CN103999163A

CN103999163A - 用于减少大气中来自工业或核电设备的有害排放物的系统

Info

Publication number: CN103999163A
Application number: CN201280050114.6A
Authority: CN
Inventors: A.伯托洛托
Original assignee: System Ecology Portion Of Marco Polo Engineering Co Ltd
Current assignee: System Ecology Portion Of Marco Polo Engineering Co Ltd
Priority date: 2011-08-11
Filing date: 2012-07-27
Publication date: 2014-08-20
Anticipated expiration: 2032-07-27
Also published as: RU2609670C2; RU2014109422A; HK1198345A1; ITTO20110763A1; TW201308351A; US20140270046A1; CN103999163B; EP2742509B1; WO2013021308A1; AR087518A1; EP2742509A1

Abstract

一种用于在事故的情况下减少来自工业或核电设备(1)或类似物中的有害排放物的系统，包括：用来使地面防渗的结构(10)，其至少在该设备(1)周围的环形区域(A1)中延伸；多个洒水塔(20-22)，其布置于设备(1)周围且在大气中洒水，优选地被添加化学/或生物和/或矿物质；以及外围收集结构(50)，其被配置成用于接收由防渗结构(10)截留的水。

Description

用于减少大气中来自工业或核电设备的有害排放物的系统

技术领域

本发明涉及一种保护系统，其被设计用于在事故的情况下将释放有害和污染物质的设备。特别地参考核电设备和核电站发展了本发明，但其应用并不排除与工业设备和类似设施组合。

背景技术

最近在核电设备、工业设备和类似地面设施内出现的事故明显表明了缺乏旨在限制有毒物质和放射性核素到大气内的散布或者所述有害物质与地下水或河水湖水和海水接触的系统和方法。

发明内容

本发明的根本目的在于指出一种能以高效且快速的方式高效捕获和/或高效减少在事故的情况下释放所述排放物的那些设备的有害和污染排放物并且还可能将环境危害局部地限制于有限区域的系统和方法。

本发明的另一目的在于提供这种类型的保护系统，鉴于所提供的益处，其建置起来相对简单且经济。

本发明的辅助目的在于指出能在事故后设施不能恢复而是替代地保持有害排放源时以快速且高效的方式并且以低成本使设备安全的手段和方法。

根据本发明利用一种在事故的情况下在大气中捕获和/或减少来自工业或核电设备的有害排放物的系统来实现上述和其它目的，上述和其它目的在下文中将更清楚地显现，该系统包括：

-用来使地面防渗的结构，其至少在该设备周围的环形区域中延伸；

-多个喷洒塔，其布置于设备周围和/或设备的分区中并且操作以喷洒水和/或其它化学和/或生物和/或矿物质，能够在事故的情况下遏制有害物质和/或辐射在露天中的散布以及有利于其降落到地面；以及

-外围收集结构，其被配置成用于接收由防渗结构截留的水。

利用根据本发明的系统，在刚发生事故后，可立即启动利用前述塔递送水射流，特别地经由合适炮，优选地与雾化和/或与粉末和/或泡沫产品一起递送，以便限制有害排放物在空气中的扩散，同时就地获得有害排放物在防渗结构上的降落。防止污染物散布所用的水和/或其它可能产品因此由于防渗结构而截留在设备紧邻处，同时防止污染土壤和地下水或者河水、湖水和海水。由防渗结构截留的受污染的水和/或粉末产品和/或泡沫然后流入到收集结构内，从而将使它们安全和净化或去污。防渗结构可有利地至少略微倾斜地存在，以便有利于水朝向收集结构流走。

然而，这种系统证明即使在设备不发生事故的情况下也是适用的，只要防渗结构和收集结构可以用来截留大气来源的水，其可以用于各种目的(例如，用于供应设备的辅助系统或用于灌溉)。所述大气来源的清洁水可用于供应喷洒塔，如果这些例如用于灌溉在防渗结构上方的土壤。

在一优选实施例中，多个喷洒塔包括在该设备的分区内和/或其紧邻边界上直接布置的一系列第一塔和布置于具备防渗结构的环形区域中的一系列第二塔中的至少一个。塔优选地具有一高度，使得水和/或其它产品将在设备的结构上喷洒。优选地，设想到第一塔和第二塔。

以此方式，在设立设备的区域周围并且直接在其分区中，可设置基本上根据多个同心环布置的一系列塔，其实际上使该设备的区域和它周围的环形区域完全被人工降雨覆盖。因此可以尽可能有效地遏制有害物质到大气内的散布。为此目的，也可以设置具有不同高度的喷洒塔：在这样的实施例中，优选地，最高的塔将是最靠近设备的塔。

在一个实施例中，每个塔具备用来供应待喷洒水的机构，其包括设置于塔顶部附近或塔顶部处且与相应喷洒机构流体连通的第一储罐。

以此方式，每个塔具备可以在事故后立即喷洒的水储备，其中第一储罐的容量使得在任何情况下保证系统自主操作特定时间，而无需泵送来自远处的水。优选地，每个塔也具备自主电能源，诸如发动机-发电机组、光伏面板和/或风电系统，以便弥补主要电源的任何可能中断。

在一个实施例中，用来向喷洒塔供应水的机构还包括设置于地面上的第二储罐，第二储罐与直接设置于塔上的第一储罐流体连通。以此方式，储罐被预先布置成具有比直接设置于塔上的那些储罐显著更大的容量以便保证喷洒系统延长的操作。例如经由河水或地下水供应的第二储罐优选地位于相对塔较远的位置，特别在防渗结构所处的区域外侧，并且经由配备泵送机构的供应管线连接到设于塔上的储罐。出于安全目的，可以设想到自主电源，诸如发动机-发电机组也用于泵送机构，以便弥补主要电源的任何可能中断。

在一优选实施例中，收集结构实际上完全包围防渗结构以便保证水的收集尽可能快速且高效，并且以便减少所述水散布到防渗区外进入土壤内的风险。优选地，收集结构包括至少一个环形通道，具有基本上对应于防渗结构的外周边的内壁，与防渗结构合作以用于不透流体的目的。

在一个实施例中，喷洒塔还包括用来将吸附性材料例如沸石粉末散布到大气内的机构，吸附性材料用来捕获散布于空气中的有害物质和/或使得它们降落。以此方式，进一步减少了有害物质从设备散布的风险。有利地，在一个或多个塔上，还将设置被设计成散布吸附性材料的机构，例如呈气动炮的形式，具有相对应的供应机构，其包括例如用于粉末的局部储存器和相对应的促动器(例如，压缩机)，促动器(若需要)可以由前述自主电源供电。当然，为了保证散布系统延长的操作，可设想到在塔内(例如，在塔结构内侧的筒仓)或者相对于塔较远的位置(在此情况下，向塔供应粉末将以与上文关于塔的第二水储罐所描述的模式类似的模式发生)更大的粉末储集。

在一特别有利的实施例中，在防渗结构上方设置多个排水道(drain)，其中每一个在径向方向上延伸，基本上始于设备区域的边界远至防渗结构所在的环形区域外周边。基本上沿径向布置的这些排水道有利于朝向收集结构精确地输送由防渗结构截留的水，收集结构位于基本上对应于防渗结构外周边的位置。

优选地，还设置环形排水道，径向排水道会聚到环形排水道内。所述环形排水道基本上对应于属于收集结构的通道的内壁并且与所述通道的内侧流体连通。此环形排水道因此提供用于径向排水道的一种较大收集器，用于随后将水输送到前述通道内。

在一优选实施例中，径向排水道并且还优选地环形排水道由石头或碎岩材料形成，并且至少部分地埋入于在防渗结构顶部上铺设的一或多层某些其它材料内。排水道因此铺设起来较为简单，并且由上覆材料来保护其随时间的完整性。用来覆盖防渗结构的材料可包括多个不同的层，例如从底部向上，一层碎沸石、比构成排水道的材料更细的一层砂砾、一层土壤、一层腐殖质和/或草坪。

在一个实施例中，防渗结构包括多个防水油布，防水油布由例如聚乙烯优选地高密度聚乙烯(HDPE)制成。同样优先地，在两个防水油布之间设置至少一层颗粒材料，特别是沸石；这种防渗组件可置于粘土型防渗材料层上，以便改进该区域的防渗容量。

这种类型的结构保证了高度防渗，其防止水和可能的污染物质到下层土壤内的任何可能迁移。可以通过也在每个防水油布与相对应的颗粒材料层之间铺设例如无纺布薄层来增强结构的可靠性。

如在先前看出，在随后排放污染物的设备发生事故的情况下，启动根据本发明提供的系统以便遏制设备释放的有害物质扩散。优选地以自动化方式，使用在工业设备和核电站用的安全系统领域中已知的控制技术来调控启动，但显然并不排除手动启动的可能性，甚至从相对于设备位于较远位置的控制站进行调控。

事故可能严重到无法再恢复设备，甚至到了设备保持为有害排放源的点。在这样的情况下，根据本发明的一个实施例提出的方法设想到利用适合于形成生物反应器(bio-reactor)的材料来覆盖设备本身和它周围的防渗环形区域的操作。

以此方式，可在事故后防止污染物的持续泄漏，并且同时获得用于捕获污染物本身的载体。通过捕获生物气进行污染物捕获，生物气通过构成生物反应器的生物质的甲烷生成反应产生，然后可以在生物气净化过程中排除污染物，例如，在其被送到属于发电机统的发动机中进行焚化之前。

应意识到为了在事故后形成生物反应器，可直接以非常有利的方式利用先前已经布置的防渗结构。所述结构允许相对于土壤和蓄水层来分离生物质，以及保留随后产生的受污染的渗滤液；可使所述渗滤液流入到收集结构内以便经历随后的净化和/或去污。

在特别有利的实施例中，用来形成生物反应器的材料包括城市和/或工业固体废物。

所述类型的材料可容易持续大量地获得，因此有利于在相对较短时间和以较低成本来实施该设备的安全措施。废物可包括城市固体废物的湿部分(wet fraction)或者这样的城市固体废物本身或者选定的城市固体废物。废物可以呈散装形式或成包，其可能包裹在玻璃纸中。

附图说明

参考附图，通过仅以非限制性示例方式给出的下文的详细描述，本发明的另外的目的、特征和优点将清楚地显现，在附图中：

图1为具备根据本发明的安全系统的核电设备的局部和示意截面图；

图2为与图1相比以更大比例示出的图1的发电设备和系统的第二局部和示意截面图；

图3为图1的发电设备和系统的示意顶视平面图；

图4为形成根据本发明的系统的部分的喷洒塔的顶部部分的示意侧视图；

图5和图6分别为根据本发明的一个变型的喷洒塔的顶部部分的示意侧视图和示意顶视平面图；

图7为以更大比例示出的图1的系统的外围区的局部和示意截面图；

图8和图9为根据本发明的系统的防渗和排水结构的彼此正交、以放大比例示出的两个局部和示意截面图；

图10为旨在突出显示一系列底部排水道的布置的根据本发明的系统的局部和示意顶视平面图；

图11为根据本发明的一实施例充当图1的设备的覆盖物的生物反应器的局部和示意截面图；

图12为以更大比例与图11的截面图类似的截面图；

图13为以更大比例示出的图12的生物反应器的防渗和地面排水结构的局部和示意截面图；

图14为与图12相比以更大比例示出的生物反应器的外围区的局部和示意截面图；

图15为在不存在生物反应器的情况下根据本发明的系统的外围区的以放大比例示出的局部和示意截面图；

图16为在存在生物反应器的情况下与图15的截面图类似的截面图；

图17为与图10的视图类似的视图，旨在突出显示生物反应器的一系列顶部排水道的布置；

图18和图19为本发明的一个可能变型的两个局部和示意截面图；

图20为图11的生物反应器的局部和示意截面图，突出显示了生物气捕获井；

图21为图20的井之一的局部示意截面图；

图22为在本发明的可能实施方式中在图1的发电设备周围的区域的可能划分的示意顶视平面图；以及

图23为图22的发电设备的一区域的更大比例下的细节。

具体实施方式

在接下来的描述中，示出了各种具体细节，旨在提供对实施例的深入理解。实施例可以被设置为无具体细节中的一个或多个，或者具有其它方法、部件、材料等。在其它情况下，并未示出或详细描述已知的结构、材料或操作以避免使实施例的各种方面混淆。

在本描述的架构中对于“一实施例”或“一个实施例”的提及意在表示关于该实施例所描述的特定配置、结构或特征被包括于至少一个实施例中。因此，可能存在于本描述的各个点的短语诸如“在一实施例中”或者“在一个实施例中”未必指同一个实施例。此外，在一个或多个实施例中，特定构型、结构或特征可能以适当方式组合。

本文所用的参考只是为了方便起见提供，并且因此不限定实施例的保护范畴或保护范围。

应当强调，在本发明的框架和所附权利要求中，倘若本发明被设计成基本上结合地面或“户外作业”设备和类似设施使用(即，不是仅仅或主要建置于地下，诸如在US-A-4,971,752中)，术语“大气”表示在待保护的设备周围的露天周围环境的一部分。

在图1和图2中，附图标记1总体上标注核电设备的结构，该核电设备位于露天中区域A0内，其周边被认为是属于发电设备本身的每个结构的界限(建筑物的地板、道路、通道、围栏)。在该示例中，假定区域A0基本上为圆形，具有大约500 m的直径。如通常发生的，区域A0本身具备用来从发电设备的顶面和底面收集气象水的机构，其是防渗的或者使其成为防渗的。所有水通过故意设置的暴雨排水道收集并且如关于任何核电设备或其它工业设备通常已经设想到的那样处置。

在区域A0周围标识外围区，以A1标注，其从区域A0的周边开始向外发展，例如约250 m。

直接围住发电设备1所处的区域A0的环形区域A1具备用于使地面防渗的结构，在图2中总体上以10标注。

在核电设备1周围，在区域A0和区域A1中，喷洒系统还设置于露天中，包括安装于从地面立起的塔上的喷洒机构。优选地，喷洒塔的环设置于区域A0和区域A1中。

在图示的示例中，第一塔20设置于为例如在露天中基本上布置于区域A0内围绕一个或多个核反应器的圆周上的四个塔。同样在区域A0中，设置第二塔21，也在露天中基本上按照比先前的环更大直径的环布置，例如与塔20相同的八个塔。在本发明的优选实施例中，喷洒塔22的一个或多个环然后也设置于区域A1中。在图示示例中，对于总共三十二个塔，各设置八个塔的四个同心环。可以看出，在图3中例示的情况下，塔21和22的同心环的塔基本上按照罗盘布置。

如在图3中可以看出，塔20、21和22的环布置使得区域A0和A1实际上完全被经由塔3所产生的人工降雨覆盖(在图3中，包围塔的圆指示由来自每个塔的雨水覆盖的子区)。

塔20-22的高度相对较大以便能够生成在高度上超过发电设备1的结构的人工降雨。这种人工降雨可能被添加化学和/或生物和/或矿物质，其适合于在事故的情况下进一步遏制有害物质和辐射在空气中的散布，以及有利于其降落到地面。象征性地，塔20和21可为大约120 m高，而塔22可为大约100 m高。塔的结构可以是认为合适的任何类型，例如金属结构、混凝土结构或预制结构。优选地，每个塔将具有相应基部，其例如由混凝土制成，适当地埋到地下，并且按照已知的抗震程序来建置。当然，防渗结构10将被铺设为以便相对于塔的底部部分提供充分的紧密性。

如在图4中所例示，在每个塔顶部安装洒水机构，例如包括旋转喷洒炮30，其被设计成发出加压射流；所生成的射流的长度可以象征性地为约70-80m。炮30可能被马达驱动以便调节其位置或旋转，例如经由远程计算机。优选地，对于塔20-21和22而言分别地，所生成的水射流具有例如20 m的特定高程，或者在任何情况下，使雨水从大约140和120m的高度降落。

优选地，在每个塔20-22上安装第一储罐31或者积蓄储存器。例如具有大约64 m³的适用体积的所述储罐包含一定水储备，以便保证人工降雨的第一时段(例如，持续第一20分钟，以每平方米12mm/h的雨水)。这些水可能已经添加被设计成有利于降落和/或吸附化学和放射性粉末和灰尘的产品。

包含在储罐31中的水经由泵32例如电动马达泵被供应给相应的喷洒炮30。甚至在主要电源中断的情况下，由于自主发电机33，诸如辅助柴油发动机-发电机组，保证了炮30(如果所述移动为马达驱动的)和泵32的移动。

在一实施例中，在塔20-21上还安装用来与炮30所生成的射流一起或者单独地散布粉末吸附性材料诸如沸石粉末的机构。所述机构可包括例如在图4中以34标注的气动炮。前述粉末可以储存于在塔基部或塔内的其它位置处设置的相对应储存器35中和/或合并了送料器(desilator)的筒仓中，通过气动递送到炮34。

应当指出，塔20-21配备的喷洒机构也可包括两个或更多个炮30。图5和图6例示了塔20具备安装到共同基座诸如旋转或固定基座上的五个炮30的情况，其中，每个炮由于水的推力所提供的机械移动能够例如左右转动45°或90°。

优选地，用来向塔20至22供应水的机构还包括第二储罐，第二储罐设置于地面上并且经由配备泵的供应管线与设置于每个塔上的储罐31流体连通。

在该示例中，用于向喷洒塔20-22供水的水储备被包含在额外储罐中，在图1、图3和图7中标注为40。这些储罐，例如八个10000 m³的圆形储罐，可以布置于区域A1的紧邻外侧，在A2所标注的区域内。水从储罐40通过管路到达塔20-22，管路例如由聚乙烯制成且具有100 mm的直径，部分地插入于合适埋入的由钢筋混凝土制成的暴雨排水道中，如在图7中所例示。利用泵送系统将水供应给每个塔20-22，泵送系统被校准以便总是维持定位于每个塔顶部上的储罐31中的最小水位(例如，70%)。

泵送系统的流率和储罐40的容量优选地被选择为使得每个储罐40可以向所有塔20-22供应至少一个小时。以此方式，使用所有储罐40，在任何情况下可以保证喷洒系统操作持续至少八小时(对于每个塔仅仅一个喷洒炮而言，每平方米12 mm/h的人工降雨；如果例如每个塔设有五个炮，对于每个炮而言应保证最短时间为96分钟)。根据在区域A0和A1上的需要，所述时间显然可以延长。储罐40可例如从存在于该区域中的河水利用具有充分流率(例如，对于每个储罐40而言，每秒不少于0.3m³)的故意设置的水管系统来供应，以便保证用安装到每个塔上的喷洒炮操作和所有喷洒炮一起起作用。

利用塔20-22生成的人工降雨(同样，吸附性粉末的可能散布)可以经由计算机受到控制。在所述方面，例如，塔的马达驱动的炮30(和/或34)也可受到控制以使相应射流朝向特定相关的方向定向(例如，在正形成有害云雾的地方)。对于这种情况，塔可以全部一起操作或者独立于彼此操作。

如之前所述，在区域A0(和因此发电设备1)周围的区域A1中，经由图2中以10标注的防渗结构使土壤变得不可渗透。当然，结构10的内周以不透流体的方式联接到区域A0的不可渗透的底面。

区域A1的土壤在先前被翻松并且整平，优选地使之具备从区域A0向外至少适度的斜率，例如至少1%的斜率。之后，铺设防渗结构10，其例如可以利用通常用来覆盖危险废物堆的类型的防水油布包获得。所述防水油布包优选地包括一个设置于另一个顶部上的至少两个防水油布，其例如由聚乙烯、优选地高密度聚乙烯(HDPE)制成，每个象征性地至少两个2mm厚；在这两个薄片之间可以设置一层颗粒材料，诸如沸石。可能在新构建的设备的情况下，防渗结构10也可在该结构和/或区域A0的设备底面下方延伸。如所述那样，在任何情况下，设备的相同的底面结构本身实施为防渗结构，水治理机构与之相关联；优选地，这种用于水治理的机构将具备用来保留从喷洒塔喷洒的添加剂或其它固体物质的装置，诸如带过滤器、沉淀装置等的排水道。

在一实施例中(参看图8和图9)，在区域A1的土壤上(适当地翻松，例如，移除第一200mm植被)，首先铺设沙层11(例如，大约200mm厚)，然后是两个HDPE防水油布12。在一优选实施例中，在铺设第一防水油布12之后，在其上铺设无纺布薄片(例如，10 mm厚)，并且紧接着在其顶部铺设沸石层13(例如，200 mm厚)。在沸石层13上，然后铺设无纺布的另一薄片(例如与先前的相同)，之后被覆盖以第二HDPE防水油布12，其也可以在顶部被覆盖以无纺布的另一薄片。如之前所述，当然获得地面防渗使得薄片包以防水方式包围喷洒塔20-22的底部部分。

该系统还包括外围收集结构，在图1、图3和图7中被标注为50，其被配置成用于接收由防渗结构10截留的水。优选地并且如在图3中可以看出，结构50实际上完全包围防渗结构10，并且与防渗结构10合作以保证不透水。

设想到防渗结构10的斜率(其如上文所述，象征性地不小于1%)将截留的水朝向收集结构50输送。为此目的，在一实施例中，有利地设置优选地具有三角形截面的一系列排水道，其设置于防渗结构10上方，所述排水道然后被包在排水层中，排水层也设置于结构10上。

在一实施例中，在区域A1的外界限设置壁或隔膜，其优选地在区域A1外部的环形区域A2所处的平面上方突出例如大约1m。在图1、图2和图7中以60标注的所述隔膜在地面中延伸例如至少50m的深度，并且优选地超过存在的第二蓄水层(如果其位于第一100m深度内)。隔膜60可象征性地具有700 mm的厚度并且由不可渗透且抗震的钢筋混凝土制成以便隔离区域A0和A1与周围蓄水层，以及在设备事故的情况下防止水泄漏。

收集结构50直接设置于隔膜60内，在基本上对应于区域A1外周的区域中。为此目的，在隔膜60顶端邻近，设置至少一个通道，优选地两个通道，用来治理区域A0和A1的表层水。所述通道在图7中以C1和C2标注。

在图7中部分地看到储罐40之一和用于相应系列塔的供应管线。如上文所述，所述管线包括管路41，其例如由聚乙烯制成，部分地埋入于合适的暴雨排水道中。可以看出，管路41经过通道C1和C2上方且然后再次埋入，在设置于防渗结构10上方的排水组件中具有合适的暴雨排水道。

在图8和图9的示例中，所述排水组件包括多个不同颗粒材料层，即：

- 颗粒沸石层61(例如，大约200mm厚)；

- 细碎砂砾(50-80 mm直径)的层62(例如，大约300mm厚)；

- 带有碎砂砾(100-150mm直径)、诸如构成砂砾底面的土壤层(例如，大约300mm厚)。

在一个实施例中，在所述砂砾底面63上铺设腐殖质层64，例如大约10cm厚。为了所述目的，可以使用产品HUMUS ANENZY^?，其由本申请人生产并销售，被压紧并且可能添加微生物聚生体，诸如由本申请者生产且以商标名称ENZYVEBA^?销售的微生物聚生体。腐殖质层64(可能添加了微生物聚生体)也可能被种草。

在图8中还可以看到前述排水道之一，被标注为70。所述排水道70优选地具有三角形截面(例如，具有大约1 m的基底和大约500 mm的高度)并且优选地具备圆形非钙质石头(例如80-120mm直径)。排水道70铺设在沸石层61上铺设的排水组件砂砾层62的第一部分(例如，第一150mm)上。

而且，如从图10清楚地看出，排水道70基本上始于区域A0的外周并且在径向向外延伸且然后止于较大圆形排水道71中，排水道71设置在基本上对应于区域A1外周的位置，并且更特别地在对应于收集结构50内侧的位置，此处由通道C1表示。

以此方式，在未发生事故的情况下和在发生事故之后，获得对区域A0和A1内的水治理。显然，由于结构10和50，在事故的情况下，变得可能处置、盛放和处理气象水和在事故情况下由塔喷洒的过程水。在核事故的情况下，这些水可以流到周边通道C1中，周边通道C1被设置用来盛放第一污染水且然后使得能对其进行处理。水通过在区域A1的防渗组件上方径向布置的排水道70的网络，并且会聚到排水道71中。在一实施例中，水从排水道71通过具备虹吸管73(图7)的孔72传递到通道C1，虹吸管73定位于通道C1的内壁中，在排水道70会聚到排水道71的点与排水道71本身接触。

通道C1可以就地铺设或者利用钢筋混凝土预制，可以具有大约3m的宽度，并且在图示示例中可以被部分地埋入。通道C1在顶部可以被可移除的防水闭合薄片覆盖，如在图7中可以看出。

防渗结构10抵靠通道C1的前述内壁紧密地密封直到其顶部(参看图7)使得区域A0和A1相对于底土完全隔离，防渗结构10此处包括两个防水油布12和设置于两个防水油布1之间的沸石层13(图8和图9)。

在发电设备1未发生事故的情况下，通道C1将总是接收清洁的气象流动水，并且在核事故之后，将接收来自区域A1的污染的流动和渗滤水和与来自区域A0的经治理水会聚的水。如上文所述，在通道C1的内侧设置环形排水道71，环形排水道71优选地被覆盖无纺布以保留其完整性。优选地，例如1.5 m深和1 m高的排水道71也具有基本上三角形截面且具备圆形非钙质石头(例如，80-120 mm直径)。

在非灾难性核事故的情况下，即，其中发电设备1可以恢复和/或引起可消除的污染物泄漏的类型，根据本发明的系统允许利用来自塔20-22的人工降雨即时干预，随后通过防渗结构10和收集结构50捕获并且降落大部分污染物。

在本发明的一个实施例中，在发生事故后设备不能恢复的情况下，设想到利用适合于形成生物反应器的材料M覆盖区域A0(和因此发电设备1)和环形区域A1的操作。所述生物反应器在图11中部分地可以看到，其中它总体上以100标注。

在特别有利的实施例中，在区域A1的外周附近，除了隔膜60之外，设置至少一个服务铁道线110。在例示情况下，例如在图3、图7和图11中，为此目的，设置两个轨道，以使得能够经由货车或类似运输工具来运输适合于构建生物反应器的材料M。优选地，用于输送材料的前述货车为遥控型，例如无线电控制。

在一个实施例中，包围区域A1的铁道环110具有未示出的多个进入点，进入点设有开关，开关在隔膜60和由通道C1和C2表示的结构50上方，以便接近区域A1且因此能够卸载材料M。

有利地，沿着铁道线110可以设置例如隧道型的冲洗站，在图3中以111标注。在所述站111中，在货车卸载了材料M之后，冲洗货车；冲洗水从站111输送到通道C1内，或者直接送去净化。用来输送材料M的货车的交通优选地以自动化方式来处置，例如经由控制/管理中心。

一旦在区域A1内卸载了材料，用来移动材料的合适机构(诸如机铲、倾卸器、抓斗、斗式刮土机等)便分布所述材料。所述移动材料的机构当然配备驾驶室，驾驶室设有防止负责执行工作的工作人员被污染物污染所需的所有布置。在可能的情况下，另一方面，所述机构也将为遥控型，例如无线电控制。

在一优选实施例中，用于形成生物反应器的材料M包括城市固体废物。所述废物可以由城市固体废物的湿部分或者这样的城市固体废物本身或者由选定的城市固体废物(即，除去有价值的部分，诸如金属、纸、玻璃)构成。到达现场以便递送给货车的废物可以是散装形式或成包。另一方案是就地设置用来压缩松散废物的压制流水线，例如用于卸载材料的点中每一个的流水线。因此，将到来的松散废料转换成包，并且然后运输到进入区域A0和A1的倾倒点。

参考所述实施例，在铁道线110服务的预设点卸载废物M，其中，受到开关调控的轨道的伸展延伸到隔膜60上方和通道C1和C2上方(所述伸展之一在图3中以112标注)。轨道车辆在区域A1内相对应的场地(所述场地之一在图3中以113标注)倾倒废物，优选地被遥控的其它机械机构(伸缩抓斗、机铲、倾卸器、压实机等)从那里拾取废物且分布废物，在区域A0和A1上按需要压实它们。

通过使散装形式或成包的废物分层，从而形成生物反应器100，其朝向区域A1内侧升高，在此，随着结构在高度上发展，层具有显著减小的直径。以此方式，生物反应器100呈现近似角锥形状，优选地具有对应于每次沉积时的各种层的台阶。例如，从升高到所在平面上方的通道C1的壁开始铺设各种废物层，每一层具有大约2-3m的高度，因此产生前述台阶。

在分布和压实废物M以获得生物反应器100期间(无论所述废物是散装形式还是成包)，对于每个台阶，沸石层被铺设例如20至50mm厚，在图13中以119标注。优选地，所述沸石层并未涉及台阶废物层的整个顶表面，而是仅仅其外围部分(例如，朝向废物层中心大约25m)。可以具有200mm与300mm之间厚度的沸石层有利地还充当用于分布和压实废物的车辆的路基。

最后，每个台阶的沸石层119被覆盖以排水和防渗多层结构，在图12中以120标注，其包括至少一个防水油布。如在图13中突出显示，所述结构120可例如包括(从底部向上依次)：

-无纺布的第一薄片121；

-由聚乙烯、优选地HDPE制成的防水油布122；

-无纺布的第二薄片121；

-沸石层123；

-不可渗透的粘土涂层124；

-沙层125；

-带碎砂砾的土壤层126；以及

-腐殖质层127(例如HUMUS ANENZY^?)，可能利用微生物的聚生体(例如，ENZYVEBA^?)生物激活，所述最后一层可能被种有吸附性草类植物。

结构120防止生物反应器100内辐射可能出来和周围空气和雨水进入。在生物气捕获井(在下文中描述)和塔20-22所处的点，防水油布122将被充分地成形且固定以保证不透流体，并且因此防止空气进入和/或生物气离开。

随着生物反应器100“上升”直到其顶部，积聚了覆盖结构120，生物反应器顶部位于发电设备1上方较高处，在50-60米的象征性高度。在生物反应器的底部部分，聚乙烯防水油布122结合到通道C1的内壁。以此方式，防止在生物反应器100内侧经由排水道70和71流入到通道C1的渗滤水与在生物反应器100的外侧和表面处流入到通道C2的水之间混合。为此目的，如在图14中所例示，在所述区域中，可以限定暴雨排水道130，其经由横穿通道C1故意设置的通路和管路131连接到通道C2。因此掉落到生物反应器100上的气象水或人工降水朝向暴雨排水道130流动，并且然后到达通道C2的内侧。

应当指出，在结构120内，特别地在其防水油布122上方，可以设置与先前以70和71所标注的那些类似设计的径向排水道和外部环形排水道。设置于结构120中的所述排水道在图14中以132和133标注。此外，优选地，将在与生物反应器100结构的各个台阶对应的位置设置中间圆形排水道，如在图17中所例示，其中所述中间圆形排水道以134标注。

在构建生物反应器100期间渗透到废物M中的气象水或来自塔20-22的水(加上来自废物的液体部分)显然产生污染的渗滤液，因为它们都流经废物，它们变得富含化学和生物物质，并且因为它们被放射性核素污染。

这些渗滤液在构建生物反应器100期间通过排水道70和71以及通过通道C1具备虹吸管73的孔72(参看图7)到达通道C1。替代地，并且例如可在图15中清楚地看出，在对应于环形排水道71的位置，可以设置顶部闭合且具备泵141的排水道140。在收到命令时，这些排水道140将水(或渗滤液)引入到通道C1内，同样利用虹吸排放142，或者经由合适管道143(例如，聚乙烯管路)将其直接送去净化。

如在图16和图17中可以看出，渗滤液捕获井140邻近通道C1内壁设置，沿着通道C1本身的整个内周边在离彼此一定距离处(例如，在100 m的距离处)并且优选地被建置为使得它们可以被检查(井的直径可以为例如2 m)。优选地，井140被配置成根据需要允许在生物反应器床上的渗滤液的压头变化。

作为排水道140的替代，渗滤液可以通过设置于通道C1内壁中的一系列虹吸孔而渗透到通道C1内，以类似于在图7中清楚地表示的方式。带有相对应虹吸管的系列孔设置于圆形排水道71中在每个径向排水道70处，如在图18和图19中所例示。在这一实施例中，也可设想到用于每个径向排水道70的集管145邻近通道C1的壁设置并且在排水道71内，具有与之相关联的相对应的阀(例如，可以经由手动控件146打开和关闭)。存在虹吸管73使得渗滤液能够流入到通道C1内而不回风，同时防止生物气和辐射从生物反应器底部出来并防止周围空气进入到生物反应器本身内。孔72当然基本上设置于防渗结构10的顶层。通过井140来捕获渗滤液在任何情况下是优选的，因为其能(若需要)允许绕开通道C1并将渗滤液的流动导向至相对应的净化设备。

积蓄在通道C1中的水和/或渗滤液可以排放到通道C2内。在没有事故的情况下，在通道C1内存在未污染的水，并且其可以因此利用合适分隔件(并未示出)排放到通道C2内，合适分隔件可以被手动和/或利用促动器操控。在事故的情况下且因此污染的表层水和来自生物反应器100的渗滤液中的第一个，接纳于通道C1中的液体被输送到故意设置的储存器内以用于积蓄和处理，在此，它们可以在排放之前利用合适的净化和去污系统被处理。

通道C2将替代地接收在生物反应器100上流动的所有气象水和塔20-22所生成的人工降水。优选地，通道C2比通道C1更深，以便当水清洁时能从通道C1接收水并且可能使得它们流入到外部表层水道内。通道C2优选地被覆盖且构成另一储备用来在污染的情况下进行盛放和处理。

在生物反应器100中，设置本身已知类型的生物气捕获井，例如在图20中以160标注。所述排水道160通过故意设置的子站连接到环形集管，环形集管例如设置于区域A1的外侧，在隔膜60附近。生物气捕获井160也用作渗滤液捕获井，如在图21中突出显示。

为了建置井160，并且在铺设覆盖结构120之前，在构成生物反应器100的压实废物M中设置竖直通道161，其中设有例如由HDPE制成的带缝管路162。在顶部连接到管路162的为不带缝的管路163，其具备排水头和用于生物气的出口160a，具有相对应的调节阀。在铺设覆盖结构120之前，竖直通道161在管路162外侧上被填充砂砾。但优选地，带微缝的管路164水平地设置在结构120的紧邻下方。

用来吸入渗滤液的管路165延伸穿过管路162和163，渗滤液供应生物消化器165，生物消化器165的返回出口连接到管路164，使得在废物M构成的生物质内散布水分和热量，并且因此有利于甲烷形成。

生物气经由井160从生物反应器100捕获，在保持持续地在负压时，对每个井进行分析且输送到净化中心，在此，利用已知的科技来捕获可能的反射性核素。优选地，然后将生物气送到奥托循环内燃发动机，其焚烧生物气以发电。前述发动机的排放气体在故意设置的后燃烧器中使用甲烷燃烧；排放气体可以替代地发、送到利用消化CO₂的海藻的过程。

生物气的净化使得能够捕获可能随着生物气迁移到生物反应器100外侧的放射性核素，使得它们可能被封装在故意设置的容器中并且送到有资质的处理中心。

可以看出，核电设备1最终包入到较大的生物反应器内，其厌氧产甲烷活性在密封环境中执行辐射的阻挡/固定，其在随后的数十年(合理地大约50年)将经历微生物繁殖的自然规律。如上文所述，在净化生物气本身的步骤中，将捕获随着生物气迁移的放射性核素的部分。当然，整个生物反应器100将通过通道C1和C2的水和通过生物气和渗滤液捕获井而在严格的分析控制下。

根据上文的描述，本发明的特征和优点是显然的，其中，它们可强调以下方面：

-所提议的系统能限制污染风险，通过将其局限于所涉及区域的界限内；

-所提议的系统利用塔20-22生成的、添加了或以其它方式具有沸石等颗粒粉末的人工降雨来使污染物降落；

-前述人工降雨即使在事故之后的时段并且在可能构建生物反应器100期间防止风使污染物移动；

-防渗结构10和收集结构50防止气象水和由塔20-22喷洒的水到达蓄水层和/或自然表层水道；

-收集结构50允许盛放前述水，用于随后去污染处理的目的；

-该区域可能再应用于环境目的，其原本可能不能再使用；

-用来覆盖不能恢复设备1的可能的生物反应器100在事故后防止污染物持续泄漏，并且同时构成用来捕获从下面损坏的设备出来的污染物的载体；

-使用城市固体废物或其湿部分来形成生物反应器涉及有限的成本，并且所述材料在离发电设备100-250 km半径的城镇和城市中心可容易大量获得；

-在生物反应器形成过程中和在其使用寿命期间生成的污染渗滤液可以以简单方式处置，并且本身与生物气一起构成用来随着时间捕获污染物的载体；

-由生物反应器生成的生物气允许回收大量能量，例如如果用来供应发电机。

显然，本领域技术人员可以对于以举例方式描述的系统和方法做出许多变型，而不因此偏离由所附权利要求限定的本发明的范围。

应当强调，在形成生物反应器100之前，可能提供至少一个应急和检查隧道，优选地具有两个入口和两个出口，其将允许始于区域A2到达区域A0，并且具有通往发电设备1相关处所的分支。当然，所述隧道网络将完全被防止渗透水和气体，使用例如适当大小的污水型管路。

如先前所述，本发明优选地组合核电设备和核电站使用，无论是现有的还是新建的，但本发明也可以用于工业设备的情况，这样的工业设备在事故的情况下导致有害物质排放到环境中。

根据本发明的一个可能的实施方式，除了外围区A1的限定之外，另外的区域在先前基本上限定为与区域A0同心，遵循地面和/或水道和/或水体的形貌。在一优选实施例中，例如限定另外九个环形外围区，如在图22和图23中所例示(图23表示图21的中心区的细节)。在图示示例中，前述另外的环形区域如下：

-区域A2，在先前已经提到，其可以象征性地具有始于先前区域(A1)的外周边朝向下一区域(A3)的内周边的大约500 m的半径；

-区域A3和A4，各自具有始于前一区域的外周边朝向下一区域的内周边的大约2500 m的半径；

-区域A5、A6和A7，各具有始于前一区域的外周边朝向下一区域的内周边的大约5000 m的半径；

-区域A8、A9和A10，各具有始于前一区域的外周边朝向下一区域的内周边的大约10000 m的半径。

在例示的实施例中，可以利用激光和/或GPS站绘制的区域A1-A10具有基本上八边形的内周边和外周边(除了区域A1之外，在示例中，其仅具有八边形的外周)；所述形状另一方面必须被理解为仅仅是优先的但不是限制性的。

每个环形外围区又可以分成多个子区，用于随后分析目的，如在下文中所解释。同样，参考在图22和图23中例示的情况，前述子区(并未示出)由区域A1至A10的八边形周边的八个半径“r”限定，以便限定每个环形区域总共八个相等的子区。当然，子区的数量也可高于例示的数量，例如，每个区域A1至A10有16个子区(在此情况下设想到根据区域A1至A10的八边形周边的八个半径“r”和八个边心距“a”来划分)。外围区和可能子区的限定特别适用于在设备1未发生事故和发生事故后执行分析活动。区域A1也可被分成多个同心子区，其也可具有基本上八边形周边，例如离彼此大约50 m。所述子区在图3中以虚线举例说明并且能够对应于生物反应器100的台阶，如果其必须在设备1发生事故后建置。

在一个实施例中，那么可能执行每个区域A1-A10或相对应子区的预防性分析活动。所述分析活动可包括例如土壤的化学和生物分析、水文地质调查和用来确定最适合于各种区域的土壤的农作物的农业研究。所述农作物优选地选自具有吸收污染物质的能力的已知农作物，诸如向日葵。假定在事故的情况下区域A1被生物反应器100覆盖，可以仅在区域A2至A10(和可能相对应的子区)上进行农业研究。

前述预防性分析的步骤可以在构建根据本发明的系统结构的构造之前或者基本上与之同时进行。

在设备1发生事故之后，并且在没有前文关于根据本发明的干预和生物反应器的构造所描述的预见的情况下，可执行类似于先前分析的新系列分析并且比较在设备1事故之前采集的数据以便采集关于设备1周围的区域中的土壤和底土的可能变化条件的信息，考虑到有害排放物的部分不能被包括防渗结构10、喷洒塔20-22和收集结构50的系统捕获并且因此散布超过区域A1的现实。事故后分析优选地周期性进行，例如首先按月进行，例如在事故后的第一年间，并且然后在随后的年份按季度进行。

关于农作物，在事故后的第一年期间，可对每个区域A2至A10进行测试，始于在事故之前执行的农业研究的结果；从第二年往后，可以根据所进行的测试结果有效地且以密集方式来栽种农作物。

在事故后的第一年中，除了对区域A2至A10的土壤进行生物分析之外也可执行微生物生物激活的具体测试，使用微生物群落，诸如上文提到的非转基因聚生体ENZYVEBA^?。优选地对于所有区域A2至A10(和可能的子区)进行的所述应用测试旨在识别最适合的微生物和它们能实现的优点。在识别了认为最适合的一种或多种生物产品和农作物之后，可以开始其在九个区域A2至A10上的广泛/密集应用/栽种。

在一个实施例中，前述农作物的收获被完全移除并且存储于区域A2至A10之一中，例如区域2中的合适筒仓中，被覆盖以用来青贮玉米类型的薄片。在储存时段(例如，一个月)之后，从筒仓取出材料(若需要，利用遥控送料器)，并且供应给已知类型的一种或多种厌氧消化池(例如，根据本申请者的技术“MESAD”提供)。每个消化器象征性地在40天与60天之间包括的时间中能通过产甲烷细菌来消化材料，因此产生另外的生物气，除了由生物反应器100所产生的生物气之外。所述另外的生物气可以被持续地抽走且从农作物收集的污染物净化，以类似于关于生物反应器100所产生的生物气所述的方式。被消化的物质可以替代地被干燥且然后在焚化炉中焚化，从干燥生成的蒸气也被净化。

在应用/栽种生物产品和农作物之后，在任何情况下，将执行区域A2至A10(和可能相对应的子区)的监视以便控制回收过程的进展。

Claims

1. 一种用于在事故的情况下减少大气中来自工业或核设备(1)的有害排放物的系统，包括：

-用来使地面防渗的结构(10)，所述防渗结构(10)至少在所述设备(1)周围的环形区域(A1)中延伸；

-多个喷洒塔(20-22)，其布置于所述设备(1)周围和/或在所述设备(1)的分区中并且操作以在所述大气中洒水，所述水优选地被添加化学和/或生物和/或矿物质；以及

-外围收集结构(50)，其被配置成用于接收由所述防渗结构(10)截留的水。

2. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个塔包括在所述设备(1)的分区中和/或其边界上布置的一系列喷洒塔(20, 21)和在所述设备(1)周围的所述环形区域(A1)中布置的一系列喷洒塔(22)之间的至少一个，所述塔(20-22)优选地被配置成用于向比所述设备(1)的结构的高度更高的高度洒水。

3. 根据权利要求1或权利要求2所述的系统，其特征在于，每个塔(20-21)具备用来供应待喷洒的水的机构(31, 32, 40, 41)，所述供应机构(31, 32, 40, 41)包括第一储罐(31)，该第一储罐(31)设置在与相应喷洒机构(30)流体连通的相应塔(20-22)上。

4. 根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述供应机构(31, 32, 40, 41)包括至少一个第二储罐(40)，所述第二储罐(10)与所述第一储罐(31)特别地经由具备泵的供应管线(31)而流体连通。

5. 根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述收集结构(50)实际上完全包围所述防渗结构(10)。

6. 根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述收集结构(50)包括至少一个环形通道(C1)，所述环形通道(C1)具有基本上对应于所述防渗结构(10)的外周边的壁。

7. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述喷洒塔(20-22)还包括用来向所述大气内散布粉末材料诸如沸石粉末的机构。

8. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括布置于所述防渗结构(10)上方的多个第一排水道(70)，所述第一排水道(70)在基本上径向方向上延伸直到所述环形区域(A1)的外周边或其附近。

9. 根据权利要求6和8所述的系统，其特征在于，还包括设置于所述防渗结构(10)上方的至少一个环形排水道(71)，所述第一排水道(70)会聚到所述环形排水道(71)内，所述环形排水道(71)基本上对应于所述环形通道(C1)的所述壁且被设置为与其内侧流体连通。

10. 根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述第一排水道(70)由石头或碎岩材料形成，并且至少部分地埋入于在所述防渗结构(10)的顶部铺设的一个或多个材料层(62-64)中。

11. 根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述防渗结构(10)包括多个防水油布(12)，在两个防水油布(12)之间优选地设置颗粒材料诸如沸石的层(13)。

12. 一种用于减少大气中来自工业或核设备(1)的有害排放物的方法，包括以下步骤：

-设置用来使地面防渗的结构(10)，所述防渗结构(10)至少在所述设备(1)周围的环形区域(A1)中延伸；

-设置多个喷洒塔(20-22)，其布置于所述设备(1)周围和/或在所述设备(1)的分区中并且操作以在所述大气中洒水；所述塔(20-22)优选地被配置成用于向比所述设备(1)的结构的高度更高的高度洒水；

-设置用于收集水的结构(50)，其被配置成用于接收由所述防渗结构(10)截留的水；以及

-在所述设备发生事故的情况下，启动由所述喷洒塔(20-22)递送水，以便遏制由所述设备(1)释放的有害物质在所述大气中的扩散，

其中，由所述喷洒塔(20-22)喷洒的水通过所述防渗结构(10)截留以被输送到所述收集结构(50)中。

13. 根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在所述事故后不能恢复所述设备(1)的情况下，设想到以下操作：

-利用适合于形成生物反应器(100)的材料质(M)覆盖所述设备(1)和在所述设备(1)周围的所述环形区域(A1)；以及

-向所述生物反应器(100)提供用于将渗滤液收集在所述材料质(M)内的机构(140, 160)和/或用于捕获由所述材料质(M)生成的生物气(160)的机构。

14. 根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述材料(M)包括散装形式或成包的城市固体废物。

15. 一种用于在事故的情况下减少来自工业或核设备(1)的有害排放物的方法，包括以下步骤：

-设置用来使地面防渗的第一结构(10)，所述防渗结构(10)至少在所述设备(1)周围的环形区域(A1)中延伸；

-设置用于收集液体的结构(50)，其被配置成用于接收由所述防渗结构(10)截留的液体；以及

在所述事故后不能恢复所述设备(1)的情况下：

-在顶部利用第二防渗结构(120)来密封所述材料质(M)；以及

-向包括所述第一防渗结构(10)、所述第二防渗结构(120)和设置在它们之间的所述材料质(M)的所述生物反应器(100)提供用来将渗滤液收集在所述材料质(M)内的机构(140, 160)和/或用来捕获由所述材料质(M)生成的生物气的机构(160)，

其中，所述材料(M)特别地包括散装形式或成包的城市固体废物，所述包可能被包裹于玻璃纸中。