Дипломы, курсовые, рефераты, контрольные...
Срочная помощь в учёбе

Использование отходов руднообогатительного производства для очистки вод низкой активности

Диссертация: Использование отходов руднообогатительного производства для очистки вод низкой активности
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Исходя из вышесказанного, целью данной работы явилось создание эффективной технологии переработки ЖРО на МСП ГНЦ ВНИИНМ им. А. А. Бочвара, испытание АКФК и шлакощелочного сорбента, получаемых из отходов промышленных предприятий Кольского полуострова в процессе очистки сбросных вод. Исследованы сорбционные характеристики ШЩС. В статических условиях определена полная сорбционная емкость ШЩС при… Читать ещё >

Содержание

  • 1. Литературный обзор
    • 1. 1. Классификация жидких радиоактивных отходов (ЖРО)
  • Источники поступления радиоактивного цезия в природные водоемы
    • 1. 2. Использование коагуляции для очистки ЖРО
      • 1. 2. 1. Перспективы применения коагулянта, содержащего кремниевую кислоту
    • 1. 3. Использование сорбционных технологий в очистке ЖРО
      • 1. 3. 1. Ионообменные и сорбционные методы
      • 1. 3. 2. Сорбция в статических и динамических условиях
      • 1. 3. 3. Сорбционные материалы в дезактивации воды
    • 1. 4. Методы отверждения радиоактивных отходов
  • 2. Объект исследования
    • 2. 1. Характеристика сточных вод московской станции переработки (МСП)
    • 2. 2. Методы анализа
  • 3. Коагулянты в очистке ЖРО
    • 3. 1. Алюмокремниевый коагулянт-флокулянт (АКФК) технология получения
    • 3. 2. Определение состояния основных компонентов АКФК
    • 3. 3. Коллоидно-химические закономерности очистки модельных растворов
  • 4. Коагулянты и сорбенты в очистке ЖРО
    • 4. 1. Коагуляционная и коагуляционно-сорбционная очистка модельных растворов МСП
      • 4. 1. 1. Влияние дозы коагулянта на процесс осадкообразования
      • 4. 1. 2. Кинетика осадкообразования
      • 4. 1. 3. Изменение солесодержания в процессе технологии осаждения
    • 4. 2. Коагуляционная и коагуляционно-сорбционная очистка реальных ЖРО МСП
      • 4. 2. 1. Коагуляционная очистка ЖРО
      • 4. 2. 2. Коагуляционно-сорбционная очистка реальных ЖРО

Использование отходов руднообогатительного производства для очистки вод низкой активности (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Московская станция переработки (МСП) Государственного научного центра Российской Федерации Всероссийского научно-исследовательского института неорганических материалов им. А. А. Бочвара создана в 1958 г с целью переработки жидких радиоактивных отходов (ЖРО), сбрасываемых институтом, и предотвращения загрязнения Москвы-реки радионуклидами, содержащимися в радиоактивно-загрязненных сбросах ряда московских предприятий. В стоках предприятий содержатся а-, Ри урадионуклиды. Сброс очищенных ЖРО производится в верхнем течении Москвы-реки, поэтому требования к качеству их очистки наиболее жесткие. Для очистки стоков сложного состава и минимизации объема конечных отходов, направляемых на постоянное захоронение, была принята надежная многоступенчатая схема очистки, включающая стадии коагуляции, сорбции, регенерации сорбентов и захоронения образующихся отходов на специальном полигоне.

Для действующей в настоящее время технологической схемы переработки ЖРО низкого уровня активности характерно появление вторичных отходов. Так, например, в результате сорбционной очистки ЖРО с помощью органических ионообменных смол образуются кислые и щелочные регенераты, процессы концентрирования (упаривания) которых энергоемки и сопровождаются выделением радиоактивных аэрозолей.

В настоящее время объем отходов, поступающих на МСП, сократился, а их радионуклидный состав изменился. Поэтому целью настоящей работы явилось создание принципиально новой сорбционно-осадительной технологии, обеспечивающей существенное упрощение и удешевление технологии переработки ЖРО с одновременным сокращением объемов конечных отходов. В качестве осадителей, коагулянтов и флокулянтов используются такие соединения, как сернокислое железо (II), никель азотнокислый, калий железисто-синеродистый, полиакриламид (ПАА).В РХТУ им. Д. И. Менделеева была разработана и опробована технология получения алюмокремниевого коагулянта-флокулянта (АКФК), путем сернокислотного вскрытия нефелинового концентрата и (или) хвостов флотационного обогащения апатит-нефелиновых руд Кольского полуострова. Наличие в составе АКФК соединений железа, алюминия и кремния обусловливает его эффективность при коагуляции (флокуляции) загрязняющих веществ различного происхождения. Достоинствами АКФК перед традиционно используемыми коагулянтами и флокулянтами являются: 5.

— возможность применения в широком диапазоне рН (6.5−8.5) без предварительной корректировки рН очищаемых сточных вод- -дешевизна;

— сочетание свойств коагулянта и флокулянта.

Эффективной заменой дорогостоящих, а следовательно, подлежащих регенерации синтетических ионообменных смол, используемых в настоящее время, могут стать природные или синтезируемые из отходов сорбенты, сырьевой базой которых являются, например, предприятия рудно-перерабатывающего комплекса Кольского полуострова.

Исходя из вышесказанного, целью данной работы явилось создание эффективной технологии переработки ЖРО на МСП ГНЦ ВНИИНМ им. А. А. Бочвара, испытание АКФК и шлакощелочного сорбента, получаемых из отходов промышленных предприятий Кольского полуострова в процессе очистки сбросных вод.

На защиту выносятся следующие вопросы:

• коллоидно-химические закономерности очистки ЖРО низкой активности с помощью АКФК;

• сорбционные характеристики шлакощелочного сорбента (ШЩС), используемого при очистке ЖРО МСП;

• коагуляционная и коагуляционно-сорбционная технология очистки ЖРО МСП;

• технология отверждения отработанного ШЩС в цементных композициях;

• эколого-экономический анализ внедрения коагуляционно-сорбционной очистки на МСП ГНЦ РФ ВНИИНМ им. А. А. Бочвара.

1. Литературный обзор

выводы.

1. Изучены коллоидно-химические закономерности очистки сточных вод различного состава АКФК. Методом гель-хроматографии установлено, что входящие в состав АКФК алюминий и железо находятся в ионной форме и не образуют смешанных соединений друг с другом и кремнекислотой. При рН очищаемой воды 6,5−8,5 коагуляция-флокуляция осуществляется за счет аддитивного действия полимерных форм кремнекислоты и гидроксосоединений алюминия и железа.

2. Исследованы сорбционные характеристики ШЩС. В статических условиях определена полная сорбционная емкость ШЩС при различных температурах. Определены термодинамические параметры АН°, Дв, АС3, константа равновесия ионного обмена.

3. Предложена и опробована на Московской станции переработки технология коагуляционной и коагуляционно-сорбционной очистки ЖРО. Показана возможность проведения совмещенного процесса коагуляционно-сорбционной очистки ЖРО с использованием ферроцианидов и АКФК, замены синтетических ионообменных смол на ШЩС (в статических условиях).

4. Разработана технология отверждения ШЩС в цементных композициях. Отмечено, что выщелачивание цезия из матрицы отвержденного сорбента не превышает величины, установленной нормативными документами.

5. Проведен эколого-экономический анализ внедрения сорбционно-коагуляционной очистки ЖРО на Московской станции переработки. Показано, что предложенная технология уменьшит затраты на реагенты и материалы в 2 раза и сократит объемы вывозимых на захоронение радиоактивных отходов в 15 раз. Экономический эффект от реализации предлагаемой технологии составит 311,3 тыс. руб. в год.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Основные санитарные правила работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений ОСП-72/87 /Минздрав СССР. 3-е изд., перераб. и доп. -М.: Энергоатомиздат, 1988. с. 160.
  2. Нормы радиационной безопасности (НРБ-96): Гигиенические нормативы. -М.: Информационно-издательский центр Госкомсанэпиднадзора России, 1996. с. 127.
  3. A.M. и др. /Радиационная биология. Радиоэкология, т. 38, 1998 № 1, с. 27−30.
  4. Цезий. /Сб. Статей. Переводы. Под ред. В. Е. Плющева. М., изд. иностр. лит-ра, 1963.
  5. ПухакайненМ. /Радиохимия, т.40.1998. № 6. с. 510−514.
  6. Изотопы в гидросфере: тез. Докл. 3-го всесоюзного симпоз. г. Каунас, 1989. Редкол.: В. И. Ферронский (отв. ред.) и др. -М.:ИВП, Б.г.1989.
  7. Вредные вещества в промышленности: Справочник. /Под ред. Н. В. Лазарева, т. 1−3. М.: «Химия», 1976.
  8. О.Н., Невструева М. А., Петрова A.A. /Цезий-137 глобальных выпадений в продуктах питания и в организме человека. М.: «Атомиздат», 1969.
  9. L.R., Russel H.H. /J. Amer. Water Works Ass., 51,449, 1959. Ю. Долгих П. Ф. /Журнал прикладной химии, 35, 995,1962.
  10. Morton R.J., Straub C.P./J Amer. Water Works, Ass., 48, 5,1956.
  11. Van R. Smit et al. /J. Inorg. Nukl. Chem, 12, 104,1959. 1 З. Орлова Е. И. и др. /Гигиена и санитария, 6, 42, 1966.
  12. Ю.В., Щебетовский В. Н., Трусов А. Г. /Основы дезактивации воды. М., «Атомиздат», 1968.
  13. Вермикулит: (Производство и применение)/Сб. науч. трудов (Урал. НииПроектный институт строительных материалов). Челябинск, 1988.
  14. Ю.И. /Химия и технология воды. т.20. 1998, № 1. с.42−50.
  15. Е.В., Макарова С. Б. /Ионный обмен в радиохимии. М., Атомиздат, 1971.
  16. В.С. /Механизм сорбции на ферроцианидах переходных металлов и их использование в радиохимии. Автореферат, Л.: 1983.
  17. АмфлеттЧ. /Неорганические иониты. Изд. «Мир», М.: 1966.
  18. Цеолитные катализаторы и адсорбенты. Сб. науч. трудов. /Редкол.: А. С. Леонтьев (пред) и др. -М.: ЦНИИТЭНЕФТЕХИМ, 1978.
  19. А.С., Жихарев М. И., Захарова К. П. и др. /Отверждение жидких отходов среднего уровня активности с использованием неорганических вяжущих. «Атомная энергия», 1985, т. 58, вып. 4, с. 249−252.
  20. К.П. /Малоактивные отходы. Хранение, обработка и удаление. Пер. с англ., М., «Атомиздат», 1966.
  21. В.В. и др. /К вопросу о цементировании радиоактивных отходов. 1п: management of low-and intermediate-Level radioactive waste/ Vienna: IAEA, 1970, p. 779−789.
  22. В. Физическая химия силикатов. Пер. С англ. М.: Изд. иностр. лит-ры, 1962. с. 1055.
  23. Н.А. /Химия цементов. М.: Промстройиздат, 1956, с. 271.
  24. Ю.М., Тимашев В. В. /Практикум по химической технологии вяжущих материалов. Учебное пособие для химико-технологических специальностей вузов. М., «Высшая школа», 1973,504 с. с илл.
  25. И.А., Хомчик J1.M. /Обезвреживание радиоактивных отходов на централизованных пунктах. М.: Энергоатомиздат, 1983.
  26. G., Allard В. /Chemical aspects governing the choice of backfill materials for nuclear waste repositories. -Nucl. Technol., 1982, v. 59, № 3, p. 405−408.
  27. F., Westik J., Bray L. /Development of backfill for containment of high-level nuclear waste. -In: Proc. Intern. Symp., Sci. Basis Nucl. Waste Manag., Berlin, 7−10 june, 1982, New York, e.a. 1982, p. 641−648.
  28. Heinonen O., Shelmann N., Wingefors S. e.a. /Long-term stability of bitumen products. -In: Waste Manag. 83, Tucson, Ariz, 27 febr. 3 march, 1983, v.2, p. 177−179.
  29. B.B. /Хранение радиоактивных отходов. Поиски возможных путей решения проблемы. -Атомная техника за рубежом, 1994,2, с. 14−22.
  30. Т.А., Захарова К. П., Карпова Т. Т. и др. /Влияние добавки глины на свойства цементных компаундов, используемых для локализации радиоактивных отходов. -Атомная энергия, 1995, т. 79, вып. 1, с. 23−26.
  31. Хибинские апатиты и нефелины. /IV нефелиновый сборник под общей редакцией акад. А. Е. Ферсмана. Госхимтехиздат Ленинградское отделение, 1932.
  32. JI.M., Власов А. С. /Перспективы применения реагентов, содержащих ортокремневую кислоту, для снижения потерь цветных металлов с разбавленными пульпами и сточными водами. -Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия 1999, № 6, с. 6−9.
  33. Алюминий и его соединения. Международный регистр потенциально токсичных химических веществ. Центр международных проектов, Москва 1992.
  34. Alfrey А.С., Le Gendre G.R., Kaeny W.D. /The dialysis encephalopathy syndrome. Possible aluminium intoxication. N. Engl. J. Med. 1976,294, 184−188.
  35. Ernest Merian. /Metals and their compounds in the environment. Occurrence, analysis, and biological relevance. Weinheim, New York, Basel, Cambridge.
  36. O.H. /Водоподготовка, M., «Атомиздат», 1987, с. 352.
  37. A.A. и др. /Водоподготовка. Процессы и аппараты. М., «Атомиздат», 1992, с. 172.
  38. А.А. и др. /Поверхностно-активные вещества. Д., «Химия», 1989, с. 192.
  39. Н.Я., Алексеев А. И. /Освоение производства алюмокремниевого коагулянта-флокулянта. Горный журнал, № 9, 1999, с. 46−47.
  40. Патент на изобретение № 2 088 527 «Способ получения алюмосиликатного коагулянта от 27.08.97.
  41. Патент на изобретение № 2 151 756 Композиция для изготовления строительных изделий от 12.10.1999.
  42. Р. /Химия кремнезема. Кн. 1,2. М., 1982.
  43. В.В. /Механизм процесса поликонденсации кремниевой кислоты в водной среде. Диссертация на соискание уч. ст. к.х.н. МХТИ, М., 1982.
  44. Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии. М., 1986.
  45. А.Л., Тихонов К. И., Шошина И. Л. /Теоретическая электрохимия. Л., 1981.
  46. Л.А., Накорчевская В. Ф., Слипенко В. А. /Активная кремнекислота и проблема качества воды. Киев, 1969.
  47. Ю.В. и др. /Методы исследования качества воды водоемов. Под ред. А. П. Шицковой. М., „Медицина“, 1990,400 с.
  48. Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии. Под ред. Ю. Г. Фролова и А. С. Гродского. М., „Химия“, 1986, 216 с.
  49. В.В., Гелис В. М., Леонов Н. Б. /Исследование кинетики сорбции радионуклидов цезия и стронция сорбентами различных классов. „Радиохимия“, 1998, № 5, с. 418−420.
  50. P.A., Гелис В. М. /Способ очистки слабосолевых растворов типа морской воды и устройство для его осуществления. Патент РФ X» 21 011 234, 1998.
  51. В.А., Глущенко В. Ю. и др. /Способ и устройство для очистки растворов от радионуклидов стронция и цезия. Авторская заявка № 97 107 273 от 06.05.1997.
  52. Ю.И., Кринетул В. П. /Условия производственного применения полиакриламида в технике очистки питьевой воды. М., «Академия коммунального хозяйства», 1982, с. 27.
  53. В.В. /Хранение радиоактивных отходов. Поиски возможных путей решения проблемы.-Атомная техника за рубежом, 1994,2, с. 14−22.
  54. Мирза-Абдулаева О. и др. /Уплотняемость и прочность структур в суспензиях со смешанными твердыми фазами. «Коллоидный журнал», XXIX, вып. 5, с. 696.
  55. H.A. /Седиментационный анализ. М., изд-во АН СССР, 1968, с. 415.
  56. C.B., Назаренко A.B. /Химия и технология воды, 1995, № 5, с.500−504.
  57. Н.В., Сотскова Т. З. /Влияние флокулянтов АК и С-581 на кинетику процесса очистки воды фильтрованием через зернистую загрузку. «Химия и технология воды», 1997, т. 19, № 5, с. 532−540.
  58. В.Д., Ксенофонтов Б. С. /Очистка производственных сточных вод и утилизация осадков. М., «Химия», 1998, с. 51−55.
  59. Д.П. /Обработка радиоактивных вод и газов АЭС. М., «Энергоатомиздат», 1996, с. 29−35.
  60. Г. П., Кротов Ю. А. /Предельно-допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде. Справочник, -JL, «Химия», 1985, 528 с.
  61. Ю.Г. /Экстракция и адсорбция из растворов. МХТИ им. Д. И. Менделеева. М., 1968.
  62. В.В. /Дискуссионные вопросы термодинамики ионного обмена. /В кн. Термодинамика ионного обмена. /Изд. «Наука и техника», Минск, 1968.
  63. Ю.А., Пасечник В. А. /Равновесие и кинетика ионного обмена. «Химия», 1970.
  64. Химическая термодинамика. /Методическое пособие по термодинамике. МХТИ им. Д. И. Менделеева. М., 1968.
  65. Г. В., Дмитриенко Я. В. /Термодинамика избирательности сорбции органических ионов и структура сорбентов. /В кн. Термодинамика ионного обмена. «Наука и техника», Минск, 1968.
  66. ГОСТ 310–60 «Испытания цементов».
  67. ГОСТ 8905–67 «Материалы стеновые, кровельные и изоляционные».
  68. Качество компаундов, образующихся при цементировании жидких радиоактивных отходов низкого и среднего уровней активности. Технические требования РД 10 497−93, Минатом РФ, 1993.
  69. А.П. /Основы аналитической химии, т.1, 1982, 370 с.
  70. ГОСТ 29 114–91 «Испытание отвержденных радиоактивных отходов посредством длительного выщелачивания», Международный стандарт 6961−82.
  71. F., Allain P., Gary J., Chatel M., Menault F., Pecker S. /Encephalopathie myoclonigue progressive des dialyses. Role de l’ean utilisee pour l’hemodialyse. Nouv. Presse med. 1978, 7, 2, 97−102.
  72. U. /Wasseraufbereitung und Aluminium hau shalt. Nieren und Hochdruckkrankheiten, 1981, 10, 5,217−222.
  73. C., Quellhorst E., Sheler F. /Einflub verschiedener Behandlungsverfahren auf die Plasma-Aluminium Konzentrationen bei chronisch niereninsuffizienten Patinten. Nieren -undHochdruckkrankheiten, 1983,12, 5,179−185.
  74. Martyn C.N., Osmond С., Edwardson J.A., Barker D.J.P., Harris E.C., Lacey R.F. /Geographical relation between Alzheimer’s disease and aluminium in drinking water. Lancet. 1989, 1, 59−62.
  75. Практикум по коллоидной химии (коллоидная химия латексов и поверхностно-активных веществ). Ред. Нейман Р. Э. -М., 1972.
  76. Ю.Г. /Курс коллоидной химии. М.: «Химия», 1982.
  77. Е.Д. /Очистка воды коагулянтами. М., «Наука», 1977, с. 356.
  78. Ф.В. /Испытания новых сорбентов для очистки жидких отходов с низким уровнем активности. «Атомная энергия», 1973, т.35, с. 105.
  79. Н.Г., Кармазина Т. В. и др. /Исследование возможности применения нового сорбента в водоподготовке. «Химия и технология воды», 1977, т. 15, № 6, с. 617−620.
  80. Ю.И. /Физико-химические основы и технология применения природных и модифицированных сорбентов в процессах очистки воды. «Химия и технология воды», 1998, т. 20, № 1, с. 42−50.
  81. Ю.И. и др. /Ионообменные равновесия на клиноптилолите. «Химия и технология воды», 1996, т. 18, № 4, с.346−352.
  82. Геополимерный цемент и материалы на его основе. /Технические условия ТУ 5722−002−4 694 169−96.
  83. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99): Гигиенические нормативы. -М.: Центр санитарно-эпидемиологического нормирования, гигиенической сертификации и экспертизы Минздрава России, 1999, 116с.
  84. Утверждаю" -л|ь директора отделения эй работеим. А.А.Бочварако-математических наук1. Полуэктов П.П.йл л/промышленных испытаний коагуляционно-сорбционной технологии очистки ЖРО низкой активности.
  85. Схема очистки ЖРО низкой активности предусматривает использование стадий коагуляции, сорбции, регенерации сорбентов и захоронение образующихся отходов на шецполигоне.
  86. Цементированные радиоактивные отходы вывозйййсь автотранспортом на полигон захоронения-
Заполнить форму текущей работой

Заказал и сдал!