Способ очистки воды от радиоактивного цезия

 

Использование: изобретение относится к области очистки радиоактивно-загрязненных вод методом сорбции. Сущность: способ включает обработку воды кембрийской глиной, предварительно высушенной при 100-120 град.С. и обоженной при быстром подъеме температуры до 750-850 град. С. (предпочтительно 800 град. С). Способ обеспечивает по сравнению с традиционными бентонитовыми глинами повышение очистки от радиоактивного цезия на 70-80%. 1 табл.

Способ относится к области сорбционной очистки радиоактивнозагрязненных вод.

Простейшим методом очистки воды от радиоактивного цезия является использование сорбента бентонитов монтмориллонитовых глин (Кузнецов Ю.В. и др. Основы очистки воды от радиоактивных загрязнений, М. Атомиздат, 1974 г. с. 218-224).

Недостатком данного способа является способность бентонита разбухать в воде, что делает бентонитовые глины непригодными для использования в фильтрах и ограничивает их применение коагуляционной очисткой.

Известен способ очистки воды от радиоактивного цезия с использованием бентонитовых глин, предварительно термически обработанных при 500-700 град. С, что обеспечивает потерю набухаемости бентонитов (Кузнецов Ю.В. и др. 0Основы очистки воды от радиоактивных загрязнений. М. Атомиздат, 1974 г. с. 218-224). Этот способ по технической сущности и достигаемому эффекту наиболее близок к заявляемому и выбран в качестве прототипа.

Недостатком данного способа является сравнительно низкая очистка воды от радиоактивного цезия. Кроме того, бентонитовые монтриллонитовые глины, служащие сырьем для производства отбеливающих порошков, на порядок дороже обычных глин, а основные их месторождения расположены за рубежом (Кавказ, Украина).

Сущность изобретения заключается в том, что в способе очистки, включающем обработку воды предварительно обоженным глинистым материалом, в качестве последнего используют кембрийскую глину, обоженную при температуре 750-850 град. С.

Способ осуществляется следующим образом. Влажную кембрийскую глину предварительно сушат при 100-120 град. С, а затем проводят термообработку с быстрым подъемом температуры до 750-850 град. с (предпочтительно 800 град. С) для получения максимальной пористости. При этом кембрийская глина утрачивает набухаемость и пластичность, сохраняя ионообменные свойства. Измельченный до необходимой крупности продукт термообработки используют для сорбционной очистки воды как в статических (коагуляцией), так и динамических (фильтрацией) условиях. Новизной предлагаемого способа, по сравнению с прототипом, является использование кембрийских глин вместо бентонитовых и проведение термообработки при 750-850 град. С вместо 500-700 град.С. По сравнению с известными способами очистки воды это обеспечивает возможность на основе дешевых российских глин повысить эффективность удаления радиоактивного цезия на 70-80% что не следует явным образом из уровня техники, т.е. соответствует критерию изобретательского уровня.

Примеры конкретного исполнения.

Пример 1 (прототип). В качестве очищаемой воды использовали водопроводную воду, содержащую 0,2 мг/л железа, 30 мг/л сульфатов, 15 мг/л хлоридов, 0,1 мг/л нитратов и 4,2 мг-экв./л жесткости, загрязненную цезием-137 до удельной активности 2,8·10⁷ Бк/л. В качестве сорбента использовали отбеливающий порошок бентонитовой глины (месторождение Гумбри, Грузия), замешанной при влажности 50% высушенной при 100 град. С и обоженной с быстрым подъемом температуры до 700 град. С. В 50 мл очищаемой воды вводили 1 г измельченного сорбента, перемешивали, отстаивали, фильтровали и определяли коэффициент очистки (К) как отношение исходной активности к активности очищенной воды.

Примеры 2-6. Отличаются от примера 1 тем, что для получения сорбента использовали порошок кембрийской глины (Чекаловское месторождение, Ленинградская область) и обработку проводили до температуры 600-900 град.С (см. таблицу).

Из приведенных данных следует, что при температуре обработки ниже 750 град. С кембрийская глина сохраняет пластичность и набухаемость, что препятствует ее использованию в фильтрационных процессах. При температуре же свыше 850 град. С резко падает эффективность очистки от цезия. Температура обработки 750-850 град. С является необходимой и достаточной для кембрийской глины, чтобы обеспечить повышение очистки от цезия по сравнению с прототипом на 70-80% при отсутствии у сорбента пластичности и набухаемости.

Предлагаемый способ позволяет использовать штатное оборудование заводов керамических материалов (включая кирпичные), а сырье поставляется в промышленных масштабах (ТУ-401-08-444-80), так что его реализация не встретит затруднений и приведет к улучшению экологической ситуации, т.е. способ является промышленно применимым.

Формула изобретения

Способ очистки воды от радиоактивного цезия, включающий обработку воды предварительно обожженным глинистым материалом, отличающийся тем, что в качестве последнего используют кембрийскую глину, обожженную при 750 - 850^oC.

РИСУНКИ

Рисунок 1