Hidrológiai Közlöny 1966 (46. évfolyam)
2. szám - Illés István: Radioaktív szennyvizek tisztítása
60 Hidrológiai Közlöny 1966. 2. sz. Illés I.: Radioaktív szennyvizek tisztítása A szennyvízben levő anyagok koncentrálása Az előzőekben bemutattuk, hogy milyen speciális tárolótartályokra van szükség radioaktív szennyvizek elhelyezésére. Ez a speciális tárolás igen nagy költségekkel jár, érthető tehát az a törekvés, hogy a tárolási térfogatot csökkenteni igyekeznek. A radioaktivitás jellegzetessége ugyanis nem szüntethető meg, de a sugárzó elemek koncentrálhatok kis mennyiségű folyadékban vagy valamilyen megfelelő szilárd anyagban. A koncentrálás végrehajtására használt eljárások az elgőzölögtetés, az ioncsere, valamint biológiai és kémiai kezelések. Az elgőzölögtetést akkor alkalmazzák elsősorban, ha nagy szennyezettség!! szennyvizet kell tárolni. Ez a legáltalánosabban elfogadott eljárás a koncentrációra, bár egves esetekben nagyon költséges, ha magas fertőtlenítettségi fokot akarnak elérni. Bizonyos mértékig a korábban ismertetett önforrási jelenség is felhasználható a tárolni kívánt szennyvíz-mennyiség csökkentésére, mivel az önforrás során koncentrációjuk megnő. Mindamellett ez még önmagában nem elégséges, mivel a keletkező hőnek az egységnyi térfogatra jutó mennyisége nagyon kevés. A radioaktív szennyvizek elgőzölögtetése nem egyszerű feladat. Az elgőzölögtetésre használatos berendezések igen változatos formájúak. Van vákuumos nagy cirkulációval működő berendezés, de találni egyszerű, atmoszferikus nyomással üzemelő kazános, gőzkígyóval ellátott típust is. A gőzzel eltávozó káros anyagok visszatartására is sokféle megoldást használnak, mint pl. raschig gyűrűket, üvegszálszűrőket és fémszűrő szöveteket. Az eljárásnál több nehézség okozott gondot. Ilyenek voltak pl., hogy a víz forrás közben habozni kezdett. Ezt a jelenséget habzásgátló szerek adagolásával tudták csökkenteni, melyek közül a szilikonok a legáltalánosabban használtak. A vízképződést kémiai kezeléssel előzik meg, úgv ahogyan azt a kazántüzelés gyakorlatában is teszik. Jelentős nehézségeket okozott a gyakorlatban, egyes izotópok, mint pl. a ruthénium illanóképessége, de nehézségeket jelentett a szennyvízben levő szerves oldott anyagok jelenléte is. A feladat megoldására az elgőzölögtető elé gőzfogó szűrőt iktattak. Megfelelő szűrő használatával jó tisztítási hatásfokot értek el igen magas ruthénium koncentráció esetén is. Az elgőzölögtetés korrózióálló acélból készült vákuumszűrőkben is eredményesen végrehajtható. Vegyszerek hozzáadása nélkül az eredeti szennyvíztérfogat 1 /50-ed részére csökkenthető, ennél nagyobb arányú csökkentést csak vegyszeres kezeléssel lehet elérni. Ha pl. a felforralt salétromsavat formaldehvd hozzáadásával kezelik (3HCHO + 4HN0 3= 3CO a + 5H 20 + 4 NO) még további térfogatcsökkentés érhető el, amely a tárolótérszükségletet jelentős mértékben befolyásolja [6]. Az ioncsere elve nem új, már évek óta alkalmazzák egyes anyagoknak azt a tulajdonságát, hogv a kationokat és anionokat kicserélni képes. Radioaktív szennyeződést tartalmazó oldatoknál ezt a tulajdonságot oly módon hasznosítják, hogy a radioaktív ionokat inaktívakkal cserélik ki. Minden ioncserélő anyag tartalmaz az ionokból egy meghatározott mennyiséget, amelyek ezen az alapon „kicserélődhetnek". Miután egy bizonyos mennyiségű oldat átszűrődött rajta, az anyag elveszti anion- vagy kationcserélő képességét, kimerült, már nem hatékony. Az ioncserélő anyagot ilyenkor megfelelő sók oldatának átvezetésével regenerálni lehet. A regenerálás után az ioncserélő ismét az eredeti módon használható. Az ioncserélő regenerálása alkalmával lejövő koncentrált folyadék tárolható, abszorbeáltatható valamilyen olcsó abszorbens anyaggal, vagy elgőzölögtethető. A legnagyobb kapacitású ioncserélő anyagok a szintetikus gyanták. Különféle radioizotóp szennyezettségnél másmás ioncserélő anyagok használhatók. A két legfontosabb radioizotóp : a radiostroncium és a radiocézium. A maximálisan megengedett stronciumkoncentráció (stroncium 90-nél) 8xl0~ 7 c/ml. Ez a legveszélyesebb béta sugárzó anyag. A cézium 137-nek a felezési ideje 37 év és az oldatból való kinyerése nagyon nehéz. Belgiumban pl. ioncserélő anyagként lignitet, vagy barnaszenet használnak. Mivel az anyag a helyszínen rendelkezésre áll, igen olcsó, kapacitása viszont kicsiny és csak alacsony pH értékű szennyvizek esetében használható [6]. Az ioncserélő eljárás korszerű változata az elektrolitikus deionizáció. Az eljárás analóg a sós vizek elektromos úton történő sótalanításával. Az oldatban elhelyezett két elektróda között váltakozva anion és kation cserélő membránok vannak elhelyezve. Ezek lehetővé teszik a negatív, vagy pozitív töltésű ionok kölcsönös vándorlását, mivel a membrán az ellentétes töltésű ionok számára nem áteresztő. Az eljárás igen jól bevált. Az alapelvet rögzítő berendezést az /. ábra mutatja. A harwelli kísérleti telep tapasztalatai azt mutatják, hogy az összes ionaktivitás gyakorlatilag olyan nagy mértékben vonható ki a vízből, hogy az így megtisztított víz ismételten felhasználható [6]. A legtöbb atomenergiai intézménynél elterjedt a radioaktív vizek kémiai kezelése. Bár az eljárás nem biztosít magas tisztítási hatásfokot, gazdaságos és jól bevált nagymennyiségű és kis aktivitású szennyvizek kezelésére. A kémiai kezelés a radioaktív anyagokat vízben oldhatatlan és elválasztható kis tömegű iszappá koncentrálja. Ezzel a folyadék aktivitása olyan mértékűre csökken, hogy az veszély nélkül a befogadóba vezethető. Az eljárás lényege különféle koagulációs anyagoknak a szennyvízhez való keverése, majd ülepítése. A hatásfok növelhető, ha flokkulációt alkalmaznak. A harwelli telepen 5 : 8 arányú Ca 2 + : : POf keverék adagolása vált be legjobban. Először a pH értéket nátrium-, vagy calciumhidroxid segítségével 11,5-re állították be és utána adagolták a fenti keveréket 50 mg/l minimális adagolással. Ezzel az eljárással a béta sugárzó anyagok 90—95%-át sikerült a vízből kinyerni, illetve a leülepedett iszapba átvinni. A Szovjetunióban foszfátot nem használnak, mivel a keletkező calciumfoszfát nagyon lassan
