[发明专利]一种电子加速器连续处理工业废水的辐照反应器及方法

说明书

技术领域

本发明属于核技术应用与环境保护领域，具体涉及一种电子加速器连续处理工业废水的辐照反应器。

背景技术

利用电离辐射处理环境污染物的研究可以追溯到20世纪50年代。当时随着核反应堆和辐射化学的发展，水受到高能射线后的辐射分解特性受到了很大关注。研究表明，受辐射时体系会产生物理化学效应(如胶体的变性作用)、化学效应(如污染物的辐射分解或氧化作用)及生物学效应(如灭菌消毒作用)等。在废水的辐射处理中，高能射线主要是与介质水发生作用，激发或电离产生一系列自由基(游离基)、离子、水合电子及离子基等，这些粒子具有极高的化学反应活性，能与污染物发生链式反应，从而使其降解。

由于中子可以使被辐射物质产生放射性，而重荷电粒子只有非常有限的穿透力。因此，在环境保护中应用的电离辐射通常只有两种类型：γ射线和高能电子。电离辐射处理工业废水具有以下优点：

(1)在常温常压下进行；

(2)工艺简单，效率高，运行费用低，无二次污染；

(3)尤其适用常规技术难以处理的环境污染物。

⁶⁰Co核素产生的γ射线穿透能力强，辐射反应器易于设计和制作。但是，⁶⁰Co的半衰期是5.27年，需要不断的补充⁶⁰Co，而且需要厚的屏蔽，辐射处理效率低，运行成本较高。与钴源辐射装置相比，电子加速器的电子束贯穿能力虽然较差，辐照反应器需要特殊设计，但是辐照束流集中定向，能源利用效率高，生产能力更强。而且，从辐射安全与防护角度出发，电子加速器不需要厚的屏蔽，当不使用加速器时可以立即关闭，更易于被广大公众接受。因此，采用电子加速器处理工业废水更值得推广。

发明内容

本发明在于给出一种电子加速器连续处理工业废水的辐照反应器，设置在电子束加速器的扫描窗下面，使废水中的污染物达到连续流动辐照降解的目的。

本发明通过下述技术方案实现，一种电子加速器连续处理工业废水的辐照反应器，包括喷嘴和辐照容器，辐照容器设置在电子加速器的扫描窗下面，辐照容器的下方设置有出料口，喷嘴设置在辐照容器的侧壁上，废水由喷嘴喷出。

所述辐照容器设置在电子加速器的扫描窗下面200～400mm处。

所述喷嘴为扁平状，通常由不锈钢材料制成，喷嘴与辐照容器可采用螺纹连接或者焊接。

一种优选的喷嘴设计方案：所述喷嘴的外形为扁平的梯形，前端宽且薄，后端窄且厚，如图2所示。

所述辐照反应器处理废水的方法，该方法如下：带有一定压力和流速的废水经过喷嘴喷射，形成一定厚度和宽度的抛物线水膜，水膜经过扫描窗射出的电子束辐照一定剂量之后从出料口流出，送入下面的工序。

废水经过喷嘴射出，形成抛物线水膜经过电子束加速器扫描窗下方，被电子束辐射，由于电子加速器形成的高能电子束贯穿能力较弱，因而喷嘴出口的厚度，即喷射水膜的厚度要小于或等于电子束的贯穿能力。如果处理汽水混合液，喷嘴出口厚度可以适当增大。喷嘴出口的宽度小于或等于电子加速器的扫描宽度，这样可以有效的利用射线能量。

废水的喷射水平速度宜控制在1.0～5.0m/s，以控制废水的吸收剂量。

本发明的辐照反应器可以与各种类型和能量的电子加速器配套使用，低能电子加速器的优点是体积小，可以采用自屏蔽，操作方便，但是处理能力有限。中、高能电子加速器的处理能力大，但是需要建造地下辐照室，投资和运行成本较高。此外，在废水进料阶段可以根据水质和工艺要求增加辅助设备(如混凝、沉淀、过滤等)，处理各种有毒有害和难降解的工业废水。

本发明的有益效果：本发明的辐照反应器可以使废水中的污染物实现连续流动辐照降解。可以与各种类型和能量的电子加速器配套使用，满足含不同污染物废水处理的需求。喷嘴尺寸的选择可以满足不同处理量的需求，为电子加速器处理废水实现工业化提供了一种可行的工艺。本发明具有结构简单、能耗低、剂量均匀、容易控制等优点，适合处理多种有毒有害和难降解工业废水。

附图说明

附图1：辐照反应器装置示意图；

附图2：喷嘴结构示意图；

图中标号：1、废水，2、喷嘴，3、抛物线水膜，4、辐照容器，5、出料口，6、电子束。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。

实施例1