МИКРОФИЛЬТР ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ РАДИОАКТИВНЫХ СТОКОВ Российский патент 1997 года по МПК B01D35/06 B05B3/12 

Изобретение относится к технике обеззараживания радиоактивных стоков, путем отделения фильтрованием бактерий, использующих в качестве источников питания радионуклиды плутония, цезия, трансурановых элементов и может быть применено при ликвидации последствий катастрофы на чернобыльской АЭС и при утилизации отходов атомной промышленности, при выводе из эксплуатации атомных реакторов.

Известен микрофильтр, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода сред, приводной вал с дисками, размещенную между ними фильтровальную перегородку/ см. С.В.Яковлев и др. Биологическая очистки производственных сточных вод, М. 1985, с. 167, рис. 6.47/, недостатком которого является снижение производительности из уменьшения живого сечения перегородки из-за биологического обрастания.

Известен микрофильтр, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода сред, приводной вал с верхним и нижним дисками, коническую нежесткую фильтровальную перегородку, прикрепленную своим узким основанием к верхнему диску и свободно подвешенное нижнее основание усеченного конуса со средствами его деформации в виде горизонтальных тяг, соединяющих диаметрально противоположно размещенные участки перегородки и взаимодействующих через кольцо вертикальной тяги с источником встряхивания /см. авт.свид, СССР N 1733103, 1990, кл. B 04 B 1/12/, недостатком которого является относительно невысокая степень очистки из-за возможного проскока бактерий через перфорацию перегородки
Цель изобретения повышение степени отделения бактерий.

Указанная цель достигается тем, что перегородка выполнена из электропроводного материала, например, углеродных волокон, взаимодействующих через верхний диск, выполненный из диэлектрика, например, стекловолокна с коллектором подвода переменного электротока частотой 50 Гц, а с другой стороны внизу через горизонтальные тяги, которые соединены с другим коллектором, причем горизонтальные тяги сообщены с перегородкой вертикальными контактами в виде двуплечего рычага, смонтированного на бесконечной горизонтальной струне, закрепленной петлями к перегородке.

Заявленные отличия существенны.

Бактерии, в основной массе электроотрицательны, поэтому прохождение переменного электрического тока, полярность которого изменяется 50 раз в секунду, создает условия взаимодействия /притягивание и отталкивания/, что предупреждает биообростание перегородки, т.е. бактерии перемещаются без контакта с перегородкой, причем одновременно происходит деформация перегородки двуплечими вертикальными контактами, которые перемещаются относительно горизонтальной бесконечной струны, прикрепленной к перегородке петлями, что обеспечивает пространственные деформации между петлями напротив струны и ниже двуплечими рычагами.

На фиг. 1 представлен продольный разрез микрофильтра; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1 без деформации перегородки; на фиг. 3 разрез А-А на фиг.1 - при деформации; на фиг. 4 разрез Б-Б на фиг. 2.

Микрофильтр обеззараживания радиоактивных стоков содержит корпус 1 с патрубком 2 подвода стоков, патрубком 3 отвода осветленной воды, патрубком 4 отвода концентрата бактерий, приводной вал 5 с верхним 6 и нижним 7 дисками, коническую нежесткую фильтровальную перегородку 8, прикрепленную своим узким основанием к верхнему диску и свободно подвешенное нижнее основание 9 усеченного конуса со средствами его деформации в виде горизонтальных тяг 10, соединяющих диаметрально противоположно размещенные перегородки 8 и взаимодействующих через кольцо 11 вертикальной тяги 12 с источником встряхивания/на чертеже не показан/. Перегородка 8 выполнена из электропроводного материала, например, углеродных волокон, взаимодействующих через верхний диск 6, выполнены из диэлектрика, например, стекловолокна, с коллектором 13 подвода переменного электротока 50 Гц, а с другой стороны внизу через горизонтальные тяги 10, которые соединены с другим коллектором 14, переменного электротока причем горизонтальные тяги 10 сообщены с перегородкой 8 вертикальными контактными 15 в виде двуплечего рычага, смонтированного на бесконечной горизонтальной струне 16, закрепленной петлями 17 к перегородке 8. Корпус 1 выполнен с направляющим конусом 18, а верхний диск 6 с окнами 19. Провода от коллектора 13 к перегородке 8 и от коллектора 14 к горизонтальной тяге 10 условно не показаны.

Микрофильтр обеззараживания радиоактивной стоков работает следующим образом.

Стоки, подлежащие обеззараживанию, направляют в низконапорный биокультиватор /на чертеже не показан/, где при продувке воздухом, в присутствии донного ила бессточных водоемов из зоны радиоактивного заражения происходит наращивание биомассы бактерий, которые накапливают радиоактивные элементы в концентрациях в тысячи раз, превышающих концентрации их в стоках и они по патрубку 2 через окна 19 верхнего диска 6 поступают на перегородку 8, закрепленную на верхнем диске 8, вращающимся на приводном валу 5. Под действием сил инерции вода отделяется и по направляющему конусу 18 в факеле распыла отводится по патрубку 3, а бактерии задерживаются электрическим полем перегородки 8, к которой подводится по коллекторам 13 и 14 и под действием тангенциальной составляющей силы инерции и встряхиваний перегородки 8 концентрат бактерий перемещается, разгружается через нижнее основание 9 перегородки 8 и в факеле распыла выводится из корпуса 1 по патрубку 4. Для интенсификации отделения воды от бактерий, перегородке 8 сообщают колебания. При перемещении вертикальной тяги 12 вверх, например, от шатунно-кривошипного механизма /на чертеже не показан/ горизонтальная тяга 10 перемещается по стрелке "В" и в это время вертикальный контакт 15 в своей нижней части перемешается по стрелке "Г", деформируя перегородку 8. Одновременно деформируется бесконечная струна 16, которая через петли 17 дополнительно деформирует перегородку 8. При опускании вертикальной тяги 12 силы сопротивления воздуха возвращают перегородку к форме поверхности вращения конуса. Выходящий их патрубка 4 концентрат бактерий разделяют на два потока, избыточное количество отводится в емкость для вывозки на захоронение, а другая часть поступает на дизинтегратор, где происходит освобождение ферментной системы, для активации усвоения радионуклидов бактериями и возвращается в биокультиватор.

Технико-экономический эффект заключается в том, что микрофильтр позволяет перейти от пассивного созерцания на результаты катастрофы на Чернобыльской АЭС к активным действиям по ее ликвидации.

Использование: в обеззараживании радиоактивных стоков, путем отделения фильтрованием бактерий, использующих в качестве источника питания радионуклиды плутония, цезия, трансурановых элементов. Сущность изобретения: на фильтровальную нежесткую перегородку 8, смонтированную между верхним 6 и нижним 7 дисками, расположенными на приводном валу 5 поступают биомассы бактерий. При вращении перегородки на приводном валу вода отделяется, а бактерии задерживаются электрическим полем перегородки, к которой по коллекторам 13, 14 подведен электрический ток. При сообщении перегородке колебаний с помощью вертикальной тяги 12, горизонтальной тяги 10, вертикальный контакт 15 деформирует перегородку и концентрат бактерий разгружается через нижнее основание 9 и выводится в факеле распыла по патрубку 4. 4 ил.

Микрофильтр, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода сред, приводной вал с верхним и нижним дисками, закрепленную между дисками коническую нежесткую фильтровальную перегородку, нижнее основание перегородки выполнено со средствами его деформации в виде горизонтальных тяг, соединяющих диаметрально противоположные участки и взаимодействующих через кольцо вертикальной тяги с источником встряхивания, отличающийся тем, что перегородка выполнена из электропроводного материала, например углеродных волокон, верхнее и нижнее основание которой сообщены с коллекторами подвода переменного электротока частотой 50 Гц, при этом верхний диск выполнен из диэлектрика, а горизонтальные тяги сообщены с перегородкой вертикальными контактами в виде двуплечего рычага, смонтированного на бесконечной горизонтальной струне, закрепленной петлями к перегородке.