RU2330339C1 - Способ очистки воды и водных растворов от органических примесей, содержащих металлы и радионуклиды - Google Patents
Способ очистки воды и водных растворов от органических примесей, содержащих металлы и радионуклиды Download PDFInfo
- Publication number
- RU2330339C1 RU2330339C1 RU2006140918/06A RU2006140918A RU2330339C1 RU 2330339 C1 RU2330339 C1 RU 2330339C1 RU 2006140918/06 A RU2006140918/06 A RU 2006140918/06A RU 2006140918 A RU2006140918 A RU 2006140918A RU 2330339 C1 RU2330339 C1 RU 2330339C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- treatment
- water
- waste water
- admixes
- organic
- Prior art date
Links
Landscapes
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам очистки сточных вод атомных электростанций и может быть использовано для очистки сточных вод от радиоактивных примесей, например оксалатов и трилонатов железа и других металлов. В способе очистки воды и водных растворов от органических примесей, содержащих металлы и радионуклиды, например сточных вод атомных электростанций, путем обработки сточных вод электрическим током с использованием пористых электродов обработку ведут переменным электрическим током в реакторе проточного типа, в качестве электродов используют крупнодисперсный пористый электропроводный материал при напряжении в единичном контакте между соседними кусками материала 1-5 В и температуре 20-90°С. Повышаются эффективность и безопасность способа очистки сточных вод от радиоактивных примесей за счет увеличения производительности способа и упрощения аппаратурного оформления процесса. 1 табл.
Description
Изобретение относится к способам очистки сточных вод атомных электростанций и может быть использовано для очистки сточных вод от радиоактивных примесей, например оксалатов и трилонатов железа и других металлов.
Известны способы очистки радиоактивно загрязненных водных сред методом коагуляции, осаждения и соосаждения, выпаривания, фильтрации на механических и ионитных фильтрах (включая фильтры с ион-селективными сорбентами), микрофильтрации, ультрафильтрации, обратного осмоса, электродиализа и другие методы (Дмитриев С.А., Стефановский С.В. Обращение с радиоактивными отходами. М.: РХТУ им. Д.И.Менделеева, 2000. - 125 с.). Известны также способы переработки сточных вод путем выпаривания с получением сухого остатка радиоактивных материалов, изготовления бетонных блоков с использованием радиоактивной воды для последующего захоронения в могильниках (Олейник М.С. Цементирование жидких радиоактивных отходов. СПб.: «Синтез», 2005. - 178 с.). Все эти способы либо требуют больших энергетических затрат, либо увеличивают общий объем отходов, что дает отрицательный экологический эффект.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ разложения оксалатов и трилонатов железа путем электролиза воды постоянным током на пористых электродах с подачей кислорода в электроды для окисления органических загрязнителей, а также образующегося в процессе электролиза водорода (патент РФ №2127459 от 10.03.1999) (прототип). Недостатками способа являются возможность возникновения аварийных ситуаций при перебоях с подачей кислорода в электроды, сложность аппаратурного оформления процесса.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение эффективности и безопасности способа очистки сточных вод от радиоактивных примесей за счет увеличения производительности способа и упрощения аппаратурного оформления процесса.
Поставленная задача достигается тем, что в способе очистки воды и водных растворов от органических примесей, содержащих металлы и радионуклиды, например сточных вод атомных электростанций, путем обработки сточных вод электрическим током с использованием пористых электродов, обработку ведут переменным электрическим током в реакторе проточного типа, в качестве электродов используют крупнодисперсный пористый электропроводный материал при напряжении в единичном контакте между соседними кусками материала 1-5 В и температуре 20-90°С.
Заявляемый способ позволяет очищать водные среды от радиоактивных и органических примесей за счет разложения устойчивых комплексов, образуемых катионами металлов (в том числе радионуклидами металлов, находящимися в катионной форме), при отсутствии водорода в отходящих газах и получения нерастворимых в воде гидроксидов металлов, легко отделяемых от раствора (водной среды) фильтрацией или иным методом (осаждением, центрифугированием и т.д.). Это достигается тем, что в отличие от известных способов процесс ведут при переменном электрическом токе, пропуская его через гетерогенную систему, состоящую из плотной засыпки крупнодисперсного пористого электропроводного материала и обрабатываемой жидкости в реакторе проточного типа.
Переменный электрический ток проходит как по цепочкам, составленным из проводящего материала, так и по жидкости, омывающей материал. В контактном промежутке между кусками материала находится малоподвижная манжета из жидкости, в которой на поверхности твердого материала образуется двойной электрический слой (ДЭС), поляризующийся за счет мгновенной разности потенциалов между кусками. Высокая напряженность электрического поля в ДЭС инициирует протекание химических реакций разложения крупных элементоорганических комплексов (оксалатов и трилонатов).
Протекание тех или иных реакций в ДЭС зависит от разности потенциалов (напряжения) между кусками материала. При напряжении до 5 В идет разложение крупных органических молекул, при более высоком напряжении начинается взаимодействие воды с углеродом с выделением в газовую фазу водорода и оксидов углерода.
Влияние температуры на ход процесса определяется тем, что при низких температурах реакция идет при повышенном напряжении, так при 15°С реакция разложения щавелевой кислоты идет при напряжении 7,5 В и в газообразных продуктах реакции появляется водород. При повышении температуры выше 90°С в реакторе появляется дополнительная газово-пузырьковая фаза, нарушающая гидродинамику процесса и ухудшающая электрофизические параметры.
Предлагаемый способ иллюстрируется примерами его конкретного выполнения.
Пример 1
В проточный цилиндрический реактор из диэлектрического материала загружается проводящий углеродный материал (кокс, антрацит, древесный уголь или др.) фракции 5-7 мм до создания плотного слоя высотой 150 мм. Плотная упаковка поддерживается за счет поджатия сетчатыми металлическими токоподводящими пластинами сверху и снизу слоя. Обрабатываемая вода подается в реактор снизу в циклическом режиме. Скорость подачи воды 5 дм3/час, объем расходной емкости 1 дм3. Расчетное падение напряжения между кусками материала в вертикальном направлении Uконт составляет 2 В. Температура в реакторе Треакт = 40°С поддерживается за счет принудительного охлаждения реактора. Начальная концентрация оксалата железа Снач = 5 г/л, через время t=120 мин, Скон = 0,1 г/л. Расход энергии N=0,2 кВт час на литр раствора.
Пример 1 и остальные примеры приведены в таблице.
Заявляемый способ позволяет повысить производительность очистки воды и водных растворов, в том числе сточных вод атомных электростанций от органических примесей, содержащих металлы и радионуклиды от радиоактивных органических примесей, таких как оксалаты и трилонаты железа и других металлов, и упростить аппаратурное оформление процесса.
| № п/п | Uконт, В | Треакт., °С | Снач, г/л | Скон, г/л | N, КВт час/л | t, мин | Примечание |
| 1 | 2 | 40 | 5,0 | 0,1 | 0,2 | 120 | Результат достигнут, оптимальный режим |
| 2 | 1 | 40 | 5,0 | 1,0 | 0,1 | 120 | Результат достигнут |
| 3* | 0,5 | 40 | 5,0 | 4,7 | 0,2 | 180 | Результат не достигнут, разложения не произошло |
| 4 | 5 | 40 | 5,0 | 0,08 | 0,7 | 120 | Результат достигнут, но повышенное потребление энергии |
| 5* | 7 | 40 | 5,0 | 0,08 | 1,0 | 120 | В газовой фазе содержится водород, повышенное потребление энергии, опасный режим |
| 6* | 2 | 15 | 5,0 | 5,0 | 0,2 | 180 | Результат не достигнут, разложения не произошло |
| 7 | 2 | 20 | 5,0 | 0,5 | 0,2 | 120 | Результат достигнут |
| 8 | 2 | 90 | 5,0 | 0,08 | 0,25 | 120 | Результат достигнут |
| 9* | 2 | 100 | 5,0 | 0,08 | 0,25 | 120 | Кипение в реакторе, нестабильный и опасный режим |
| 10 прототип | - | 20-60 | 5,0 | 0,1 | 0,35 | 180 | Результат достигнут, но высокие энергопотребление и опасность взрыва |
| * Примеры вне заявляемой области | |||||||
Claims (1)
- Способ очистки воды и водных растворов от органических примесей, содержащих металлы и радионуклиды, путем обработки сточных вод, например атомных электростанций, электрическим током с использованием пористых электродов, отличающийся тем, что обработку ведут переменным электрическим током в реакторе проточного типа, в качестве электродов используют крупнодисперсный пористый электропроводный материал при напряжении в единичном контакте между соседними кусками материала 1-5 В и температуре 20-90°С.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006140918/06A RU2330339C1 (ru) | 2006-11-20 | 2006-11-20 | Способ очистки воды и водных растворов от органических примесей, содержащих металлы и радионуклиды |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006140918/06A RU2330339C1 (ru) | 2006-11-20 | 2006-11-20 | Способ очистки воды и водных растворов от органических примесей, содержащих металлы и радионуклиды |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2330339C1 true RU2330339C1 (ru) | 2008-07-27 |
Family
ID=39811171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006140918/06A RU2330339C1 (ru) | 2006-11-20 | 2006-11-20 | Способ очистки воды и водных растворов от органических примесей, содержащих металлы и радионуклиды |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2330339C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011154059A1 (en) | 2010-06-11 | 2011-12-15 | Water Technology Partners Oü | Method for removal of radionuclides from ferrous ground water |
| WO2015156698A1 (ru) * | 2014-04-11 | 2015-10-15 | Альбина Александровна КОРНИЛОВА | Способ очистки воды от радионуклидов |
| MD4381C1 (ru) * | 2010-12-29 | 2016-06-30 | Вильгельм КОСОВ | Способ очистки водного раствора от радионуклидов |
-
2006
- 2006-11-20 RU RU2006140918/06A patent/RU2330339C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011154059A1 (en) | 2010-06-11 | 2011-12-15 | Water Technology Partners Oü | Method for removal of radionuclides from ferrous ground water |
| MD4381C1 (ru) * | 2010-12-29 | 2016-06-30 | Вильгельм КОСОВ | Способ очистки водного раствора от радионуклидов |
| WO2015156698A1 (ru) * | 2014-04-11 | 2015-10-15 | Альбина Александровна КОРНИЛОВА | Способ очистки воды от радионуклидов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Rajoria et al. | Treatment of electroplating industry wastewater: a review on the various techniques | |
| Shafaei et al. | Removal of Mn2+ ions from synthetic wastewater by electrocoagulation process | |
| Al-Shannag et al. | Heavy metal ions removal from metal plating wastewater using electrocoagulation: Kinetic study and process performance | |
| JP4663012B2 (ja) | 窒素化合物の逆転電気透析−電気化学的廃水処理工程 | |
| US4383901A (en) | Method for removing metal ions and other pollutants from aqueous solutions and moist gaseous streams | |
| CN110290866B (zh) | 使用多孔碳电极的水净化 | |
| BRPI0713084A2 (pt) | método e sistema integral para tratamento de águas para as torres de resfriamento e processos que requerem a eliminação da sìlica da água | |
| KR102613173B1 (ko) | 소노전기화학에 의해 유체들을 처리하는 시스템 및 방법 | |
| Hui et al. | A three-stage fixed-bed electrochemical reactor for biologically treated landfill leachate treatment | |
| KR102032109B1 (ko) | 산업 폐기물의 화학적 산소 요구량의 전기화학적 감소를 위한 전극 | |
| US20160167985A1 (en) | Method for treating wastewater and device for carrying out said method | |
| Yu et al. | Research progress on the removal, recovery and direct high-value materialization of valuable metal elements in electroplating/electroless plating waste solution | |
| CN101891331B (zh) | 活性炭吸附与电化学再生一体化处理装置及其使用方法 | |
| KR101676626B1 (ko) | 물을 정화하는 장치 | |
| RU2330339C1 (ru) | Способ очистки воды и водных растворов от органических примесей, содержащих металлы и радионуклиды | |
| Kesob et al. | Treatment of petroleum refinery wastewater by graphite–graphite electro fenton system using batch recirculation electrochemical reactor | |
| Petsriprasit et al. | Application of the electrocoagulation technique for treating heavy metals containing wastewater from the pickling process of a billet plant | |
| CN108314149B (zh) | 脱硫废水电解及其产物脱硝一体化的方法 | |
| CZ201495A3 (cs) | Zařízení pro čištění odpadních vod, jeho použití a způsob čištění odpadních vod | |
| CN210215032U (zh) | 一种电极板废水处理装置 | |
| Khan et al. | Hazardous wastewater treatment by low‐cost sorbent with in situ regeneration using hybrid solar energy‐electrochemical system | |
| US10280098B2 (en) | Submerged arc removal of contaminants from liquids | |
| CN214422429U (zh) | 焦化浓水处理装置 | |
| CN212127829U (zh) | 一种反渗透浓缩液电解回收装置 | |
| KR100439431B1 (ko) | 전기영동용 전극셀의 제조 방법 및 측정 장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131121 |