Нанофильтрационное фракционирование компонентов радиоактивных растворов – метод сокращения объема изолируемых отходов

25.03.2019 2019 - №01 Топливный цикл и радиоактивные отходы

А.С. Чугунов В.А. Винницкий

https://doi.org/10.26583/npe.2019.1.05

Применение баромембранных методов очистки в составе комплексов переработки жидких радиоактивных сред все чаще входит в практику обращения с радиоактивными отходами. Приведены результаты сравнительного исследования эффективности работы коммерчески доступных гипер- и нанофильтрационных элементов в условиях непрерывного фосфатирования модельного раствора. Приведены данные по изменению проницаемости, рабочего давления в рассольной камере гипер- и нанофильтрационного аппаратов и солесодержания пермеата при изменении солесодержания в питательном растворе. Показано, что в условиях замкнутого контура по жидким радиоактивным средам как единственно приемлемого при обращении с ними введение полифосфатов для стабилизации истинно растворенных форм существования полизарядных металлов на обратноосмотической мембране ULP ожидаемо приводит к систематическому ухудшению технологических показателей процесса, в первую очередь – проницаемости мембраны при фиксированном давлении в аппарате. В пермеате системы с нанофильтрационной мембраной VNF (Vontron NanoFiltration) наблюдается высокая концентрация солей, указывающая на выведение из контура возникающих при комплексообразовании солей натрия, снижающая таким образом величину осмотического давления раствора, критически влияющую на выход очищенного раствора. Таким образом, нанофильтрация в сочетании с использованием достаточно дешевых хелатообразующих веществ может являться эффективным инструментом для фракционирования компонентов радиоактивных растворов, обеспечивающим достижение нормативных показателей для отводимых вод и подлежащих «вечной» изоляции биологически опасных веществ.

Ссылки

1. Василенко В.А., Ефимов А.А., Епимахов В.Н. и др. Обращение с радиоактивными отходами в России и странах с развитой атомной энергетикой. / Под ред. В.А. Василенко. – СПб.: ООО «НИЦ Моринтех», 2005. – 304 с.
2. Рябчиков Б.Е. Очистка жидких радиоактивных отходов. – М.: ДеЛи принт, 2008. – 515 с.
3. Ambashta R.D., Sillanpaa M.E.T. Membrane purification in radioactive waste management: a short review // Journal of environmental radioactivity. – 2012. – Vol. 105. – PP. 76-84.
4. ZakrzewskaTrznadel G., Harasimowicz M., Chmielewski A.G. Membrane processes in nuclear technology-application for liquid radioactive waste treatment // Separation and purification technology. –2001. –Vol. 22-23. – PP. 617-625.
5. Pabby A.K. Membrane techniques for treatment in nuclear waste processing: global experience // Membrane technology. – 2008. – Iss. 11. – PP. 9-13.
6. Аржанова Е.Б., Гладуш М.Г., Пантелеев А.А., Рябчиков Б.Е. Разделение моно- и поливалентных ионов методом нанофильтрации в водных растворах высокой концентрации // Перспективные материалы. – 2010. – № 8. – С. 183-188.
7. Унифицированные методы анализа вод. / Под ред. Ю.Ю. Лурье. Изд. 2-е, испр. – М.: Химия, 1973. – 376 с.
8. Никитин В.Д., Якимец Е.М., Тимакова Н.А. и др. Получение внутрикомплексных соединений этилендиаминтетрауксусной кислоты с катионами некоторых металлов и методы их анализа // Сб. трудов Уральского политехнического института им. С.М. Кирова «Применение трилона Б в анализах цветных сплавов». – Свердловск, 1963. – С. 94-103.
9. Критерии приемлемости радиоактивных отходов для захоронения. НП-093-14 // Ядерная и радиационная безопасность. – 2015. – № 3 (77). – С. 59-82.
10. Жданов Ю.Ф. Химия и технология полифосфатов. – М.: Химия, 1979. – 240 с.
11. Дытнерский Ю.И. Баромембранные процессы. Теория и расчет. – М.: Химия, 1986. – 272 с.
12. Шведов В.П., Иванова Л.М., Жариков В.И. Выделение радиоактивного цезия из морской воды. I. Выделение цезия в виде соединений с ферроцианидами цинка, меди и никеля // Радиохимия. – 1963. – Т. 5. – № 2. – С. 182-185.
13. Иванова Л.М., Шведов В.П. Выделение радиоактивного цезия из морской воды. II. Выделение цезия в виде соединений с ферроцианидами щелочно-земельных элементов // Радиохимия. – 1963. – Т. 5. – № 2. – С. 185-189.
14. Sharygin L.M., Muromskii A.Yu., Moiseev V.E. et al. Sorption purification of liquid radioactive wastes from nuclear power plants // Atomic Energy. – 1997. – Vol. 83. – Iss. 1. – PP. 493-499.
15. Sharygin L.M., Muromskii A.Y. Inorganic sorbent for selective treatment of liquid radioactive wastes // Radiochemistry. – 2004. – Vol. 46. – Iss. 2. – PP. 185-189.
16. Savkin A.E. Development and trials of a technology for reprocessing of NPP liquid radioactive wastes // Radiochemistry. – 2011. – Vol. 53. – Iss. 5. – PP. 555-558.
17. Нечаев А.Ф., Чугунов А.С., Степанов Е.А. Модернизация технологической платформы глубокой переработки радиоактивных отходов // Известия СПбГТИ(ТУ). – 2010. – № 8 (34). –С. 66-70.
18. Vinnitskii V.A., Nechaev A.V., Chugunov A.S. Role of simple anionic ligands in deep decontamination of liquid radioactive waste // Radiochemistry. – 2016. – Vol. 58. – No.3. – PP. 311-316.

радиоактивные отходы нанофильтрация комплексообразование осмотическое давление обратный осмос проницаемость мембраны

Ссылка для цитирования статьи: Чугунов А.С., Винницкий В.А. Нанофильтрационное фракционирование компонентов радиоактивных растворов – метод сокращения объема изолируемых отходов. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2019. – № 1. – С. 51-61. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2019.1.05 .