Изобретение относится к емкостям-хранилищам жидких промышленных отходов, содержащих радионуклиды стронция и цезия в естественных грунтах и может быть использовано для сооружения системы техногенных геохимических барьеров, которые очищают воду от радионуклидов.
Известен способ предотвращения загрязнения среды токсичными и радиоактивными металлами, при котором первоначально определяется местоположение и направление потока миграции тяжелых, токсичных или радиоактивных металлов в форме устойчивых комплексов в массиве пород. Затем на его пути укладывают последовательно буферный слой из сульфидов и барьер из гранулированных мелкодисперсных глин. (Пат. РФ N 2075125, МПК G 21 F 9/20, 10.03.97). В качестве прототипа взят водоем-хранилище жидких промышленных отходов с радиоактивными изотопами стронций-90 и цезий-137 (Соболев И.А. и др. "Обезвреживание радиоактивных отходов на централизованных пунктах", Энергоатомиздат, 1983. С. 75- 77).
Недостатком прототипа является сложность и недостаточная надежность конструкции емкости-хранилища.
Задачей изобретения является сооружение простой, надежной конструкции емкости-хранилища жидких промышленных отходов с радионуклидами: стронций-90 и цезий-137 в естественных рыхлых грунтах, в котором происходит самоочищение воды от радиоактивных изотопов.
Поставленная задача решается с помощью хранилища для промышленных отходов, загрязненных изотопами стронция и цезия, выполненного в виде котлована с размещенным на его стенках и дне слоем глины.
Отличительная особенность хранилища состоит в том, что в качестве глины используют слой монтмориллонитовой глины, на котором размещены слой золы с гетитом, т.е. порошком бурого железняка, и слой щебенки гипса с известняковой щебенкой, причем водоем-хранилище содержит харовые водоросли, рдест и рогоз. При этом компоненты двухкомпонентных изоляционных слоев взяты в соотношении 1:1.
На чертеже представлен поперечный разрез хранилища для жидких промышленных отходов с радионуклидами стронция и цезия.
Хранилище выполнено в виде котлована в рыхлом грунте 1. Многослойная изоляция стенок и дна состоит: из слоя 2 - монтмориллонитовая глина, слоя 3 - механической смеси золы с порошком бурого железняка в соотношении 1:1, слоя 4 - механической смеси щебенки гипса с известняковой щебенкой при соотношении 1:1. В хранилище размещены жидкие отходы 5, загрязненные радиоактивными изотопами стронция и цезия. Борта хранилища окружены отсекающей грунтовой обваловкой 6. Водоем-хранилище содержит харовые водоросли, рдест и рогоз 7.
Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что в хранилище создается сложная система техногенных геохимических барьеров. Система геохимических барьеров состоит из слоев разного состава и разной структуры, которые укладываются в следующей последовательности.
На дно котлована и стенки его укладывается слой монтмориллонитовой глины 2, который выполняет функцию сорбционного геохимического барьера, который задерживает ионы стронция и цезия и, тем самым, очищает инфильтрационный поток от радионуклидов.
Затем насыпается слой 3 золы с порошком бурого железняка или красного шлама (отход глиноземного производства) в соотношении 1:1. Смесь многофункциональна: она создает щелочной геохимический барьер, на котором коагулируют содержащие стронций и цезий фульвиновые комплексы. Он выполняет задачу и сорбционного геохимического барьера, на котором задерживаются катионы стронция-90 и цезия-137.
На смесь 3 укладывается механическая смесь 4 из щебенки гипса с известняковой щебенкой в соотношении 1:1.
Далее на слой 4 наливаются жидкие отходы 5, загрязненные изотопами стронций-90 и цезий-137. В водоеме-хранилище разводятся харовые водоросли, рдест и рогоз 7.
Самоочищение водной среды в хранилище начинается в толще воды, где водные растения рдест и рогоз будут извлекать из раствора ион Cs+, а харовые водоросли - ионы стронция и накапливать их на фитогенном геохимическом барьере в тканях растений.
Осенью растительная масса собирается и хранится в специальных хранилищах (могильниках).
Ионы Sr2+, не захваченные фитогенным барьером, высаливаются из раствора на сульфатном геохимическом барьере и осаждаются на дне водоема в виде мельчайших кристалликов целестина (SrSO4). Ионы SO4 2- для высаливания Sr2+ поступают в раствор при растворении гипса (CaSO4 • 2H2O), который в виде щебенки составляет слой 4.
Часть ионов Sr2+ и Cs+ с органическим веществом образуют растворимые Sr-фульвиновые и Cs-фульвиновые комплексы, которые коагулируют и осаждаются в виде гидрогелей на щелочном геохимическом барьере в слое 3, где щелочную среду создает в слое 3 зола.
Остальная, незначительная часть катионов Sr2+ и Cs+ задерживается на сорбционном геохимическом барьере в слое 3 - на частицах бурого железняка или красного шлама, и в слое 2 - на частицах монтмориллонитовой глины.
В итоге система техногенных геохимических барьеров созданных в водоеме-хранилище, очищает водные растворы от радионуклидов стронция-90 и цезия-137.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ХРАНИЛИЩЕ ПОЧВОГРУНТОВ И РАСТИТЕЛЬНЫХ ОСТАТКОВ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ РАДИОАКТИВНЫМИ ИЗОТОПАМИ СТРОНЦИЙ-90 И ЦЕЗИЙ-137 | 1998 |
|
RU2147778C1 |
ХРАНИЛИЩЕ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ | 2001 |
|
RU2184692C1 |
СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДОЕМОВ ОТ РАДИОАКТИВНЫХ ИЗОТОПОВ Sr-90 И Cs-137 | 2003 |
|
RU2254628C1 |
ХРАНИЛИЩЕ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ | 1997 |
|
RU2130820C1 |
СПОСОБ ОЧИСТКИ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА, ЗАГРЯЗНЕННОГО РАДИОНУКЛИДАМИ Sr-90 И Cs-137 | 2004 |
|
RU2278428C1 |
ВОДОЕМ-ХРАНИЛИЩЕ | 1994 |
|
RU2065830C1 |
ВОДОЕМ-ХРАНИЛИЩЕ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОКОВ ОТ ХРОМА | 1997 |
|
RU2142395C1 |
КОМПЛЕКС СООРУЖЕНИЙ ДЛЯ ОЧИСТКИ УРАНСОДЕРЖАЩИХ ПУЛЬП | 1998 |
|
RU2152654C1 |
СПОСОБ ЗАХОРОНЕНИЯ РАДИОАКТИВНЫХ И ДРУГИХ ТОКСИЧНЫХ ЖИДКИХ ОТХОДОВ | 2000 |
|
RU2173490C1 |
СПОСОБ ИММОБИЛИЗАЦИИ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ В МИНЕРАЛОПОДОБНОЙ МАТРИЦЕ | 2010 |
|
RU2439726C1 |
Изобретение относится к емкостям-хранилищам жидких промышленных отходов, содержащих радионуклиды стронция и цезия в естественных грунтах, и может быть использовано для сооружения системы техногенных геохимических барьеров, которые очищают воду от радионуклидов. Техническим результатом изобретения является сооружение простой, надежной конструкции емкости-хранилища жидких промышленных отходов с радионуклидами стронций-90 и цезий-137 в естественных рыхлых грунтах, в котором происходит самоочищение воды от радиоактивных изотопов. Поставленная задача решается с помощью хранилища для промышленных отходов, загрязненных изотопами стронция и цезия, выполненного в виде котлована с размещенным на его стенках и дне слоем глины. Отличительная особенность хранилища состоит в том, что в качестве глины используют слой монтмориллонитовой глины, на котором размещены слой золы с порошком бурого железняка и слой щебенки гипса с известняковой щебенкой, причем водоем-хранилище содержит харовые водоросли, рдест и рогоз. При этом компоненты двухкомпонентных изоляционных слоев взяты в соотношении 1 : 1. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Соболев И.А | |||
и др | |||
Обезвреживание радиоактивных отходов на централизованных пунктах | |||
- М.: Энергоатомиздат, 1983, с.75 | |||
СПОСОБ ЗАХОРОНЕНИЯ ВРЕДНЫХ ОТХОДОВ | 1993 |
|
RU2086021C1 |
Устройство для сортировки каменного угля | 1921 |
|
SU61A1 |
US 4687372 А, 18.08.87 | |||
RU 2075125 С1, 10.03.97. |
Авторы
Даты
2000-04-20—Публикация
1998-05-07—Подача