УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ РАДИОАКТИВНЫХ СТОКОВ Российский патент 1996 года по МПК C02F3/02 

Изобретение относится к микробной очистке радиоактивных стоков АЭС, образующихся при дезактивации оборудования, спецодежды, при разгрузке от ядерного топлива разрушенных и выработавших свой ресурс реакторов, дезактивации местности и объектов при радиоактивном заражении и может быть использовано для фильтрования биомассы и последующей ее дезинтеграции для биостимулирования жизнедеятельности микробов-деструкторов.

Известно устройство для очистки радиоактивных стоков, содержащее корпус с патрубками подвода и отвода обрабатываемой жидкости, приводной вал, верхний и нижний диски с цилиндрическими выступами, закрепленную между дисками нежесткую фильтровальную перегородку из последовательно размещенных коаксиальных конусов /кл. В 05 В 3/12, 3/14, 1989, заявка N 4767414/05/, имеющую невысокую эффективность очистки радиоактивных стоков.

Цель повышение эффективности очистки радиоактивных стоков.

Цель достигается тем, что устройство снабжено средством дезинтеграции, выполненным из установленных на цилиндрических выступах секторных зубьев с абразивным покрытием, образующих радиальные сопла.

Кроме того, периферийные части секторных зубьев и внутренняя поверхность корпуса выполнены с чередующимися выступами и впадинами, образующими кольцевой разгрузочный канал.

Кроме того, выступы и впадины кольцевого канала снабжены абразивным покрытием.

Для повышения микробной очистки радиоактивных стоков необходимы биостимуляторы в виде ферментов и биогенных элементов питания для микроорганизмов. Секторные зубья, установленные на цилиндрических выступах имеют подвижность относительно оси выступов, что обеспечивает дезинтеграцию микроорганизмов абразивным покрытием в радиальных соплах. При движении биомассы микроорганизмов в кольцевом разгрузочном канале между выступами и впадинами секторных зубьев и корпуса происходит взаимодействие с кавитационными и срезающими эффектами. При выбросе жидкости из впадины секторного зуба в последней создается разрежение, приводящее к парообразованию, при поступлении новых порций жидкости, направляемых выступами корпуса, пар конденсируется и так как объем пара в тысячу раз больше объема образующегося конденсата во впадинах секторных зубьев возникают пустоты, которые схлопываются поступающими порциями жидкости, при схлопывании микропузырьков давления возрастают до десятков тысяч атмосфер, что приводит к локальной дезинтеграции микроорганизмов, повторяемой множество раз. Абразивное покрытие секторных зубьев и кольцевого разгрузочного канала корпуса приводит к абразивной эрозии оболочек микроорганизмов, сопровождаемой срезающими усилиями, возникающими при взаимодействии выступов зубьев и корпуса. Полнота дезинтеграции биомассы позволяет использовать ее как для повторной очистки так и в качестве адсорбента при дезактивации.

На фиг. 1 представлен продольный разрез устройства; на фиг.2 узел I на фиг.1; на фиг.3 разрез А-А на фиг.2.

Устройство для очистки радиоактивных стоков, содержит корпус 1 с патрубками 2 подвода и 3 и 4 отвода обрабатываемой жидкости, приводной вал 5, верхний 6 и нижний 7 диски с цилиндрическими выступами 8, закрепленную между дисками 6 и 7 нежесткую фильтровальную перегородку 9 из последовательно размещенных коаксиальных конусов и средство дезинтеграции, выполненное из установленных на цилиндрических выступах 8 секторных зубьев 10 с абразивным покрытием 11, образующих радиальные сопла 12. Периферийные части секторных зубьев 10 и внутренняя поверхность корпуса 1 выполнены с чередующимися выступами 13 и 14 и впадинами 15 и 16, образующими кольцевой разгрузочный канал 17. Выступы 13 и 14 и впадины 15 и 16 кольцевого канала 17 выполнены с абразивным покрытием. Зубья 10 выполнены с компенсаторными полостями 18, корпус 1 с направляющим конусом 19, а верхний диск 6 с отверстиями 20.

Устройство для очистки радиоактивных стоков работает следующим образом.

Стоки, получаемые при растворении радиоактивных элементов, например, местности и объектов в зоне радиоактивного заражения при их дезактивации поступают в биокультиватор /на чертеже не показан/ где бактерии используют радионуклиды в качестве источников питания. Стоки со взвешенной биомассой микроорганизмов поступают по патрубку 2 через отверстия 20 на нежесткую фильтровальную перегородку 9, вращающуюся на приводном валу 5, под действием силы инерции вода отделяется на перегородке 9 и из корпуса 1 по направляющему конусу 19 выводится в факеле распыла по тангенциальному патрубку 3. Образующийся на перегородке 9 осадок сползает под действием тангенциальной составляющей силы инерции вниз по радиальным соплам 12 между секторными зубьями 10 с абразивным покрытием 11, которое обеспечивает абразивную эрозию оболочек микроорганизмов с одновременной деформации поверхности радиальных сопл 12 за счет компенсаторных полостей 18. При разрушении оболочек происходит ожижение массы за счет протоплазмы микроорганизмов и через радиальные сопла 18 выбрасывается в кольцевой канал 17. При перемещении ожиженной биомассы в кольцевом канале 17 при опорожнении впадин 15 секторных зубьев 10, во впадинах 15 при конденсации пара, возникающего за счет испарения жидкости, возникают кавитационные явления, сопровождающиеся локальными схлопывания микропузырьков и возникающими гидравлическими ударами, при схлопывании микропузырьков, что приводит к разрушению клеточных оболочек микроорганизмов. Дополнительное разрушение происходит под воздействием срезающих усилий между выступами 13 и 14 кольцевого канал 17 с абразивным покрытием из карбида бора, карбида кремния, алмазной крошки. Дезинтегрированная биомасса из кольцевого разгрузочного канала 17 отводится по патрубку 14 и используется в качестве биостимулятора при очистке стоков от растворенных радионуклидов.

Устройство позволяет получать дезинтеграт с ферментами и физиологически активными веществами для микробной очистки воды с растворенными в ней радионуклидами, например, при разгрузке атомного реактора четвертого блока ЧАЭС, а так же при выводе из эксплуатации выработавших ресурс реакторов от ядерного топлива. ЫЫЫ2

Использование: очистка стоков от радиоактивных загрязнений бессточных водоемов. Сущность изобретения: обработка стоков включает отделение бактерий фильтрацией в поле центробежных сил, их дезинтеграцию и частичную или полную рециркуляцию. Дезинтеграцию осуществляют между секторными зубьями 10, установленными подвижно на выступах 11, а отделение бактерий на нежесткой конической фильтровальной перегородке 8, установленной между дисками 6 и 7 на приводном валу 5, под действием центробежной силы. Изобретение позволяет экономично обеззараживать стоки без применения реагентов. 2 з.п. ф-лы. 3 ил.

1. Устройство для очистки радиоактивных стоков, содержащее корпус с патрубками подвода и отвода обрабатываемой жидкости, приводной вал, верхний и нижний диски и закрепленную между дисками нежесткую фильтровальную перегородку, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности очистки радиоактивных стоков, диски выполнены с цилиндрическими выступами, а фильтровальная перегородка в виде последовательно размещенных коаксиальных конусов, и устройство снабжено средством дезинтеграции, выполненным из установленных на цилиндрических выступах секторных зубьев с абразивным покрытием, образующих радиальные сопла. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что периферийные части секторных зубьев и внутренняя поверхность корпуса выполнены с чередующимися выступами и впадинами, образующими кольцевой разгрузочный канал. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что выступы и впадины кольцевого канала снабжены абразивным покрытием.