Установка для очистки воды от общей альфа-радиоактивности и радона

Изобретение может быть использовано в области водоочистки и водоподготовки. Установка очистки воды содержит дегазатор в виде колонны (1) с крышкой (2) и с патрубками для подачи очищаемой воды (3) и отвода газов (4) в верхней части колонны и патрубками для подачи воздуха (5) и отвода очищенной воды (6) в нижней части колонны, заполненной насадкой (7), бак-сборник (8), аппарат для подачи воздуха (9). Установка снабжена дополнительным патрубком (10) в нижней части колонны (1) ниже слоя насадки и вторым патрубком (11) в средней части колонны (1) выше слоя насадки (7), причем один из патрубков присоединен к подаче промывной воды (12), а второй патрубок присоединен к отводу промывных вод или баку-накопителю. На патрубке отвода очищенной воды установлена запорная арматура (13). Насадка размещена между двумя перфорированными диафрагмами (14) и (15). Колонна снабжена ультразвуковыми излучателями (16), размещенными по периметру объема, заполненного насадкой. Установка обеспечивает повышенную радиационную безопасность при эксплуатации, повышенную эффективность очистки воды и отмывки материала насадки с последующим отведением радиоактивных осадков на утилизацию. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Настоящее изобретение относится к области водоочистки и водоподготовки, предпочтительно очистке воды от общей альфа-радиоактивности и радона, в том числе для питьевых целей.

Известен аппарат для удаления из исходной воды газов, в частности сероводорода (см. патент SU 17244311 А1 «Аппарат для дегазации жидкости», МПК B01D 19/00, 07.04.1992 г.), состоящий из вертикального цилиндрического корпуса с конической верхней частью, в котором коаксиально установлена внутренняя камера соответствующей формы с дырчатыми плитами, образующая кольцевую полость, сообщенную с патрубком для подачи под давлением горячего воздуха. Недостатком данного аппарата является низкая интенсивность процесса дегазации, необходимость дополнительного подогрева воздуха, поступающего в аппарат, необходимость дополнительного подогрева жидкости и окончательная дегазация при глубоком вакуумировании, что приводит к дополнительным энергозатратам.

Известна установка для дегазации воды, включающая дегазатор, выполненный в виде колонны с размещенной в ней насадкой и сборником воды, и побудитель расхода атмосферного воздуха (см. патент РФ №2160712 "Способ дегазации воды", МПК C02F 1/20, 20.12.2000). Установка работает при пониженном против атмосферного давлении. Основной недостаток данной установки состоит в недостаточной степени удаления газов из дегазируемой воды и неэффективной работе системы подачи воздуха.

Наиболее близким аналогом к заявленному техническому решению является установка для удаления радона из природных вод (см. патент РФ №2230706 «Установка для удаления радона из природных вод», МПК C02F, 2004.06.20), включающая дегазатор, бак-сборник, насос для подачи природных вод в дегазатор и побудитель расхода атмосферного воздуха с дополнительным десорбером, бак-сборник снабжен циркуляционным насосом, десорбер установлен по воздуху и циркулирующей воде в параллель с дегазатором, а на линии подачи циркулирующей воды в дегазатор размещен запорный орган. Недостатком этой установки, так же как и других, описанных выше, является загрязнение материалов насадки, например, колец Рашига, радиоактивными продуктами распада радона, изотопами свинца, висмута, полония в процессе дегазации радона на насадке аэрационной колонны (С.Ю. Ларионов, А.А. Пантелеев, Б.Е. Рябчиков, М.М. Шилов, А.С. Касаточкин «Очистка воды подземных источников от природных радионуклидов» Ж. «ВСТ» № 2, 2015 г.). В результате накопления радиоактивных изотопов на материале насадки возникает повышенный фон радиационного альфа-, бета- и гамма-излучения, что крайне опасно для обслуживающего персонала. Кроме того, в процессе работы установки возможен залповый выброс радиоактивных продуктов распада с материала насадки в выходной патрубок установки и далее в сеть потребления воды.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание простой по конструкции, эффективной, надежной и безопасной при эксплуатации установки очистки воды от общей альфа-радиоактивности и газообразного радона, в том числе для питьевых целей, удаления радиоактивных осадков с материалов насадок с последующей утилизацией отходов.

Данная задача решается за счет того, что заявленная установка очистки воды от общей альфа-радиоактивности и от газообразного радона, содержащая дегазатор в виде колонны с крышкой и с патрубками для подачи очищаемой воды и отвода газов в верхней части колонны и патрубками для подачи воздуха и отвода очищенной воды в нижней части колонны, заполненной насадкой, бак-сборник, аппарат для подачи воздуха, снабжена дополнительным патрубком в нижней части колонны ниже слоя насадки и вторым дополнительным патрубком в средней части колонны, выше слоя насадки, причем один из дополнительных патрубков присоединен к установке подачи промывной воды, второй дополнительный патрубок присоединен к отводу промывной воды или баку-накопителю, а на патрубке отвода очищенной воды установлена запорная арматура.

Колонна снабжена двумя перфорированными диафрагмами, между которыми размещена насадка. Колонна заполнена насадкой на 0,5-0,9 своей высоты.

Колонна снабжена ультразвуковыми излучателями, размещенными по периметру объема, заполненного насадкой.

Патрубок подачи очищаемой воды может быть введен во внутренний объем колонны и снабжен распылительными форсунками, а форсунки дополнительно снабжены ультразвуковыми излучателями, расположенными на поверхности форсунок.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является повышение безопасности, в том числе радиационной, при эксплуатации установки исключается ненормированное накопление радиоактивных изотопов на насадке, уменьшение риска попадания радиоактивных элементов в питьевую воду, например, при залповом выбросе с поверхности насадки при работе установки, повышение эффективности очистки воды от альфа-радиоактивности, радона и других газов. Технический результат достигают за счет того, что колонна установки снабжена двумя дополнительными патрубками: один выше слоя насадки, другой - ниже, подача промывной воды в один из патрубков через слой насадки позволяет удалить радиоактивные осадки с материалов насадок с последующим отведением радиоактивных осадков на утилизацию. Размещение насадки между двумя перфорированными диафрагмами и снабжение колонны в месте расположения насадки ультразвуковыми излучателями позволяет интенсифицировать промывку и повысить эффективность отмывки материала насадки, в том числе от радиоактивных элементов. Снабжение патрубка подачи очищаемой воды распылительными форсунками, например, вихревого типа, а форсунок дополнительно ультразвуковыми излучателями, расположенными на поверхности форсунок, улучшает распыление исходной воды и эффективность удаления радона.

Изобретение поясняется чертежами, которые не охватывают и, тем более, не ограничивают весь объем притязаний данного технического решения, а являются лишь иллюстрирующими материалами частного случая выполнения.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен общий вид установки очистки воды от общей альфа-радиоактивности и от газообразного радона.

Установка очистки воды от общей альфа-радиоактивности и от газообразного радона содержит дегазатор в виде колонны 1 с крышкой 2 и с патрубками для подачи очищаемой воды 3 и отвода газов 4 в верхней части колонны и патрубками для подачи воздуха 5 и отвода очищенной воды 6 в нижней части колонны, заполненной насадкой 7, бак-сборник 8, аппарат для подачи воздуха 9, например, воздуходувку, установка снабжена дополнительным патрубком в нижней части колонны 10 ниже слоя насадки и вторым дополнительным патрубком в средней части колонны 11, выше слоя насадки, причем один из дополнительных патрубков присоединен к установке подачи промывной воды 12, второй дополнительный патрубок присоединен к отводу промывных вод или баку-накопителю, а на патрубке отвода очищенной воды установлена запорная арматура 13. Насадка размещена между двумя перфорированными диафрагмами 14 и 15. В объеме, где размещена насадка, например, по периметру корпуса колонны, установлены ультразвуковые излучатели 16, на трубе подачи очищаемой воды установлены распылители типа форсунок 17, например, центробежные, вихревые или сетчатые, предпочтительно с ультразвуковыми излучателями, расположенными на поверхности распылителей. При работе установки очищаемая вода распыляется форсунками, попадает на насадку, снизу подается поток воздуха, на развитой поверхности насадки происходит дегазация, удаление радона из воды и оттдувка газов через верхний патрубок. На насадке накапливаются продукты распада радона и сопутствующие осадки, содержащиеся в исходной воде, в том числе радиоактивные изотопы свинца, висмута и т.д. Для удаления этих продуктов с материала насадки периодически производят отмывку насадки, пропуская поток воды через насадку путем подачи воды через патрубок 10 и отвода промывной загрязненной воды через патрубок 12 в отвод на канализацию или в накопитель с последующей утилизацией, при этом запорная арматура 13 должна быть закрыта. Возможно производить отмывку и сверху-вниз, подавая промывную воду через патрубок 11 и отводя через патрубок 10, а также последовательно снизу-вверх, а затем - сверху-вниз. Перфорированные диафрагмы исключают перемещение насадки и позволяют улучшить промывку за счет большей подачи промывной воды и большей скорости потока и, следовательно, увеличивают эффективность и безопасность работы за счет лучшей отмывки насадки от радиоактивных осаждений из воды. Для исключения выброса воды при промывке патрубки 3 и 4 могут быть снабжены запорной арматурой 18 и 19, которая закрывается при режиме промывки. Ультразвуковые излучатели 16, размещенные на колонне, например по периметру объема насадки, улучшают отмывку насадки. Ультразвуковые излучатели на форсунках улучшают процесс распыления воды и дегазации. Наполнение колонны насадкой на 0,5-0,9 ее высоты обеспечивает наилучшие условия для дегазации воды и отдувки газов, в том числе радона, а также для отмывки насадки. Например, в опытной установке, при наполнении колонны насадкой менее 0.5 высоты вероятность проскока радона и радиоактивных составляющих увеличивалась в 1.5-3 раза, а при наполнении колонны насадкой более 0.9 высоты в 1.4-2 раза ухудшалась отмывка насадки, что приводило к накоплению радиоактивного осадка, ухудшало условия безопасной работы установки. При наполнении колонны насадкой в пределах 0,5-0,9 ее высоты проскока радона и радиоактивных составляющих не отмечалось и обеспечивалась эффективная отмывка насадки в режиме промывки. Применение ультразвуковых излучателей по периметру объема насадки в 1,5-1,9 раза улучшало отмывку насадки от накопившихся осадков, повышало эффективность и безопасность работы установки.

Предложенная конструкция установки для очистки воды от общей альфа-радиоактивности и радона реализована АО «Конверсия», образцы которой применены на объектах систем водоподготовки.

1. Установка очистки воды от общей альфа-радиоактивности и от газообразного радона, содержащая дегазатор в виде колонны с крышкой и с патрубками для подачи очищаемой воды и отвода газов в верхней части колонны и патрубками для подачи воздуха и отвода очищенной воды в нижней части колонны, заполненной насадкой, бак-сборник, аппарат для подачи воздуха, отличающаяся тем, что колонна установки снабжена двумя перфорированными диафрагмами, между которыми размещена насадка, колонна заполнена насадкой на 0,5-0,9 своей высоты и снабжена ультразвуковыми излучателями, размещенными по периметру объема, заполненного насадкой, установка снабжена дополнительным патрубком в нижней части колонны ниже слоя насадки и вторым дополнительным патрубком в средней части колонны выше слоя насадки, причем один из дополнительных патрубков присоединен к установке подачи промывной воды, второй дополнительный патрубок присоединен к отводу промывных вод или баку-накопителю, а на патрубке отвода очищенной воды установлена запорная арматура.

2. Установка очистки воды от общей альфа-радиоактивности и от газообразного радона по п. 1, отличающаяся тем, что патрубок подачи очищаемой воды введен во внутренний объем колонны и снабжен распылительными форсунками, а форсунки дополнительно снабжены ультразвуковыми излучателями, расположенными на поверхности форсунок.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к области прикладной радиохимии в части обращения с образующимися при переработке отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) жидкими радиоактивными отходами (ЖРО).

Изобретение относится к ядерной физике, а именно к технологии переработки жидких радиоактивных отходов. Способ переработки жидких радиоактивных отходов включает подачу смеси жидких радиоактивных отходов и хлорида натрия в зону смешения плазмохимического реактора.

Изобретение относится к атомной экологии. Установка для комплексной переработки жидких радиоактивных отходов (ЖРО) содержит узлы предочистки ЖРО и сорбционной доочистки фильтрата.
Изобретение представляет собой способ переработки жидких радиоактивных отходов и относится к области охраны окружающей среды. Cпособ переработки жидких радиоактивных отходов, содержащих дисперсную фазу, заключается в выделении дисперсной фазы.
Изобретение относится к радиохимической технологии. Способ экстракционного выделения молибдена из радиоактивных растворов включает экстракцию молибдена растворами гидроксамовых кислот, растворенных в смеси не более 30% спирта с парафиновыми углеводородами при соотношении объемов органической и водной фаз менее 0,1.

Изобретение относится к области переработки ионообменных смол, отработавших свой ресурс в процессах ионообменного извлечения из воды катионов и анионов. Способ переработки отработавших ионообменных смол включает измельчение зерен смолы до размера частиц не более 500 мкм, приготовление 18-22% суспензии измельченной смолы в растворе щелочи в концентрации 5-50 г/л, окисление суспензии в реакторе при подаче воздуха в зону окисления в условиях сверхкритического состояния воды при температуре 480-580°С и давлении 235-245 атм, отвод газообразных продуктов окисления в виде паров воды, СО2 и N2, вывод твердых продуктов реакции в виде водной суспензии, доокисление твердых продуктов реакции в дополнительном реакторе при подаче воздуха в зону окисления в условиях сверхкритического состояния воды при температуре 480-580°С и давлении 235-245 атм, конденсацией паров воды, разделение газообразной, твердой и жидкой фаз.

Изобретения могут быть использованы в технологии цветных металлов, при переработке промышленных растворов шлихообогатительных фабрик и аффинажных производств, в технологии производства и переработки отработавшего ядерного топлива.
Изобретение относится к технологиям цементирования материалов с радиоактивными компонентами и может быть использовано при переработке жидких радиоактивных отходов (ЖРО).

Группа изобретений относится к атомной и радиохимической промышленности. Способ очистки жидкости, загрязненной радионуклидами, включает размещение в загрязненной жидкости как минимум по одному элементу из разных пористых материалов - гидрофильному и гидрофобному, один конец которых частично погружают в загрязненную жидкость, а на других путем пропускания электрического тока создают зону выпаривания, в которую транспортируют загрязненную жидкость за счет капиллярных свойств пористого материала, и где путем нагрева жидкости до кипения осуществляют компактирование загрязнений.

Изобретение относится к радиохимической технологии и может быть использовано для денитрации средне- и низкоактивных жидких радиоактивных отходов, подлежащих дальнейшему отверждению (цементации).

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности и может быть использовано для очистки технологических сточных вод с получением сероводорода (H2S) и аммиака (NH3) высокой чистоты.

Устройство для фильтрования жидкостей относится к фильтрам с вращающимися фильтрующими элементами и предназначено для фильтрации воды от примесей, а также для получения питьевой воды из морской воды.

Изобретение относится к технологии электроактивации воды. Устройство для получения электроактивируемой воды выполнено в виде конденсатора, образованного коаксиально расположенными электродами, изолированными диэлектриком, образующим обкладки конденсатора, имеющего полость с входным отверстием для подачи воды и межэлектродную полость, разделенную изоляционной коаксиально расположенной перегородкой на полости, служащие для отвода католита и анолита, каждая из которых имеет собственное отверстие для выхода католита и анолита.

Изобретение относится к ингибиторам солеотложений, содержащим флуоресцентный маркер, и может быть использовано для предотвращения отложений солей в водооборотных системах.

Изобретение относится к промышленной и экологической микробиологии. Предложен способ очистки содержащих толуол сточных вод нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий.

Изобретение может быть использовано в гидрометаллургии для очистки водных растворов от тяжелых металлов и радионуклидов, а также для очистки сточных и грунтовых вод.

Изобретение относится к получению пузырьков и пен, содержащих пузырьки. Устройство содержит: первый блок, выполненный с возможностью определять по меньшей мере одну характеристику газа в пузырьках; второй блок, выполненный с возможностью вырабатывать пузырьки, содержащий: электролизер, выполненный с возможностью проводить электролиз электролита, чтобы вырабатывать газ в электролите, тем самым вырабатывая пузырьки; контроллер выполнен с возможностью регулировать второй блок, чтобы вырабатывать пузырьки согласно по меньшей мере одной характеристике газа.

Изобретение относится к ротационно-ударному испарителю (РУИ), который предназначен для испарения жидкостей, например нефти и нефтепродуктов, и может быть применен в установках для вакуумной перегонки, очистки, опреснения, получения элитных эфирных масел и спиртных напитков, а также в ряде других областей.

Изобретение относится к биотехнологии. Предложен способ очистки нефтесодержащих сточных вод.

Описаны способ магнитной активации жидких высокомолекулярных углеводородов, в котором для создания магнитного поля в жидкости, протекающей по диамагнитной трубе, пропускают импульсы тока по проводникам, расположенным в потоке жидкости, и устройство для реализации данного способа, в котором формирователи магнитного поля находятся вне трубы, а внутри трубы установлены металлические проводники, изолированные концы которых выведены наружу трубы и через управляемые коммутаторы подключены к импульсным источникам электроэнергии.

Изобретение относится к области энергетики, а точнее к способам подготовки воды для энергетических установок. Каталитический способ удаления кислорода из воды, согласно которому исходную воду очищают от механических примесей и подают в инжектор, где ее смешивают с газообразным водородом, получают водо-водородную смесь и производят ее обескислороживание путем взаимодействия с ионообменным материалом, содержащим палладиевый катализатор, отличающийся тем, что пузырьки газообразного водорода в водо-водородной смеси дробят и полностью растворяют в воде с помощью аппарата вихревого слоя с ферромагнитными иголками, установленными с возможностью вращения под воздействием переменного электромагнитного поля.

Изобретение может быть использовано в области водоочистки и водоподготовки. Установка очистки воды содержит дегазатор в виде колонны с крышкой и с патрубками для подачи очищаемой воды и отвода газов в верхней части колонны и патрубками для подачи воздуха и отвода очищенной воды в нижней части колонны, заполненной насадкой, бак-сборник, аппарат для подачи воздуха. Установка снабжена дополнительным патрубком в нижней части колонны ниже слоя насадки и вторым патрубком в средней части колонны выше слоя насадки, причем один из патрубков присоединен к подаче промывной воды, а второй патрубок присоединен к отводу промывных вод или баку-накопителю. На патрубке отвода очищенной воды установлена запорная арматура. Насадка размещена между двумя перфорированными диафрагмами и. Колонна снабжена ультразвуковыми излучателями, размещенными по периметру объема, заполненного насадкой. Установка обеспечивает повышенную радиационную безопасность при эксплуатации, повышенную эффективность очистки воды и отмывки материала насадки с последующим отведением радиоактивных осадков на утилизацию. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх