DE10045788A1

DE10045788A1 - Process for reducing the volume of radioactive waste

Info

Publication number: DE10045788A1
Application number: DE10045788A
Authority: DE
Inventors: Andreas Wolf; Guenther Mann; Manfred Kuehn; Herwig Brunner
Original assignee: ATC Dr Mann eK; Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: ATC Dr Mann eK; Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2000-09-07
Filing date: 2000-09-07
Publication date: 2002-04-04
Also published as: WO2002021538A2; WO2002021538A3; DE50110833D1; ATE337603T1; EP1346373B1; AU2002212220A1; EP1346373A2

Abstract

The invention relates to a method for reducing the volume of radioactively charged ion exchangers to be stored. The inventive method enables radioactively charged ion exchangers, which are especially used in the nuclear domain as adsorber materials, to be disposed of. The radioactive metals and/or radionuclides are eluted from the ion exchangers, the eluate is decontaminated by means of biosorbents, the biosorbents are burned with the combined, radioactive metals and/or radionuclides, and the solid residue of combustion is enclosed in glass powder, cement or bitumen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Volumenreduzierung von radioaktiv belasteten Abfällen oder Rückständen, die bei der Dekontamination von radioaktiven Wässern mit Bio sorbentien erhalten werden, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Biosorbentien mit den gebundenen radioaktiven Metallen und/oder Radionukliden verbrannt werden und die festen Verbrennungsreste in Glaspulver, Zement oder Bitumen eingeschlossen werden. Insbesondere lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren radioaktiv belastete Ionenaus tauscher, die bisher im Nuklearbereich als Adsorber materialien genutzt werden, entsorgen, indem die radio aktiven Metalle und/oder Radionuklide von den Ionenaus tauschern eluiert werden, das Eluat mit Biosorbentien dekontaminiert wird, die Biosorbentien mit den gebundenen radioaktiven Metallen und/oder Radionukliden verbrannt werden und die festen Verbrennungsreste in Glaspulver, Zement oder Bitumen eingeschlossen werden. Das erfindungs gemäße Verfahren hat Bedeutung für die Entsorgung und Beseitigung radioaktiver Abfälle in Kernkraftanlagen, in mit radioaktiven Metallen und/oder Radionukliden arbeitenden Einrichtungen der Wissenschaften und Krankenhäusern sowie bei der Beseitigung von radioaktiven Metallen und/oder Radionukliden aus der Umwelt, wie sie in radioaktiv belasteten Deponiesickerwässern anzutreffen sind oder als Folge von Unfällen in Kernkraftanlagen.The invention relates to a method for volume reduction of radioactive waste or residues the decontamination of radioactive water with bio sorbents are obtained, which is characterized by that the biosorbents with the bound radioactive Metals and / or radionuclides are burned and the solid combustion residues in glass powder, cement or bitumen be included. In particular, with the The method according to the invention contains radioactive ions exchanger, previously in the nuclear field as an adsorber Materials used to be disposed of by the radio active metals and / or radionuclides from the ions exchanged, the eluate with biosorbents is decontaminated, the biosorbents with the bound radioactive metals and / or radionuclides burned and the solid combustion residues in glass powder, Cement or bitumen can be included. The invention Proper procedures are important for disposal and Disposal of radioactive waste in nuclear power plants, in with radioactive metals and / or radionuclides Institutions of science and hospitals as well in the removal of radioactive metals and / or Radionuclides from the environment as they are in radioactive contaminated landfill leachate can be found or as Consequences of accidents in nuclear power plants.

Als radioaktiv belastete Abfälle oder Rückstände werden im Sinne der Erfindung feste oder flüssige Abfälle oder Reststoffe verstanden, die beim Betrieb und Rückbau kern technischer Anlagen, in Forschungseinrichtungen der Medizin und Biologie oder beim sonstigen Umgang mit radioaktiven Stoffen anfallen. Wie bei allen Dekontaminationsverfahren für gelöste, toxische Metalle aus der Umwelt, können auch radioaktive Metalle und Radionuklide nicht beseitigt werden. Sie können nur entsorgt werden durch Verlagerung in sichere, vor der Umwelt abgeschlossene, Zwischen- und/oder Endlager. Der Bedarf an sicheren Zwischen- und Endlagern steigt auf Grund der Zunahme radioaktiven Materials aus Kernkraft werken, wissenschaftlichen Einrichtungen und Krankenhäusern ständig an. Dieser Bedarf kann aber aus unterschiedlichsten Gründen nicht erfüllt werden. Die Verringerung der Mengen endlagerungsfähigen, radioaktiven Materials ist deshalb immens wichtig.Radioactive waste or residues are Solid or liquid waste or Understood residues that are essential for operation and dismantling technical facilities, in medical research facilities and biology or other handling of radioactive Fabrics. As with all decontamination procedures for dissolved, toxic metals from the environment, can also radioactive metals and radionuclides cannot be removed. They can only be disposed of by moving them to safe, Interim and / or final repositories sealed off from the environment. The need for safe intermediate and final storage is increasing Because of the increase in radioactive material from nuclear power plants, scientific institutions and hospitals constantly on. But this need can come from a wide variety Reasons are not met. Reducing the amounts Radioactive material that is capable of being disposed of is therefore immensely important.

Bei der Behandlung radioaktiver Abwässer ist es zunächst notwendig, die Radioaktivität auf Grund ihrer Gefahren für Mensch und Umwelt aus dem Abwasser möglichst vollständig zu eliminieren. Deshalb müssen vor Einleitung der radioaktiv belasteten Abwässer in Oberflächenwässer radioaktive Metalle und Radionuklide aus den Abwässern entfernt werden. Zusätzlich wird bei diesen Dekontaminationsverfahren radio aktiver Abwässer ein erheblicher Volumenreduktionseffekt angestrebt, um Lagerungsprobleme der auch dann noch ver bleibenden, häufig dann in fester Form vorliegenden, radioaktiven Rückstände zu verringern bzw. zu vermeiden.When it comes to treating radioactive waste water, it is first necessary to avoid radioactivity due to its dangers Humans and the environment from wastewater as completely as possible eliminate. Therefore, before initiating the radioactive contaminated wastewater in surface water radioactive metals and radionuclides are removed from the waste water. In addition, these decontamination processes use radio active wastewater a considerable volume reduction effect sought to avoid storage problems of the ver permanent, often then in solid form, reduce or avoid radioactive residues.

Zur Verringerung des Volumens radioaktiver Abwässer werden eine Reihe von Methoden und Verfahren angewendet. Flüssige, radioaktiv belastete Abfälle werden dazu behandelt mit Ionenaustauschern, durch Eindampfen (Aufkonzentrieren), koagulierende Sedimentation (Ausfällen), Einglasen und Einzementieren sowie durch Einschließen in Bitumen. To reduce the volume of radioactive waste water a number of methods and procedures applied. liquid, radioactive waste is treated with Ion exchangers, by evaporation (concentration), coagulating sedimentation (precipitation), glass blowing and Cementing and by enclosing in bitumen.

Diese Verfahren besitzen aber erhebliche Probleme.However, these methods have considerable problems.

Der Ionenaustauschprozess führt zu großen Mengen sekundärer und schlecht lagerfähiger Abfälle, z. B. unverwertbare, nicht regenerierbare Feststoffe und Waschwässer. Der Volumen reduktionseffekt an radioaktivem Abfall ist nur gering.The ion exchange process leads to large amounts of secondary and poorly storable waste, e.g. B. unusable, not regenerable solids and wash water. The volume The reduction effect on radioactive waste is only slight.

Beim Verdampfungsprozess, wie er in den US-Patenten 5 732 362 und 4 800 042 beschrieben ist, entstehen immer noch erhebliche Mengen hochradioaktiv belasteter Sumpf und das Kondensat kann infolge der Verdampfung radioaktiver Nuklide und der daraus resultierenden Bildung von radioaktiven Aerosolen, die zusätzlich nach US-Patent 4 308 105 noch durch elektrische Felder geleitet werden sollten, auch nicht als radioaktivfreies, sondern muss als schwach radioaktives, weiter zu behandelndes Abwasser betrachtet werden, das nicht in Oberflächenwässer abgeleitet werden kann. Der Volumenre duktionsprozess ist demzufolge bei diesem Prozess ebenfalls gering.The evaporation process as described in U.S. Patents 5,732,362 and 4,800,042 are still being created significant amounts of highly radioactive swamp and that Condensate can result from the evaporation of radioactive nuclides and the resulting formation of radioactive Aerosols additionally according to U.S. Patent 4,308,105 should not be conducted through electrical fields, either as radioactive, but as a weakly radioactive, wastewater to be treated, which is not can be derived into surface water. The volume re The production process is therefore also part of this process low.

Bei Fällungsreaktionen radioaktiver Nuklide entstehen Schlämme mit hohem Feuchtigkeitsgehalt. Die Nachbehandlung der Schlämme zur Entwässerung und ihre Trocknung ist äußerst schwierig, Zeit- und energieaufwendig. Zur Lagerung müssen die getrockneten, radioaktiv belasteten Schlämme noch in eine lagerfähige, stabile und nicht staubende Form gebracht werden.Precipitation reactions of radioactive nuclides arise High moisture sludges. The aftercare the sludge for dewatering and drying is extreme difficult, time and energy consuming. Need for storage the dried, radioactive sludge is still in brought a stable, stable and non-dusting shape become.

Das Einglasen und Einzementieren sowie das Einschließen in Bitumen von radioaktiv belasteten Abwässern zu ihrer End lagerung in fester Form setzt zunächst ein Aufkonzentrieren bzw. eine Überführung in ein festes Material voraus mit all den oben beschriebenen Nachteilen. Trotzdem wird dieser Weg zur Entsorgung und Volumenverringerung radioaktiver Abwässer in Ermangelung besserer Alternativen oft gegangen. Haupt nachteil bei allen drei Methoden der Überführung von radioaktiven Abwässern in eine feste und lagerfähige Form ist aber auch hier die nur geringe Volumenreduzierung des radioaktiven Abfalls.Glazing and cementing as well as enclosing in Bitumen from radioactive waste water to its end Storage in solid form initially requires concentration or a transfer to a solid material ahead with all the disadvantages described above. Still this way for the disposal and reduction in volume of radioactive waste water often gone in the absence of better alternatives. head disadvantage in all three methods of transferring radioactive waste water in a solid and storable form is also the only slight reduction in volume of the radioactive waste.

Zur Überführung der mit Radionukliden beladenen Ionenaus tauscher werden die beschriebenen Einschlusstechnologien auch eingesetzt, z. B. nach dem US-Patent 4 483 789. Aber dabei wird das Volumen des in Zwischen- oder Endlagern zu entsorgenden radioaktiven Materials noch mehr vergrößert. Zudem ist der Einschluss der Ionenaustauscher auf Basis des Polystyrens in Glas oder Zement teuer und technologisch schwierig. Dies führte und führt weiter aber dazu, dass in den Kernkraftwerken und Zwischenlagern für radioaktive Abfälle z. B. große Mengen mit radioaktiven Nukliden beladene Ionenaustauscher, aber auch radioaktive Abfälle mit geringer Radioaktivität zwischengelagert sind, die auf eine geeignete und preiswerte Entsorgung warten.For transferring the ions loaded with radionuclides Exchangers become the described inclusion technologies also used, e.g. For example, see U.S. Patent 4,483,789. But the volume of the interim or repository increases disposal radioactive material enlarged even more. In addition, the inclusion of the ion exchanger is based on the Polystyrene in glass or cement expensive and technological difficult. This led and leads to the fact that in the nuclear power plants and interim storage facilities for radioactive Waste z. B. large amounts loaded with radioactive nuclides Ion exchangers, but also radioactive waste with low Radioactivity is stored on an appropriate and inexpensive disposal.

Beim gegenwärtigen Stand der Technik der Entsorgung radioaktiver Abfälle treten erhebliche, oben beschriebene Nachteile auf. Die Methoden und Verfahren führen zu keiner wesentlichen Verringerung des radioaktiven Abfalls und sie verursachen zudem hohe Kosten.At the current state of the art of disposal Radioactive waste occurs significantly, as described above Disadvantages. The methods and procedures lead to none substantial reduction in radioactive waste and them also cause high costs.

Im US-Patent 5 707 922 wird versucht, diese Nachteile zu überwinden. Dazu wurde ein neuartiger Adsorber entwickelt aus einer aktivierten Kohlenstofffaser mit Radionuklid bindungskapazität, einer anorganischen Glasfaser und einem anorganischen Binder. An diesem Adsorber werden die Radionuklide aus dem radioaktiven Abwasser gebunden, und danach wird der beladene Adsorber bis zur Schmelze des Glasanteiles und dem Verbrennen des Kohlenstoffanteils erhitzt. Dadurch werden die Radionuklide nach dem Abkühlen im Glas eingeschlossen. Bei diesem Verfahren werden stabile und gut lagerfähige Produkte erhalten mit verringertem Volumen gegenüber dem Stand der Technik. Der Effekt der Volumenverringerung ist aber trotzdem noch zu gering, und der Adsorber ist zu teuer für eine technische Anwendung.U.S. Patent 5,707,922 attempts to overcome these drawbacks overcome. A new type of adsorber was developed for this from an activated carbon fiber with radionuclide binding capacity, an inorganic glass fiber and a inorganic binder. On this adsorber Radionuclides bound from the radioactive waste water, and then the loaded adsorber to the melt of the Glass portion and the burning of the carbon portion heated. This will make the radionuclides after cooling enclosed in the glass. This procedure will be stable and products with good storability get with reduced Volume compared to the state of the art. The effect of Volume reduction is still too small, however the adsorber is too expensive for a technical application.

Da radioaktive Abwässer nur im Rahmen sehr enger Grenzwerte an einen Vorfluter in die Umwelt abgegeben werden dürfen, sind die beschriebenen Dekontaminationsverfahren und Varianten davon nach wie vor im Einsatz, auch unter Inkaufnahme der beschriebenen Nachteile und des Bedarfs großer, aber nicht unbegrenzt zur Verfügung stehender Lagerkapazitäten. Kernkraftwerke und Zwischenlager für radioaktive Abfälle haben deshalb große Probleme mit der Lagerung der sekundär anfallenden, radioaktiv belasteten Abfälle. Für Endlager radioaktiver Abfälle spitzt sich die Lage noch mehr zu, denn gerade hier werden zur Endlagerung möglichst geringste Mengen radioaktiver Abfälle in gut lagerfähiger Form gefordert. Es besteht deshalb nach wie vor ein großer Entwicklungsbedarf für billige und möglichst einfache Verfahren zur Dekontamination flüssiger, radio aktiver Abwässer unter gleichzeitiger erheblicher Verringe rung des entstehenden und endzulagernden radioaktiv belasteten Restabfalls.Because radioactive waste water only within very narrow limits may be released to a receiving water into the environment, are the described decontamination procedures and Variants of it are still in use, even under Accept the disadvantages described and the need large, but not unlimited Storage capacities. Nuclear power plants and interim storage facilities for Radioactive waste therefore has major problems with the Storage of the secondary, radioactive contamination Waste. For radioactive waste repositories, this comes to a head Location even more, because this is where final storage becomes the smallest possible amount of radioactive waste in good storable form required. Therefore, it still exists a great need for development for cheap and possible simple procedures for decontamination of liquid, radio active waste water with simultaneous considerable reduction radioactive and radioactive waste contaminated residual waste.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es deshalb, ein kostengünstiges, leicht durchführbares und effektives Verfahren zur Volumenreduktion von zu lagernden radioaktiv belasteten Abfällen zur Verfügung zu stellen. Insbesondere soll das Verfahren eine effektive Volumenreduktion von radioaktiv belasteten Ionenaustauschern, die im Nuklear bereich als Adsorbermaterialien eingesetzt werden, insbe sondere solchen auf Polystyrenbasis, gewährleisten, da diese in riesigen Mengen bei der Dekontamination von Wässern aus Kernkraftwerken anfallen und zwischen- oder endgelagert werden müssen. Ebenso soll das Verfahren auf schwach belastete Wässer, insbesondere aus Krankenhäusern oder wissenschaftlichen Einrichtungen, anwendbar sein, da deren Entsorgung noch hohe Kosten verursacht.The object of the present invention was therefore to inexpensive, easy to carry out and effective Process for volume reduction of radioactive to be stored to provide contaminated waste. In particular the process is said to have an effective volume reduction of radioactive ion exchangers in the nuclear area are used as adsorber materials, esp especially those based on polystyrene, ensure that these in huge quantities when decontaminating water Nuclear power plants are incurred and temporarily or permanently stored Need to become. Likewise, the procedure is said to be weak contaminated water, especially from hospitals or scientific institutions, be applicable because of their Disposal still causes high costs.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem Lösungen radioaktiver Metalle und/oder Radionuklide jedweder Herkunft mit Biosorbentien in Kontakt gebracht werden, die in den Lösungen enthaltenen radioaktiven Metalle und/oder Radio nuklide an den Biosorbentien gebunden werden, die beladenen Biosorbentien von den bis zu den abgabefähigen Grenzwerten der radioaktiven Metalle und/oder Radionuklide befreiten Lösungen abgetrennt werden, die Biosorbentien mit den gebundenen radioaktiven Metallen und/oder Radionukliden einem Verbrennungsprozess unterworfen werden, die auf ein sehr kleines Volumen reduzierten, festen Verbrennungsreste der beladenen Biosorbentien in einem Material wie Glas, Zement oder Bitumen eingeschlossen werden und so volumen reduziert und stabil lagerungsfähig einem Zwischen- bzw. Endlager für radioaktive Abfälle zugeführt werden.According to the invention the object is achieved by solutions radioactive metals and / or radionuclides of any origin be brought into contact with biosorbents that are in the Solutions containing radioactive metals and / or radio nuclides are bound to the biosorbents, the loaded Biosorbents from up to the dispensable limit values of radioactive metals and / or radionuclides Solutions are separated, the biosorbents with the bound radioactive metals and / or radionuclides be subjected to a combustion process that is based on a very small volume of reduced, solid combustion residues the loaded biosorbents in a material such as glass, Cement or bitumen are included and so volume reduced and stable storage an intermediate or Repository for radioactive waste can be fed.

Radioaktive Metalle und/oder Radionuklide werden in der Natur und Umwelt sehr häufig angetroffen und/oder durch menschliches Tun gebildet, entweder in Lösungen - z. B. in Deponiesickerwässern von Abraumhalden des Erzbergbaus oder in Abwässern von Kernkraftanlagen, wissenschaftlich arbeitenden Einrichtungen und Krankenhäusern- oder in fester Form als Bestandteil abgebauter Erze oder in an bindungs fähige Adsorber gebundener Form. Zur Bearbeitung im erfindungsgemäßen Sinne müssen die festen und/oder gebunden en - z. B. in Erzproben oder an bisher zur Dekontamination radioaktiver Abwässer eingesetzten Ionenaustauscher - radio aktiven Metalle und/oder Radionuklide in Lösung gebracht werden. Dies geschieht entweder durch Auslaugung fester, radioaktiver Materialien nach dem Stand der Technik des Erzbergbaus oder durch Elution der radioaktiven Metalle und/oder Radionuklide von den Adsorbern, speziell den Ionenaustauschern unter geeigneten und technisch bekannten pH-Bedingungen, in der Regel also unter sauren pH- Bedingungen bei pH-Werten kleiner 7, vorzugsweise zwischen 1 und 3.Radioactive metals and / or radionuclides are in the Nature and environment very often encountered and / or by human action formed, either in solutions - e.g. B. in Landfill leachate from tailings from ore mining or in wastewater from nuclear power plants, scientifically working institutions and hospitals - or in fixed Form as a component of mined ores or in binding capable adsorber bound form. For editing in senses according to the invention must be fixed and / or bound en - e.g. B. in ore samples or so far for decontamination radioactive waste water ion exchangers - radio brought active metals and / or radionuclides in solution become. This is done either by leaching solid, radioactive materials according to the state of the art of Ore mining or by elution of the radioactive metals and / or radionuclides from the adsorbers, especially the Ion exchangers under suitable and technically known pH conditions, usually under acidic pH Conditions at pH values less than 7, preferably between 1 and 3.

Als Biosorbentien können im Sinne der vorliegenden Erfindung alle unlöslichen Materialien biologischer Herkunft eingesetzt werden, die zur Biosorbtion von radioaktiven Metallen und/oder Radionukliden fähig sind. Die mit Biosorbentien durchführbare Biosorption ist eine relativ neue und sehr ökonomische Möglichkeit zur Entfernung toxischer Metalle aus der Umwelt (Biotechnol. Prog. 1995, 11, 235-250 und Appl. Microbiol. Biotechnol. 1997, 48, 577- 587), da Biosorbentien unterschiedlichster Herkunft und Struktur toxische Metalle mit mitunter sehr hohen Bindungsraten binden können. Biosorbentien sind in den meisten Fällen billig und leicht zugänglich. Biosorbentien sind bekannte Materialien, die u. a. aus der Biomasse von Moosen, Algen, Pilzen oder Bakterien gewonnen werden können. Sie fallen teilweise sogar großtechnisch bei large scale- Fermentationen - oft sogar als Abfallstoff - an. Vor allem aber auch aus sehr billigen und einfachst zugänglichen cellulose- und lignocellulosehaltigen Roh- und Reststoffen der Land-, Forst-, Papier-, Nahrungsmittel- und Fischwirtschaft können Biosorbentien mit guten Metall bindungseigenschaften gewonnen werden, z. B. aus Holzresten, Sägemehl, Stroh, Maisspindeln, Rübenschnitzel, Papierbrei, Kleie und Krabbenschalen. Obwohl diese Biosorbentien in ihrer natürlichen Vorkommensweise häufig schon ein gutes Bindungsverhalten gegenüber toxischen Metallen besitzen, werden sie oft noch weiter chemisch modifiziert, um ihr Bindungsvermögen noch weiter zu erhöhen. Alle bisher genann ten modifizierten und unmodifizierten Biosorbentien, aber auch aus Material biologischer Herkunft isolierte und gerei nigte und gegebenenfalls ebenfalls noch chemisch und/oder biologisch modifizierte Biomakromoleküle wie z. B. Zellulosen, Stärke, Xylane, Agarose, Dextrane, Lignine, Huminsäuren, Chitin, Chitosan und Co-Makromoleküle der vorstehend genannten Biomakromoleküle werden als Bioadsorber verstanden im Zusammenhang mit ihrer Verwendung in diesem Patent.As biosorbents in the sense of the present invention all insoluble materials of biological origin are used for the biosorbtion of radioactive Metals and / or radionuclides are capable. With Biosorbents viable biosorption is a relative one new and very economical way of removal toxic metals from the environment (Biotechnol. Prog. 1995, 11, 235-250 and Appl. Microbiol. Biotechnol. 1997, 48, 577- 587), since biosorbents of different origins and Structure of toxic metals with sometimes very high Can bind binding rates. Biosorbents are in the in most cases cheap and easily accessible. biosorbents are well-known materials that u. a. from the biomass of Mosses, algae, fungi or bacteria can be obtained. Some of them even fall on an industrial scale with large scale Fermentations - often even as waste. Especially but also from very cheap and easily accessible raw and residual materials containing cellulose and lignocellulose the agricultural, forestry, paper, food and Fisheries can use biosorbents with good metal binding properties are obtained, e.g. B. from leftover wood, Sawdust, straw, corn spindles, beet pulp, paper pulp, Bran and crab shells. Although these biosorbents in their natural occurrence is often a good one Have binding behavior towards toxic metals, they are often chemically modified to suit your needs To further increase the ability to bind. All called so far modified and unmodified biosorbents, but also isolated and trimmed from material of biological origin nigt and possibly also chemically and / or biologically modified biomacromolecules such as B. Cellulose, starch, xylans, agarose, dextrans, lignins, Humic acids, chitin, chitosan and co-macromolecules of The aforementioned biomacromolecules are called bioadsorbers understood in connection with their use in this Patent.

Bevor die vorliegenden und/oder erzeugten, die radioaktiven Metalle und/oder Radionuklide enthaltenden Lösungen jedweder Herkunft mit den aufgeführten Bioabsorbern in Kontakt gebracht werden, müssen sie auf einen für die Anbindung der radioaktiven Metalle und/oder Radionuklide geeigneten pH- Wert gebracht werden. Der pH-Bereich, bei dem eine Anbindung von radioaktiven Metallen und/oder Radionukliden an Biosorbentien durchgeführt wird, liegt bei pH-Werten zwischen 2.0 bis 14, insbesondere zwischen 4.0 und 8.0. Die Kontaktnahme der radioaktiv belasteten Wasserprobe mit dem Biosorbent erfolgt nach zwei Möglichkeiten, entweder nach dem Batch-Verfahren oder nach dem Säulenverfahren.Before the present and / or generated, the radioactive Solutions containing any metals and / or radionuclides Origin in contact with the listed bioabsorbers brought, they must be on one for connecting the radioactive metals and / or radionuclides suitable pH Value. The pH range at which a connection of radioactive metals and / or radionuclides Biosorbents is carried out at pH values between 2.0 and 14, especially between 4.0 and 8.0. The Contact of the radioactive water sample with the Biosorbent is done in two ways, either by the batch process or the column process.

Beim Batch-Verfahren werden die die radioaktiven Metalle und Radionuklide bindenden Biosorbentien in die in einem Reaktor befindliche radioaktiv belastete Lösung eingetragen und die entstandene Suspension wird unterschiedliche Zeiten bei Temperaturen von 5°C bis 50°C, vorzugsweise bei Temperatur von 15°C bis 30°C gerührt. Die Rührzeiten liegen bei 5 Minuten bis 10 Stunden, vorzugsweise bei 1 Stunde bis 3 Stunden.In the batch process, the radioactive metals and Radionuclide binding biosorbents in a reactor radioactive solution and the The resulting suspension will have different times Temperatures from 5 ° C to 50 ° C, preferably at temperature stirred from 15 ° C to 30 ° C. The stirring times are 5 Minutes to 10 hours, preferably 1 hour to 3 Hours.

Beim Säulenverfahren werden die Biosorbentien in eine zur Chromatographie geeignete Säule in für den Anwendungsfall geeigneter Menge gefüllt, durch die die radioaktiven Metalle und/oder Radionuklide enthaltende Lösung geleitet wird. Beim Durchfluss durch die gefüllte Chromatographiesäule werden die radioaktiven Metalle und/oder Radionuklide an den Biosorbentien gebunden. Auch hier gelten die Arbeitstemperaturen wie beim Batch-Verfahren.In the column process, the biosorbents are converted into one Chromatography column suitable for the application suitable amount through which the radioactive metals and / or solution containing radionuclides is passed. At the Flow through the filled chromatography column the radioactive metals and / or radionuclides on the Biosorbents bound. The working temperatures also apply here like the batch process.

Die Bedingungen zur Bindung werden im speziellen Anwen dungsfall im Rahmen der vorgegebenen und oben genannten allgemeinen Bindungsbedingungen dabei so gewählt, dass die vorgeschriebenen Abgabewerte für radioaktive Abwässer in die Vorfluter, die unter bzw. bei 25 Bq/l liegen müssen, erreicht werden. Einflussgrößen dafür sind z. B. die Menge an zu bindenden radioaktiven Metallen und/oder Radionukliden, die Biosorbentienmenge, der pH-Wert der zu reinigenden Lösungen, die Arbeitstemperaturen und Rühr- bzw. Durchlauf zeiten.The conditions for binding are specific case in the context of the specified and above general binding conditions chosen so that the prescribed emission values for radioactive waste water in the Receiving waters that must be below or at 25 Bq / l, can be achieved. Influencing factors for this are e.g. B. the amount of to bind radioactive metals and / or radionuclides, the amount of biosorbents, the pH of the to be cleaned Solutions, the working temperatures and stirring or running times.

Nach dem Bindungsvorgang werden die Biosorbentien von den gereinigten radioaktiven Lösungen abgetrennt, vorteilhafter weise durch Filtration über geeignete Sperrschichten oder durch geeignete Membranmodule, gegebenenfalls nach Zugabe von verbrennbaren und dabei keinen Ruß erzeugenden Filter hilfsmitteln. In manchen Fällen, wo die Eigenschaften der beladenen Biosorbentien eine Filtration nicht erlauben, kann die Abtrennung auch durch Zentrifugation erfolgen. Als Rückstände dieses Verfahrensschrittes verbleiben dann die entsprechend der Erfindung beladenen und noch weiter zu entsorgenden Biosorbentien sowie die an die Vorfluter abgabefähigen, von der Radioaktivität befreiten Abwässer.After the binding process, the biosorbents are removed from the separated radioactive solutions, more advantageous by filtration through suitable barrier layers or through suitable membrane modules, if necessary after addition of combustible and soot-free filters auxiliaries. In some cases where the properties of the loaded biosorbents cannot allow filtration the separation is also carried out by centrifugation. As Residues from this process step then remain loaded according to the invention and still further disposal biosorbents as well as those to the receiving water disposable, radioactive-free waste water.

Erfindungsgemäß werden die mit radioaktiven Metallen und/oder Radionukliden beladenen Biosorbentien verbrannt. Der Verbrennungsprozess ist zwar für radioaktiv belastete organische Ionenaustauscher auf Polystyrenbasis schon ver sucht worden, er konnte technisch aber auf Grund der beschriebenen Schwierigkeiten bisher nicht umgesetzt werden. Mit radioaktiven Metallen und/oder Radionukliden beladene, erfindungsgemäße Biosorbentien eignen sich aber sehr gut für ihre Entsorgung durch Verbrennung und einer damit einhergehenden dramatischen Verringerung des Volumens radio aktiven, vor allem auch flüssigen Abfalls, weil sie ledig lich unter Bildung von gasförmigen Produkten, Wasser und einem sehr geringen Ascherest aus anorganischem Material verbrennen. Bei der Verbrennung dieser Biosorbentien wird kein Ruß gebildet, der bisher den Einsatz der Verbrennungs technologie bei der Entsorgung radioaktiven Materials auf der Basis des Polystyrens so erschwerte bzw. ganz verhinderte.According to the invention with radioactive metals and / or biosorbents loaded with radionuclides are burned. The combustion process is for radioactive people organic ion exchangers based on polystyrene already ver was searched, but technically it could The difficulties described have not yet been implemented. Radioactive metals and / or radionuclides loaded However, biosorbents according to the invention are very suitable for their disposal by incineration and an associated dramatic reduction in radio volume active, especially liquid waste because it is single Lich with formation of gaseous products, water and a very small ash residue made of inorganic material burn. When these biosorbents are burned no soot is formed, which has been the use of combustion technology in the disposal of radioactive materials the basis of polystyrene so difficult or entirely prevented.

Die Verbrennung der mit radioaktiven Metallen und/oder Radionukliden beladenen Biosorbentien erfolgt in der Weise, dass die mit radioaktiven Metallen und/oder Radionukliden beladenen Bioadsorber in eine übliche, atomrechtlich genehmigte Verbrennungsanlage eingetragen werden, wie sie in Abb. 1 als Fließbild [aus Homepage, Hauptabteilung Dekonta minationsbetriebe (HDB); Forschungszentrum Karlsruhe] darge stellt ist. Diese Verbrennungsanlagen dienen bisher dem Verbrennen von Abfällen, die z. B. beim Betrieb und beim Rückbau kerntechnischer Anlagen anfallen, also z. B. von Schutzanzügen oder brennbaren Baumaterialien aus Kernkraft werken, die entsorgt werden müssen.The biosorbents loaded with radioactive metals and / or radionuclides are burned in such a way that the bioadsorbers loaded with radioactive metals and / or radionuclides are entered into a conventional, nuclear-approved incineration plant, as shown in Fig. 1 as a flow diagram [from homepage, Department of Decontamination Companies (HDB); Forschungszentrum Karlsruhe]. These incinerators have been used to incinerate waste that z. B. incurred during the operation and dismantling of nuclear facilities, so z. B. of protective suits or flammable building materials from nuclear power plants that must be disposed of.

Diese Verbrennungsanlage mit einem Durchsatz von etwa 50 kg/Stunde besteht aus einem Verbrennungsofen, einer Nachbrennkammer und nachgeschalteten Anlagen zur Partikel abscheidung und Rauchgaswäsche. Ein in die Anlage einge bauter Saugzugfilter hält die gesamte Verbrennungsanlage bis hin zum Beschickungssystem unter Unterdruck, so dass vor ihrer Reinigung zur Entfernung radioaktiver Partikel und Gase keine Abgase die Verbrennungsanlage verlassen und die Umwelt ungereinigt erreichen können. Nach ihrer Reinigung und analytischen Kontrolle werden die Abgase über einen Kamin der Umwelt zugeführt. Die Beschickung der Ver brennungsanlage erfolgt automatisch und diskontinuierlich in Abhängigkeit von der Temperatur und den Druckverhältnissen in den Verbrennungsöfen und den Konzentrationen an zudo siertem Sauerstoff und bei der Verbrennung entstehendem Kohlenmonoxid bzw. Kohlendioxid in den Rauchgasen. Die nach der Verbrennung anfallenden Aschereste werden automatisch aus der Anlage ausgetragen und erfindungsgemäß einer weiteren Kompaktierung durch Einschluss in Glaspulver, Zement oder Bitumen zugeführt. Die Verbrennung der Biosor bentien wird im Ofen bei < 1100°C vorgenommen. In der Nach brennkammer (NBk) sind nach der letzten Verbrennungsluft zufuhr für eine Verweilzeit der Verbrennungsgase von 2 Se kunden als Mindesttemperatur 850°C und als Mindestsauer stoffgehalt 6% einzuhalten.This incinerator with a throughput of about 50 kg / hour consists of an incinerator, one Afterburner and downstream systems for particles separation and flue gas scrubbing. One turned on in the plant Bauter suction filter keeps the entire incinerator up towards the feeding system under negative pressure, so that before their cleaning to remove radioactive particles and No gases leave the incinerator and the Can reach the environment unpurified. After cleaning them and analytical control, the exhaust gases over a Chimney fed to the environment. The loading of the ver incinerator takes place automatically and discontinuously in Dependence on the temperature and the pressure conditions in the incinerators and the concentrations of zudo oxygen and combustion Carbon monoxide or carbon dioxide in the flue gases. The after the incineration ash residues become automatic Discharged from the plant and one according to the invention further compacting by inclusion in glass powder, Cement or bitumen supplied. Burning the biosor bentien is carried out in the oven at <1100 ° C. In the night combustion chamber (NBk) are after the last combustion air supply for a dwell time of the combustion gases of 2 Se customers as a minimum temperature of 850 ° C and as a minimum acid substance content 6%.

Der geringe, verbleibende Rest nach der Verbrennung ist aus anorganischem Material bestehende Asche, die nur einen verschwindend geringen Bruchteil des Volumens der radio aktiven Biosorbentien und noch wesentlich geringeren der flüssigen, radioaktiven Lösungen, die zur Beladung der Biosorbentien verwendet wurden, ergibt. Nach dem bis hierher beschriebenen Verfahren zur Verringerung radioaktiv belasteter Abfälle tritt ein bisher nicht erreichter Volumenreduktionseffekt an radioaktiv belasteten Abfällen ein. Die Volumina verringern sich, z. B. bei der Entsorgung radioaktiv belasteter Ionenaustauscher auf der Basis des Polystyrens und in Abhängigkeit von der Art der verbrannten Bioadsorber und der Menge an gebundenen radioaktiven Metallen und/oder Radionukliden, auf 0,05 bis 5% des Ausgangsvolumens der dekontaminierten Ionenaustauscher auf Polystyrenbasis.The little remaining after combustion is over inorganic material consisting of ash that only one vanishingly small fraction of the volume of the radio active biosorbents and much lower the liquid, radioactive solutions used to load the Biosorbents have been used. After so far described radioactive reduction methods contaminated waste occurs an unprecedented amount Volume reduction effect on radioactive waste on. The volumes decrease, e.g. B. in disposal radioactive ion exchanger based on the Polystyrene and depending on the type of burned Bioadsorber and the amount of radioactive bound Metals and / or radionuclides, to 0.05 to 5% of Output volume of the decontaminated ion exchanger Polystyrene.

Bei der Volumenreduzierung schwach radioaktiv belasteter Abwässer tritt ein noch wesentlich größerer Volumen reduktionsprozess ein, wenn man die Abwasservolumina im Vergleich zu den Volumina der entstandenen Aschereste der verbrannten Bioadsorber betrachtet. Hierbei treten Verringe rungsfaktoren von 10³ bis 10⁶ auf.When reducing the volume of weakly radioactively contaminated wastewater, an even greater volume reduction process occurs if the wastewater volumes are compared to the volumes of the ash residues of the burned bioadsorbers. Here reduction factors of 10 ³ to 10 ⁶ occur.

Besonders einfach im Vergleich zu bisherigen Technologien der Konditionierung und Kompaktierung von radioaktiven Abfällen für ihre Zwischen- bzw. Endlagerung gestalten sich die Einschlussreaktionen der entsprechend der Erfindung aus den radioaktiv belasteten Biosorbentien durch Verbrennung der letzteren erhaltenen Aschereste. Sie sind fest, trocken und in jedem, die Stabilität des Einschlussproduktes erforderndem Gewichtsverhältnis mischbar mit Glaspulver, Zement oder Bitumen. Diese Technologien und die Methoden des Einschlusses selbst können nach dem Stand der Technik ausgeführt werden.Particularly easy compared to previous technologies the conditioning and compacting of radioactive Waste for your interim or final storage is created the inclusion reactions according to the invention the radioactive biosorbents from combustion of the latter, ash remains. They are firm, dry and in each, the stability of the inclusion product required weight ratio miscible with glass powder, Cement or bitumen. These technologies and the methods of Inclusion itself can be done according to the state of the art be carried out.

Erfindungsgemäß wird die Dekontamination radioaktiv belasteter Abwässer jedweder Herkunft und jeder Konzentra tion an radioaktiven Metallen und/oder Radionukliden bis zu den gesetzlich festgeschriebenen Grenzwerten erreicht, zugleich aber auch ein wesentlicher, über den gegenwärtigen Stand der Technik hinausgehender Volumenreduktionseffekt. Die wässrigen, in großen Volumina anfallenden Abwässer werden erfindungsgemäß in leicht handhabbare, feste, im Volumen wesentlich reduzierte und gut lagerfähige und stabile Abfälle überführt.According to the invention, the decontamination becomes radioactive contaminated wastewater of any origin and any concentration tion of radioactive metals and / or radionuclides up to reached the statutory limits, but at the same time also an essential one, over the current one Volume reduction effect beyond the state of the art. The aqueous, large volumes of wastewater are inventively in easy-to-use, solid, in Volume significantly reduced and well storable and stable wastes transferred.

Daneben ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Volumenreduktion von radioaktiv belasteten Ionenaus tauschern, insbesondere Kugelharzionenaustauschern auf Polystyrenbasis, bei dem die radioaktiven Metalle und/oder Radionuklide von den Ionenaustauschern eluiert werden, das Eluat mit Biosorbentien dekontaminiert wird, die Biosorbentien mit den gebundenen radioaktiven Metallen und/oder Radionukliden verbrannt werden und die festen Verbrennungsreste in Glaspulver, Zement oder Bitumen eingeschlossen werden.The invention also relates to a method for Volume reduction of radioactive ions exchangers, especially spherical resin ion exchangers Polystyrene base, in which the radioactive metals and / or Radionuclides are eluted from the ion exchangers Eluate is decontaminated with biosorbents that Biosorbents with the bound radioactive metals and / or radionuclides are burned and the solid Combustion residues in glass powder, cement or bitumen be included.

Die für die Zwischen- oder Endlagerung nach den erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten erfindungsgemäßen Einschlussprodukte sind im Rahmen der für radioaktive Abfälle geltenden Arbeitsrichtlinien einfach zu handhaben beim Transport und der Lagerung, da sie beim Herstellungs prozess entsprechend ihrer Lagerart geformt und verpackt werden können. So können sie, den Zwischen- oder Endlagern zugeführt, platzsparend gelagert werden. Die bisher geringen Lagerkapazitäten für radioaktive Abfälle können dadurch wesentlich effektiver genutzt werden. Der nach der Erfindung erreichte Volumenreduktionseffekt der hergestellten radio aktiven Abfälle trägt wesentlich zu einer wirtschaftlicheren Zwischen- oder Endlagerung radioaktiver Abfälle bei.The for intermediate or final storage according to the inventive methods produced Inclusion products are under the for radioactive Waste work guidelines easy to use during transport and storage, as they are during production process shaped and packaged according to your storage type can be. So you can, the intermediate or final storage fed, stored to save space. The small so far This can result in storage capacities for radioactive waste can be used much more effectively. The one according to the invention achieved volume reduction effect of the radio produced active waste contributes significantly to a more economical Interim or final storage of radioactive waste.

Die erfindungsgemäß eingesetzten Biosorbentien werden aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnen. Sie sind billig und leicht zugänglich. Bei ihrer Verbrennung entstehen wesentlich geringere Mengen an radioaktiven Abfällen, die die Lagerkapazitäten belasten, als beim gegenwärtigen Stand der Technik. Als Hauptverbrennungsrückstand wird nur soviel Kohlendioxid gebildet, wie auch für die biologische Synthese der Biosorbentien aus der Atmosphäre verbraucht wurde. Der Verbrennungsprozess ist vorteilhafterweise CO₂- neutral. Die Verbrennung erfordert keine Zugabe zusätzlicher, die Verbrennung fördernder Materialien. Die Verbrennung der mit radioaktiven Metallen und/oder mit Radionukliden beladenen Biosorbentien erfordert nur niedrige Temperaturen, so dass die Gefahr der Belastung der Umwelt mit radioaktivem Material über die Verbrennungsprodukte technisch mit einfacheren Mitteln minimiert bzw. ganz ausgeschlossen wird.The biosorbents used according to the invention are obtained from renewable raw materials. They are cheap and easily accessible. When they are incinerated, the amounts of radioactive waste that pollute storage capacities are much smaller than in the current state of the art. As the main combustion residue, only as much carbon dioxide is formed as was used for the biological synthesis of the biosorbents from the atmosphere. The combustion process is advantageously CO ₂ neutral. The combustion does not require the addition of additional materials that promote combustion. The combustion of the biosorbents loaded with radioactive metals and / or with radionuclides requires only low temperatures, so that the risk of polluting the environment with radioactive material via the combustion products is technically minimized or completely eliminated by simpler means.

Die als Asche in anorganischer Form zurückbleibenden, radioaktiven Rückstände nehmen nur ein kleines Volumen ein, sind trocken und lassen sich gut zu Gemischen mit Glaspulver, Zement oder Bitumen verarbeiten. Es treten keine besonders beim Vermischen von Bitumen mit wässrigen, radioaktiv belasteten Abwasserkonzentraten zu erwartende- Entmischungsprobleme einzelner Komponenten der zum Ein schluss verwendeten Materialien auf. Auf hochwertige und teure Spezialkomponenten, wie sie z. B. im US-Patent 5 707 922 verwendet werden und auch auf für die Umwandlung in stabile Lagerprodukte erforderliche Spezialzemente kann beim erfindungsgemäßen Verfahren verzichtet werden.The ashes left in inorganic form radioactive residues take up only a small volume, are dry and can be mixed well with Process glass powder, cement or bitumen. There are none especially when mixing bitumen with aqueous, radioactive contaminated wastewater concentrates Separation problems of individual components of the one conclusion used materials. On high quality and expensive special components such as See, for example, U.S. Patent 5,707,922 be used and also on for converting to special cements required for stable storage products can be obtained from inventive methods are dispensed with.

Besondere Probleme bereitete bisher wegen ihrer hohen Kosten die Entsorgung schwach radioaktiv belasteter Abwässer z. B. aus Krankenhäusern und wissenschaftlichen Einrichtungen und die in riesigen Mengen zwischengelagerten und wertvolle Lagerkapazitäten beanspruchenden Ionenaustauscher auf Polystyrenbasis. Schwach radioaktiv belastete Abwässer mussten vor ihrer weiteren Entsorgung erst aufkonzentriert werden, und die beladenen Ionenaustauscher wurden in vielen Fällen vor ihrer Zwischen- bzw. Endlagerung unter weiterer Volumenvergrößerung in verschiedene Einschlussmaterialien eingeschlossen. Für die Verringerung ihres Volumens gab es bisher keine technisch relevante Lösung. Aus Kostengründen wurden sie deshalb häufig auch in unveränderter Form und mit ihrem unverändertem Volumen in Fässern abgepackt der Zwischen- oder Endlagerung zugeführt.So far, special problems have arisen because of their high costs the disposal of weakly radioactive waste water e.g. B. from hospitals and scientific institutions and those stored in huge quantities and valuable Storage capacity using ion exchanger Polystyrene. Wastewater with low radioactive contamination had to be concentrated before further disposal and the charged ion exchangers have been used in many Cases before their interim or final storage among others Volume increase in different containment materials locked in. There was for reducing their volume so far no technically relevant solution. For cost reasons they were therefore often unchanged and with their unchanged volume packed in barrels Intermediate or final storage supplied.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist somit die sofortige Entsorgungsmöglichkeit großer Volumina schwach radioaktiv belasteter Abwässer durch ihre Behandlung mit zur Bindung von radioaktiven Metallen und/oder Radionukliden geeigneten Biosorbentien und deren nachfolgende Verbrennung. Durch das erfindungsgemäße Verfahren entstehen aus großen Volumina flüssiger radioaktiver Abwässer kleine Mengen fester, gut zwischen- und/oder endlagerungsfähiger, radio aktiver Abfälle mit sehr guten Lagerungseigenschaften. Ein anderer Vorteil des in der Erfindungsbeschreibung darge legten Verfahrens besteht darin, dass mit radioaktivem Material beladene Ionenaustauscher auf Polystyrenbasis unter Beseitigung der bisherigen Nachteile ihrer Entsorgungs technologien kostengünstig dekontaminiert und entsorgt werden können.An advantage of the method according to the invention is therefore that Immediate disposal of large volumes weak radioactive waste water through their treatment with Binding of radioactive metals and / or radionuclides suitable biosorbents and their subsequent combustion. The method according to the invention gives rise to large Volumes of liquid radioactive waste water small amounts solid, good intermediate and / or final storage, radio active waste with very good storage properties. On another advantage of the Darge in the description of the invention method is that with radioactive Material-loaded ion exchangers based on polystyrene Eliminate the previous disadvantages of their disposal technologies decontaminated and disposed of at low cost can be.

In Abb. 1 bedeuten:
NBk - Nachbrennkammer
RGW - Rauchgaswäscher
HEPA - Hochleistüngspartikelfilter
MWS - Mehr-Weg-Sorptions-Filter
WST - Wirbel-Schicht-TrocknerIn Fig. 1 mean:
NBk - afterburner
CMEA - flue gas scrubbers
HEPA - high performance particle filter
MWS - multi-way sorption filter
WST - fluidized bed dryer

embodiments example 1

Alle Arbeiten werden hinter einer Abschirmung durchgeführt. 50 ml mit Radionukliden beladener Ionenaustauscher (aus der Kreislaufreinigung eines Kernkraftwerkes) werden in eine Chromatographiesäule (Durchmesser: 25 mm, Höhe: 500 mm) mit Keramikfritte gefüllt, die sich hinter einer Abschirmung aus Bleiziegeln befindet. Die Aktivität des beladenen Ionenaus tauschers liegt bei 4,0 × 10¹⁰ Bq/l, wobei der Hauptanteil der Aktivität auf die beiden Cobaltisotope Co-58 und Co-60 zurückzuführen ist.All work is carried out behind a shield. 50 ml of ion exchangers loaded with radionuclides (from the circuit cleaning of a nuclear power plant) are filled into a chromatography column (diameter: 25 mm, height: 500 mm) with ceramic frit, which is located behind a shield made of lead brick. The activity of the loaded ion exchanger is 4.0 × 10 ¹⁰ Bq / l, the majority of the activity being attributable to the two cobalt isotopes Co-58 and Co-60.

Die gefüllte Säule wird nun mit 0,1 molarer Salzsäure eluiert, wobei ein Durchfluss von etwa 20 ml/min eingestellt wird. Nach einem Durchfluss von ca. 5000 ml ist die Elution beendet, die Restaktivität des Ionenaustauschers liegt dann bei ca. 2,0 × 10¹ Bq/l. Mit dieser Restaktivität kann er der normalen Abfallverwertung oder einer Wiederverwendung zugeführt werden.The filled column is then eluted with 0.1 molar hydrochloric acid, a flow rate of about 20 ml / min being set. After a flow of approx. 5000 ml, the elution has ended, the residual activity of the ion exchanger is then approx. 2.0 × 10 ¹ Bq / l. With this residual activity, it can be sent to normal waste recycling or reuse.

Das gewonnene und die Radioaktivität enthaltende Eluat wird durch Zugabe von 5 molarer Natronlauge auf pH 7,0 einge stellt. In eine zweite Chromatographiesäule mit identischen Abmessungen wie oben werden nun 200 ml vorgequollener Bioadsorber (hergestellt nach DE 197 18 452 A1) gefüllt. Hiernach lässt man das neutralisierte Eluat ebenfalls mit einer Fließrate von etwa 20 ml/min über diese zweite Säule laufen, die sich ebenfalls hinter einer Abschirmung aus Bleiziegeln befindet. Das hierbei gewonnene Eluat hat noch eine radioaktive Restaktivität von ca. 5,0 × 10⁰ Bq/l und wird dem normalen Abwasser zugeführt. Die Säule mit dem beladenen Bioadsorber verbleibt noch 24 h vor Ort um weitgehend abzutrocknen. Der beladene Bioadsorber wird aus der Säule entfernt, über einer Keramikfritte abfiltriert, trocken gesaugt und der Verbrennung zugeführt. Diese wird in der beschriebenen und atomrechtlich genehmigten Ver brennungsanlage durchgeführt. Die Rückstände der Abgas reinigung werden erneut an Bioadsorbern gebunden, die erneut verbrannt werden können. Die als Rückstand der Verbrennung anfallende anorganische Asche, die jetzt nur noch ein Volumen von 1,5 ml einnimmt, wird nach dem Stand der Technik entsorgt, d. h. entweder eingeglast oder einzementiert.The eluate obtained and containing the radioactivity is adjusted to pH 7.0 by adding 5 molar sodium hydroxide solution. 200 ml of pre-swollen bioadsorber (produced according to DE 197 18 452 A1) are now filled into a second chromatography column with dimensions identical to those above. Thereafter, the neutralized eluate is also passed over this second column, which is also located behind a shield made of lead brick, at a flow rate of approximately 20 ml / min. The eluate obtained in this way still has a radioactive residual activity of approximately 5.0 × 10 ⁰ Bq / l and is fed to normal wastewater. The column with the loaded bioadsorber remains on site for 24 hours to largely dry off. The loaded bioadsorber is removed from the column, filtered through a ceramic frit, sucked dry and fed to the incinerator. This is carried out in the described and approved nuclear combustion plant. The residues of the exhaust gas cleaning system are once again bound to bioadsorbers, which can be incinerated again. The inorganic ash obtained as the residue of the incineration, which now only takes up a volume of 1.5 ml, is disposed of according to the prior art, ie either glazed or cemented in.

Example 2

Es wird ein identischer Versuchsaufbau wie im Beispiel 1 beschrieben erstellt. Zum Eluieren des Ionenaustauschers wird aber anstelle von Salzsäure 0,1 molare Schwefelsäure verwendet. Die Neutralisation des Eluates erfolgt jetzt mit festem Calciumhydroxid (ca. 70 g). Man lässt die Suspension über Nacht stehen und filtriert dann von ausgefallenem Calciumsulfat ab. Dieses hat ca. 90% der anfangs vorhandenen Aktivität gebunden und wird zusammen mit der bei der Verbrennung des Bioadsorbers entstehenden Asche einbetoniert bzw. eingeglast. Die Bindung der im Wasser des Eluates verbliebenen Restaktivität geschieht analog zu oben, nur erfolgt in diesem Fall die Hindung an 40 ml eines Ionenaustauschers aus phosphorylierter Cellulose.The test setup is identical to that in Example 1 described created. For eluting the ion exchanger but instead of hydrochloric acid becomes 0.1 molar sulfuric acid used. The eluate is now neutralized with solid calcium hydroxide (approx. 70 g). The suspension is left Stand overnight and then filter out any fancy Calcium sulfate. This has about 90% of the existing ones Activity bound and is combined with that at the Combustion of the ashes produced in the concrete are concreted or glazed. The binding of the water in the eluate remaining activity happens analogous to the above, only in this case binding to 40 ml of one Ion exchanger made of phosphorylated cellulose.

Example 3

Ein Liter (entspricht etwa einem Gewicht von 1250 Gramm) eines Abwassers, wie es bei der Reinigung radioaktiv belasteter Maschinenteile in Kernkraftwerken anfällt, wird zunächst durch Membranfiltration von Schwebstoffen befreit. Hierbei sinkt die radioaktive Kontamination des Abwassers von anfangs 1,0 × 10⁴ Bq/l auf 6,0 × 10³ Bq/l. Das so vorbehandelte Abwasser gibt man über eine Chromatographie säule, die 10 ml eines Bioadsorbergemisches (Mischbettionen austauscher) aus 5 ml des nach DE 197 18 452 A1 herge stellten Bioadsorbers und 5 ml des schwefelsauren Salzes des Chitosans (hergestellt durch Behandlung von Chitosan mit 0,1 molarer Schwefelsäure) enthält. Die Fließrate des Abwassers durch die Säule beträgt 20 ml/min. Man lässt die Säule 24 Stunden abtrocknen und arbeitet den Säuleninhalt wie im Beispiel 1 beschrieben auf. Das erhaltene Eluat besitzt noch eine Restaktivität von 3 × 10⁰ Bq/l. Die Aktivität liegt somit unter dem gesetzlich vorgegebenen Grenzwert, und es kann dem normalen Abwasser zugemischt werden. Die nach dem Verbrennungsprozess zurückbleibende Asche hat bei diesem Versuch ein Gewicht von 254 Milligramm.One liter (corresponds to a weight of approximately 1250 grams) of wastewater, such as is obtained from the cleaning of radioactive machine parts in nuclear power plants, is first freed of suspended matter by membrane filtration. The radioactive contamination of the wastewater drops from initially 1.0 × 10 ⁴ Bq / l to 6.0 × 10 ³ Bq / l. The wastewater pretreated in this way is passed through a chromatography column, the 10 ml of a bioadsorber mixture (mixed bed exchanger) from 5 ml of the bioadsorber produced according to DE 197 18 452 A1 and 5 ml of the sulfuric acid salt of chitosan (produced by treating chitosan with 0, 1 molar sulfuric acid) contains. The flow rate of the waste water through the column is 20 ml / min. The column is allowed to dry for 24 hours and the contents of the column are worked up as described in Example 1. The eluate obtained still has a residual activity of 3 × 10 ⁰ Bq / l. The activity is therefore below the legally prescribed limit value and it can be mixed with normal wastewater. The ash remaining after the combustion process has a weight of 254 milligrams in this experiment.

Claims

1. A method for reducing the volume of radioactive waste to be stored, which are obtained in the decontamination of radioactive water with biosorbents, characterized in that the biosorbents are burned with the bound radioactive metals and / or radionuclides and the solid combustion residues in glass powder, cement or bitumen can be included.

2. The method according to claim 1, characterized in that as radioactive water, those are decontaminated that in the elution of radioactive ions exchanges are obtained, especially ion exchangers based on polystyrene.

3. The method according to claim 1, characterized in that as radioactive water with low radioactive contamination Waste water is decontaminated, especially from Hospitals and scientific institutions.

4. Procedure for volume reduction of radioactive ion exchangers, especially on polysty renbasis, characterized in that the radioactive metals and / or radionuclides from the Ion exchangers are eluted, the eluate with bio sorbents is decontaminated, the biosorbents with the bound radioactive metals and / or radionu kliden be burned and the solid combustion residues enclosed in glass powder, cement or bitumen become.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that as biosorbents insoluble in water biological origin are used, in particular raw and residual materials containing cellulose and lignocellulose the agriculture, paper, food and fish industries or their components.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that biomacromolecules are used as biosorbents, preferably cellulose, starch, xylans, agarose, Dextrans, lignins, humic acids, chitin, chitosan or Co-macromolecules of the above-mentioned biomacro molecules.

7. The method according to claim 5 or 6, characterized in that the biosorbents chemically and / or biologically are infected.