УСТАНОВКА ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОКОВ Российский патент 1997 года по МПК C02F3/00 C02F3/02 

Изобретение относится к очистке жидких радиоактивных отходов (ЖРО) с переводом их в ТРО и может быть использовано при реабилитации территорий, пострадавших от чернобыльской и других радиационных катастроф.

Известна установка биологической очистки стоков, включающая аэротенк с размещенной в нем твердой зернистой насадкой, линии подачи загрязненных и отвода очищенных стоков, недостатком которой является низкая эффективность очистки их от радионуклидов.

Цель изобретения повышение эффективности очистки стоков достигается тем, что установка дополнительно снабжена смесителем, диспергатором, микрофильтром, дезинтегратором и камерой пиролиза, при этом аэротенк на входе через диспергатор сообщен со смесителем, а на выходе последовательно с микрофильтром и дезинтегратором, имеющим два выхода, один из которых сообщен с диспергатором аэротенка, а другой с камерой пиролиза, выполненной с топкой, горелкой и разгрузочным устройством для твердых и жидких продуктов пиролиза, причем разгрузочное устройство для твердых продуктов соединено с дополнительным диспергатором.

Талые и дождевые воды выносят из почвы радионуклиды, одновременно вынос радионуклидов осуществляется растениями (фитодезактивация), причем вынос может доходить до 2% концентрации радиоактивного заражения. Извлечение радионуклидов из стоков осуществляют сорбцией микроорганизмами в аэротенке, причем для адаптирования микроорганизмов к радиоактивному загрязнению аэротенк снабжен твердой зернистой насадкой, что снижает достижение максимума сорбции периодом менее 5 мин обработки. Микроорганизмы, сорбирующие радионуклиды, отделяют микрофильтрованием и направляют часть на вход в аэротенк в качестве затравки, а избыточную биомассу сушат и подвергают сухой перегонке в камере пиролиза, обеспечивая перевод ЖРО в ТРО, причем биомассу после микрофильтрования дезинтегрируют и дезинтеграт является биостимулятором размножения и развития микроорганизмов в аэротенке, сокращая продолжительность сорбции радионуклидов.

На фиг. 1 представлена установка биологической очистки стоков; на фиг. 2 дополнительный сборник, разрез.

Установка для биологической очистки стоков включает аэротенк 1 с твердой зернистой насадкой 2. Установка дополнительно снабжена сборником 3 стоков на входе в аэротенк 1, микрофильтром 4 на его выходе, сообщенным с дезинтегратором 5, имеющим два выхода, один из которых соединен с входной частью аэротенка 1, а другой с камерой 6 пиролиза, с топкой 7, горелкой 8 и диспергатором 9, сообщенным с топкой 7. Установка размещена на картах 10 фитодезактивации территории, пострадавшей от радиоактивного заражения, выполненной с дренажными каналами 11, сообщенными с дополнительным сборником 12, снабженным барботером 13 и складом 14 фитомассы. Камера 6 пиролиза сообщена через конденсатор 15 с горелкой 8 топки 7 и выполнена с разгрузочным устройством 16, причем горелка 8 сообщена с источником 17 горючего. Между сборником 3 стоков и аэротенком 1 размещен диспергатор 18. Дополнительный сборник 12 выполнен с гидроизоляцией, например, в виде слоя 19 утрамбованной глины, покрытой пеной 20.

Установка биологической очистки стоков работает следующим образом.

Стоки содержат радиоактивные загрязнения с территории, пострадавшей от чернобыльской и другой радиационной катастрофы, причем радиоизотопы вымываются талыми и дождевыми водами и по дренажным каналам 11 перемещаются в дополнительный сборник 12, снабженный барботером 13. Одновременно вынос радиоизотопов осуществляется растениями (фитодезактивация), причем фитомасса может накапливать радиоизотопы до 2% концентрации их в почве. Во время вегетации с карт 10 собирают фитомассу, которую складируют на складе 14 и используют для переработки. Часть фитомассы измельчают дополнительным диспергатором 15 и готовят субстрат в сборнике 3 стоков, причем субстрат корректируют по биогенным элементам питания, чтобы соотношение между углеродом, азотом и фосфором соотносилось как 20 5 1. Взвеси субстрата измельчают в диспергаторе 18 до размеров частиц, сопоставимых с размерами микроорганизмов, выращиваемых в аэротенке 1. Микроорганизмы, среди которых преобладают бактерии, сорбируют радиоизотопы своей поверхностью, причем максимум, составляющий порядка 90% достигается через 5 мин контакта между биомассой и субстратом. Благодаря твердой зернистой насадке 2, являющейся иммобилизацией к изменению содержания радиоизотопов при перемещении их сверху вниз по высоте аэротенка 1, происходит полное освобождение стоков от радиоактивного загрязнения, которое переходит в биомассу. Очищенные стоки со взвешенными в них микроорганизмами поступают в микрофильтр 4 для отделения биомассы. Оболочки биомассы разрушают в дезинтеграторе 5 и освобожденными физиологически активными веществами (нуклеиновые кислоты, ферменты, микроэлементы, витамины) являющимися биостимуляторами процесса сорбции радиоизотопов, обогащают субстрат в аэротенке. Избыточная часть дезинтегратора поступает в камеру 6 пиролиза, подсушивается, подвергается сухой перегонке, образующийся кокс является твердым радиоактивным отходом (ТРО) реабилитации и направляется на захоронение. Часть фитомассы измельчают в диспергаторе 9, сжигают в горелке 8 топки 7 камеры 6 пиролиза. Зола из топки 7 вместе с топочными газами поступает в барботеры 13 сборника 12, причем радиоизотопы золы выщелачиваются из золы и переходят в стоки, а затем в субстрат для извлечения в аэротенке 1. Образующиеся в камере 6 пиролиза газы после конденсации водяных паров в конденсаторе 15 сжигают в горелке 8 топки 7. В пусковой период в горелке 8 сжигают топливо из источника 17. Сбор фитомассы совершают в вегетационный период, а установка работает круглогодично в непрерывном режиме эксплуатации.

Фитодезактивация ускоряет ввод в хозяйственный оборот территорий, пострадавших от радиоактивного заражения, в сравнении с принятой в настоящее время выдержкой естественного распада.

Использование: при реабилитации территорий, пострадавших от чернобыльской и других радиационных катастроф. Сущность изобретения: установка включает аэротенк с твердой зернистой насадкой и системой подвода загрязненных стоков. Установка дополнительно снабжена сборником стоков на входе в аэротенк, микрофильтром на его выходе, сообщенным с дезинтегратором, имеющим два выхода, один из которых соединен с входной частью аэротенка, а другой - с камерой пиролиза с топкой и горелкой, и диспергатором, сообщенным с топкой. 2 ил.

Установка для биологической очистки стоков, включающая аэротенк с твердой зернистой насадкой и системой подвода загрязненных стоков, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена сборником стоков на входе в аэротенк, микрофильтром на его выходе, сообщенным с дезинтегратором, имеющим два выхода, один из которых соединен с входной частью аэротенка, а другой с камерой пиролиза с топкой и горелкой, и диспергатором, сообщенным с топкой.