L'uranium est un radionucléide, plus susceptible de se trouver dans les eaux souterraines que dans les eaux de surface, et est souvent
trouvé avec le radium. L'atténuation des eaux problématiques peut nécessiter un traitement pour l'élimination à la fois de l'uranium et du radium.
L'uranium existe généralement dans l'eau sous forme d'ion uranyle, UO22+, formé en présence d'oxygène. À un pH supérieur à six, l'uranium existe dans l'eau potable principalement sous forme de complexe de carbonate d'uranyle. Cette forme d'uranium a une énorme affinité pour les résines anioniques fortement basiques.
L'ordre relatif d'affinité des résines anioniques fortement basiques pour certains ions courants dans l'eau potable montre l'uranium en tête de liste :
Caractéristiques physiques et chimiques typiques
Structure de matrice polymère | Styrène réticulé avec DVB |
Forme physique et apparence | Perles opaques |
Nombre de billes entières | 95% min. |
Groupes fonctionnels | CN2-N+=(CH3)3) |
Forme ionique, tel qu'expédié | SO4 |
Capacité d'échange totale, SO4- forme, humide, volumétrique | 1,10 éq/l min. |
Rétention d'humidité, CL- forme | 50-60% |
0,71-1,60 mm > 95 % | |
Gonflement CL-→ OH- | 10% maximum |
Force | Pas moins de 95% |
Afin de régénérer le carbonate d'uranyle, il est important que la concentration du régénérant au niveau du lit de résine soit suffisamment élevée pour inverser ou réduire les affinités relatives à des niveaux acceptables et pour utiliser suffisamment de régénérant et de temps de contact. Le chlorure de sodium est le régénérant le plus courant.
Concentration supérieure à 10 % de NaCl, à des niveaux de régénération de 14 à 15 lb. par cu. ft. est suffisant pour assurer une élimination de l'uranium supérieure à 90 % tout au long du cycle d'exploitation. Ce dosage éluera au moins 50 % de l'uranium collecté de la résine. Les fuites resteront faibles tout au long des cycles de service même sans régénération complète en raison de la sélectivité très élevée pendant le cycle de service. Les fuites sont pratiquement nulles pour des niveaux de régénération de 15 lb. de chlorure de sodium par cu. ft. à des concentrations de 10 % ou plus avec un temps de contact minimum d'au moins 10 minutes pendant la régénération.
Efficacité de différentes concentrations de sel :
Niveau de régénération – Environ 22 lb. par cu. pi de résine anionique gel de type 1.
4%
5,5%
11%
16%
20%
47%
54%
75%
86%
91%
Les déchets régénérants du système d'élimination de l'uranium sont une forme concentrée de l'uranium et doivent être éliminés correctement. Pour le propriétaire, la solution usée est généralement déchargée de la même manière que la saumure adoucissante est déchargée, la quantité nette d'uranium atteignant le point d'élimination est la même, qu'une unité d'élimination de l'uranium soit ou non en place. Encore faut-il vérifier la réglementation d'un lieu donné.
L'élimination de la résine chargée d'uranium doit tenir compte de la quantité de radioactivité présente dans le milieu.
Le département américain des Transports réglemente le transport et la manutention des déchets radioactifs de faible activité. L'uranium est moins toxique et a donc des niveaux admissibles plus élevés que le radium. Le niveau signalé pour l'uranium est de 2 000 picoCuries par gramme de média.
Les débits prévus peuvent être calculés par votre fournisseur de résine échangeuse d'ions. Les applications à passage unique peuvent atteindre des volumes de débit théoriques bien supérieurs à 100 000 volumes de lit (BV), tandis que les cycles de service sur service régénérable peuvent être d'environ 40 000 à 50 000 BV. Bien qu'il soit tentant d'utiliser la résine le plus longtemps possible sur les applications à passage unique, il faut tenir compte de la quantité totale d'uranium collectée et des problèmes d'élimination qui en découlent.