.RU
Карта сайта

Мембранная технология очистки жидких радиоактивных отходов


Аннотация



Одна из наиболее важных экологических проблем Кыргызстана – это защита водных ресурсов. Судя по сложившейся в стране ситуации на почве столь плачевного состояния хвостохранилищ. Кыргызстан стоит на пороге экологической катастрофы. В связи с этим необходимо рассматривать вопросы очистки радиоактивных сточных вод. Для этого необходимо разработать новые технологии очистки сточных вод хвостохранилищь с использованием мембранных технологий.

Билдирме



Эң башкы проблема экологияны коргооо Кыргызстанда бул – суу ресурстарын коргоо. Мамлекетте болуп жоткон ситуация карасак жер аймактагы хвостохранилищ Кыргызстан азыркы убакта экологиялык коркунуч мезгильде турат. Бул корнунучка карата коптогон суроолорду карап радиациялык сууларды карашкерек. Бул үчүн жаңы технологияларды сууну тазалам учун колдонуу керек жана хвостохранилищ мембрана технологиялары менен.

Annotation



One of the most important environmental problems Kyrgyzstan is a protection water resources. Judging by the situation which have developed in the country because of so pitiable condition tailing dump. Kyrgyzstan is on the threshold of ecological accident. In this connection it is necessary to consider questions of clearing of radioactive sewage. For this purpose it is necessary to develop new technologies of sewage treatment tailing dump with use of membrane technologies.

Мембранная технология очистки жидких радиоактивных отходов


На территории Кыргызстана в хвостохранилищах заскладировано около 100 млн кубических метров "хвостов". В 49 хранилищах содержится свыше 70 млн кубометров радиоактивных и токсичных отходов. В отвалах находится 600 млн куб. метров горных пород и некондиционных руд. Они занимают около 1200 га. Наиболее опасными считаются Ак-Тюзское, Минкушское, Майлуу-Суйское и Каджисайское хвостохранилища. Все они нуждаются в рекультивации.
В Кыргызстане существуют пять основных урановых могильников – Майли-Сай, Кара-Балта, Мин-Куш, Каджи-Сай и Ак-Тюз. Уран в Кыргызстане начали добывать с середины сороковых годов для реализации советской ядерной программы и обеспечения сырьем строившихся тогда атомных электростанций. В то время кыргызские города и поселки, находившиеся близ урановых рудников, были закрытыми и засекреченными. К примеру, город Майли-Сай, где находился один из урановых рудников.

Сегодня этот город признан самым экологически бедствующим населенным пунктом Центральной Азии. В своем отчете за 2007 год американский институт Блэксмита, занимающийся исследованиями в области окружающей среды, включил Майли-Сай в тридцатку самых загрязненных городов мира.

Разработка урана в Кыргызстане продолжалась до 1968 года. Затем по неизвестным причинам рудники были закрыты, однако хвостохранилища, куда складывались урановые отходы, остались. Расположенные вблизи шахт, где добывали уран, могильники представляли собой угрозу для здоровья миллионов людей, населявших Ферганскую долину. Однако в советское время об этом умалчивалось.

Всерьез об урановых хвостохранилищах как угрозе экологии всей Центральной Азии заговорили всего десять лег тому назад. К тому времени большая часть могильников, оставшись бесхозной, из-за несвоевременно проведенных ремонтных работ подверглась воздействию опасных природных процессов. Но из-за скудности бюджета, кыргызское правительство не смогло своевременно отреагировать на эти угрозы, и к процессу нейтрализации данных очагов экологической опасности подключились такие авторитетные международные организации, как МАГАТЭ и Всемирный банк. Однако время было проиграно, и сегодня нейтрализация урановых могильников КР требует огромных вложений и затрат.

Собирая радиоактивный металлолом, люди сдают его на пункты приема, подвергая тем самым себя и окружающих опасности радиоактивного облучения. Собранный металлолом направляется на металлургические предприятия, расположенных на территории других государств Центрально- . азиатского региона, заражая и облучая его работников, а также все живое на пути следования.

К примеру, 9 мая 2007 года в Жамбылской области казахстанскими таможенниками на терминале был задержан вагон с радиоактивным металлоломом из Кыргызстана. По информации пресс-службы указанного ведомства, вагон с ломом черного металла, радиационный фон которого превышал нормы в 3,5 тыс. раз прибыл в республику из КР.

Пресс-служба также сообщила, что в 2010 году был пресечен аналогичный факт, когда был обнаружен металл с превышением радиационного фона в 300 раз. Вагон с опасным грузом был возвращен на территорию Кыргызстана.

В ходе дополнительного измерения радиационного излучения выявлены две металлические емкости цилиндрической формы сила излучения на их поверхности составляла от 1,9 до 2,39 мкЗв/ч, что свидетельствовало о содержании радиоактивных источников. По оценкам специалистов, радиоактивное вещество, содержащееся в емкостях, является радиоактивным элементом Радий-226, относящегося к первой группе токсичных радиоактивных элементов, с периодом полураспада 1590 лет.

Более того, вызывает всеобщую тревогу и озабоченность то обстоятельство, что основная часть рек, обеспечивающих население Центрально-азиатского региона питьевой и поливной водой, берет свое начало в горных массивах Кыргызстана, и при возможном попадании радиоактивных веществ из и радиоактивных могильников в подземные воды, экологические проблемы республики кажущиеся. На первый взгляд , могут перерасти в региональные.

Источниками радиоактивных стоков являются следующие производства и операции:

По нормативам выделены три группы радиоактивных отходов (стоков) в зависимости от уровня активности:

В состав жидких радиоактивных сточных вод входят также (в зависимости от происхождения), г/л:

Таким образом, при огромной радиоактивности массовое содержание собственно радиоизотопов ничтожно мало — меньше 0,001 г/л, т. е. они составляют тысячные доли процента в общей массе сухого остатка. Основным недостатком традиционных технологий переработки жидких радиоактивных сточных вод является тот факт, что достижение необходимых коэффициентов очистки 105 - 1010 возможно лишь при примерно такой же степени обессоливания растворов, при этом практически все компоненты системы переходят в концентраты, а затем в отвержденные блоки, а это требует огромных объемов хранилищ, так как во много раз увеличиваются масса хранимых отходов и соответствующие финансовые затраты.

В статье представлен анализ технологий переработки жидких радиоактивных сточных вод методом мицеллярно-усиленной ультрафильтрации, позволяющим выделять из отходов только радиоактивные компоненты не затрагивая солевого балласта. Такое решение резко сокращает количество радиоактивных концентратов, подлежащих длительному хранению, и дает возможность повторно использовать очищенную воду и химические реагенты.

К радиоактивным отходам относятся не подлежащие дальнейшему использованию вещества и материалы, в которых содержание радионуклидов превышает нормативные уровни. Главная особенность этого вида промышленных отходов (стоков) заключается в том, что дальнейшее использование их невозможно из-за того, что любые химические и физико-химические превращения не могут обеспечить биологическую безопасность этих веществ. Поскольку радиоактивность нельзя уничтожить, то технологические процессы переработки жидких радиоактивных сточных вод позволяют осуществить лишь максимально возможное концентрирование отходов с получением очищенной до предельно допустимых концентраций (ПДК) воды.

Дальнейшее обращение с концентратами предусматривает их отверждение и практически вечное хранение в специально оборудованных могильниках. К тому же стоимость эксплуатации могильников составляет самую большую долю от стоимости всего процесса обращения с радиоактивными стоками. Эта стоимость прямо пропорционально зависит от объема хранимых отходов, который, в свою очередь, обусловлен объемом поступающих на переработку жидких радиоактивных сточных вод, их составом и используемой технологией переработки и отверждения.

В схемах переработки жидких радиоактивных сточных вод используется прежде всего дистилляция, позволяющая концентрировать практически все с довольно высокой чистотой конденсата, затем коагуляция с отстаиванием или фильтрацией. В последнее время появились центробежные осадительные сепараторы, хотя в большинстве случаев используют обычные песчаные фильтры. При наличии солей жесткости проводят реагентное умягчение.

Редко используется сорбция радиоактивных стоков на активированном угле, поскольку весь уголь в дальнейшем — те же вторичные отходы. Последним достижением в технологии обращения с жидкими радиоактивными стоками является разработка селективных неорганических сорбентов, связывающих конкретные радионуклиды из сложных по составу растворов :

Сs+ = Ni2[Fe(CN)6] Cs4 [Fe(CN)6]+ 2Ni2+.

Склонность ионов щелочных металлов входить в состав ферроцианидов переходных металлов усиливается по мере увеличения ионного радиуса щелочного металла. По этой причине селективность сорбции цезия на фоне даже NaCI достигает нескольких тысяч.

Попытки применить мембранные процессы разделения для переработки жидких радиоактивных сточных вод предпринимались в прошлом довольно часто. Прежде всего в технологи ческой схеме, используемой для получения высокоомной воды, пробовали электродиализ и

обратный осмос

. Последовательность операций представлена на рис. 1.

Понятно, что часть воды по этой схеме может быть очищена до ПДК, но количество высокосолевых отходов (по объему до 50 % от исходного) слишком велико, чтобы использовать такие процессы в отрасли. Масса вводимых химических реагентов может удваивать, а то и утраивать общее солесодержание исходного раствора, т. е. то, что хорошо для получения сверхчистой воды, где сбрасываемый концентрат практически не несет экологической опасности, очень плохо для решения проблем атомной промышленности.


Рис.1: Традиционная технологическая схема глубокой очистки воды

Методы. Проблему можно решить, используя метод мицеллярно-усиленной ультрафильтрации. Суть его в том, что исходный раствор подвергают некоторой химической или физико-химической модификации, в результате чего токсичные компоненты стоков (в нашем случае радионуклиды) переводятся в ассоциированную форму, существующую, как правило, в виде коллоидов (отсюда и название метода). Далее модифицированный раствор подвергается мембранному разделению теперь уже на крупнопористой мембране ультра- или микрофильтрационной, которая задерживает только токсичные компоненты стоков, находящиеся в ассоциированной форме, но пропускает балластные соли и органические вещества.

В настоящее время разработано несколько способов такой модификации за счет добавления в очищаемые сточные воды:

Строгого разграничения между вышеизложенными вариантами не существует, т. е. для решения проблемы возможно взаимное дополнение вариантов.

Подробнее рассмотрим два последних способа, которые перспективны для высокоактивных отходов.

Образование осадка наступает при пересыщении системы, весь процесс по мере добавления осадителя можно разделить на три стадии:

Остановить процесс в коллоидной области дисперсности можно различными способами: введением стабилизаторов (ПАВ, полимеры), которые, сорбируясь на поверхности коллоидных частиц, предотвращают их дальнейшую агрегацию; изменением температуры, величины рН и т. д. Выбор определяется при родой реагирующих веществ. Интересно рассмотреть с этой точки зрения типичный ход кривых зависимости оптической плотности раствора D и степени очистки мембраной целевого компонента от рН раствора (рис. 2).


Рис.2: Зависимость степени очистки и оптической плотности D от степени кислотности рН растворов, содержащих ионы хрома (Сr): 1 – 500; 2 – 350; 3 – 100 мг/л

ЗАКЛЮЧЕНИЕ:

Защита водных ресурсов от истощения и загрязнения и их рационального использования для нужд народного хозяйства - одна из наиболее важных проблем, требующих безотлагательного решения.

Одним из основных направлений работы по охране водных ресурсов является внедрение новых технологических процессов производства, переход на замкнутые (бессточные) циклы водоснабжения, где очищенные сточные воды не сбрасываются, а многократно используются в технологических процессах.


Ситуация сложившаяся в Кыргызстане на почве столь плачевного состояния хвостохранилищь, подводит страну действительно к порогу экологической катастрофы.

Стоит отметить, что на территории нашей страны в 49 хранилищах содержится свыше 70 млн кубометров радиоактивных и токсичных отходов. В отвалах находится 600 млн куб. метров горных пород и некондиционных руд. Они занимают около 1200 га. И все они в срочном порядке, нуждаются в рекультивации.

По причине того, что об урановых хвостохранилищах, как о угрозе экологии всей Центральной Азии заговорили всего десять лет тому назад. В связи с этим необходимо рассматривать вопросы очистки радиоактивных сточных вод. Для этого необходимо разработать новые технологии очистки сточных вод хвостохранилищь с использованием мембранных технологий.

ЛИТЕРАТУРА:


1. Туровский И.С. Обработка осадков сточных вод М.: Стройиздат 1984

2. Евилович А.З. Утилизация осадков сточных вод М.: Стройиздат 1989

3. А.Г. Банников, А.К. Рустамов, А.А Вакулин Охрана природы М.: Агропромиздат 1987

4. П.И. Капинос, Н.А. Панесенко Охрана природы Киев: “Выща школа”, 1991

5. Охрана окружающей природной Среды Под редакцией Г.В. Дуганова, Киев: “Вышая школа” 1990

6. Методы охраны внутренних вод от загрязнения и истощения. Под редакцией И.К. Гавич М.: Агропромиздат 1985Дадаць дакумент у свой блог ці на сайт 2014-07-19 18:44
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • © sanaalar.ru
    Образовательные документы для студентов.