Автоматизированное устройство для очистки природных и сточных вод, содержащих радиоактивные загрязнения

Изобретение относится к области разработки методов и устройств очистки низкоактивных поверхностных и сточных вод (ПВ и СВ). Автоматизированное устройство для очистки ПВ и СВ, содержащих радиоактивные микрозагрязнения, содержит емкость для сбора очищенной воды, фильтр для очистки ПВ и СВ от радиоактивных микрозагрязнений, систему трубопроводов с насосами, воздухопровод для подачи сжатого воздуха на стадии регенерации фильтрующих материалов, отличающееся тем, что в состав устройства дополнительно входят фильтрующие элементы на основе нанокомпозиционного материала, изготовленного методом спекания из порошкообразного СВМ ПЭ с добавкой наполнителя - галлуазита в концентрации не более 3% (мас.), автоматическая система управления технологическим процессом. Изобретение позволяет повысить эффективность очистки ПВ и СВ от радиоактивных микрозагрязнений, повысить уровень радиационной безопасности персонала. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 табл.

 

Изобретение относится к области разработки методов и устройств очистки низкоактивных поверхностных и сточных вод, содержащих радиоактивные загрязнения, в условиях техногенных катастроф и чрезвычайных ситуаций, а также систем контроля и управления, обеспечивающих процесс эксплуатации указанных устройств, и может быть использовано в атомной науке и технике, коммунальном хозяйстве, на транспорте.

Поверхностные и сточные воды (ПВ и СВ, соответственно) могут содержать радиоактивные примеси естественного и искусственного происхождения. Естественной радиоактивностью воды обогащаются, проходя через породы, содержащие радиоактивные элементы (изотопы урана, радия, тория, калия и проч.). Радиоактивные загрязнения искусственного происхождения попадают в ПВ и СВ в результате деятельности промышленных предприятий, исследовательских и медицинских учреждений. ПВ также загрязняется солями радиоактивных элементов в результате техногенных катастроф на АЭС и чрезвычайных ситуаций.

Известен способ обезвреживания маломинерализованных жидких радиоактивных отходов (ЖРО) мембранно-сорбционным методом в полевых условиях [Патент РФ №2391727 МПК G21F 9/04 Дата приоритета 08.12.2008; Патент РФ №2412494. МПК G21F 9/04 Дата приоритета 01.12.2009], включающий технологические стадии очистки на механических и ультрафильтрах, обессоливание на обратноосмотических фильтрах и доочистку на ионитовых фильтрах с доупариванием образующихся радиоактивных концентратов до насыщения по солям при температуре менее 100°C в емкости и последующим включением насыщенных солевых концентратов в портландцементы. Дополнительно производят очистку отходов от радионуклидов на фильтрах селективными сорбентами с защитой от ионизирующего излучения.

Недостатками известного способа являются многостадийность, низкая производительность, высокие затраты энергии, сложность в эксплуатации, низкая продолжительность фильтроцикла, отсутствие автоматизированной системы управления (АСУ) и возможности эксплуатации устройства в дистанционном режиме.

Указанные недостатки обусловлены наличием стадии доупаривания, низкой сорбционной емкостью ионитовых и обратноосмотических фильтров, и селективных сорбентов.

Известен способ и устройство для удаления ионов стронция из водных растворов [Европейская патентная заявка №0244922 (А1) (ЕРА). МПК4 G21F 9/12. Дата приоритета - 06.01.1987], включающий контейнер, твердые частицы цеолита, по крайней мере, частично заполняющие контейнер, средство для постоянного впуска водного раствора в контейнер к верхней части цеолита, микропористый фильтр внутри цеолита, расположенный под водным раствором в контейнере, и средство для прохождения водного раствора через микропористый фильтр и из контейнера. Предложен метод удаления ионов стронция из водного раствора, содержащего твердые частицы загрязнений, путем корректировки рН водного раствора от 6,5 до 7,5, предварительной промывки цеолита раствором соли натрия, и пропусканием водного раствора сквозь предварительно смоченный цеолит, а затем через пористый фильтр. Показано, что максимальной сорбционной емкостью по ионам стронция и цезия обладает клиноптилолит производства компании Tenneco Minerals (ранее - Phelps Dodge Zeolites).

Недостатками известного способа является отсутствие в составе устройства АСУ технологическими процессами (ТП), протекающими при очистке ПВ и СВ от ионов стронция и цезия, неконтролируемым распределением в объеме устройства частиц цеолита, низкой продолжительностью фильтроцикла.

Указанные недостатки обусловлены тем что, известное устройство представляет собой нутч-фильтр, особенностью фильтроцикла в котором является создание намывного фильтрующего слоя из нано-/микрочастиц цеолита на поверхности пористого фильтра, отсутствием рассмотрения возможности применения высокоэффективных силикатных добавок нового поколения на основе природных минералов (галлуазит) для поглощения ионов стронция и цезия.

Известен способ очистки воды водоема, загрязненного радиоактивными и вредными химическими веществами [Патент РФ №2455716 МПК G21F 9/04 Дата приоритета - 09.02.2011]. Известный способ состоит из следующих технологических операций: забор исходной воды, ее предварительная очистка и основная очистка методом двухступенчатого обратного осмоса с получением фильтрата, направляемого потребителю в качестве очищенной воды, и концентрата, возвращаемого в водоем.

Недостатками известного технического решения являются низкий уровень радиационной безопасности обслуживающего персонала, обусловленный необходимостью управления ТП в «ручном» режиме, отсутствие автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУ ТП), низкая продолжительность фильтроцикла, экологическая опасность при эксплуатации ТП, обусловленная сливом радиоактивного рассола в окружающую среду.

Указанные недостатки обусловлены принципом действия и низкой сорбционной емкостью обратноосмотических мембран, примененных в устройстве для очистки ПВ и СВ, содержащих радиоактивные микрозагрязнения, недостаточным уровнем автоматизации ТП в целом.

Известен способ и устройство для удаления железа из водных сред [Международная заявка WO 9710047 (А1). МПК B01D 39/06; B01D 39/16; B01D 61/14; B01D 63/06; B01D 71/26; C02F 1/44; G21C 19/307; (IPC1-7): B01D 71/26; C02F 1/44. Дата приоритета - от 13.09.1996], который включает фильтр на основе пористого сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМ ПЭ). Фильтр состоит из корпуса, в которой может быть установлен, по крайней мере, один фильтрующий элемент из СВМ ПЭ и устройство для деминерализации воды (ионно-обменная смола). Структура фильтра на основе пористого СВМ ПЭ должна представлять собой систему взаимосвязанных пор и каналов размерами от 0,001 до 10 мкм. Фильтр применяется для очистки воды от примесей железа в первом контуре водо-водяного реактора.

Недостатками известного способа и устройства являются: отсутствие АСУ ТП, сложная конструкция устройства, включающего полимерный фильтр и ионно-обменную смолу.

Указанные недостатки обусловлены тем, что известное устройство является частью системы водоочистки и водоподготовки для первого контура водо-водяного реактора.

Наиболее близким, по технической сути, к заявляемому устройству, является аппарат для фильтрации воды на атомных электростанциях (АЭС), содержащей радиоактивные загрязнения [Патент США 4,756,875. МПК4 G21C 19/30; B01D 39/02. НПК 376/313; 376/310; 210/500.23. Дата приоритета - 07.08.1986], в котором известное устройство состоит из цилиндрического корпуса, крышки с выходным фланцем для трубопровода очищенной воды, трубопровода для ввода ПВ и СВ, содержащих радиоактивные загрязнения, и воздухопровода для подачи сжатого воздуха. Крышка эллиптической формы отделена от корпуса фильтра плитой, к которой прикреплены многочисленные цилиндрические трубки. Внутри каждой цилиндрической трубки подвешены пучки полых ПЭ перфорированных волокон U-образной формы, содержащих поры с диаметром 0,1 мкм, причем оба конца ПЭ-волокна прикреплены изнутри объема цилиндрической трубки к плите. Пространство между крышкой и плитой представляет собой сборник очищенной воды, куда она поступает, пройдя сквозь микропоры и полую часть волокна, откуда затем выводится наружу через трубопровод, прикрепляемый к выходному фланцу.

Недостатками известного устройства являются стационарное исполнение, отсутствие АСУ ТП, сложность в эксплуатации, низкая продолжительность фильтроцикла, невозможность извлечения катионов радиоактивных элементов, растворенных в СВ.

Указанные недостатки обусловлены тем, что известное устройство предназначено для очистки воды на АЭС методом фильтрации, и раскрытая конструкция фильтра, возможно, является частью системы водоочистки и водоподготовки ядерной энергетической установки (ЯЭУ). Низкая продолжительность фильтроцикла обусловлена возможностью забивки микропор фильтрующего материала частицами загрязнений. Отсутствие сорбентов в конструкции известного устройства не позволяет осуществлять удаление катионов радиоактивных элементов, растворенных в очищаемых ПВ и СВ.

Технической задачей заявленного устройства является повышение эффективности очистки ПВ и СВ от радиоактивных микрозагрязнений, повышение уровня радиационной безопасности персонала при эксплуатации аппаратного комплекса, упрощение технологического процесса очистки, устранение недостатков, присущих устройствам по прототипу, а именно: применение только метода фильтрации для очистки ПВ и СВ от радиоактивных микрозагрязнений, и «ручной» режим управления устройством во время проведения ТП;

Для решения указанной технической задачи в устройстве, содержащем емкость для сбора очищенной воды, фильтр для очистки ПВ и СВ от радиоактивных микрозагрязнений, систему трубопроводов для подачи загрязненной и отвода очищенной воды, воздухопровод для подачи сжатого воздуха на стадии регенерации фильтрующих материалов, введены новые элементы:

- на стадии очистки применяются фильтрующие элементы на основе наноком позиционного материала, изготовленного методом спекания из порошкообразного СВМ ПЭ с добавкой наполнителя - галлуазита в концентрации в пределах не более 3% (масс), пористая структура которого представляет собой систему взаимосвязанных щелевидных микропор размером от 1 до 10 мкм, а сама очистка ПВ и СВ осуществляется методом сорбционной микрофильтрации;

- для управления устройством в дистанционном режиме и повышения уровня радиационной безопасности обслуживающего персонала в состав устройства - аппаратно-технического комплекса введена АСУ ТП,

- для обеспечения мобильности устройство смонтировано на передвижной платформе.

В заявляемом устройстве на стадии очистки используют фильтр на основе композиционного пористого материала, полученного путем спекания смеси из порошкообразного СВМ ПЭ/галлуазит (3% (масс.)), который предназначен для очистки ПВ и СВ от наиболее часто встречаемых и самых опасных для человека видов радиоактивных микрозагрязнений: изотопов стронция и цезия, - как посредством захвата частиц загрязнений в микропоры, так и путем замещения катионов кальция в кристаллической решетке галлуазита катионами стронция и цезия, содержащихся в составе ПВ и СВ, поступающих на очистку. Следовательно, применяемый в устройстве фильтрующий материал на основе пористого СВМ ПЭ является многофункциональным и позволяет одновременно реализовывать два механизма очистки ПВ и СВ от радиоактивных микрозагрязнений: фильтрационный и сорбционный, что позволяет достичь технического результата в виде создания эффективного устройства очистки воды.

Таким образом, введение в конструкцию устройства следующих новых элементов:

- фильтрующих элементов на основе композиционного пористого материала, изготовленного методом спекания из порошкообразного СВМ ПЭ с добавкой наполнителя - галлуазита в концентрации не более 3% (масс), пористая структура которого представляет собой систему взаимосвязанных щелевидных микропор размером от 1 до 10 мкм;

- применения метода сорбционной микрофильтрации;

- применения АСУ ТП,

- размещения устройства на передвижной платформе для обеспечения его мобильности,

- позволяет достичь заявляемого технического результата: повышения эффективности очистки ПВ и СВ от радиоактивных микрозагрязнений и повышения уровня радиационной безопасности персонала при эксплуатации устройства, а также упрощения ТП.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

Фиг. 1 Чертеж общего вида устройства для очистки природных и сточных вод от радиоактивных загрязнений: 1 - блок управления, 2-5 - емкости C1-С4, 6-9 - насосы H1-Н4

Фиг. 2 Схема принципиальная комбинированная автоматизированного устройства для очистки природных и сточных вод, содержащих радиоактивные микрозагрязнения: 1 - блок управления; 2-5 - емкости C1-С4; 6-9 - насосы H1-Н4, 10-19 - клапаны электромагнитные К1-К10, 20 - клапан регулирующий К11, 21-25 - клапаны обратные К01-К05, 26-30 - вентили ручные B1-В5, 31 - расходомер РР, 32-36 - манометр ДД1-ДД5, 37-40 - уровнемеры ДУ1-ДУ4, 41, 42 - фильтры Ф1, Ф2

Фиг. 3 Электронное изображение пористой микроструктуры фильтрующего материала на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена с добавкой 3% галлуазита, полученное методами растровой электронной микроскопии (а) и рентгеновской компьютерной микротомографии (б). Белые точки на рисунке (б) обозначают частицы наполнителя. Реконструкция распределения частиц галлуазита в объеме спеченного пористого сверхвысокомолекулярного полиэтилена (в) и функция распределения частиц галлуазита по размерам в исследованном образце фильтрующего материала (г)

Как следует из Фиг. 1, 2, устройство предназначено для очистки ПВ и СВ от содержащихся в них радиоактивных микрозагрязнений, присутствующих как в виде механических примесей, так и растворенных в ней солей радиоактивных элементов.

Устройство представляет собой мобильную систему из модульных конструкций, в состав которой входят непосредственно сам модуль очистки, технологические емкости, защитный металлический контейнер, модуль управления.

Модуль очистки представляет собой комплекс оборудования, а именно насосы, фильтры, соединенные между собой посредством трубопроводов. Все оборудование установлено на платформе, перемещение которой возможно с помощью вилочного погрузчика.

Технологические емкости C1, С4 (Фиг. 1, Фиг. 2) предназначены для промежуточного аккумулирования неочищенной и очищенной воды. Технологические емкости соединены с модулем очистки посредством трубопроводов. Промежуточные емкости (С2 и С3) установлены на платформе, перемещение которой возможно с помощью вилочного погрузчика. Емкости С1 и С4 установлены в защитном контейнере.

Защитный контейнер представляет собой модернизацию стандартного контейнера УК-3 и предназначен для радиационной защиты обслуживающего персонала от воздействия ионизирующих излучений (ИИ).

Модуль управления предназначен для контроля и управления технологическим процессом очистки воды.

Схема комбинированная принципиальная устройства представлена на Фиг. 2.

В таблице 2 приведены сведения о применяемом в составе устройства оборудовании.

Электропитание устройства должно осуществляться от источника переменного тока с напряжением 230 В и частотой (50±1) Гц.

Устройство должно устанавливаться на заранее подготовленной горизонтальной площадке. Решение о возможности установки на грунт принимается на основе данных о технических характеристиках грунта.

Функциональная структура АСУ ТП включает в себя следующие функциональные подсистемы:.

а) информационные, в том числе:

- подсистему автоматического централизованного контроля;

- подсистему ситуационного анализа;

- подсистему оперативного отображения и регистрации хода технологического процесса;

б) управляющие, в том числе:

- подсистему автоматического регулирования;

- подсистему дискретного логического управления, включая автоматическую реализацию задаваемой циклограммы работы установки;

- подсистему дистанционного управления;

в) вспомогательные, в том числе:

- подсистему диагностики.

Подсистема автоматического централизованного контроля предназначена для приема аналоговых и дискретных сигналов от датчиков, установленных на технологическом оборудовании. Первичная обработка информации, поступающей от датчиков, производится программируемым логическим контроллером (ПЛК) и включает в себя нормализацию, усреднение и анализ достоверности измеренных значений параметров. Цикл опроса параметров должен быть не более 0,5 сек.

Подсистема оперативного отображения и регистрации хода ТП предназначена для отображения информации о ходе ТП на экране видеотерминала в виде:

- фрагментов мнемосхем с цифровыми индикаторами для представления численных значений технологических параметров, индикаторами нарушения норм технологического режима (НТР) и индикаторами состояния технологического оборудования;

- таблиц текущих значений технологических параметров;

- графиков изменения технологических параметров в режиме «реального времени»;

- панелей управления регуляторами и оборудованием.

Время реакции системы на изменение состояния ТП - не более 1 сек.

Подсистема оперативного учета работы устройства обеспечивает реализацию следующих функциональных задач:

- архивирование информации (хранение не менее 30 суток);

- регистрацию нарушений норм технологического режима;

- регистрацию состояния оборудования;

- формирование выходных документов.

Подсистема автоматического регулирования и подсистема дискретного логического управления предназначены для реализации задач автоматического управления заданным стационарным режимом работы и автоматической аварийной защиты оборудования. Подсистема обеспечивают безударный переход с автоматического режима работы на ручной и обратно.

Подсистема дистанционного управления предназначена для пуска оборудования, переключения агрегатов и узлов и останова процесса. При этом АСУ переводится в информационный режим работы.

Подсистема диагностики предназначена для непрерывного контроля, за состоянием комплекса технических средств АСУ. Основной задачей подсистемы является надежное и своевременное выявление, сигнализация и регистрация сбоев и отказов аппаратных средств АСУ.

Все регистрируемые параметры процесса должны выводиться на экран переносного промышленного компьютера. Должна быть предусмотрена возможность вывода необходимой информации на бумажный носитель.

Вся информация, представляемая на экран должна отражаться на русском языке и в реальном режиме времени. Допускается использовать условные обозначения и аббревиатуры на иностранном языке, только если они приняты на международном уровне. Общие эргономические требования к представлению информации устанавливаются согласно ГОСТ 21829-76.

Система фиксирует показания всех приборов, установку параметров ТП, изменения, вносимые оператором.

Система оснащена средствами физического и программного ограничения доступа.

Система позволяет сохранять технологические параметры и режимы в виде программ.

Система является наглядной и удобной в использовании, исключает двоякость толкования выводимой на экран монитора информации.

Система оснащена автономным источником питания, который позволяет поддерживать ее автономную работоспособность в течение 1 (одного) часа.

Система управления устройством позволяет осуществлять аварийную остановку всех процессов, как с пульта управления, так и нажатием кнопок аварийной остановки, находящихся во всех модулях.

При эксплуатации устройства предусмотрена возможность ручного управления, индикация работы насосов, регистрация значений с датчиков давлений, сигналов с датчиков уровня.

Электромонтаж АСУ выполнен с учетом требований ГОСТ Р 51330.10-99. Основной функцией программы, обеспечивающей функционирование АСУ ТП устройства, является автоматизированное управление исполнительными механизмами испытательного стенда для очистки воды от механических примесей, а также растворенных в ней солей радиоактивных элементов.

Основная задача вызываемой программы управления (версия 1.0) - безаварийное ведение процесса очистки воды.

Программа управления реализует следующие функции:

- сбор и обработка технологических параметров, предоставленных аналоговыми сигналами;

- сбор и обработка технологических параметров, параметров состояния оборудования и исполнительных механизмов, предоставленных дискретными сигналами, в том числе о неисправности и неготовности устройств;

- программно-логическое управление пуском, остановом;

- предаварийный автоматический останов технологических объектов по сигналам устройств защиты или по команде оператора;

- экстренный останов по команде оператора;

- регламентный останов по команде оператора.

К классам задач, решаемым программой управления в процессе эксплуатации устройства, относится задача обеспечения возможности функционирования устройства в следующих режимах: «Подготовка к работе», «Работа», «Кратковременная остановка», «Промывка фильтра Ф1», «Промывка фильтра Ф2», «Полная штатная остановка», «Переполнение».

В состав используемых технических средств входит персональный компьютер на базе процессора Intel Corel i3 и выше, ОЗУ не менее 1 Гб, 256 Мб видеопамяти, наличие свободного места на жестком диске 500 Мб.

Для подготовки установки к работе необходимо выполнить следующие мероприятия:

1 Подготовить площадку для установки платформы с устройством.

2 Разместить устройство на площадке.

3. Подключить устройство к источнику электрического питания.

4 Проверить исправность заземления.

5 Подключить стенд к системе электропитания.

6 Осуществить запуск системы управления.

7 Проверить исправность всех систем устройства.

8 Осуществить настройку всех ТП путем ручного ввода в АСУ требуемых значений параметров, определяющих функционирование программы управления.

9 Регулирование работы АСУ осуществлять по мере необходимости. Величина значения того или иного параметра зависит от условий эксплуатации, в том числе, - от состава ПВ и СВ, подвергаемых очистке.

10 В процессе эксплуатации возможны следующие режимы работы устройства:

10.1 Режим «Подготовка к работе».

1) Заполнить емкость С1 очищаемой ПВ и/или СВ до срабатывания ДУ1

2) Вручную открыть вентиль В1.

3) Вручную закрыть вентили В2, В3, В4.

4) Открыть клапаны К1, К3, К5.

5) Закрыть клапаны К2, К4, К9, К10, К6, К7, К8, К11.

10.2 Режим «Работа».

1) Включить насос H1.

2) Вручную открыть вентиль В2.

3) Вручную закрыть вентиль В1.

4) После достижения заранее заданной величины давления в ДД1, через заранее заданный оператором интервал времени (от 0,1 до 2,0 мин), открыть К6, К11.

5) Через две секунды включить насос Н3.

Продолжительность работы насоса заранее устанавливается оператором.

10.3 Режим «Промывка фильтра Ф1» (только из режима «Работа»)

При превышении давления, диагностируемого датчиком ДД1 над величиной давления, регистрируемого датчиком ДД2 на величину, указанную оператором, или по команде оператора:

1) Выключить насос H1.

2) Открыть К2, К9.

3) Закрыть К1, К3, К5, К8, К10, К11.

4) Через 2 секунды включить насос Н2 либо на время, заданное оператором, либо до срабатывания ДУ4.

10.4 Режим «Промывка фильтра Ф2» (только из режима «Работа»).

В случае превышения давления ДД2 над величиной давления, регистрируемой ДД3, на величину, указанную оператором, или по команде оператора:

1) Выключить насос H1.

2) Открыть К10, К4.

3) Закрыть К1, К3, К5, К8, К9, К11.

4) Через две секунды включить насос Н2 либо на время, заданное оператором, либо до срабатывания ДУ4.

10.5 Режим «Переполнение».

1) При сигнале с ДУ2 о заполнении емкости С2 отключить H1.

2) При исчезновении сигнала с ДУ2 о заполнении емкости С2 с выдержкой от 0,3 до 1 мин включить H1.

3) При сигнале ДУ3 о заполнении емкости С3 отключить Н3.

4) При исчезновении сигнала с ДУЗ о заполнении емкости С3 с выдержкой от 0,3 до 1 мин включить Н3.

5) При сигнале с ДУ4 о заполнении емкости С4 отключить Н2, Н4.

6) При исчезновении сигнала с ДУ4 о заполнении емкости С4 с выдержкой от 0,3 до 1 мин включить Н2, Н4.

10.6 Режим «Кратковременный штатный останов».

1) Выключить насосы Н1-Н4.

2) С выдержкой 2 с закрыть клапаны К1-К11.

10.7 Режим «Полный штатный останов».

1) В режиме 2 полностью удалить ПВ и СВ из емкости С1.

2) Вручную выключить насос H1.

3) Включить Н3 и полностью и удалить содержимое емкости С2.

4) Вручную выключить Н3.

5) Открыть клапаны К1-К11.

6) Вручную открыть вентили В3, В4 и слить воду из емкостей С3, С4.

11 В процессе эксплуатации устройства программа управления:

1) Анализирует и обрабатывает состояния исполнительных механизмов устройства (клапаны К1-К11, насосы H1-Н4, компрессор), а также состояния датчиков уровня, температуры, давления.

2) Выдает управляющие воздействия на клапана К1-К11, насосы Н1-Н4.

3) Время выполнения программы - менее 100 мс, включая сбор, обработку и выдачу управляющих воздействий на исполнительные механизмы.

4) Программа не имеет видимого графического интерфейса и не предоставляет пользователю возможности своего выключения.

12 Осуществить проверку работоспособности устройства, в том числе:

1) Включить устройство и проверить его функционирование.

2) С применением специального аналитического оборудования (дозиметры, концентратомеры и т.д.) проверить качество очистки ПВ и СВ на всех режимах функционирования устройства.

3) После выхода устройства на стационарный режим работы провести проверку его производительности.

13 Выполнить работы по очистке ПВ и СВ, содержащих радиоактивные микрозагрязнения.

14 После окончания работы устройства необходимо выполнить следующие мероприятия:

1) Слить все жидкости из емкостей установки.

2) Удалить весь твердый остаток со стенок емкостей, корпусов фильтров и т.д.

3) Проверить надежность крепления всего оборудования на платформе.

4) Отсоединить стенд от источника электрической энергии.

Как показали испытания устройства, предлагаемое изобретение позволяет обеспечить повышение уровня радиационной безопасности персонала при эксплуатации устройства, упрощение ТП и повышение эффективности очистки ПВ и СВ от радиоактивных микрозагрязнений, мобильность устройства. Использование фильтрующих элементов на основе спеченного порошка СВМ ПЭ с добавкой 3% (масс.) галлуазита (размер сферических частиц порошка СВМ ПЭ - от 130 до 180 мкм, эффективный размер частиц галлуазита - от 4 до 12 мкм (Фиг. 3)), содержащих систему взаимосвязанных щелевидных пор с размером от 3 до 10 мкм, позволило получить (таблица 3) следующие результаты при очистке модельных растворов водопроводной воды с добавкой хлорида цезия (концентрация - 10-4 моль/литр, продолжительность испытаний - 8 часов). Активацию водных растворов производили потоком тепловых нейтронов в канале реактора ВВР-Ц АО «НИФХИ им. Л.Я. Карпова» (г. Обнинск, Калужская область). После активации водные растворы хранили при комнатной температуре, на воздухе в отстойной камере реактора ВВР-Ц в течение трех месяцев.

1. Автоматизированное устройство для очистки природных и сточных вод, содержащих радиоактивные микрозагрязнения, содержащее емкость для сбора очищенной воды, фильтр для очистки ПВ и СВ от радиоактивных микрозагрязнений, систему трубопроводов с насосами для подачи загрязненной и отвода очищенной воды, воздухопровод для подачи сжатого воздуха на стадии регенерации фильтрующих материалов, отличающееся тем, что в состав устройства дополнительно входят:

- фильтрующие элементы на основе нанокомпозиционного материала, изготовленного методом спекания из порошкообразного СВМ ПЭ с добавкой наполнителя - галлуазита в концентрации не более 3% (мас.), которые применяют на стадии предварительной очистки, осуществляемой методом сорбционной микрофильтрации;

- автоматическая система управления технологическим процессом.

2. Автоматизированное устройство по п. 1, отличающееся тем, что его монтируют на передвижной платформе.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к технологии переработки жидких радиоактивных отходов (ЖРО). Способ очистки жидких радиоактивных отходов включает фильтрацию, окисление жидких радиоактивных отходов с получением окисленного потока, его фильтрацию, микрофильтрацию и очистку от радионуклидов путем подачи фильтрата в емкость с гранулированными селективными сорбентами.
Изобретение относится к технологии переработки жидких радиоактивных отходов (ЖРО). Способ очистки жидких радиоактивных отходов включает фильтрацию, окисление жидких радиоактивных отходов с получением окисленного потока, его фильтрацию, микрофильтрацию и очистку от радионуклидов путем подачи фильтрата в емкость с гранулированными селективными сорбентами.

Изобретение относится к области переработки ионообменных смол. 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, подачу кислорода, воздуха, обогащенного кислородом, и нитратов, в том числе содержащихся в кубовом остатке, в реактор до давления не ниже 220 атм, подогрев суспензии в теплообменнике высокого давления отходящими газообразными продуктами окисления, окисление суспензии в реакторе в условиях сверхкритического состояния воды при температуре 480-580°С и давлении 230-245 атм, отвод газообразных продуктов окисления в виде паров воды, СО2 и N2 воды через теплообменник высокого давления, вывод твердых продуктов реакции в виде водной суспензии, доокисление твердых продуктов реакции в дополнительном реакторе в условиях сверхкритического состояния воды при температуре 480-580°С и давлении 235-245 атм, конденсацию паров воды, разделение газообразной, твердой и жидкой фаз.
Изобретение относится к технологии обезвреживания жидких радиоактивных отходов (ЖРО) мембранно-сорбционными методами. Способ переработки маломинерализованных средне- и низкоактивных ЖРО включает очистку на механических и ультрафильтрах, опреснение на обратноосмотических фильтрах и доочистку на ионообменных фильтрах, реагентную обработку ионообменных смол ферроцианидом калия и солями кобальта с последующим использованием обработанных ионообменных смол в качестве сорбционного предфильтра и отверждение образующихся вторичных радиоактивных отходов включением в портландцементы.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам предотвращения образования твердых отложений минеральных солей, содержащих радиобарит, на оборудовании для добычи углеводородов.

Изобретение относится к получению химических элементов и их изотопов с помощью микроорганизмов. Способ получения химических элементов и их изотопов, в том числе сверхтяжелых заурановых элементов, предусматривает обработку водной суспензией бактерий рода Thiobacillus, адаптированных радиоактивным агентом, сырья, содержащего природные химические элементы и их природные изотопы, с получением целевого продукта.
Изобретение относится к переработке азотнокислого актиноидсодержащего раствора. Способ включает очистку исходного азотнокислого актиноидсодержащего раствора от серебра путем восстановления в растворе серебра до металла в виде осадка дигидразидом угольной кислоты, отделение полученного осадка от осветленного раствора, количественное разложение восстановителя в осветленном растворе и сорбционное выделение актиноидов из осветленного раствора.

Изобретение относится к комплексу оборудования, предназначенного для получения сорбционных материалов для обработки и очистки жидких сред, зараженных токсичными и радиоактивными веществами, преимущественно для извлечения долгоживущих радионуклидов цезия и стронция из высокосолевых растворов, в частности из жидких радиоактивных отходов.
Группа изобретений относится к радиохимической технологии и может быть использована в технологии переработки отработавшего ядерного топлива (ОЯТ). Способ регенерации отработанной экстракционной системы на основе органического раствора трибутилфосфата в гексахлорбутадиене включает ее обработку сорбционно-активной твердофазной композицией.

Изобретение относится к ядерной технологии, в частности к аналитическому обеспечению процесса переработки облученного ядерного топлива, и раскрывает способ совместного спектрофотометрического определения нептуния, америция и плутония.

Изобретение относится к области получения воды высокой чистоты для теплоносителей ядерных энергетических установок. .

Изобретение относится к области теплоэнергетики, а именно к технологии энергетических установок (АЭС и ТЭЦ) с водным теплоносителем, и может быть использовано в технологии поддержания их водно-химического режима.
Изобретение относится к технологии переработки жидких радиоактивных отходов (ЖРО) методами концентрирования, сорбционной доочистки и цементирования. .

Изобретение относится к ядерной технологии, а именно к удалению из контура ядерного реактора потенциально опасных веществ. .

Изобретение относится к области ядерной энергетики, касается, в частности, способов удаления радиоактивных продуктов из теплоносителя и может быть использовано при решении вопросов обеспечения ядерной безопасности реакторов типа РБМК.

Изобретение относится к области разделения газов и может быть использовано для сепарации газовых смесей. Половолоконный газоразделительный модуль включает корпус и закрепленную в нем полую цилиндрическую форму с герметизированными сплавом металлов полыми волокнами со срезанными концами, а также зону ввода газовой смеси и зоны выхода прошедшего и не прошедшего через мембрану газов.

Изобретение относится к устройству для мембранной дистилляции. Устройство для получения чистой воды, в котором вода, подлежащая очистке, подвергнута мембранной дистилляции с использованием одного или большего количества блоков, при этом каждый из блоков содержит пространство, которое с одной стороны содержит первую дискообразную стенку, а с другой стороны мембрану, через которую может проходить вода в газообразном состоянии, но не может проходить вода в жидком состоянии, и вторую дискообразную стенку, при этом стенки расположены на разных сторонах мембраны и на расстоянии от нее, и вода выведена между первой стенкой и мембраной, а вторая стенка выполнена более холодной, чем вода, при этом первая дискообразная стенка также является мембраной, через которую может проходить вода в газообразном состоянии, но не может проходить вода в жидком состоянии, опорой для двух смежных мембран является общая рамка, пространство между мембранами имеет впускное для воды, подлежащей очистке, и выпускное отверстия, вторая стенка является частью камеры, образованной двумя параллельными стенками, камера имеет впускное отверстие для воды, которая холоднее воды, подлежащей очистке, и выпускное отверстие, а камеры расположены параллельно мембранам на обеих сторонах рамки.

Изобретение относится к технической области фильтрующих элементов. Способ изготовления мембраны для тангенциальной фильтрации текучей среды, при этом указанная мембрана содержит: подложку, имеющую трехмерную структуру и образованную монолитным керамическим пористым телом, в котором выполнены пути для циркуляции фильтруемой текучей среды и разделительный фильтрующий слой, нанесенный на стенку циркуляционных путей, в котором трехмерную структуру подложки получают посредством аддитивной технологии, согласно которой трехмерную структуру подложки рассекают на участки при помощи программы компьютерного проектирования, при этом указанные участки создают поочередно в форме элементарных пластов, расположенных друг над другом и последовательно связанных между собой, при помощи повторения следующих двух этапов, на которых: а) наносят однородный сплошной слой порошка постоянной толщины, предназначенного для формирования керамического пористого тела на площади, превышающей рисунок сечения указанного формируемого пористого тела на уровне пласта; b) в соответствии с рисунком, определенным для каждого пласта, локально уплотняют часть нанесенного материала для создания элементарного пласта, при этом указанные два этапа повторяют для того, чтобы при каждом повторении одновременно связывать сформированный таким образом элементарный пласт с предыдущим пластом, постепенно наращивая требуемую трехмерную форму.

Изобретение относится к средствам очистки воды. Помповый блок системы обратноосмотического фильтрования содержит корпус 18, внутри которого установлены блок питания 19 и подключенные к нему насос 20, первый 21 и второй 22 датчики давления, контроллер 26, регулируемый клапан 23, электромагнитный клапан 24.

Изобретение относится к области разработки методов и устройств очистки низкоактивных поверхностных и сточных вод. Автоматизированное устройство для очистки ПВ и СВ, содержащих радиоактивные микрозагрязнения, содержит емкость для сбора очищенной воды, фильтр для очистки ПВ и СВ от радиоактивных микрозагрязнений, систему трубопроводов с насосами, воздухопровод для подачи сжатого воздуха на стадии регенерации фильтрующих материалов, отличающееся тем, что в состав устройства дополнительно входят фильтрующие элементы на основе нанокомпозиционного материала, изготовленного методом спекания из порошкообразного СВМ ПЭ с добавкой наполнителя - галлуазита в концентрации не более 3, автоматическая система управления технологическим процессом. Изобретение позволяет повысить эффективность очистки ПВ и СВ от радиоактивных микрозагрязнений, повысить уровень радиационной безопасности персонала. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 табл.

Наверх