Фев 08 2001

Дезактивація води при видаленні поліамінофероціанідних комплексів фільтруванням

Опубликовано в 02:24 в категории Вода и здоровье

Дезактивація води при видаленні поліамінофероціанідних комплексів фільтруванням

М.Д. Гомеля, О.М. Терещенко, С.М. Астратов

Національний технічний університет України “КПІ”, м. Київ

Фільтрування води є одним із найпростіших методів очистки води від нерозчинних домішок. Було доцільно визначити ефективність даного методу при дезактивації води за допомогою комплексів полікатіонітів та фероціаніду калію. Умови утворення комплексу в радіоактивному розчині, співвідношення реагентів описано у роботі [1]. Для видалення малорозчинного комплексу з води розчин фільтрували через паперовий фільтр «синя стрічка».

Як видно із табл.1, при застосуванні метациду, ВПК-402 та АФ-1 ступінь дезактивації зростає при збільшенні дози реагентів. Однак, навіть при дозах полікатіоніту та K4[Fe(CN)6] відповідно 20 та 10 мг/л ступінь очищення не перевищує 61 %. В цілому всі три вищезгадані полікатіоніти близькі за своєю ефективністю. Застосування поліетиленіміну було неефективним. Очевидно, що комплекси, які утворюються при його використанні, є дрібнодисперсними частинками і не затримуються на фільтрі.

Для підвищення ефективності видалення комплексів з води застосовували коагулянт. Після внесення у воду з певною активністю заданих доз реагентів і утворення комплексів, добавляли коагулянт - гідроксохлорид алюмінію Al2(OH)5Cl ( доза за Al2O3 - 10 мг/л). Після коагуляції розчин відстоювали та фільтрували, визначали залишкову активність. Отримані результати приведені в табл. 2. В цілому коагуляція забезпечує підвищення ступеню дезактивації на 10 - 16 %. В більшій мірі це характерно для ВПК-402, в меншій для АФ-1. В усіх випадках ступінь очистки не перевищує 74 %. Така ефективність не може бути задовільною.

Більш перспективним методом видалення комплексів з води може бути ультрафільтрація. Цей метод дозволяє виділяти з води високомолекулярні сполуки та дрібнодісперсні домішки, процес проходить при меншому тиску, в порівнянні зі зворотнім осмосом, характеризується біль-

Таблиця 1. Ефективність дезактивації цезій-радіоактивної води фільтруванням при використанні полікатіонітів та фероціаніду калію.

N,

n/n

Полікатіоніт

Доза

полікатіоніту мг/л

Доза

K4[Fe(CN)6]мг/л

Активність, Бк/л

Крат-ність очистки

Ступінь очистки

Z, %

вихідна

кінцева

1.

Метацид

5

2

189

123

1,54

35

2.

10

5

293

139

2,11

53

3.

20

10

174

70

2,48

60

4.

ВПК-402

5

2

192

122

1,57

37

5.

10

5

254

134

1,90

47

6.

20

10

225

91

2,47

58

7.

АФ-1

50

2

185

123

1,50

34

8.

10

5

188

103

1,82

45

9.

20

10

294

116

2,53

61

10.

Поліетилен

імін

5

2

287

234

1,22

18

11.

10

5

240

232

1,03

3

12.

20

10

210

203

1,03

3

Таблиця 2. Ефективність дезактивації цезій-радіоактивних розчинів фільтруванням при використанні полікатіонітів, K4[Fe(CN)6] та коагулянту Al(OH)5Cl в концентрації по Al2O3 10мг/л.

N

n/n

Полікатіоніт

Доза полікат., мг/л

Доза

K4[Fe(CN)6]мг/л

Активність, Бк/л

Кратність очистки

Ступінь

очистки Z, %

до

очистки

після очистки

1.

Метацид

5

2

189

101

1,87

47

2.

10

5

293

115

2,57

61

3.

20

10

174

50

3,48

71

4.

ВПК-402

5

2

192

65

2,95

66

5.

10

5

294

101

2,91

66

6.

20

10

225

58

3,88

74

7.

АФ-1

5

2

185

120

1,54

35

8.

10

5

288

94

2,00

50

9.

20

10

294

90

3,27

69

10.

ПЕІ

5

2

264

112

2,46

42

11.

10

5

301

97

3,1

68

12.

20

10

278

68

4,1

75,5

шою продуктивністю мембран. При цьому фероціанід калію зв’язується в комплекси з радіонуклідами, а з полікатіонітом утворює малорозчинні у воді сполуки. Оскільки полікатіоніти є високомолекулярними сполуками, то основна маса їх комплексів з K4[Fe(CN)6] буде затримуватися на ультрафільтраційній мембрані.

Для дезактивації використовували модельні розчини радіонукліду цезію-137 у воді. Об’єм проби 500 мл. В розчин добавляли задані дози K4[Fe(CN)6] та полікатіоніту.Після утворення комплексу розчин фільтрували в ультрафільтраційній ячейці. Мембрана -УФМ-20. Процес проводили при тиску Р = 0,1 МПа, витраті води 0,8 л/год. Отримані результати приведені в таблиці 3. Як видно із таблиці, при використанні полікатіоніту АФ-1 та метациду в процесі ультраційної дезактивації води вдалося досягти при всіх дозах реагентів практично повної дезактивації води. Дещо менша ефективність процесу досягнута при використанні полікатіоніту ВПК-402 (ступінь дезактивації 84-93 %, в залежності від дози реагентів), ще менш ефективним виявився поліетиленімін. При збільшенні дози полікатіоніту ефективність очистки зменшується. Можливо це обумовлено тим, що поліетиленімін може блокувати фероціанід калію настільки, що знижується ефективність захвату останнім радіоізотопів цезію.

Таблиця 3. Очистка радіоактивних вод від радіоізотопів цезію-137 методом ультрафільтрації.

N

Реагенти

Концентрація, мг/л

Активність,Бк/л

Кратність

очистки

Ступ. очис.

Z, %

вихідна

кінцева

1

K4[Fe(CN)6]

ВПК-402

2

5

145

23

6,3

84

2

К4[Fe(CN)6]

ВПК-402

5

10

145

12

12,1

91,7

3

K4[Fe(CN)6]

ВПК-402

10

20

145

10

14,5

93,1

4

K4[Fe(CN)6]

АФ-1

2

5

130

6

21,7

95,4

5

K4[Fe(CN)6]

АФ-1

5

10

130

0

>100

100

6

K4[Fe(CN)6]

АФ-1

10

20

130

0

>100

100

7

K4[Fe(CN)6]

ПЕІ

2

5

190

25

7,6

87

8

K4[Fe(CN)6]

ПЕІ

5

10

190

26

7,5

87

9

K4[Fe(CN)6]

ПЕІ

10

20

190

70

2,7

67

11

K4[Fe(CN)6]

метацид

2

5

201

0

>100

100

12

K4[Fe(CN)6]

метацид

5

10

201

0

>100

100

13

K4[Fe(CN)6]

метацид

10

20

201

0

>100

100

Таким чином, із приведених досліджень видно, що застосування методу співосадження поліамінофероціанідними комплексами радіоізотопів 137Cs i 90Sr з послідуючою фільтрацією недостатньо ефективне. Ступінь очищення - 74 %. Набагато кращі були результати, отриманні при застосуванні методу ультрафільтрації. Цей метод при застосуванні полікатіонітів та K4[Fe(CN)6] забезпечує високий ступінь дезактивації води, поступаючись флотації лише за продуктивністю та переважаючи її простотою технології.

Література

1. Гомеля М.Д., Терещенко О.М. Використання комплексів катіонних полімерів з фероціанідом калію при очистці води від радіоізотопів цезію-137 методом пневматичної флотації//Перспективные направления развития экологии, экономики, энергетики.- Одесса: ОЦНТЭИ. – 1999.- С. 333-338.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.