RU2165968C2 - Установка очистки фекально-бытовых стоков атомных электростанций - Google Patents
Установка очистки фекально-бытовых стоков атомных электростанций Download PDFInfo
- Publication number
- RU2165968C2 RU2165968C2 RU99107627/13A RU99107627A RU2165968C2 RU 2165968 C2 RU2165968 C2 RU 2165968C2 RU 99107627/13 A RU99107627/13 A RU 99107627/13A RU 99107627 A RU99107627 A RU 99107627A RU 2165968 C2 RU2165968 C2 RU 2165968C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- communicated
- methane
- receiver
- collector
- Prior art date
Links
Landscapes
- Fodder In General (AREA)
Abstract
Изобретение относится к комплексной биологической очистке фекально-бытовых стоков и может быть применено на атомных электростанциях реакторами типа реактор большой мощности канальный (РБМК) с выработкой товарных продуктов: метана (СН4), белково-витаминной добавки, тритиевой (T2O) воды для теплоэлектрогенераторов для районов Крайнего Севера. Установка для очистки стоков содержит метантенк из камер кислого, щелочного и метанового брожений, снабженных диспергаторами с кольцевым каналом между цилиндрической поверхностью ротора и корпуса. Нагнетатель биогаза сообщен с хлореллогенератором. Установка содержит также центробежный микрофильтр с динамическим дезинтегратором с патрубком отвода дезинтеграта и смеси обычной и дейтериевой воды, который сообщен со сборником. В пределах патрубков отвода установлен гидравлический затвор с ректификационной колонной (РК), выполненной с поперечными перфорированными перегородками, образующими секции, сообщенные друг с другом переливными трубами. Верхняя секция связана по пару с дефлегматором, а по флегме через гидравлический затвор с РК. Нижняя секция связана с теплообменником и сборником тритиевой воды и через него с контуром циркуляции водоводяного энергетического реактора (ВВЭР), с циркуляционным насосом и сепаратором. Контур циркуляции сообщен с дополнительной РК и сборником товарной тритиевой воды (Т2О). В пределах данной установки многократными частичными испарениями обычной и конденсации тяжелой воды получают тяжелую воду, которая активацией в контуре охлаждения реактора типа ВВЭР переводится в тритиевую воду, причем концентрация тритиевой воды в результате активации дейтериевой возрастает в 20-30 раз в сравнении с существующим уровнем, что создает предпосылки для выработки сверхтяжелой воды в качестве товарного продукта, используемого как источник энергии. 1 ил.
Description
Изобретение относится к очистке фекально-бытовых стоков (ФБС) на АЭС с водо-водяными энергетическими реакторами (ВВЭР), с выработкой товарной продукции: белково-витаминной добавки /БВД/, тяжелой воды /Д2O/, сверхтяжелой /T2O/ воды, метана /CH4/, может быть использована на АЭС Крайнего Севера.
Известна установка очистки ФБС, включающая сборник ФБС, сообщенный с метантенком из камер: кислого, нейтрального, щелочного, метанового брожения, снабженных диспергаторами в виде взаимодействующих через кольцевой канал уступчатыми цилиндрическими поверхностями корпуса и ротора, причем метантенк сообщен по бражке и по биогазу через нагнетатель биогаза с хлореллогенератором, который по метану сообщен со сборником, а по биомассе хлореллы и серобактерий с центробежным микрофильтром /ЦМФ/, и динамическим дезинтегратором /ДД/ с патрубками входа; выхода и патрубком отвода смеси /с. 18, 19, рис. 2.1, 2.3, книги У.Э. Виестур, А.М. Кузнецов, В.В. Савенков, Системы ферментации, Рига, "Зинатне", 1986/, в которой отсутствуют условия выработки тяжелой /Д2O/ и сверхтяжелой /T2O/ воды, что снижают эффективность работы установки.
Цель изобретения - повышение эффективности работы достигается тем, что патрубок отвода смеси обычной и дейтериевой воды сообщен со сборником и через гидравлический затвор с ректификационной колонной /PK/ с поперечными перфорированными перегородками /ППП/, образующими секции, сообщенные друг с другом переливными трубами, причем верхняя секция сообщена по пару с дефлегматором, а по флегме /конденсату/ с PK, а нижняя секция сообщена с теплообменником и со сборником тяжелой воды, который сообщен с контуром циркуляции водо-водяного энергетического реактора (ВВЭР) с сепаратором и циркуляционным насосом, причем контур циркуляции реактора ВВЭР сообщен с дополнительной PK, аналогичной по конструкции предыдущей и со сборником сверхтяжелой /T2O/ воды.
В контуре циркуляции реактора ВВЭР тритий в виде тритиевой /сверхтяжелой/ воды образуется при тройном делении ядерного топлива, в результате реакции нейтронной активации лития и бора, растворенных в воде циркуляционного контура, и активации дейтерия, утечек трития из негерметичных твэлов, причем общее количество трития в контуре циркуляции не превышает 0,02%. Хлорелла и серобактерии накапливают в своем организме дейтериевую воду в концентрациях 0,4-0,6%, которая за счет активации в контуре циркуляции переводится в тритий. Доведение концентраций тритиевой воды в контуре до 0,42-0,62% делает экономически целесообразным ее получение в качестве товарного продукта на АЭС для теплоэлектрогенераторов /ТЭГ/ районов Севера.
На чертеже схематически показана установка очистки ФБС АЭС в виде продольного разреза.
Установка ФБС АЭС включает сборник 1 ФБС, сообщенный с метантенком 2 из камер: 3 - кислого, 4 - нейтрального, 5 - щелочного, 6 - метанового брожения, снабженных диспергаторами 7 в виде взаимодействующих через кольцевой канал 8 уступчатыми цилиндрическими поверхностями ротора 9 и корпуса 10, причем метантенк 2 сообщен по бражке и по биогазу через нагнетатель 11 биогаза с хлореллогенератором 12, который по метану сообщен со сборником 13, а по биомассе хлореллы и серобактерий с ЦМФ 14 и динамическим дезинтегратором /ДД/ 15 с патрубками: 16 - входа, 17 - выхода, патрубком 18 отвода смеси обычной и дейтериевой воды в сборник 19 и через гидравлический затвор 20 в PK 21 с ППП 22, образующими секции 23, сообщенные друг с другом переливными трубами 24, причем верхняя секция 23 сообщена по пару с дефлегматором 25; а по флегме /конденсату/ через гидравлический затвор 26 с PK 21, а нижняя секция 23 сообщена с теплообменником 27 и сборником 28 дейтериевой /Д2O/ воды. Сборник 28 сообщен с контуром 29 циркуляции реактора 30 тира ВВЭР с циркуляционным насосом 31 и сепаратором 32. Контур 29 сообщен с PK 33, конструктивно повторяющей PK 21, и сборником 34 товарной тритиевой /T2O/ воды.
Установка очистки ФБС АЭС, выполненная с реакторами типа ВВЭР, работает следующим образом.
ФБС из сборника 1 поступают в метантенк 2 и последовательно сбраживаются в камерах 3-6 при температуре 53oC, причем колебания температуры не должны превышать одного градуса в сутки. Нагрев осуществляется за счет пульсации статических и скоростных напоров в кольцевом канале 8 между уступами ротора 9 и корпуса 10, при этом происходит измельчение взвесей до размеров, сопоставимых с размерами микрофлоры. Диспергаторы 7 разрушают парогазовые оболочки на поверхностях взвесей, улучшая доступ микроорганизмам для деградации углеводо-, жиро-, белковоподобных компонентов ФБС. Концентрация метана в биогазе на выходе из метантенка 2 не превышает 75-80%, для исчерпывания диоксида углерода и сероводорода биогаз нагнетателем 11 направляют в хлореллогенератор 12, в котором начинку орошают бражкой. В условиях фотосинтеза хлорелла и серобактерии накапливают в своем организме дейтериевую /Д2O/ воду в концентрациях 0,4-0,6%. Хлореллу и серобактерии отделяют от воды на нежесткой фильтровальной перегородке, находящейся под напряжением электротока, в ЦМФ 14. Биомассу дезинтегрируют в ДД 15. При разрушении оболочек содержимое освобождается, в том числе тяжелая вода, которая имеет большую плотность и вязкость в сравнении с обычной водой, и ее отводят через патрубок 18 в сборник 19 и через гидравлический затвор 20 в PK 21. Температура кипения дейтериевой воды 101,42oC; она плохо испаряется и лучше конденсируется в сравнении с обычной водой. При многократных частичных испарениях воды и конденсациях паров вверху PK 21 получают пары обычной воды, а внизу тяжелую воду. Пары поднимаются вверх через перфорацию ППП 22, а вода перетекает вниз по переливным трубам 24. Из теплообменника 27 тяжелую воду направляют в сборник 28 и в контур 29 реактора 30 типа ВВЭР, в котором происходит активация дейтерия и перевод его в тритий в виде тритиевой воды. Температура кипения тритиевой воды 104oC и ее отделяют от обычной воды в PK 33, конструктивно повторяющей элементы PK 21. Получаемую тритиевую воду используют в качестве горючего в теплоэлектрогенераторах предприятий АПК, преимущественно в районах Крайнего Севера, а также в качестве силовых установок надводных и подводных судов. Метан из сборника 13 используют в качестве горючего в двигателях внутреннего сгорания автотранспорта. Углеводородное топливо по калорийности характеризуется отношением углерода к водороду (H/C), и у метана оно равно 4, а у бензина - 2,2. Замена бензина на метан в качестве горючего в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) автотранспорта на 10-20% сокращает расход горючего, на 15% сокращается расход смазки, в 2 раза повышается межремонтный ресурс ДВС. После сушилки 35 получают белково-витаминную добавку (БВД), при расходе 1 грамм. а.с.в. на 1 кг живого веса скота и птицы расход обычных кормов сокращается на 20-30%, сокращается падеж молодняка, повышается выход яйца, молока, мяса.
Claims (1)
- Установка очистки фекально-бытовых стоков атомных электростанций, включающая сборник фекально-бытовых стоков, сообщенный с метантенком из камер кислого, нейтрального, щелочного, метанового брожений, снабженных диспергаторами в виде взаимодействующих через кольцевой канал уступчатыми цилиндрическими поверхностями ротора и корпуса, причем метантенк сообщен по бражке и по биогазу через нагнетатель биогаза с хлореллогенератором, который по метану сообщен со сборником, а по биомассе хлореллы и серобактерии с центробежным микрофильтром и динамическим дезинтегратором с патрубками входа, выхода и патрубком отвода смеси обычной и дейтериевой воды, отличающаяся тем, что патрубок отвода смеси обычной и дейтериевой воды сообщен со сборником и через гидравлический затвор с ректификационной колонной с поперечными перфорированными перегородками, образующими секции, связанные друг с другом переливными трубами, причем верхняя секция сообщена по пару с дефлегматором, а по флегме (конденсату) через гидравлический затвор с ректификационной колонной, а нижняя секция соединена с теплообменником и сборником дейтериевой воды и через него с контуром циркуляции водоводяного энергетического реактора, с циркуляционным насосом и сепаратором, причем контур циркуляции связан с дополнительной ректификационной колонной и сборником товарной тритиевой (Т2О) воды.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99107627/13A RU2165968C2 (ru) | 1999-04-12 | 1999-04-12 | Установка очистки фекально-бытовых стоков атомных электростанций |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99107627/13A RU2165968C2 (ru) | 1999-04-12 | 1999-04-12 | Установка очистки фекально-бытовых стоков атомных электростанций |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU99107627A RU99107627A (ru) | 2001-03-20 |
RU2165968C2 true RU2165968C2 (ru) | 2001-04-27 |
Family
ID=20218496
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99107627/13A RU2165968C2 (ru) | 1999-04-12 | 1999-04-12 | Установка очистки фекально-бытовых стоков атомных электростанций |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2165968C2 (ru) |
-
1999
- 1999-04-12 RU RU99107627/13A patent/RU2165968C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
У.Э.Виестур и др. Система ферментации. - Рига, Зинатне, 1986, с.18, 19, рис.2.1, 2.3. А.Е. Евилевич и др. Утилизация осадков сточных вод. - Л., 1988, с.187, рис.41. В.Г. Янко и др. Обработка сточных вод и осадка в метантенках. - Киев, 1978, с.101-102, рис.24. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Özdenkçi et al. | A novel biorefinery integration concept for lignocellulosic biomass | |
CN101251045B (zh) | 一种生物质能循环发电工艺及其发电系统 | |
CN100526232C (zh) | 淀粉、酒精废水综合利用的方法及设备 | |
CN205398604U (zh) | 一种回收利用火电厂烟气余热和二氧化碳的装置 | |
EP2135937B1 (en) | Continuous process for the generation of high nutritional value and energy resources | |
EP3374511A1 (en) | Method for poultry litter fermentation and biogas production | |
CN206418116U (zh) | 沼气发电系统 | |
JP4138319B2 (ja) | リグノセルロース系バイオマスの利用システム | |
Amin et al. | Methane biogas production in Malaysia: challenge and future plan | |
CN110078330A (zh) | 一种寒冷地区富氧燃烧沼气发电工程系统 | |
US10982233B2 (en) | Method of processing organic matter | |
RU2165968C2 (ru) | Установка очистки фекально-бытовых стоков атомных электростанций | |
JP2011240238A (ja) | 嫌気性バイオリアクタ | |
GB2492239A (en) | Algae and oxy-fuel process system | |
CN103468284B (zh) | 海藻热解制油、半焦燃烧双循环组合系统及处理方法 | |
CN204125293U (zh) | 一种污水处理节能养猪场 | |
RU2167829C2 (ru) | Установка комплексной переработки сельхозотходов | |
RU2163927C2 (ru) | Установка очистки фекально-бытовых стоков | |
CN103102011B (zh) | 一种纤维乙醇废水的厌氧生物强化处理方法 | |
CN207391436U (zh) | 电磁强化木质纤维液化-射流旋流多级能源化的装置 | |
Chakravarthi | Biogas and energy production from cattle waste | |
CN206418106U (zh) | 沼气发电系统 | |
KR101047871B1 (ko) | 태양열 및 촉매를 이용한 유기성 액상 폐기물로부터 바이오가스를 제조하는 방법과 그 장치 | |
RU2344344C1 (ru) | Способ биотермофотоэлектрокаталитического преобразования энергии, выделяемой при сгорании обогащенного биогазового топлива, и устройство для его осуществления | |
van Haandel et al. | Role of anaerobic digestion in increasing the energy efficiency and energy output of sugar cane distilleries |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040413 |