Experimentelle Bestimmung des Wirkungsgrades einer Anschwemmfilteranlage für die Bearbeitung radioaktiver Abwässer

Abstract

In unserer vorausgegangenen Arbeit (1) empfahlen wir den Einbau eines Anschwemmfilters zusätzlich zum oder anstelle des vorhandenen Vorfilters (Bettfilter), um die Wirksamkeit der Ionenaustausch-Dekontaminationsanlage der KFA in Jülich (Fig. 1) erheblich zu verbessern. Die damaligen Experimente (1) und der spätere Routinebetrieb, vor allem aber ausgedehnte Laboruntersuchungen haben bewiesen, daß bei vielen Arten von radioaktiven Abwässern ein wesentlicher Teil der Wasserkontamination nicht von ionogen gelösten, sondern von grob- bis feindispers suspendierten Stoffen verursacht wird. Unter diesen Bedingungen wird also das Anschwemmfilter nicht nur als Schutz gegen mechanische Verschmutzungen der Ionenaustauschanlage, sondern auch als eine Dekontaminationsstufe wirken. Daher wurde im Jahre 1973 eine Anschwemmfilteranlage (Fig. 2) mit einem Plattenanschwemmfilter (Sparkler Vertikal Plattenfilter Modell VF-A-35 (Fig. 3) mit 5 Filterplattenund einer Filterfläche von 3,13 m$^{2}$ bei einem max. Kuchenvolumen von 120 l, wobei der Plattenabstand 100 mm beträgt) installiert. Um die Dekontaminierbarkeit der verschiedenen radioaktiven Abwässer aus der KFA Jülich durch ein Fein-Filtrationsverfahren zu untersuchen, wurden zuerst in Laborversuchen die $\alpha$- und $\beta$-Aktivitäten der Wässer vor und nach der Filtration durch ein Membranfilter (Porenweite 0,45 μm) bestimmt. Aus Tabelle 1 ist ersichtlich, daß die Aktivität des Filtrats nach dem Membranfilter merklich geringer war. In bestimmten Fällen - insbesondere bei den Abwässern aus der Aktivwäscherei - ist die Restaktivitätskonzentration so gering, daß die Filtrate in unsere chemische Kläranlage abgepumpt und von dort aus gemeinsam mit der Gesamtmenge der Abwässer der KFA über den Hauptentwässerungskanal abgeleitet werden können. Diese Erkenntnis lä8t die Vermutung zu, daß Abwässer aus der Aktivwäscherei und ähnlich belastete andere Abwässer durch einen einzigen Feinfiltrationsprozeß ausreichend zu dekontaminieren sind. Dadurch kann man die wesentlich aufwendigeren inder KFA üblichen Dekontaminationsverfahren, wie Ionenaustausch sowie Eindampfen und Aufarbeiten des Konzentrats im Zweiwalzentrockner, einsparen. Die Betriebserfahrung in der Wasseraufbereitung und Kondensatreinigung in Großkraftwerken zeigt zwei prinzipiell verschiedene technologische M6glichkeiten zur Feinfiltration: a) Filtration durch Filterkuchen (Anschwemmfiltrationsverfahren) (2) b) Filtration durch Filterkerzen mit definierten Porenweiten (3). Bei größeren Konzentrationen von Verunreinigungen hat sich gezeigt, daß der Einsatz von Kerzenfiltern unwirtschaftlich ist, da ihre Einsatzdauer und Lebenszeit zu gering sind (3).Ausgehend von den zu verarbeitenden Abwässern (Tab. 1) verbleibt somit als einzig mögliches Verfahren die Anschwemmfiltration