Технология приготовления воздушно-радоновых смесей (ВРС)

17 Апреля в 14:39 672 0


Воздушно-радоновые смеси необходимы для проведения воздушно-радоновых ванн, ингаляций и радоновых аппликационных процедур.

Природные воздушно-радоновые смеси используются на ряде курортов.

Получение ВРС из природных радоновых вод

Установки для этой цели еще до второй мировой войны были созданы в Германии (Обершлеме), Чехословакии (Яхимов), Болгарии (Момин Проход), Польше, а после войны и в СССР. Первая установка в СССР для извлечения радона из воды была создана на курорте Белокуриха. Использовалась радоновая вода с концентрацией 0,42 кБк/л для проведения радоновых ингаляций и аппликаций. При этом образовывалась воздушно-радоновая смесь (ВРС) с дозировкой 0,29 кБк/л в объеме около 90 л/мин при подаче в разделительную колонку такого же объема воды в 1 мин. В этой установке из воды извлекалось до 90 % содержащегося в ней радона, обеспечивалось проведение процедур с дозировкой 0,15— 0,19 кБк/л.

Схема установки для получения воздушно-радоновой смеси
Схема установки для получения воздушно-радоновой смеси:
1 — рожок для подачи воздушно-радоновой смеси; 2 — стойка; 3 — ресивер; 4 — манометр; 5 — компрессор; 6, 9 — труба для подачи воды из колодца; 7 — труба для сброса отработанной воды; 8 — дегазатор; 10 — дырчатые диски

В 1974 г. в новой радонолечебнице Пятигорска была пущена в эксплуатацию установка новой конструкции. Извлечение радона из воды и приготовление ВРС происходят в радоноотделителе (1), в который подается регулируемая вентилем (2) струя воды, проходящая через радоноотделитель и сбрасываемая в резервный бак (3) через воронку (4) после практически полного деэманирования струей воздуха. Струя протягивается через радоноотделитель (1) вакуумным насосом (5), распыляясь в мелкие пузырьки воздуха при прохождении через донную сетку (6), которая извлекает из воды почти весь (86—88 %) радон.

Принципиальная схема устройства радиоэманатория в Пятигорске
Принципиальная схема устройства радиоэманатория в Пятигорске:
1 — радоноотделитель; 2 — вентиль переключения концентраций; 3 — резервный бак; 4 — воронка сбора деэманированной воды; 5 — вакуумный насос; 6 — донная сетка — распылитель воздуха; 7 — влагоотделитель; 8 — калорифер; 9 — фильтр; 10 — шлем для проведения ингаляций; 11 — бокс воздушно-радоновой ванны; 12 — насос для нагнетания атмосферного воздуха; 13 — насос для эвакуации отработанного воздуха; 14 — насос для эвакуации отработанной воды; 15 — клапанные системы воздухораспределения.
Стрелками на схеме показаны направления движения воды и воздуха внутри установки.

В установке применен принцип постоянства струи воздуха, протягиваемого через воду. Поэтому концентрация (Сврс) радона в воздухе, выходящем из радоноотделителя, составляет:
концентрация (Сврс) радона в воздухе (3.1)
где Св — концентрация радона в воде, Vb — объемная скорость прохождения воды через вентиль (2), К — коэффициент извлечения радона из воды, равный в среднем 0,87 (87 %), Vbpc — объемная скорость движения ВРС через радоноотделитель и насос (5). Из этого следует, что концентрация радона в ВРС при постоянном содержании радона в воде зависит практически только от регулирования вентиля (2).

Отработанная вода из бака (3) удаляется в канализацию, а ВРС проходит через влагоотделитель (7), калорифер (8) и при необходимости через фильтр (9) для дополнительной очистки ВРС от ДПР.

Для получения ВРС используется радоновая вода с дозировкой 7,5 кБк/л, что позволяет обеспечить концентрацию в ней радона в пределах 0,15; 0,3; 0,45 и 1,35 кБк/л.

Даже при высокой концентрации радона в воде ее расход в барботерных устройствах неоправданно велик, отсюда происходит непрерывный выброс в атмосферу отходов радона на протяжении всего времени работы устройства. Так, в Пятигорском радиоэманатории на одну процедуру расходуется несколько кубометров радоновой воды с концентрацией 7,5 кБк/л, в атмосферу при этом выбрасывается до 37 МБк радона с концентрацией на уровне ДКАд (1,5 • 10-9 Ки/л), что граничит с допустимым выбросом радона в атмосферу. При использовании вод с более низкой концентрацией радона ее расход резко возрастает и затраты на одну процедуру становятся технически трудноосуществимыми и экономически малооправданными, радоновой воды становится недостаточно для проведения процедур.

Новое устройство

Для того чтобы избавиться от этих недостатков, предложено устройство, состоящее из двух емкостей. В состав устройства входит радоноотделитель (1), в который по радонопроводу (2) через разбрызгивающее устройство (3) подается радоновая вода, удаляющаяся в канализацию через сифон (4). Двумя воздуховодами (5 и 6) радоноотделитель соединяется с боксом ВРВ. Рециркуляция воздушно-радоновой смеси между боксом и радоноотделителем осуществляется двумя герметичными воздуходувками (7 и 8).

Форсунка обеспечивает распыление радоновой воды в радоноотделителе и выделение из нее радона в воздух. Всасывающий и нагнетающий вентиляторы на радонопроводах осуществляют постоянное перемещение воздуха между объемами радоноотделителя и бокса без перепадов давления в системе, что препятствует выходу радона из бокса в процедурное помещение. Сифонное колено на отводной трубке для удаления из радоноотделителя деэманированной радоновой воды препятствует выходу воздушно-радоновой смеси из него в окружающий воздух.



 Рециркуляционное устройство для извлечения радона из природных вод и его накопления в боксе для проведения ВРВ
Рециркуляционное устройство для извлечения радона из природных вод и его накопления в боксе для проведения ВРВ:
1 — радоноотделитель; 2 — радонопровод; 3 — форсунка; 4 — сифон; 5 и 6 — воздуховоды; 7 и 8 — воздуходувки; 9 — бокс BPB

Принцип работы

Радоновая вода постоянно поступает в радоноотделитель и в нем разбрызгивается; выделяющийся в воздух радон вентиляторами, установленными на радонопроводах, распределяется по объему бокса и радоноотделителя, водный объем которого должен быть примерно в 10 раз меньше воздушного объема бокса и радоноотделителя. При этом практически весь радон должен перейти из воды в воздушное пространство бокса и радоноотделителя. На практике за время разбрызгивания радоновой воды в радоноотделителе (несколько литров в 1 мин) при соотношении объемов воды и воздуха 1 : 4 из воды за минуту успевает выделиться 60 % радона. При этом время заполнения бокса воздушно-радоновой смесью не превысит 3—5 мин, что определяется практикой проведения процедур (длительность процедуры не более 15—20 мин).

Деэманированная радоновая вода удаляется в канализацию, а в радоноотделитель подается свежая радоновая вода. Время насыщения воздуха в боксе ВРВ до заданной концентрации радона зависит от концентрации радона в воде, объема радоноотделителя, количества подаваемой в него радоновой воды и времени ее деэманирования. Эти параметры в каждом конкретном случае определяются расчетным путем с учетом имеющихся результатов экспериментальных исследований. Допустим, что концентрация радона в природной воде 7,5 кБк/л, объем бокса ВРВ — 600 л, требуемая концентрация радона в боксе 1,5 кБк/л.

При этом общее количество радона, необходимое для обеспечения в боксе заданной концентрации радона, составит 600 • 1,5 = = 900 кБк. Коэффициент извлечения радона из воды 0,6, необходимое количество радоновой воды — 900 • (7,5 — 0,6) = 200 л. Время, требуемое для насыщения бокса воздушно-радоновой смесью, — 4 мин; скорость подачи радоновой воды в радоноотделитель 200 • 4 = 50 л/мин, при этом объем радоноотделителя должен быть не менее 60-70 л.

Расход радоновой воды и радона на приготовление одной ВРВ с использованием этой установки сокращается в 10—15 раз по сравнению с пятигорской, при этом снижается в 10—15 раз выброс израсходованного на процедуру радона в атмосферный воздух.

Предложен также метод извлечения радона из минеральной воды методом декомпрессии. Предлагаемая установка позволяет увеличить концентрацию радона ВРС в 10—20 раз по отношению к ее концентрации в воде, причем объем ВРС будет в 15—30 раз меньше объема израсходованной воды. Для осуществления этого метода требуется создание достаточно сложной установки, которую будет непросто эксплуатировать в лечебном учреждении.

Получение ВРС из водного концентрата радона

На порционную склянку надевают резиновую пробку с двумя отводными трубками, одна из которых доходит до дна склянки. Наружный конец этой трубки соединяют резиновой или полимерной трубкой с микрокомпрессором, который подает воздух в порционную склянку, извлекает из нее радон и вводит его через короткую трубку по шлангу в процедурную кабину.

Устройство для приготовления порций воздушного концентрата радона
Устройство для приготовления порций воздушного концентрата радона:
1 — твердотельный генератор радона; 2 — трубка водомера; 3 — промежуточная колба объемом = 0,5 л; 4 — порционная колба; 5 — нижний кран порционной колбы; 6 — колба для воды; 7 — отвод перелива; 8 — слив; 9 — верхний краник порционной колбы; K1—K7 — электромагнитные клапаны

Получение ВРС из генератора радона и дозирование ее по порционным склянкам

Предложенное нами устройство для извлечения радона из генератора радона, приготовления из него воздушного концентрата радона и дозирования последнего в порционную тару (рис. 3.13) представляет из себя емкость (3) с манометрической трубкой (2), которая через клапан (К1) соединяется с генератором радона (1). Из сосуда (6) промежуточная емкость (3) заполняется водой, затем при открытых клапанах (К7, К1 и К5) вода из емкости (3) удаляется и в нее из генератора (1) поступает воздушно-радоновая смесь.

Затем при открытых клапанах (К6, КЗ) вода из порционной колбы (4) переводится в требуемом объеме в емкость (3), воздушно-радоновая смесь из нее переходит в порционную колбу (4), а из нее смесь при помощи кранов (9 и 5) переводится в бокс ВРВ или в устройство i для приготовления и проведения радоновых ингаляций (обычным способом — микрокомпрессором через шланг и штуцер в стенке бокса).

И.И.Гусаров
Похожие статьи
показать еще
 
Общее в медицине