195967. lajstromszámú szabadalom • Eljárás atomerőművi rádioaktív hulladékokból, oldatokból atomerőműben újra felhasználható bórsavas oldat kinyerésére
2 195967 3 A találmány tárgya eljárás atomerőművekben keletkező radioaktív szennyezettBégű technológiai oldatokból, szervezetlen szivárgást! hulladék- és csurgalékvizekbó! vagy ezek keverékéből, amelyeknek bórsavtartalma nem éri el a 10 g/l-t, atomerőműben újra felhasználható bórsavoldat kinyerésére, és az így beágyazásra kerülő szennyező anyagok terfogatos csökkentésére. Az atomerőművek egyik alapvető problémája a hulladékok illetve a radioaktív hulladékok biztonságos ób lehetőség szerint gazdaságos elhelyezése. Elsősorban arra kell törekedni, hogy a beágyazandó hulladék térfogata a leható legkisebb legyen, viszont a beágyazásnak maximált határértékei vannak a radioaktivitásra és egyes anyagok, pl. a bórsav maximális koncentrációjára. Az előbbire a biztonság miatt van szükség, az utóbbira a beágyazó anyag károsodásának elkerülése végett. Szükség van tehát olyan eljáráara, mely a fenti szempontok figyelembevételével csökkenti a beágyazandó térfogatokat, és csökkenti a beágyazandó mennyiségben a beágyazásnál nemkívánatos anyag mennyiségét. A nyomottvizes atomreaktorok (Pressurised Water Reaktor: PWR) üzemeltetéséhez vizes bórsavoldatra van szükség, mivel kedvező fizikai-kémiai tulajdonsága és stabilitása a bórsavas vizüzemet előnyössé teszi. A felhasznált bórsavmennyiség egy része az üzemeltetés során bekerül a vizes hulladékokba, keveredik nitrátionokkal, alkáli fémionokkal és korrózióból származó radioaktív ionokkal. Ez időnként tetemes bórsavveszteséget jelent. A hulladékok beágyazásánál egy adott bórsavkoncentráció fölé nem lehet menni, mert a magas bórsavtartalom károsítja a beágyazó anyagot. A bórsav hulladékból való kinyerését indokolja a veszteség csökkentése éa a beágyazhatósági probléma. A fenti probléma megoldására számos eljárást dolgoztak ki. A 2 723 025 számú NSZK szabadalmi leírás és az 583 148 számú svájci szabadalmi leírás szerint a bórsavat metilalkohollal észterezik, és a képződött észtert desztillálással elválasztják, majd visszaalakítják bórsavvá. A Siemens cég eljárását H.G. Iletimann irta le az .Aufbereitungs Technik" (1971/5. szám 281-284. old.) című folyóiratban. Eszerint nétriumhidroxiddal metaboráttá alakítják át a bórsavat, melyet bepérlás után kristályvizes nátriummetaborát alakban kikristályositanak. K.H. Johansen és Ch. Grossinann az „Acta hydrochim hydrobiol.” (1981/9. 535-544. old.) c. folyóiratban megjelent cikkükben bórsavlartalmú szennyvíz kezelésére egy fordított ozmózis rendszert írtak le. A leírás szerint a szennyvizet előszűrik, kationcserélő és anioncserélő gyantával előtisztítják, és cellulózacetát membránt tartalmazó fordított ozmózis berendezéssel kezelik. Ezzel a módszerrel a bórsav 40-45%-ét nyerik ki, míg a radioaktív termékek 94-96%-át távolítják el, főleg ioncseróvel és szűréssel. K.H. Johansen NDK 153015 számmal szabadalmaztatta eljárásét, melynek címe: „Eljárás bérsáv tisztítására permeativ elválasztás útján". A találmány szerinti eljárás bórsav tisztitására szolgál oly módon, hogy a bórsavtartalmú oldatot segéd szűrőanyaggal előszűri, majd gyengén Bavas kai ioncserélőn eltávolítja a szabad alkalíta6t. Ezt követően cellulózacetát membránt tartalmazó fordított ozmózis berendezéssel kezeli. A permeátum kihozalal fokozása érdekében a koncentrátum oldalon kaszkád kapcsolást alkalmaz. Ezzel az eljáráEsal 60-80% kihozatalt ér el. A Mitsubishi Heavy Industries Ltd. (Mitsubishi Genshiryoku Giho 1979. 17. 17-20) (C.A. 92 154714) ismertet egy nyoraottvizee atomreaktorok primerköri hűtővizének kezelésére szolgáló egy- vagy kétlépcsős fordított ozmózisos technológiát, amikor is a fordított ozmózisos rendszer olyan vizet szolgáltat, amely megfelel recirkuláltatásra, és visszanyeri a bórsav 92,5%-át, mindezt szimulált hűtővizén mérték. A bórBavtartalmú primerköri víz, amelyet a szabályozás során távolítanak el, nem tartalmaz számottevő nitrátot, és a radioaktiv anyag akkumulációja is jelentéktelen a membránon. A bórsavat az eljárás a koncentrátum oldalon nyeri, a recirkuláltstható sómentes víz a permeát oldalon keletkezik. A Westinghouse Electric. Corp. Japán 7709684 számú szabadalom az atomerőművekből származó szennyvizeket kezel és recirkuláltatható bórsavat állít elő úgy, hogy az egylépcsős fordított ozmózisos kezelést megelőzően a szennyvizet szűréssel, majd ioncserés sólalanitással tisztítja. A 841612 számú szovjet szabadalom egy eljárást ad meg nagy radioaktivitású folyékony hulladékok denitrálására. A hulladékhoz káliumhidrogénszulfátot adnak, majd paraformaldehidet és foszforsavat tartalmazó reakciótérben 110®°C-on bontják meg a nitráttartalmat. Az előzőekben ismertetett megoldások az atomeróművi szervezetlen szivárgásé hulladékvizek és szennyvizek kezelésére általánosan nem alkalmazhatók, az alkalmazásuk különböző problémákat vethet fel. Például: a fordított ozmózis kezelés megelőző ioncserés előtisztítás során az ioncsere nem csökkenti, hanem növeli a beágyazandó radioaktív hulladék mennnyiségét, mert a regenerálás során további inaktív sóanyag kerül a folyadékba, a kationcserélő oszlopoknál megkötött sótartalom equivalens mennyiségénél nagyobb mennyiségű anion, az anioncssrélőnél ugyanúgy kation, továbbá mindaz a só, amit az oszlopokra fel kell adni az eluálás során az egyensúly-eltolás érdekében. Mivel a felsorolt anyagok a radioaktív anyagoktól gazdaságosan nem választhatók cl, együttes beágyazásuk szükséges. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 I
