Реагентная очистка жидких радиоактивных отходов от органических веществ и урана
Вивчено очищення рідких радіоактивних відходів і модельних систем від органічних (полімерних) речовин і урану з використанням неорганічного коагулянта-флокулянта типу Сизол-2500. Застосування препарату Сизол-2500 дозволяє при меншому використанні доданого реагента досягти значного вилучення органічн...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Доповіді НАН України |
|---|---|
| Дата: | 2011 |
| Автори: | , , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2011
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/37573 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Реагентная очистка жидких радиоактивных отходов от органических веществ и урана / Л.И. Руденко, В.Е. Хан, О.А. Аксеновская, В.И. Кашковский, О.В. Джужа, В.Н. Горбенко, А.В. Зубенко // Доп. НАН України. — 2011. — № 5. — С. 140-144. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860200387919740928 |
|---|---|
| author | Руденко, Л.И. Хан, В.Е. Аксеновская, О.А. Кашковский, В.И. Джужа, О.В. Горбенко, В.Н. Зубенко, А.В. |
| author_facet | Руденко, Л.И. Хан, В.Е. Аксеновская, О.А. Кашковский, В.И. Джужа, О.В. Горбенко, В.Н. Зубенко, А.В. |
| citation_txt | Реагентная очистка жидких радиоактивных отходов от органических веществ и урана / Л.И. Руденко, В.Е. Хан, О.А. Аксеновская, В.И. Кашковский, О.В. Джужа, В.Н. Горбенко, А.В. Зубенко // Доп. НАН України. — 2011. — № 5. — С. 140-144. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Доповіді НАН України |
| description | Вивчено очищення рідких радіоактивних відходів і модельних систем від органічних (полімерних) речовин і урану з використанням неорганічного коагулянта-флокулянта типу Сизол-2500. Застосування препарату Сизол-2500 дозволяє при меншому використанні доданого реагента досягти значного вилучення органічних (полімерних) сполук і альфа-випромінювального радіонукліда урану при істотному зниженні частки вторинних відходів.
Purification of liquid radioactive waste and model systems from organic (polymeric) substances and uranium with the use of inorganic coagulant-flocculant Sizol-2500 is studied. Application of Sizol-2500 enables one, at less exprenses of the added reagent, to attain the substantial removal of organic (polymeric) compounds and α-emitting radionuclide, uranium, at a considerable decrease of a part of secondary wastes.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:09:51Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 543.52:541.18.045
© 2011
Л.И. Руденко, В.Е. Хан, О. А. Аксеновская, В. И. Кашковский,
О.В. Джужа, В. Н. Горбенко, А.В. Зубенко
Реагентная очистка жидких радиоактивных отходов
от органических веществ и урана
(Представлено академиком НАН Украины В. П. Кухарем)
Вивчено очищення рiдких радiоактивних вiдходiв i модельних систем вiд органiчних (по-
лiмерних) речовин i урану з використанням неорганiчного коагулянта-флокулянта типу
Сизол-2500. Застосування препарату Сизол-2500 дозволяє при меншому використаннi
доданого реагента досягти значного вилучення органiчних (полiмерних) сполук i аль-
фа-випромiнювального радiонуклiда урану при iстотному зниженнi частки вторинних
вiдходiв.
Препараты группы “Сизол” являются высокоэффективными алюмокремнийсодержащими
реагентами, обеспечивающими по сравнению с другими известными коагулянтами более
глубокую очистку за счет улучшения процесса хлопьеобразования и интенсификации про-
цесса осаждения хлопьев [1]. Коагулянты представляют собой соединения, способные гидро-
лизоваться в воде с образованием различных структур, обладающих высокими адсорбцион-
ными и адгезионными свойствами. Коллоидные частицы загрязнений, сталкиваясь с хло-
пьями гидролизованного коагулянта, прилипают к ним или механически захватываются
рыхлыми агрегатами хлопьев и вместе с ними выпадают в осадок. На поверхности хлопьев
наряду с адгезией коллоидных частиц может происходить молекулярная адсорбция органи-
ческих примесей, а также хемосорбция загрязнений. Полнота и скорость осветления воды
зависят как от свойств коагулянта, так и от свойств загрязняющих воду веществ.
Рассматриваемые препараты интенсифицируют разделение суспензии на твердую
и жидкую фазы, улучшают процессы фильтрации или седиментации.
При введении реагента “Сизол” в очищаемую воду из-за его разбавления создаются
условия для повышения pH и образования коллоидного гидроксида алюминия, обладаю-
щего огромной активной поверхностью. Частицы, загрязняющие воду, адсорбируются на
этой поверхности, выпадая в осадок. Частицы золя кремниевой кислоты — центры конден-
сации коагулирующих золей гидроокиси алюминия, способствуют более быстрому росту их
частиц. Другими словами, золь кремниевой кислоты является своеобразным флокулянтом,
существенно ускоряющим процесс коагуляции. Кроме того, присутствие в реагенте золя
кремниевой кислоты обуславливает образование гидроокиси алюминия при более низких
значениях pH.
Возможность очистки сточных вод нефтеперерабатывающих заводов с использованием
кремниевых и алюмосодержащих коагулянтов-флокулянтов типа Сизол-2500 описана в ра-
боте [2]. При флотационной очистке при дозировании 0,5–0,6 мл 2,26% реагента Сизол-2500
(количество оксида кремния и алюминия 2,26%) на 1 дм3 сточных вод химическая по-
требность в кислороде (бихроматная окисляемость, ХПК) составляет 256–513 мг О2/дм3.
Недостатком этого метода является неполная очистка от органических соединений (гекса-
норастворимых соединений).
140 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2011, №5
В работе [3] описана очистка жидких радиоактивных отходов (ЖРО) из объекта “Укры-
тие” Чернобыльской АЕС (ЧАЕС) от органических веществ и урана методом реагентной
обработки известковым молоком, хлоридом железа (III) и полиакриламидом. Однако после
такой обработки ЖРО ХПК уменьшается от 2100–2500 до 1000–1200 мг О2/дм3 (степень
очистки 42,9–60% по массе), а концентрация урана снижается от 16,1 до 9,5 мг/дм3 (сте-
пень очистки 41,1% по массе). Доля сгущенной суспензии (вторичных отходов) составляет
примерно 6% общего объема ЖРО.
Авторами настоящего сообщения изучена возможность создания эффективного способа
очистки ЖРО от органических соединений и урана при одновременном уменьшении доли
вторичных отходов. В качестве объектов исследования служили: 1) модельный пылепогло-
щающий раствор (ППР). В концентрат ППР (∼23% по массе) входит полимерное вещест-
во силаксинакрилатное связующее (∼50% по массе), остаток — неионогенное поверхност-
но-активное вещество (ПАВ) ОП-7, глицерин, щавелевая, олеиновая и оксиэтилендифосфо-
новая кислоты и этиловый спирт; 2) ЖРО, содержащие соли, ПАВ, пленко- и комплексо-
образующие вещества, минеральные масла и другие органические соединения и продукты
их деструкции. Содержание урана 12–34 мг/дм3, а их pH 9,03–9,18.
Концентрацию урана в воде устанавливали фотометрически в виде комплекса уранила
с арсеназо (III) на фотометре КФК-2 при длине волны 670 нм [4]. Содержание органических
(полимерных) веществ в исходном растворе и фильтрате определяли методом бихроматной
окисляемости [5]. В ходе исследования определяли возможность очистки модельного ППР
(0,17% по массе) с использованием раствора Сизол-2500 (6,5% по массе) [6, 7]. Предвари-
тельными опытами было установлено, что оптимальное значение pH для модельного раст-
вора, при котором происходит максимальное разделение ППР на осадок и осветленную
жидкость, равно 6–7.
Изучено влияние количества добавленного Сизола на 1 дм3 ППР при pH 6 на величину
ХПК полученного фильтрата и массу сухого остатка органических веществ и введенного
коагулянта-флокулянта после фильтрования на бумажном фильтре с размером пор больше
3 мкм. Масса сухого остатка осадка определялась упариванием осадка при температуре
105 ◦С в расчете на 1 дм3 ППР и доли сухого остатка осадка. При количестве введенного
Сизола 20–30 мл водного раствора на 1 дм3 ППР ХПК фильтрата уменьшается от 2400 до
320–600 мг О2/дм3 при доле сухого остатка осадка 0,116–0,128%.
На следующем этапе работы определяли возможность очистки модельного ППР (0,17%
по массе) с использованием раствора Сизола (6,5% по массе) при содержании солей, г/дм3:
NaNO3 29, NaCl 1, Na2HPO4 0,1 (табл. 1). Влияние pH раствора, количество введенного
Таблица 1
pH
Количество
добавленного Сизола,
мл/дм3 ППР
ХПК фильтрата,
мг О2/дм3
Масса сухого
остатка осадка,
г/дм3 ППР
Доля сухого
остатка осадка,
%
10,4 5, 10, 15, 20, 25, 30 Разделение ППР на осадок — —
и осветленный раствор
не происходит
6,54 0 2400 — —
20 700 1,94 0,194
25 320 2,32 0,232
30 200 2,37 0,237
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2011, №5 141
Сизола (6,5% по массе) на 1 дм3 ППР на величину ХПК полученного фильтрата и массу
сухого остатка осадка органических веществ и сухого коагулянта-флокулянта иллюстрирует
табл. 1.
В щелочной среде ППР не разделяется на осадок и осветленный раствор. Другая си-
туация наблюдается при pH ∼7. ППР разделяется на сгущенную суспензию и осветленный
раствор. Затем ППР фильтруется на бумажном фильтре. При количестве введенного раст-
вора Сизол 20–30 мл на 1 дм3 ППР ХПК полученного фильтрата уменьшается от 2400 до
200–700 мг О2/дм3 при доле сухого остатка осадка 0,194–0,237%. С увеличением содержа-
ния солей от 0 до 30,1 г/дм3 доля сухого остатка осадка увеличивается в 1,65–1,85 раза
от 0,128 до 0,194–0,237%.
На завершающем этапе исследований изучена очистка проб ЖРО из внутренних поме-
щений 001/3 (точка отбора 30) и 012/5 (точка отбора 31) из объекта “Укрытие” ЧАЭС [6, 7].
Схема внутренних помещений точек отбора приведена в статье [8]; характеристика образцов
ЖРО — в табл. 2. Жидкие радиоактивные отходы содержат неорганические соли, силак-
синакрилатное связующее, ионогенное ПАВ ОП-7 и другие компоненты ППР, минеральные
масла и иные органические соединения.
Влияние pH раствора, количества добавленного Сизола (6,5% по массе) на 1 дм3 ЖРО
на величину ХПК, концентрацию урана в фильтрате и массу (долю) сухого остатка осад-
ка иллюстрирует табл. 3. При добавлении к 1 дм3 ЖРО из помещения 001/3 (содержа-
ние урана 12 мг) 20–30 мл раствора Сизол при pH 6–7 и температуре 30 ◦С наблюдаются
следующие показатели: ХПК уменьшается от 2520 до 270–317 мг О2/дм3, степень очистки
составляет 87,4–89,3%; концентрация урана снижается до 2,7–2,8 мг/дм3 при степени очист-
ки 76,7–77,5%; при осветлении на бумажном фильтре и на мембране (размер пор 0,2 мкм)
масса сухого остатка осадка составляет 0,359–0,371 г/дм3 ЖРО, а доля сухого остатка осад-
ка — 0,0359–0,0371 г/дм3 ЖРО. Похожие данные получены также при осветлении ЖРО
из помещения 012/5. При добавке 20–30 мл Сизола на 1 дм3 ЖРО при содержании урана
34 мг/дм3 и температуре 10–20 ◦С были получены следующие данные: ХПК уменьшается
от 2100 до 35–40 мг О2/дм3 при степени очистки 98,1–98,3%; концентрация урана снижается
Таблица 2
Помещение pH
ХПК,
мг О2/дм3
Концентрация
урана, мг/дм3
Активность, Бк/дм3
137Сs 90Sr
001/3 9,03 2520 12 9,3 · 10
6
2,7 · 10
6
012/5 9,18 2100 34 4,2 · 10
7
5,2 · 10
6
Таблица 3
pH
Объем
добавленного
Сизола,
мл/дм3 ЖРО
ХПК фильтрата,
мг О2/дм3 (степень
очистки, %)
Концентрация
урана в фильтрате,
мг/дм3 (степень
очистки, %)
Масса сухого остатка
осадка, г/дм3 (доля
сухого остатка
осадка, %)
6 20 317 (87,4) Пом. 001/3 точка отбора 30
2,7 (77,5) 0,359 (0,0359)
7 30 270 (89,3) 2,8 (76,7) 0,371 (0,0371)
6 20 40 (98,1) Пом. 012/5 точка отбора 31
9,2 (72,9) 0,305 (0,0305)
7 30 35 (98,3) 9,5 (72,1) 0,300 (0,0300)
142 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2011, №5
до 9,2–9,5 мг/дм3 при степени очистки 72,1–72,9%; масса сухого остатка осадка составляет
0,300–0,305 г/дм3 ЖРО при доле сухого остатка осадка 0,0300–0,0305 г/дм3 ЖРО.
В то же время при реагентной обработке ЖРО из помещений 001/3 и 012/5 известко-
вым молоком при pH 10–11, а затем раствором FeCl3 (600 мг) и раствором полиакрилами-
да (0,6 мг) после отстаивания в течение 1 сут массовая доля сгущенной суспензии равна
5,2–5,8% общей массы ЖРО. ХПК фильтрата составляет 1084–1440 мг О2/дм3 при степе-
ни очистки 42,9–51,6%. Концентрация урана снижается от 12–34 до 6,96–20,7 мг/дм3 при
степени очистки 39,1–42,0%, а доля сухого остатка осадка равна 0,52–0,58%.
Предложенный способ очистки ЖРО [6, 7] имеет значительные преимущества по срав-
нению с аналогом и прототипом [2, 3]. При меньших затратах добавленного реагента в срав-
нении с прототипом достигается значительно большая эффективность очистки от органи-
ческих соединений, в том числе и от полимерного продукта — силаксинакрилатного связу-
ющего и других трудноудаляемых веществ (ионогенных ПАВ, минеральных масел и иных
соединений) и альфа-излучающего радионуклида — урана. Значительным преимуществом
при использовании Сизола является снижение доли вторичных отходов — массы сухого
остатка (г/дм3 ЖРО) и доли сухого остатка осадка (%).
Таким образом, описанный нами способ очистки ЖРО имеет важное значение для ДСП
“Чернобыльская АЭС”, поскольку он позволяет провести предварительную очистку ЖРО
от трудноудаляемых веществ и других органических соединений, а также от урана при
одновременном весомом снижении доли вторичных отходов.
1. Пат. 80425 Україна, МПК (2006) C 02 F 1/52, С 01 F 7/00, С 01 F 7/26 (2007.01), С 01 F 7/28 (2007.01),
С 01 F 7/48 (2007.01), C 01 F 7/56 (2007.01), С 01 F 7/60 (2007.01), B 01J 14/00. Cпосiб одержання
коагулянту / В. I. Кашковський, В. В. Войновський, О.В. Зубенко. – № 20041109134; Заявл. 08.11.2004;
Опубл. 25.09.2007; Бюл. № 15.
2. Кашковский В.И., Войновский В.В., Зубенко А.В. Реагентная очистка сточных вод нефтеперераба-
тывающих заводов. — http//waste.com.ua/cooperation/2008/theses/kashkovskia2.html.
3. Руденко Л.И., Скляр В.Я., Хан В. Е. Очистка жидких радиоактивных отходов из объекта “Укрытие”
от трансурановых элементов, Sr и γ-излучателей // Радиохимия. – 2004. – 46, № 2. – С. 184–187.
4. Упор Э., Мохай М., Новак Д. Фотометрические методы определения следов неорганических соеди-
нений. – Москва: Мир, 1985. – 385 с.
5. Унифицированные методы анализа вод / Под ред. Ю. Ю. Лурье. – Москва: Химия, 1976. – 375 с.
6. Пат. 51288 Україна, МПК (2009) С 02 F 1/00, G 21 F 9/04. Спосiб очищення рiдких радiоактивних
вiдходiв вiд органiчних речовин i урану / Л. I. Руденко, В.Є. Хан, О.А. Гуменна, В. I. Кашковський,
О.В. Джужа, В.М. Горбенко, О.В. Зубенко. – № u 201000467; Заявл. 18.01.2010; Опубл. 12.07.2010;
Бюл. № 13.
7. Пат. 91810 Україна. МПК (2009) С 02 F 1/00, G 21 F 9/04. Спосiб очищення рiдких радiоактивних
вiдходiв вiд органiчних речовин i урану / Л. I. Руденко, В.Є. Хан, О.А. Гуменна, В. I. Кашковський,
О.В. Джужа, В. М. Горбенко, О.В. Зубенко. – № а 201000465; Заявл. 18.01.2010; Опубл. 25.08.2010;
Бюл. № 16.
8. Корнеев А.А., Криницын А.П., Стрихарь О.Л., Щербин В.Н. Жидкие радиоактивные отходы внут-
ри объекта “Укрытие” // Радиохимия. – 2002. – 44, № 6. – С. 545–552.
Поступило в редакцию 05.10.2010Институт биоорганической химии
и нефтехимии НАН Украины, Киев
Институт проблем безопасности атомных
электростанций НАН Украины, Чернобыль
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2011, №5 143
L. I. Rudenko, V. E. Khan, O.A. Aksenovska, V. I. Kashkovskiy,
O.V. Dzhuzha, V.M. Gorbenko, O.V. Zubenko
Reagents purification of liquid radioactive waste from organic
substances and uranium
Purification of liquid radioactive waste and model systems from organic (polymeric) substances
and uranium with the use of inorganic coagulant-flocculant Sizol-2500 is studied. Application of
Sizol-2500 enables one, at less exprenses of the added reagent, to attain the substantial removal of
organic (polymeric) compounds and α-emitting radionuclide, uranium, at a considerable decrease
of a part of secondary wastes.
144 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2011, №5
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-37573 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1025-6415 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:09:51Z |
| publishDate | 2011 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Руденко, Л.И. Хан, В.Е. Аксеновская, О.А. Кашковский, В.И. Джужа, О.В. Горбенко, В.Н. Зубенко, А.В. 2012-10-17T15:11:03Z 2012-10-17T15:11:03Z 2011 Реагентная очистка жидких радиоактивных отходов от органических веществ и урана / Л.И. Руденко, В.Е. Хан, О.А. Аксеновская, В.И. Кашковский, О.В. Джужа, В.Н. Горбенко, А.В. Зубенко // Доп. НАН України. — 2011. — № 5. — С. 140-144. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/37573 543.52:541.18.045 Вивчено очищення рідких радіоактивних відходів і модельних систем від органічних (полімерних) речовин і урану з використанням неорганічного коагулянта-флокулянта типу Сизол-2500. Застосування препарату Сизол-2500 дозволяє при меншому використанні доданого реагента досягти значного вилучення органічних (полімерних) сполук і альфа-випромінювального радіонукліда урану при істотному зниженні частки вторинних відходів. Purification of liquid radioactive waste and model systems from organic (polymeric) substances and uranium with the use of inorganic coagulant-flocculant Sizol-2500 is studied. Application of Sizol-2500 enables one, at less exprenses of the added reagent, to attain the substantial removal of organic (polymeric) compounds and α-emitting radionuclide, uranium, at a considerable decrease of a part of secondary wastes. ru Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Доповіді НАН України Хімія Реагентная очистка жидких радиоактивных отходов от органических веществ и урана Reagents purification of liquid radioactive waste from organic substances and uranium Article published earlier |
| spellingShingle | Реагентная очистка жидких радиоактивных отходов от органических веществ и урана Руденко, Л.И. Хан, В.Е. Аксеновская, О.А. Кашковский, В.И. Джужа, О.В. Горбенко, В.Н. Зубенко, А.В. Хімія |
| title | Реагентная очистка жидких радиоактивных отходов от органических веществ и урана |
| title_alt | Reagents purification of liquid radioactive waste from organic substances and uranium |
| title_full | Реагентная очистка жидких радиоактивных отходов от органических веществ и урана |
| title_fullStr | Реагентная очистка жидких радиоактивных отходов от органических веществ и урана |
| title_full_unstemmed | Реагентная очистка жидких радиоактивных отходов от органических веществ и урана |
| title_short | Реагентная очистка жидких радиоактивных отходов от органических веществ и урана |
| title_sort | реагентная очистка жидких радиоактивных отходов от органических веществ и урана |
| topic | Хімія |
| topic_facet | Хімія |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/37573 |
| work_keys_str_mv | AT rudenkoli reagentnaâočistkažidkihradioaktivnyhothodovotorganičeskihveŝestviurana AT hanve reagentnaâočistkažidkihradioaktivnyhothodovotorganičeskihveŝestviurana AT aksenovskaâoa reagentnaâočistkažidkihradioaktivnyhothodovotorganičeskihveŝestviurana AT kaškovskiivi reagentnaâočistkažidkihradioaktivnyhothodovotorganičeskihveŝestviurana AT džužaov reagentnaâočistkažidkihradioaktivnyhothodovotorganičeskihveŝestviurana AT gorbenkovn reagentnaâočistkažidkihradioaktivnyhothodovotorganičeskihveŝestviurana AT zubenkoav reagentnaâočistkažidkihradioaktivnyhothodovotorganičeskihveŝestviurana AT rudenkoli reagentspurificationofliquidradioactivewastefromorganicsubstancesanduranium AT hanve reagentspurificationofliquidradioactivewastefromorganicsubstancesanduranium AT aksenovskaâoa reagentspurificationofliquidradioactivewastefromorganicsubstancesanduranium AT kaškovskiivi reagentspurificationofliquidradioactivewastefromorganicsubstancesanduranium AT džužaov reagentspurificationofliquidradioactivewastefromorganicsubstancesanduranium AT gorbenkovn reagentspurificationofliquidradioactivewastefromorganicsubstancesanduranium AT zubenkoav reagentspurificationofliquidradioactivewastefromorganicsubstancesanduranium |