一种脱除水中痕量氡气的系统技术方案

本发明专利技术涉及水处理系统技术领域，具体为一种脱除水中痕量氡气的系统，系统包括多个串联设置的脱氡单元，每个脱氡单元均用于完成一段脱氡过程，脱氡单元包括依次连接的高纯气体加压单元、减压释放单元、气液分离单元和脱气单元；高纯气体加压单元包括加压装置，减压释放单元包括减压装置和稳定罐，气液分离单元包括储罐，脱气单元包括脱气装置，且脱气装置的进口与储罐连通，脱气装置的出口与下一脱氡单元的进水管连通，且脱气单元用于分离水中存在的气泡和溶解的高纯气体，以此完成一段脱氡过程。该脱除水中痕量氡气的系统，使得水中的氡气放射活度降低至0.2Bq/m3以下，从而满足中微子质量测序实验的天然放射性本底浓度要求，便于使用。于使用。于使用。

【技术实现步骤摘要】
一种脱除水中痕量氡气的系统


[0001]本专利技术涉及水处理系统
，具体为一种脱除水中痕量氡气的系统。

技术介绍

[0002]对于中微子实验室中心探测器的本底要求，水中的放射性氡含量须降至0.2Bq/m3，即探测器的探测限为mBq/m3量级，传统的真空脱气、膜法脱气，仅能将水中溶解气体脱至ppm或ppb级，对于ppt和ppq级的脱除目标无能为力。
[0003]粒子物理是近年来非常重要的前沿科学领域之一，其中，中微子研究是国际粒子物理领域焦点中的焦点，也是到目前为止唯一获得实验证据超出粒子物理标准模型，可以取得重大突破的方向，是粒子物理、天体物理和宇宙学研究的交点。
[0004]中微子质量测序是中微子研究的关键，一般采用将液体闪烁体密封在钢和有机玻璃制作的容器中，然后浸泡在一个巨大的安装有大量光电倍增管的水池中。其中，水池中的水用于屏蔽大量的宇宙射线和来自岩石、空气、灰尘的天然放射性。然而，现有工艺制备的纯水中仍含有微量的氡气，对于中微子测序影响巨大，需要对水中痕量氡气进行深度脱除。
[0005]鉴于此，本专利技术提供了一种脱除水中痕量氡气的系统，可以降低纯水中氡气放射活度，从而满足中微子质量测序实验的天然放射性本底浓度要求。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种脱除水中痕量氡气的系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种脱除水中痕量氡气的系统，所述系统包括多个串联设置的脱氡单元，每个所述脱氡单元均用于完成一段脱氡过程，所述脱氡单元包括依次连接的高纯气体加压单元、减压释放单元、气液分离单元和脱气单元；
[0009]所述高纯气体加压单元包括加压装置，所述加压装置的进口连接有进水管和进气管，所述加压装置用于提高水中高纯气体的溶解度，并结合水中的氡；
[0010]所述减压释放单元包括减压装置和稳定罐，所述稳定罐的进口与所述加压装置的出口连通，所述稳定罐的出口与所述减压装置连通，且所述减压装置用于将水中的高纯气体以气泡的方式释放出来；
[0011]所述气液分离单元包括储罐，所述减压装置伸入所述储罐内，且所述储罐用于为水提供停留时间；
[0012]所述脱气单元包括脱气装置，所述脱气装置的进口与所述储罐连通，所述脱气装置的出口与下一所述脱氡单元的进水管连通，且所述脱气单元用于分离水中存在的气泡和溶解的高纯气体，以此完成一段脱氡过程。
[0013]优选的，所述高纯气体为氮气、氩气、氧气、氢气等低氡含量的气体中的一种。
[0014]优选的，所述加压装置可以为气液混合泵、射流器、静态混合器、填料塔、筛板塔等
中的一种。
[0015]优选的，所述减压装置为截流孔板。
[0016]优选的，所述脱气装置可以为负压机、喷射泵、脱气膜等中的一种。
[0017]优选的，所述进气管上安装有阀门、气体流量计和单向阀。
[0018]优选的，所述稳定罐的顶部安装有第一排气阀。
[0019]优选的，所述储罐的顶部安装有第二排气阀。
[0020]优选的，所述脱气装置上安装有用于抽真空的真空泵。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：该脱除水中痕量氡气的系统，整个脱氡单元通过高纯气体加压单元、减压释放单元、气液分离单元和脱气单元完成一段完整的脱氡过程，利用设置的多个脱氡单元串联实现多次脱氡作业，起到良好的脱氡效果，使得水中的氡气放射活度降低至0.2Bq/m3以下，从而满足中微子质量测序实验的天然放射性本底浓度要求，便于使用。
附图说明
[0022]图1为本专利技术的整体结构框图；
[0023]图2为本专利技术中脱氡单元的结构框图。
[0024]图中：100、高纯气体加压单元；1、加压装置；11、进水管；12、进气管；121、阀门；122、气体流量计；123、单向阀；200、减压释放单元；2、减压装置；21、稳定罐；211、第一排气阀；300、气液分离单元；3、储罐；31、第二排气阀；400、脱气单元；4、脱气装置；41、真空泵。
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0027]在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0028]请参阅图1
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图2所示，本专利技术提供的一种技术方案：
[0029]一种脱除水中痕量氡气的系统，包括系统包括多个串联设置的脱氡单元，每个脱氡单元均用于完成一段脱氡过程，脱氡单元包括依次连接的高纯气体加压单元100、减压释放单元200、气液分离单元300和脱气单元400，利用高纯气体加压单元100和减压释放单元
200对水进行两次脱氡处理，再利用气液分离单元300和脱气单元400将氡排出水体外；具体的：
[0030]高纯气体加压单元100包括加压装置1，加压装置1的进口连接有进水管11和进气管12，加压装置1用于提高水中高纯气体的溶解度，并结合水中的氡，本实施例中，加压装置1采用气液混合泵，高纯气体采用氮气作为介质，根据亨利定律，通过气液混合泵增加氮气压力，提高纯高氮气在水中的溶解度，溶解态的氮气分子以团簇的方式存在于水分子中，并通过范德华力等方式结合水中的氡，起到一次脱氡效果；
[0031]减压释放单元200包括减压装置2和稳定罐21，稳定罐21的进口与加压装置1的出口连通，稳定罐21的出口与减压装置2连通，且减压装置2用于将水中的高纯气体以气泡的方式释放出来，本实施例中，减压装置2为截流孔板，通过截流孔板降低水的静压力，使得溶解在水中的高纯氮气以纳米和微米级气泡的方式释放出来，在该过程中，被氮气团簇结合的氡以及分散在水中的氡，均有很大的几率与气泡相接触，并扩散进入气泡，实现二次脱氡效果；
[0032]气液分离单元300包括储罐3，减压装置2伸入储罐3内，且储罐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脱除水中痕量氡气的系统，其特征在于：所述系统包括多个串联设置的脱氡单元，每个所述脱氡单元均用于完成一段脱氡过程，所述脱氡单元包括依次连接的高纯气体加压单元(100)、减压释放单元(200)、气液分离单元(300)和脱气单元(400)；所述高纯气体加压单元(100)包括加压装置(1)，所述加压装置(1)的进口连接有进水管(11)和进气管(12)，所述加压装置(1)用于提高水中高纯气体的溶解度，并结合水中的氡；所述减压释放单元(200)包括减压装置(2)和稳定罐(21)，所述稳定罐(21)的进口与所述加压装置(1)的出口连通，所述稳定罐(21)的出口与所述减压装置(2)连通，且所述减压装置(2)用于将水中的高纯气体以气泡的方式释放出来；所述气液分离单元(300)包括储罐(3)，所述减压装置(2)伸入所述储罐(3)内，且所述储罐(3)用于为水提供停留时间；所述脱气单元(400)包括脱气装置(4)，所述脱气装置(4)的进口与所述储罐(3)连通，所述脱气装置(4)的出口与下一所述脱氡单元的进水管(11)连通，且所述脱气单元(400)用于分离水中存在的气泡和溶解的高纯气体...

【专利技术属性】
技术研发人员：王培，徐美倩，
申请(专利权)人：上海行恒科技有限公司，
类型：发明
国别省市：