本發(fā)明涉及一種收集裝置,特別涉及一種放射性核素收集裝置。

背景技術(shù)：

隨著核能的不斷開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，沿海核電站和船用核動(dòng)力桶排放的核廢物，以及核事故造成的核泄漏，都會(huì)造成嚴(yán)重的海洋放射性污染，對(duì)海洋環(huán)境，甚至人類社會(huì)產(chǎn)生了巨大的破壞，其影響可長(zhǎng)達(dá)幾百年乃至數(shù)千年，甚至更長(zhǎng)的時(shí)間，因此，對(duì)核污染程度較高的海水進(jìn)行處理十分必要，也是防止和控制海洋核污染的一項(xiàng)重要任務(wù)。

現(xiàn)有的放射性核素收集桶，大多只是收集放射性污水，沒(méi)有核素吸附功能，不僅利用率低，而且占用空間大；部分收集桶有吸附功能，但吸附劑單一，對(duì)吸附核素種類的選擇性較強(qiáng)，吸附效果一般。

由于上述原因，本發(fā)明人對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)出一種放射性核素收集裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述問(wèn)題，本發(fā)明人進(jìn)行了銳意研究，設(shè)計(jì)出一種放射性核素收集裝置，該裝置能夠收集系列放射性核素，降低放射性污染，而且，吸附材料更換方便，吸附效率高。

具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的目的在于提供一種放射性核素收集裝置，所述裝置包括閥門(mén)1、箱體2、箱門(mén)3、填料盒4和儀表5，該裝置能夠收集放射性污水中的放射性核素其中，箱體2上下端分別開(kāi)設(shè)有進(jìn)水口和出水口，并設(shè)置有閥門(mén)1，以控制污水的進(jìn)入和流出；并且，在出水口處還設(shè)置有儀表5，以檢測(cè)流出液的放射性；填料盒4置于箱體2中，污水進(jìn)入箱體2，經(jīng)填料盒4凈化后流出；

其中，填料盒4填充有吸附材料，任選的還填充有過(guò)濾材料，填料盒4底部設(shè)有出水網(wǎng)孔，污水經(jīng)吸附材料/過(guò)濾材料處理后流出。并且，所述填料盒4獨(dú)立設(shè)置，多個(gè)填料盒4可單獨(dú)安裝與拆卸；

所述箱體2和箱門(mén)3由鉛合金制成，并設(shè)置有容納密封圈的密封槽22；

所述箱體2還設(shè)有支撐和放置填料盒4的填料盒支架21。

本發(fā)明所具有的有益效果包括：

(1)本發(fā)明提供的裝置能夠收集系列放射性核素，吸附效率高，適用范圍廣，吸附材料更換方便；

(2)本發(fā)明提供的裝置設(shè)置了不同的填料對(duì)放射性污水進(jìn)行過(guò)濾和吸附，能夠?yàn)V掉污水中的大小雜質(zhì)，從而提高吸附層的利用率和吸附率，延長(zhǎng)吸附材料的使用時(shí)間；

(3)本發(fā)明提供的裝置具有多層吸附層，不僅能夠增加吸附效率，還能夠交替更換，增加填料的利用率；

(4)吸附層采用氣凝膠為填料，氣凝膠氣孔率高，比表面積大，對(duì)污水中的放射性核素的吸附性極強(qiáng)；

(5)本發(fā)明提供的裝置可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置不同的尺寸和比例，也可以根據(jù)實(shí)際情況改變填料的填充面積和厚度。

(6)吸附材料和過(guò)濾材料裝在填料盒內(nèi)，方便更換。

附圖說(shuō)明

圖1示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式的核素收集裝置示意圖；

圖2示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式的箱體示意圖；

圖3示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式的填料盒示意圖；

圖4示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式的箱門(mén)示意圖

附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明：

1-閥門(mén)

2-箱體

21-填料盒支架

22-密封槽

3-箱門(mén)

4-填料盒

5-放射性監(jiān)測(cè)儀表

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。通過(guò)這些說(shuō)明，本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更為清楚明確。

在這里專用的詞“示例性”意為“用作例子、實(shí)施例或說(shuō)明性”。這里作為“示例性”所說(shuō)明的任何實(shí)施例不必解釋為優(yōu)于或好于其它實(shí)施例。盡管在附圖中示出了實(shí)施例的各種方面，但是除非特別指出，不必按比例繪制附圖。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種放射性核素收集裝置，所述裝置包括閥門(mén)1、箱體2、箱門(mén)3、填料盒4和放射性監(jiān)測(cè)儀表5，所述裝置能夠收集放射性污水中的放射性核素；

其中，如圖1所示，在箱體2的上下端分別開(kāi)設(shè)有進(jìn)水口和出水口，并設(shè)置有閥門(mén)1，以控制污水的進(jìn)入和流出；并且，在出水口處還設(shè)置有放射性監(jiān)測(cè)儀表5，以檢測(cè)流出液的放射性；

填料盒4置于箱體2中，污水進(jìn)入箱體2，經(jīng)填料盒4凈化后流出。

本發(fā)明中，填料盒4可單獨(dú)安裝與拆卸，可以設(shè)置一至多個(gè)，相互間不關(guān)聯(lián)，可單獨(dú)安裝與拆卸；優(yōu)選的，設(shè)置多個(gè)填料盒4，通過(guò)多次過(guò)濾吸附，能夠更好的實(shí)現(xiàn)放射性污水的凈化作用和放射性核素的收集作用。

進(jìn)一步的，填料盒4填充有吸附材料，任選的還可以填充有過(guò)濾材料；其中，吸附材料包括泥炭、礦石、酵母菌生物、石墨烯和活性炭中的一種或其組合，優(yōu)選為石墨烯，更優(yōu)選為石墨烯氣凝膠，氣凝膠是非常理想的吸附材料，也是處理生態(tài)災(zāi)難的絕好材料。氣凝膠氣孔率高，比表面積大，對(duì)污水中的放射性核素吸附性極強(qiáng)，因此能最大程度的吸附污水中的放射性核素；

更優(yōu)選的，可以設(shè)置2層填充材料，一方面增加吸附效率，另一方面可以交替更換，增加氣凝膠的利用率和吸附率，盡可能的吸附污水中的放射性核素。

放射性污水在吸附前的處理非常重要，能夠增加吸附材料對(duì)放射性核素的吸附，減少吸附材料對(duì)顆粒雜質(zhì)的截留作用，從而延長(zhǎng)使用時(shí)間和使用效率。

因此，在優(yōu)選的實(shí)施方式中，填料盒4中還可以填充有過(guò)濾材料，所述過(guò)濾材料包括鵝卵石、粗沙、細(xì)沙、過(guò)濾棉、鋼濾網(wǎng)、濾膜和活性炭中的一種或其組合；過(guò)濾材料可以設(shè)置1至多層，優(yōu)選為3層，并且，由上向下依次為鵝卵石、粗沙以及細(xì)沙；這樣，能夠?qū)⒎派湫晕鬯胁煌降碾s質(zhì)和顆粒截留在不同的過(guò)濾層，減少了各層中濾餅(截留的雜質(zhì)和顆粒)的厚度，使得污水更易過(guò)濾，從而減少了過(guò)濾時(shí)間，增加了過(guò)濾效果；同時(shí)，減輕了吸附層的截留厚度，提高了吸附材料的利用率和吸附率。

優(yōu)選的，填充材料和過(guò)濾材料充滿填充盒4，此時(shí)核素收集效果最佳。

填料盒4還應(yīng)該具有使水流出的網(wǎng)孔，才能夠收集流動(dòng)污水中的放射性核素；優(yōu)選的，所述填料盒4側(cè)壁和底部都有出水網(wǎng)孔；在更優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖3所示，所述填料盒4底部設(shè)有出水網(wǎng)孔，這樣可以使填料盒4中的污水只朝下方流出，方向統(tǒng)一，減少污水流入凈化死角的可能性。

本發(fā)明中的填料盒4底部的網(wǎng)孔應(yīng)該根據(jù)填充材料和過(guò)濾材料的粒徑，分別設(shè)置：所述網(wǎng)孔應(yīng)不能透過(guò)填充材料和過(guò)濾材料，但能使污水透出。

還可以在填料盒4底部鋪設(shè)一層或數(shù)層篩網(wǎng)或?yàn)V膜，防止填充材料和過(guò)濾材料透過(guò)填料盒4底部的網(wǎng)孔。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖1所示，所述填料盒4設(shè)置了五個(gè)，由上向下分層設(shè)立，其中，填料盒4內(nèi)由上至下依次填充有鵝卵石、粗沙、細(xì)沙、石墨烯氣凝膠、石墨烯氣凝膠，放射性污水從上方進(jìn)入收集裝置，污水在重力的作用下，由上層逐漸流至下層，并不斷被過(guò)濾和吸附，最終匯集于出水口處。

填料盒4可以由合金材料制成，優(yōu)選鉛合金，具有良好的耐腐蝕和防輻射性能。

在放射性核素收集過(guò)程中，可以根據(jù)放射性污水的總量和放射性污染程度，適當(dāng)選用相應(yīng)面積和高度的填料盒4，以實(shí)現(xiàn)放射性核素收集的最大量和污水處理的效果最優(yōu)化。

為了使各個(gè)填料盒4在使用時(shí)不受擠壓，本發(fā)明中，箱體2設(shè)置了填料盒支架22，用于支撐和放置填料盒4。在箱體2內(nèi)部，根據(jù)實(shí)際需求相應(yīng)設(shè)置填料盒支架22的個(gè)數(shù)和相鄰填料盒支架22之間的高度。

如圖2所示，所述填料盒支架22固接于箱體2內(nèi)部，優(yōu)選與箱體2一體成型；在一種實(shí)施方式中，所述填料盒支架22為突出箱體2平面的凸沿，沿箱體2三個(gè)平面水平設(shè)立；在另一種實(shí)施方式中，所述填料盒支架22為一平面，其上設(shè)有出水網(wǎng)孔。

為了達(dá)到更好的核素收集作用，同時(shí)，為了穩(wěn)定填料盒4，利于本發(fā)明提供的裝置進(jìn)行移動(dòng)和搬動(dòng)，特別的，在填料盒4外周設(shè)置密封圈，能夠與箱體2和箱門(mén)3緊密貼合，在處理放射性污水時(shí)污水不會(huì)沿填料盒4與箱體2以及填料盒4與箱門(mén)3的縫隙流入下層的填料盒4和/或出水口。

相應(yīng)的，如圖2、圖3和圖4中所示，在填料盒4外周，箱體2內(nèi)部，以及箱門(mén)3內(nèi)側(cè)，與密封圈相對(duì)應(yīng)的位置上設(shè)置了密封槽22，用于放置密封圈。

箱門(mén)3與箱體2在能實(shí)現(xiàn)密封連接的基礎(chǔ)上，可采用多種連接方式，在一種實(shí)施方式中，箱門(mén)3與箱體2采用螺栓連接，這樣能夠在各個(gè)方向均勻用力，實(shí)現(xiàn)更好的密封效果。優(yōu)選的，還可以在箱門(mén)3密封時(shí)使用密封圈，確保污水不外漏。

本發(fā)明提供的放射性核素收集裝置采用鉛合金制成，能夠有效減少和避免污水處理過(guò)程中對(duì)操作人員的輻射危害。

結(jié)合圖1，示例性的說(shuō)明本發(fā)明的具體使用和更換方法：

正常運(yùn)行時(shí)，開(kāi)啟閥門(mén)1，放射性污水流入放射性核素收集裝置；污水經(jīng)過(guò)第一層填料盒4中小鵝卵石的過(guò)濾和吸附作用下，吸附相應(yīng)核素，并過(guò)濾掉污水中的較大雜質(zhì)；污水流入第二層填料盒4，在粗沙填料的作用下，吸附相應(yīng)核素，并過(guò)濾掉污水中較小雜質(zhì)；污水流入第三層填料盒4，在細(xì)沙填料的作用下，吸附相應(yīng)核素，并過(guò)濾掉污水中的微小雜質(zhì)；污水流入第四層填料盒4，在石墨烯氣凝膠填料的作用下，吸附污水中的剩余的放射性核素；最后污水流入第五層填料盒4，在石墨烯氣凝膠填料的作用下，繼續(xù)吸附污水中殘留的放射性核素。至此，放射性很小的污水經(jīng)放射性監(jiān)測(cè)儀表5排除放射性后，由出水口的閥門(mén)1排出收集裝置。

當(dāng)放射性監(jiān)測(cè)儀表5監(jiān)測(cè)到處理后的污水放射性升高到一定程度時(shí)，需要更換填料。關(guān)閉閥門(mén)1，待出水口沒(méi)有污水流出時(shí)，可以更換填料：通過(guò)打開(kāi)緊固螺釘，打開(kāi)箱門(mén)3，取出所有填料盒4，更換第一層、第二層和第三層的填料盒4內(nèi)的填料；把第五層填料盒4及其內(nèi)的填料一同裝入第四層填料盒4的位置；把第四層填料盒4內(nèi)的填料取出進(jìn)行處理，并更換新的石墨烯氣凝膠填料，之后將其裝入第五層填料盒的位置。更換填料盒4的同時(shí)，需要檢查所有密封圈，如有損壞，及時(shí)更換。最后，裝好箱門(mén)3，完成填料更換。打開(kāi)閥門(mén)1，繼續(xù)過(guò)濾并收集放射性污水中的核素。

實(shí)施例

一種放射性核素收集裝置，其長(zhǎng)度為2m，寬度為2m，高度為5m；在箱體內(nèi)部共設(shè)置了5層填料盒，填料盒的長(zhǎng)度為1.9m，寬度為1.9m，高度為0.5m，由上至下依次填充有小鵝卵石(直徑約1cm)、粗沙(直徑約0.5mm)、細(xì)沙(直徑約0.2mm)、石墨烯氣凝膠(密度20mg/cm³、孔隙率95％、孔體積為2.5m³/g、比表面積600m²/g)，石墨烯氣凝膠(密度20mg/cm³、孔隙率95％、孔體積為2.5m³/g、比表面積600m²/g)；其中，在各個(gè)填料盒中，填充材料充分填充滿填料盒。

對(duì)放射性污水進(jìn)行處理，其中，污水的放射性大于3.7×10⁹bq/l，為高放射性污水；

放射性污水進(jìn)行處理時(shí)，開(kāi)啟閥門(mén)1，放射性污水流入放射性核素收集裝置；污水經(jīng)過(guò)第一層填料盒4中小鵝卵石的過(guò)濾和吸附作用下，吸附相應(yīng)核素，并過(guò)濾掉污水中的較大雜質(zhì)；污水流入第二層填料盒4，在粗沙填料的作用下，吸附相應(yīng)核素，并過(guò)濾掉污水中較小雜質(zhì)；污水流入第三層填料盒4，在細(xì)沙填料的作用下，吸附相應(yīng)核素，并過(guò)濾掉污水中的微小雜質(zhì)；污水流入第四層填料盒4，在石墨烯氣凝膠填料的作用下，吸附污水中的剩余的放射性核素；最后污水流入第五層填料盒4，在石墨烯氣凝膠填料的作用下，繼續(xù)吸附污水中殘留的放射性核素。至此，放射性很小的污水經(jīng)放射性監(jiān)測(cè)儀表5排除放射性后，由出水口的閥門(mén)1排出收集裝置；

此時(shí)，處理后的污水放射性低于3.7×10⁵bq/l，也就是吸附系數(shù)大于10000，此時(shí)，處理后的污水為低放射性污水。處理后的低放射性污水根據(jù)相關(guān)部門(mén)規(guī)定，繼續(xù)處理或排放。

對(duì)比發(fā)現(xiàn)，放射性核素收集裝置對(duì)于放射性核素具有良好的收集作用，能夠有效地對(duì)放射性污水進(jìn)行處理，減輕污水中的放射性。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“上”、“下”、“內(nèi)”、“外”“前”“后”等指示的方位或位置關(guān)系為基于本發(fā)明工作狀態(tài)下的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”“相連”“連接”應(yīng)作廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體的連接普通；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接連接，也可以通過(guò)中間媒介間接連接，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

此外，下面所描述的本發(fā)明不同實(shí)施方式中涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互結(jié)合。

以上結(jié)合了優(yōu)選的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，不過(guò)這些實(shí)施方式僅是范例性的，僅起到說(shuō)明性的作用。在此基礎(chǔ)上，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行多種替換和改進(jìn)，這些均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。