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DE3704046A1 - Verfahren zum entfernen von radioaktiven metallen aus fluessigkeiten, lebens- und futtermitteln - Google Patents

Verfahren zum entfernen von radioaktiven metallen aus fluessigkeiten, lebens- und futtermitteln

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Publication number
DE3704046A1
DE3704046A1 DE19873704046 DE3704046A DE3704046A1 DE 3704046 A1 DE3704046 A1 DE 3704046A1 DE 19873704046 DE19873704046 DE 19873704046 DE 3704046 A DE3704046 A DE 3704046A DE 3704046 A1 DE3704046 A1 DE 3704046A1
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DE
Germany
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liquid
milk
radioactive
ion
iron
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DE19873704046
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DE3704046C2 (de
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Dipl-Ing Dr Kalscheuer Dieter
Roland Dipl-Ing Paessler
Rainer Schoenegge
Walter Dr Schmelz
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ALLGAEUER ALPENMILCH
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    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/04Treating liquids

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Fodder In General (AREA)
  • Dairy Products (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zum Entfernen von radioaktiven Metallen, wie radioaktivem Cäsium, aus kontaminierten Flüssig­ keiten, Lebens- und Futtermitteln mit den Merkmalen der Oberbe­ griffe der Patentansprüche 1 und 6, sowie eine Austauschersäule zur Durchführung eines solchen Verfahrens und die Verwendung von Eisen(III)hexacyanoferrat(II).
Insbesondere durch Unfälle in Kernkraftwerken können radioakti­ ve Stoffe freigesetzt werden, die über die Atmosphäre in die Nahrungskette von Mensch bzw. Tier gelangen.
Die Entfernung der radioaktiven Stoffe (Isotope) aus den Lebens- und Futtermitteln wird mit Dekontamination bezeichnet. Beson­ ders die Entfernung der beiden relativ langlebigen Cäsium-Nu­ klide Cäsium 134 und Cäsium 137 aus der Nahrungskette ist eine vordringliche Aufgabe.
Bei Kontamination von Boden, Pflanzen und Futtermilch gelangen die radioaktiven Isotope über die Kuh in die Milch oder über die Pflanzen in Früchte und Gemüse und damit in die Nahrungs­ kette des Menschen.
Es ist bekannt, daß durch Zugabe von die Isotope bindenden oder ionenaustauschenden Substanzen, wie Eisencyanoverbindungen (insbesondere Berliner Blau), zu radioaktiv kontaminiertem Futter die Resorption von Cäsium durch die Kuh gehemmt wird, da die radioaktiven Isotope im Darmtrakt gebunden werden. Hierdurch läßt sich die Verseuchung von Fleisch und Milch reduzieren.
Eine derartige "in vivo"-Behandlung weist aber eine Reihe von Nachteilen auf: Die Dosierung des Antidots im Futter erfordert große Sorgfalt beim Bauern und Fehldosierungen können negative Folgen haben. Auch ist die Überwachung einer derartigen, dezen­ tralen Anwendung von Antidot kaum möglich. Auch sind bei lang­ fristiger Anwendung die Auswirkungen der absorbierenden und ionenaustauschenden Substanzen auf den Organismus nicht im ein­ zelnen bekannt. Überdies kommt es durch die "in vivo"-Anwendung der Substanzen (im Darmtrakt der Nutztiere) nicht zu einer Unterbrechung des Cäsium-Kreislaufs, da mit der Gülle wieder die radioaktiven Stoffe auf die Weise und damit in die Futter­ mittel gelangen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahren zum Entfer­ nen von mit radioaktiven Metallen, wie Cäsium, kontaminierten Flüssigkeiten, Lebens- oder Futtermitteln anzugeben, bei denen die Flüssigkeit, das Lebens- oder Futtermittel hinsichtlich der gewünschten Eigenschaften unbeeinträchtigt bleibt und die radio­ aktiven Metalle in konzentrierter und somit einfach deponierba­ rer Form abgetrennt werden können.
Gemäß einer ersten Lösungsvariante der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Das erste kennzeichnende Merkmal des Patentanspruches 1, also die Einstellung eines flüssigen Zustandes mit einem pH-Wert kleiner als 8, erfolgt dadurch, daß man die Flüssigkeit, das Lebens- oder Futtermittel in wäßrigem Medium löst, emulgiert oder dispergiert und einen pH-Wert kleiner als 8 einstellt.
Gemäß einer zweiten Lösungsvariante der Erfindung wird die oben genannte Aufgabe dadurch gelöst, daß man
  • - aus der Milch bzw. dem Milchprodukt einen Teil der Elektrolyt enthaltenden Flüssigkeit mittels Zentrifugierung oder Ultra­ filtration abtrennt und mit der radioaktive Isotope absor­ bierenden und/oder ionenaustauschenden Substanz behandelt,
  • - die radioaktiv beladene Substanz abtrennt und
  • - gegebenenfalls die von den radioaktiven Isotopen befreite Flüssigkeit in die Milch bzw. das Milchprodukt zurückführt.
Die erste Lösungsvariante der Erfindung (welche in den Patent­ ansprüchen 1-5 beschrieben ist) hat den Vorteil, daß auf kosten­ günstige Weise große Mengen von Flüssigkeiten, Lebens- oder Futtermitteln, wie insbesondere Milch oder Milchprodukte, wei­ testgehend von radioaktivem Cäsium befreit werden können. Dabei wird bevorzugt Eisen(III)hexacyanoferrat(II) (Berliner Blau) einer ganz bestimmten Konstitution verwendet, wie es unter der Bezeichnung "Radiogardase-Cs"® von der HEYL Chemisch-Pharmazeu­ tische Fabrik, Berlin, erhältlich ist. Diese Radiogardase muß vor dem erfindungsgemäßen Einsatz von Staubanteilen befreit werden und darf nur in Körnern verwendet werden, die größere Durchmesser haben als 100 µm, vorzugsweise 300 µm.
Das genannte Eisen(III)hexacyanoferrat(II) zeichnet sich da­ durch aus, daß das Löslichkeitsprodukt für wäßrige Lösungen extrem niedrig ist, so daß von völliger Unlöslichkeit gespro­ chen werden kann. In Wasser und wäßrigen Lösungen ist es somit sehr stabil. Ein Abbau unter Bildung von Cyaniden kann ausge­ schlossen werden, da hierfür ein extrem niedriger pH-Wert bei gleichzeitiger Anwesenheit von Oxydantien oder ein pH-Wert größer als 8 erforderlich wäre. Infolge dieser Inertheit sind keine toxischen Wirkungen der genannten Form des Berliner Blau bekannt.
Das verwendete Eisen(III)hexacyanoferrat(II) ist ein schwarz­ violettes, kristallin erscheinendes, geschmackloses Pulver. Sein C. I. (Color Index) ist 77510. In Wasser, Ethanol und ver­ dünnten Säuren ist es unlöslich. Unter Zersetzung ist es lös­ lich in 3N KOH (Abscheidung von Eisenhydroxid und Bildung von Kaliumhexacyanoferrat-II). Der Eisengehalt von lufttrockener Substanz beträgt 28,0 bis 34% (entsprechend 61,54-74,73 d. Th.). Es enthält vorzugsweise ca. 31% Fe entsprechend einem Gehalt von ca. 68% formelreinem Fe4[Fe(CN)6]3; der Differenz­ betrag zu 100% ist in der Hauptsache auf die Anwesenheit von "Konstitutionswasser" zurückzuführen. Der pH-Wert bei einer Suspension von 1 g in 10 ml H2O beträgt 5 bis 7. In einem UV-Spektrum der Prüflösung im Bereich von 500 bis 900 nm darf kein Maximum auftreten. Die Extinktion der Prüflösung ist bei 668 nm kleiner als 0,01.
Überraschenderweise ist diese Substanz, trotz ihrer völligen Inertheit, zu raschen Fest/Flüssig-Austauschreaktionen befähigt, bei denen sie insbesondere Cäsium rasch aufnimmt und fest bin­ det. Man vermutet einen Ionenaustauschmechanismus. Der Ionen­ austausch kann über Kaliumionen, die im Eisen(III)hexacyano­ ferrat(II) enthalten sind, gehen. Eine weitere Bindung ist durch unbesetzte Plätze im Kristallgitter des Eisen(III)hexa­ cyanoferrats(II), welche von den Cäsiumionen besetzt werden können, möglich. Durch die Bindung an Eisen(III)hexacyanofer­ rat(II) kann radioaktives Cäsium nicht mehr abgegeben werden. Eine unerwünschte Bindung anderer Mineralstoffe, wie Natrium und Kalium ist nicht zu erwarten, da das verwendete Eisen(III)- hexacyanoferrat(II) bezüglich Cäsium höchst selektiv ist. Cäsium hat eine wesentlich größere Affinität zum Eisen(III)- hexacyanoferrat(II) als Kalium und Natrium. Aufgrund der niedrigeren Affinität von Kalium und Natrium und der Tatsache, daß Eisen(III)hexacyanoferrat(II) an Kalium bereits gesättigt ist, ist eine Bindung dieser beiden Metalle an den Wirkstoff auch bei fehlendem Cäsium praktisch ausgeschlossen.
Bei den erfindungsgemäßen Verfahren gelangt kein Eisen(III)- hexacyanoferrat(II) in das dekontaminierte Lebens- oder Futter­ mittel. Aber auch dann, wenn geringste Spuren in das Produkt gelangen würden wäre dies völlig unschädlich, da Eisen(III)- hexacyanoferrat(II) keiner Pharmakokinetik unterliegt. Es wird nicht resorbiert und ist deshalb nicht toxisch.
Im übrigen ist das verwendete, unlösliche Eisen(III)hexacyano­ ferrat(II) ein registriertes Arzneimittel der Firma HEYL, Ber­ lin, das unter der Bezeichnung Radiogardase Cs (Warenzeichen) vertrieben wird.
Die erstgenannte Lösungsvariante der Erfindung (gemäß Patent­ anspruch 1) hat den Vorteil, daß die aus dem Lebens- oder Futtermittel entfernten radioaktiven Isotope des Cäsiums direkt in sehr konzentrierter Form gewonnen werden. Sobald sich das in der Patrone angeordnete Eisen(III)hexacyanoferrat(II) über ein vorgegebenes Maß hinaus mit radioaktivem Cäsium angereichert hat (was durch Messung der Strahlung leicht feststellbar ist), wird die Patrone insgesamt ausgetauscht. Die ausgetauschte Patrone einschließlich des nunmehr kontaminierten Eisen(III)- hexacyanoferrats(II) kann in einfacher Weise den Bestimmungen entsprechend gelagert werden, ohne Schaden anrichten zu können.
Bei der zweiten Lösungsvariante der Erfindung (gemäß Patentan­ spruch 6) findet kein Kontakt zwischen dem Eisen(III)hexacyano­ ferrat(II) und dem Lebens- oder Futtermittel statt. Dieses Ver­ fahren eignet sich, ebenso wie die andere Lösungsvariante, be­ sonders für die Entsorgung von Milch oder Milchprodukten. Bei diesem Verfahren ist nicht nur das zuvor beschriebene, unlösli­ che Eisen(III)hexacyanoferrat(II) verwendbar, sondern es können auch Aluminiumsilikate, insbesondere Bentonite oder Zeolithe, verwendet werden.
Bei allen erfindungsgemäßen Verfahren kann der Entsorgungsgrad durch Wiederholung gesteigert werden.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Verfahren liegen auf der Hand: Der oben beschriebene Cäsium-Kreislauf des "in vivo"-Ver­ fahrens wird durchbrochen und die Cäsium-Isotope können dem Kreislauf weitgehend entzogen werden. Die Verfahren lassen sich zentral anwenden, so daß eine Kontrolle und genau Dosierung gewährleistet ist. Die dem Kreislauf entzogenen Cäsium-Isotope können in konzentrierter Form gewonnen und somit vorschrifts­ mäßig deponiert oder für andere Zwecke verwendet werden.
Beide Lösungsvarianten der Erfindung eignen sich auch für die Dekontamination von Molkepulver. Hierzu wird bei der ersten Va­ riante das Molkepulver in Wasser aufgelöst und mittels Zentri­ fugierung werden die Feststoffe von der Flüssigkeit abgetrennt. Das Trenngut wird dann mit den Isotope bindenden oder ionenaus­ tauschenden Substanzen behandelt, so daß die radioaktiven Cäsium-Isotope durch Ionenaustausch gebunden werden. Die radio­ aktiv beladene Substanz kann entfernt werden, so daß eine de­ kontaminierte Flüssigkeit übrigbleibt, die dann wahlweise wieder zum Ausgangsprodukt (Molke) rückgeführt wird oder auch anders verbraucht werden kann. Es ist auch möglich, die abgetrennte Flüssigkeit durch eine andere Flüssigkeit (welche selbstver­ ständlich keine radioaktiven Isotope aufweist) zu substituieren.
Ganz analog können Trinkwasser, Getränke oder Abwässer, insbe­ sondere auch Industrieabwässer, behandelt werden.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Fig. 1 und 2 entsprechen der in den Patentansprüchen 6, 7 und 8 beschriebenen Lösungs­ variante der Erfindung, während die Fig. 3 der in den Patent­ ansprüchen 1-5 beschriebenen Lösungsvariante der Erfindung ent­ spricht. Es zeigt
Fig. 1 schematisch ein diskontinuierliches Verfahren zum Ent­ sorgen von Milch oder Milchprodukten;
Fig. 2 schematisch ein kontinuierliches Verfahren zum Entsor­ gen von Milch oder Milchprodukten, und
Fig. 3 schematisch eine Eisen(III)hexacyanoferrat(II) enthal­ tende Patrone zum Entsorgen von mit radioaktivem Cäsium kontaminierten Lebens- oder Futtermitteln.
Die in den Fig. 1a, 1b und 1c gezeigte Vorrichtung ermöglicht die diskontinuierliche Entfernung von radioaktiven Metallen aus kontaminierter Milch oder Milchprodukten (sogenanntes Batch- Verfahren).
In einen Behälter 10 wird die Milch 12 eingefüllt. Die Füllhöhe der Milch (oder des Milchproduktes) 12 im Behälter 10 ist mit 10′ bezeichnet. Die Milch 12 im Behälter 10 soll entsorgt wer­ den.
Gemäß Fig. 1 wird die zu entsorgende Milch über eine Leitung 14 und eine Pumpe 16 zu einer Ultrafiltrationsvorrichtung 18 über­ führt. Ultrafiltrationsvorrichtungen sind als solche bekannt und brauchen hier nicht näher beschrieben zu werden. Durch die semipermeable Membran in der Ultrafiltrationsvorrichtung 18 wird Flüssigkeit einschließlich des radioaktiven Cäsiums abge­ sondert. Die durch die semipermeable Membran durchgelassene Flüssigkeit einschließlich des radioaktiven Cäsiums wird Per­ meat genannt und gelangt über die Leitung 20 in einen Behälter 22. Das Permeat 24 im Behälter 22 hat den Füllstand 22′.
Die von der semipermeablen Membran der Ultrafiltrationsvorrich­ tung 18 zurückgehaltenen Bestandteile der Milch 12 werden über die Leitung 26, ein Regelventil 28 und eine Rückführleitung 30 zum Behälter 10 zurückgeführt.
Nach Duchführung der vorstehend beschriebenen Ultrafiltration wird der in Fig. 1b gezeigte Zustand erreicht, d. h. aus der Milch (oder dem Milchprodukt) 12 im Behälter 10 ist eine radio­ aktives Cäsium enthaltende Flüssigkeit entfernt und in den Be­ hälter 22 überführt worden. Gemäß Fig. 1b (rechts) wird das radioaktiv kontaminierte Permeat 24 im Behälter 22 mittels eines Rührwerks 32 zur Beschleunigung des Verfahrens durchge­ rührt. Die Temperatur des Permeats 24 im Behälter 22 liegt zwi­ schen 20 und 60°C. Zur Absonderung des radioaktiven Cäsiums aus dem Permeat 24 im Behälter 22 wird eine die Cäsiumatome binden­ de und/oder ionenaustauschende Substanz in den Behälter 22 ein­ gegeben, was in Fig. 1b (rechts) durch die Pfeile 34 angedeutet ist.
Als absorbierendes bzw. ionenaustauschendes Material kommen folgende Stoffe in Betracht: Komplexverbindungen, wie Eisen­ cyanoverbindungen vom Typ Berliner Blau, oder Aluminiumsilika­ te, wie Bentonite und Zeolithe. Auch Kombinationen der vorste­ hend genannten Substanzen sind möglich. Die Dosierung liegt bei den Komplexsalzen im Promillebereich und bei den Aluminiumsili­ katen im Prozentbereich.
Statt durch Ultrafiltration kann die mit radioaktivem Cäsium kontaminierte Flüssigkeit auch durch eine Umkehrosmose als Permeat abgetrennt werden.
In der in Fig. 1b gezeigten Verfahrensstufe wird das Permeat 24 im Behälter 22 durch die radioaktives Cäsium absorbierende oder ionenaustauschende Substanz behandelt, wobei das Cäsium an die Substanz gebunden wird.
Gemäß Fig. 1c wird in der folgenden Verfahrensstufe das behan­ delte Permeat 24 in umgekehrter Richtung einer Ultrafiltration in der Ultrafiltrationsvorrichtung 18 unterzogen. Dabei durch­ dringt isotopenfreie Flüssigkeit die semipermeable Membran in der Ultrafiltrationsvorrichtung 18 und gelangt über die Leitung 36 zurück in den Behälter 10, so daß der Füllstand 10′ der Milch (oder des Milchproduktes) 12 fast den ursprünglichen Pegel gemäß Fig. 1a erreicht. Die bei der Ultrafiltration abge­ filterten Rückstände (das Retentat) werden über das Regelventil 38 und die Leitung 40 zurück in den Behälter 22 geführt, in dem der radioaktive Rest 24′, also die Isotope bindenden oder ionenaustauschenden Substanzen einschließlich der radioaktiven Isotope, verbleibt. Dieser radioaktive Rest 24′ ist hochkonzen­ triert und kann vorschriftsmäßig gelagert werden, ohne die Um­ welt zu belasten.
Fig. 2 illustriert ein kontinuierliches Verfahren zum Entsorgen von mit radioaktiven Isotopen, wie Cäsium, kontaminierter Milch oder Milchprodukten.
Die zu reinigende Milch (bzw. das Milchprodukt) gelangt über eine Leitung 50 und eine Pumpe 52 in eine Ultrafiltrationsvor­ richtung 54 (in den Figuren sind die Strömungsrichtungen der Stoffe oder Flüssigkeiten durch Pfeile angegeben). In der Ultrafiltrationsvorrichtung 54 wird Flüssigkeit einschließlich der radioaktiven Isotope als Permeat abgeschieden und gelangt über eine Leitung 56 in einen Behälter 58, dessen Füllstand mit 58′ bezeichnet ist. Ein Rührwerk 60 rührt die Flüssigkeit im Behälter 58.
Über eine Zuleitung 62 wird eine die radioaktive Isotope ab­ sorbierende und/oder ionenaustauschende Substanz in den Behälter 58 gegeben. Mittels einer Ableitung 64 kann diese Substanz einschließlich der an sie gebundenen radioaktiven Isotope in konzentrierter Form abgeführt und einer vorschrifts­ mäßigen Deponierung zugeführt werden.
Über eine Leitung 66 und ein Regelorgan 68 wird aus dem Behäl­ ter 58 Flüssigkeit (also das Permeat aus der Ultrafiltrations­ vorrichtung 54 sowie die Isotope bindende und/oder ionenaustau­ schende Substanz) zu einer zweiten Ultrafiltrationsvorrichtung 70 geführt. Das Permeat der Ultrafiltrationsvorrichtung 70 ge­ langt über eine Leitung 72 zur Leitung 82, wo es mit dem Reten­ tat aus der Ultrafiltrationsvorrichtung 54 (Leitung 78, Regel­ organ 80) zusammengeführt wird. Mittels der Leitung 82 wird die gereinigte Milch oder das Milchprodukt aus der Vorrichtung kon­ tinuierlich entnommen.
Das in der Ultrafiltrationsvorrichtung 70 gebildete Retentat gelangt über die Leitung 74 und das Regelventil 76 zurück in den Behälter 54. Dieses Retentat enthält die Isotope bindende und/oder ionenaustauschende Substanz.
Während des kontinuierlichen Prozesses bleibt der Füllstand 58′ im Behälter 58 konstant und die Regelorgane bzw. -ventile wer­ den derart eingestellt, daß der Durchsatz durch die Leitung 56 (also das Permeat aus der Ultrafiltrationsvorrichtung 54) gleich dem Durchsatz durch die Leitung 72 (also dem Permeat aus der Ultrafiltrationsvorrichtung 70) ist.
In der Regel, insbesondere bei der Dekontamination von eiweiß­ haltigen Produkten, ist der Ultrafiltrationswiderstand in der Ultrafiltrationsvorrichtung 54 erheblich größer als in der Ultrafiltrationsvorrichtung 70. Dementsprechend wird die Mem­ branfläche in der Ultrafiltrationsvorrichtung 54 wesentlich größer ausgelegt als in der Ultrafiltrationsvorrichtung 70.
Die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung und das beschriebene Verfah­ ren eignen sich nicht nur zur Dekontamination von Milch oder Milchprodukten sondern auch zur Dekontamination von anderen Flüssigkeiten, wie Getränken, Trinkwasser oder Abwasser.
Das anhand der Fig. 2 beschriebene kontinuierliche Verfahren kann wiederholt durchgeführt werden, entweder durch Rückführung des über die Leitung 82 entnommenen Produktes in die Leitung 50 oder durch Hintereinanderschaltung mehrerer Vorrichtungen gemäß Fig. 2, um den Wirkungsgrad der Dekontamination zu verbessern.
Werden durch den Ionenaustauscher, wie z. B. Bentonit, nicht nur radioaktive Cäsium-Isotope ausgetauscht, sondern auch andere Ionen, so muß gegebenenfalls dieser Verlust durch gezielte Mineralstoffzugabe in die Leitung 78 (Fig. 2) bzw. 36 (Fig. 1c) ausgeglichen werden.
Es ist auch möglich, das erfindungsgemäße Verfahren derart durchzuführen, daß die zu behandelnde Milch (oder das Milch­ produkt) durch dünne Röhren aus eine semipermeablen Membran strömt, wobei außerhalb der Röhren die Isotope absorbierende und/oder ionenaustauschende Substanz im Gegenstrom fließt. Auch bei einer solchen Vorrichtung wird ein direkter Kontakt zwi­ schen dem zu entsorgenden Gut und dem Dekontaminierungsmittel (also der Isotope bindenden und/oder ionenaustauschenden Sub­ stanz) vermieden.
Fig. 3 zeigt eine Patrone 100, in der das oben beschriebene Eisen(III)hexacyanoferrat(II) enthalten ist. Vor dem Einfüllen in den Mantel 102 der Patrone 100 wird das unlösliche Eisen(III)hexacyanoferrat(II) von Staubteilen befreit und durch Sieben sichergestellt, daß die Korngröße größer ist als 100 µm, vorzugsweise 300 µm.
Bevor das zu dekontaminierende Lebens- oder Futtermittel durch die Patrone 100 strömt, wird das in der Patrone 100 angeordnete Eisen(III)hexacyanoferrat(II) für ca. 10 Minuten mit Wasser vorgespült.
Das zu dekontaminierende Lebens- oder Futtermittel durchströmt die Patrone 100 und muß zuvor chemisch und/oder physikalisch vorbereitet werden. Der pH-Wert der die Patrone 100 durchströ­ menden Flüssigkeit muß kleiner als 8 sein. Bevorzugt wird ein pH-Wert im Bereich von 3,5 bis 7. Werden Milch oder Milchpro­ dukte dekontaminiert, so müssen dies vor Eintritt in die Patrone 100 sorgfältig entschlickt werden, d. h. koagulierte Eiweißstoffe etc. müssen entfernt werden, da sich ansonsten die Patrone nach kurzer Zeit zusetzen würde. Die Schlick- und Fest­ stoffe werden durch Vorfiltern (nicht gezeigt) entfernt.
Die in Fig. 3 gezeigte Patrone 100 weist neben einem Mantel 102, welcher einen Bleischutz aufweisen kann, zwei Flansche 104 auf, so daß mittels der Überwurfmutter 106 die Patrone beidsei­ tig an Schlauchleitungen angeschlossen werden kann, durch wel­ che das zu dekontaminierende Lebens- oder Futtermittel strömt. Am Eingang und am Ausgang der Patrone 100 sind jeweils (Sieb/Filter-Anordnungen 108 vorgesehen, durch welche das Eisen(III)hexacyanoferrat(II) im Mantel 102 der Patrone 100 fixiert wird.
Fig. 4 zeigt die Sieb/Filter-Anordnung 108 im Detail. Es sind drei Lagen Siebe 112 vorgesehen sowie eine Filter-Lage 114 und eine Lochscheibe 116.
Die Strömungsrichtung des zu entsorgenden Lebens- oder Futter­ mittels durch die Patrone 100 ist umkehrbar. Die Umkehrung der Strömungsrichtung hat den Vorteil, daß sowohl eine vorteilhafte Auflockerung des Eisen(III)hexacyanoferrats(II) 110 in der Patrone 100 als auch eine bessere Ausnutzung derselben erfolgt.
Um mikrobiologische Verunreinigungen zu vermeiden, kann nach vorgegebenen Zeitspannen ein pH-neutrales Desinfektionsmittel durch die Patrone 100 geschickt werden.
Sobald das in der Patrone 100 angeordnete Eisen(III)hexacyano­ ferrat(II) über ein vorgegebenes Maß mit radioaktivem Cäsium kontaminiert ist, wird die Patrone 100 insgesamt ausgetauscht und durch eine neue ersetzt. Da die Patrone 100 durch einen Schutzmantel gesichert werden kann, ist es möglich, das konta­ minerte Gut ohne jegliche Gefahr für das Bedienungspersonal abzutransportieren und zu deponieren.

Claims (11)

1. Verfahren zum Entfernen von radioaktiven Metallen, wie radioaktivem Cäsium, aus kontaminierten Flüssigkeiten, Lebens- und Futtermitteln unter Verwendung von die Metalle bindenden oder ionenaustauschenden Substanzen, dadurch gekennzeichnet, daß man
  • - die Flüssigkeit, das Lebens- oder Futtermittel, falls erfor­ derlich, in einen flüssigen Zustand mit einem pH-Wert kleiner als 8 bringt,
  • - gegebenenfalls Schlick- und Feststoffe durch insbesondere Vorfiltern oder Zentrifugieren aus der Flüssigkeit abtrennt, und
  • - die Flüssigkeit durch eine Austauschersäule fließen läßt, in der als Metalle bindende oder ionenaustauschende Substanz un­ lösliches Fe4(III)[Fe(II) (CN)6]3 (Berliner Blau) enthalten ist, welches von Staubanteilen befreit ist und eine Korngröße von mindestens 100 µm aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korngröße größer als 300 µm ist.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Durchflußrichtung der Flüssigkeit durch die Austau­ schersäule periodisch umkehrt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man periodisch nach vorgegebenen Durchfluß-Zeiten ein pH-neutrales Desinfektionsmittel durch die Austauschersäule strömen läßt.
5. Verfahren zum Entfernen von mit radioaktiven Metallen kontaminiertem Molkepulver gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man
  • - das Molkepulver in Wasser auflöst, vorzugsweise im Verhältnis 1 : 10,
  • - die Feststoffanteile, wie Käsestaub, durch Filtration oder Zentrifugation abtrennt und
  • - das Filtrat bzw. den Überstand durch eine Austauschsäule fließen läßt, in der als Metalle bindende oder ionenaustau­ schende Substanz unlösliche Fe4(III)[Fe(II) (CN)6]3 (Berliner Blau) enthalten ist, welches von Staubanteilen befreit ist und eine Korngröße von mindestens 100 µm aufweist.
6. Verfahren zum Entfernen von radioaktiven Metallen, ins­ besondere radioaktivem Cäsium, aus kontaminierter Milch oder flüssigen Milchprodukten unter Verwendung von die Isotope bindenden oder ionenaustauschenden Substanzen, dadurch gekennzeichnet, daß man
  • - aus der Milch bzw. dem Milchprodukt einen Teil der Elektrolyt enthaltenden Flüssigkeit mittels Zentrifugierung oder Ultra­ filtration abtrennt und mit der radioaktive Isotope absor­ bierenden und/oder ionenaustauschenden Substanz behandelt,
  • - die radioaktiv beladene Substanz abtrennt und
  • - gegebenenfalls die von den radioaktiven Isotopen befreite Flüssigkeit in die Milch bzw. das Milchprodukt zurückführt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als Isotope bindende oder ionenaustauschende Substanz Eisencyanoverbindungen, insbesondere Berliner Blau oder Alumi­ niumsilikate, insbesondere Bentonit und Zeolith, verwendet.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als Milchprodukt in Wasser aufgelöstes Molkepulver ver­ wendet und mittels Zentrifugierung die festen Stoffe von der radioaktive Isotope enthaltenden Flüssigkeit trennt.
9. Austauschersäule zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 in Form eines Einwegbehälters oder einer -patrone, gekennzeichnet durch eine zylindrische Hülse (102) aus Kunststoff, Glas oder der­ gleichen, die an beiden Enden mit Sieb/Filter-Anordnungen (108), mit Anschlüssen für eine Flüssigkeitszu- bzw. -abfüh­ rung, mit entfernbaren Verschleißmitteln und mit einer Füllung von feinteiligem, festem Eisen(III)hexayanoferrat(II) versehen ist.
10. Austauschersäule nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Hülse (102) und die Verschließmittel außen mit einer Bleifolie belegt sind.
11. Verwendung von in Wasser und verdünnten Säuren unlösli­ chem Eisen(III)hexacyanoferrat(II) mit einer Teilchengröße von 100 bis 1000 µm, vorzugsweise 100 bis 500 µm, einem Eisengehalt von etwa 28 bis 34%, vorzugsweise 31% (bezogen auf lufttroc­ kene Substanz), einer Extinktion im Wasser bei 686 nm von weni­ ger als 0,01 und weniger als 0,01% mit wassereluierbarem Eisen als aktive Füllung für eine Austauschersäule nach einem der An­ sprüche 9 oder 10.
DE19873704046 1987-02-10 1987-02-10 Verfahren zum entfernen von radioaktiven metallen aus fluessigkeiten, lebens- und futtermitteln Granted DE3704046A1 (de)

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