ito H., Kubota T., Yamamoto S. New composite charged reverse osmosis membrane. // Desalination. 1988. V. 68. P. 109−119.
- Kwang-Lung Lin, Min-Lin Chu, Mu-Chang Shieh. Treatment of uranium containing effluents with reverse osmosis process. // Desalination. 1987. V. 61. № 2. P. 125−136.
- Kikuchi I., Sugimoto Y., Yuso H., Ebara K. Development of a laundry waste treatment system. //Nucl. Eng. and Des. 1977. V. 44. № 3. P.413−420.
- Panicker S.T., Prabhakar S., Misra B.M., Ramani M.P.S. Radioactive liquid effluent management, state of art and the role of membrane processes. // BARC. Rept. 1990. 4. № 1534. P. 1−56.. .
- Paramithas P., Peters G.P.E., Powell M. Processing of steam generator chemical cleaning solvent at the Palo Verde Nuclear Station. // Proceedings of Int. Conf. Radioactive Waste Management WM'96. Tucson. CD-ROM.
- Suzuki K., Hirano M., Nakashima T., Baker R.L., Baldwin P.N. A study of removal of hazardous metals and radionuclides in ground water. // Proceedings of Int. Conf. Radioactive Waste Management. WM'97. Tucson. 1997. CD-ROM.
- Bourns W.T., Buckley L.P., Burrill K.A. Development of techniques for radwaste systems in CANDU power stations. // On-site Management of Power Reactor Waste. Int. Symp. Zurich. 1979. P. 309−330.
- Деминерализация методом электродиализа (Ионитовые мембраны)./Под ред. Д. Р. Уилсона. Пер. с англ. Б. Н. Ласкорина и Ф. В. Раузен.- М.: Госатомиздат. 1963.
- Хванг С.Т., Каммермейер К. Мембранные процессы разделения./Пер. с англ. под ред. проф. Дытнерского Ю.И.- М.: Химия. 1981.
- Лейси Р., Лоэб С. Технологические процессы с применением мембран.-М.: Мир. 1976.
- Demkin V.I., Tubashov Y.A., Panteleev V.I., Karlin Y.V. Cleaning Low Mineral Water by Electrodialysis. // Desalination. 1987. V. 64. P. 367.
- Демкин В.И., Карлин Ю. В., Пантелеев В. И., Рожков В. Т., Тимофеев Е. М. Установка для очистки и концентрирования жидких радиоактивных отходов. // Патент РФ № 1 746 829 Al. 1991.
- Шварценбах, Г. Флашка. Комплексонометрическое титрование, — М.: Химия. 1970. 360 с.
- Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод.- М.: Химия. 1984. 448 с.
- Милютин В.В., Гелис В. М. Определение оптимальных условий соосаждения радионуклидов цезия с осадком ферроцианида никеля. // Радиохимия. 2008. Т. 50. № 1. С. 57−59.