195967. lajstromszámú szabadalom • Eljárás atomerőművi rádioaktív hulladékokból, oldatokból atomerőműben újra felhasználható bórsavas oldat kinyerésére
4 195967 5 Hasonló a helyzet a csapadékképzésas eljárással dolgozó kémiai eljárásnál is, ahol a többlet BŐI a csapadékképzö só adja. A bórsavkinyerés hatékonysága az ioncserélővel előtisztított vízből (viszonylag) alacsony, mórt az ioncserélőn a bórsav egy része abszorpciósán megkötődik. A találmányunk szerint kidolgozott technológiai eljárás az atomerőművekben bármilyen módon gyűjtött (szelektíven vagy közös tárolóban) technológiai oldatok, szervezetlen szivárgási! hulladékvizek, csurgalékvizek vagy ezek keverékéből képződött, 10 g/1 alatti bórsavtartalmú szennyvizekből, az eljárás sorén további lényeges inaktív ionok bevitele nélkül, alkálinitrátok jelenléte esetén is, választja el az atomerőmű bórsav újrahasznosítható körébe visszaadható bórsavoldalot. Az eljárás alapján egy háromlépcsős fordított ozmózisos technológia képezi, amikor is az atomerőművekben szokásos pihentetéssel és szűréssel lebegőanyaglól mentesített, 10 g/1. alatti bórsavtartalmú radioaktív valódi oldatot a fordított ozmózis berendezés első lépcsőjére visszük, ahol olyan membránt alkalmazunk, amelynek sóvisszatartása szervetlen sókra nagy, bórsavra kicsi, majd az első lépcsőn nyert koncentrátumot (esetleg hígítva) a harmadik lépcsőre visszük, a bórsav maximális kinyerése céljából. Az alacsony bórsav visszatartású membránok alkálinitrát visszatartása közepes. Az egyes és hármas lépcsőben nyert permeátum tartalmazza a feladott bórsavaidat zömét és az alkálinitrát kisebb hányadát. Ezt a permeátumot az ozmózÍB berendezés második lépcsőjére visszük, ahol olyan membránt alkalmazunk, amelynek alkálinitrátra való visszatartása magas. Ezeknek a membránoknak a bórsav visszatartása közepes. A második lépcső permeálumának NCbkoncentrációja 50 mg/1 körüli értékkel még nem alkalmas a reaktor bórsavkezelő körébe való visszavezetésre. Ezért a maradék nitrátionokat kétlépcsős hidrokarbonát ciklusú anioncserélő rendszeren távoli tjük el. A második fokozat koncentrátumát, amelynek bórsavtartalma még számottevő, visszavezetjük az első lépcső feladásába. A harmadik lépcső koncentrátumát, amely a radioaktív anyagokat tartalmazza, a beágyazás előtti bepárló rendszerbe adjuk fel. Az ozmózis rendszerben alkalmazott membránok anyaga, a membrán kialakítása (sík, cső vagy kapiílár, stb.), szerkezeti felépítése (makropórusű vagy tömör hordozó réteges vagy kompozit, stb.) az eljárás szempontjából lényegtelen. A membrán kiválasztásában az alapvetően meghatározó tényező a BÓvisBzatartó képesség. Az eljárás első és harmadik lépcsőjében olyan membránt kell alkalmazni, amelynek alkáli és a radioaktivitást hordozó nehézfém-ionokra az együttes sóvisszatarlása minimálisan 80%, ugyanakkor a bórsavban a sóvisszatartás 30% alatt 4 van, A fordított ozmózis második lépcsőjében, ahol a bórsavoldat további nilrélmenlesitése megy végbe, viszont olyan membránt kell alkalmazni, amelynek sóvisszatarlása alkálinitrálra vonatkoztatva minimum 90%, és a bórsav-visszatartása nem haladja meg a 40%-ot. Ilyen paraméterekkel biztosítható, hogy a visszanyert bórsavoldat nitráttartalma 50 mg/1 alatt legyen. A Paksi Atomerőmű szennyvizeivel végzett mérésnél a nitráttartalom 10-20 mg/1 volt. A maradék nitrát eltávolítását a bórsavoldatból hagyományos, makropórusű, erősen bázikus, hidrokarbonát ciklusú snioncserélő gyantán, két egymás után kötött de egymástól jól elkülönített oszlopon végezzük. Az első oszlop üzembe vételének kezdetén a bórsav- és a nitrátionok együttesen kötődnek meg az anioncserélő gyantán. A további ioncsere sorén a frissen érkező, alkálinilróttal szennyezett bórsavoldat nitrátionjai a gyantán előzőén megkötődött borátionokat szorítják ki és lépnek a helyükre. Az ioncsere előrehaladása során, amikor a gyanta hidrokar borin t-tartalma elfogyott, az oszlopról olyan bórsavoldat távozik, amelynek bórsavkoncentrációja magasabb, mint a feladott permeát bórsavkoncentrációja. Az anioncserélő oszlopon kezelt bórsavoldat 2-5 mg/1 nitrátot tartalmaz, amely érték a tovább feldolgozás számára nem kedvező. A maradék 2-5 mg/1 nitrátot a második ioncserélő oszlop távolítja el a bórBavoldatból, ahol a gyanta ugyancsak makropórusű, hidrokarbonát ciklusra regenerált, bórsavval telített anioncseréló. Ezen az oszlopon ioncserélt bórsavoldat gyakorlatilag nitrátinentes, és visszavezethető az erőmű bórsavkezeló rendszerébe. Az ioncserélő oszlopok regenerátumát az atomerőmű szervezetlen hulladékgyűjtő rendszerébe adjuk vissza. Ezzel az eljárással a bórsavvisszanyerés során a második lépcső permeátumának maradék nitrátionjával equivalens Na-iont visszük be az ioncserélő obzlop regeneráláséval, amelynek az ossz sótartalma csak 1-2%, tehát lényegtelen mennyiségű a beágyazandó inert sónövekmény. Példa Az alábbiakban ismertejük (az 1. ábra alapján) egy 10 m3/óra feldolgozó kapacitású radioaktív hulladékvíz kezelő berendezés üzemi paramétereit. Az előzőleg lebegőanyagmuritesitell szervezetlen szivárgási! hulladékvíz C» bóruavtartalma 1,76 g/1, Cm nitráttartalma 0,49 g/1. A hidraulikai- és anyagmérleget az 1. táblázat, a térfogatéramokkal jelölt kapcsolási vázlatot a 2. ábra tartalmazza. Az 1 feladott hulladékvizei, melynek a hőmérséklete tc28°C, először háromlépcsős fordított ozmózis berendezésen kezelünk, majd egy kétlépcsős anionc.serélőre adjuk fel. A leheli 10 15 20 ; 25 30 35 40 45 50 55 60 65
