INVESTIGATION OF THE EFFECTIVENESS OF A CLAY- SAND FILTER BED MATERIAL FOR REMOVING CESIUM AND IRON FROM WASTE SOLUTIONS *
EZZ EL-DIN, M.R.
National Centre
for Nuclear Safety and Radiation Control,
Atomic Energy Authority, Naser City, Cairo, Egypt.
Key words: Cs, Fe, Clay-sand filter, Radio-wastes, Decontamination.
دراسة فاعلية خليط من الطفلة و الرمل كمرشح لإزالة السيزيوم
والحديد من محاليل المخلفات
محمد رضا عز الدين
خلاصـــة
يهدف هذا البحث إلى دراسة السعة الإمتصاصية لمخلوط من الطفلة والرمل بهدف استخدامه كمرشح لإزالة كل من ايونات السيزيوم او الحديد من المحاليل المائية المشعة أو الغير مشعة وكذلك تحديد أفضل الظروف الخاصة لهذه المعالجة. وقد استخدمت طريقة العمود فى هذه الدراسة و تم تصميم نموذج لهذا الغرض. وقد تم تعيين معامل النفاذية لهذا المرشح ودراسة العوامل التى تؤثر على عملية الامتصاص مثل كمية المادة الماصة والتركيز الابتدائى للعناصر و معدل تدفق المحلول من المرشح.
أوضحت النتائج أن نسبة إزالة تلك العناصر تزيد
بزيادة
كمية المادة الماصة وتقل بزيادة معدل
تدفق المحلول من المرشح
وان السعة الإمتصاصية لهذا المخلوط هى 390
± 15 مللى جرام/جرام
و400 ± 25 مللى جرام/جرام لأيونات السيزيوم والحديد، على الترتيب، وأن هذا
المخلوط يمكن استخدامه لإزالة تلوث كمية
تصل الى 25 لتر من محاليل تلك العناصر بنسبة تصل الى 99% عند تركيز 5 مللى
جرام/لتر وبمعدل تدفق 5 مللى لتر/دقيقة. تم مقارنة
هذه النتائج بما هو منشور بالمراجع العلمية فى ذات المجال والتى أظهرت أن
مادة المخلوط ذات سعة امتصاصية جيدة ونظراً لسهولة تحضيرها والحصول عليها
ورخص ثمنها فان هذا يرشحها كمادة بديلة تستخدم فى إزالة العناصر محل الدراسة
من محاليلها المائية.
ABSTRACT
The development of new and cheap methods for the treatment of radioactive waste solutions is one of the major goals of the present work. A column packed with clay-sand filter bed material was used in this study. The effectiveness of this mixed filter bed (MFB) in removing Cs(I) and Fe(III) ions from waste solutions has been studied. The coefficient of permeability (k) of the MFB has been determined. The different factors affecting the sorption process of the investigated ions by the MFB were studied. These factors are: amount of adsorbent material, initial metal ion concentration, flow rate, competing cations and the volume of sample solution. Desorption of the investigated ions from the loaded MFB material was also studied. The obtained data showed that the sorption capacities of Cs(I) and Fe(III) were increased with increasing the amount of MFB material till 10 cm height. At flow rates greater than 5ml.min−1, there were decrease in the sorption capacities of both Cs(I) and Fe(III). The removal of both Cs(I) and Fe(III) was increased by increasing the volume of sample solution till 25 liters on using the same sorbents and the removal percentage was 99%. Therefore, the MFB material was efficient to eliminate 99% of Cs(I) and/or Fe(III) from their waste solutions. The combination of cheap and simple preparation procedures and good adsorption capacity make the MFB material, as a raw material, applicable for removal of Cs(I) and Fe(III) from waste solutions. The designed column system can be used in decontamination processes.
