“工艺研究”系列文章之三

清泉能研究院着力研究地热温泉应用领域的痛点难点技术和关键核心技术，联合华捷地热团队，依托院士工作站科创平台，共同构建“工艺研究、设备研制、产品销售”三大服务体系。本文主要介绍工艺研究体系中的一项创新工艺——一种地下水除氡及氡收集系统，它主要应用于地下水处理技术领域，创新之处在于能高效率、低能耗的对水中氡进行压缩、吸附等处理，防止氡及其子体对环境及地下水造成二次污染，在环境保护及资源开发利用等方面具有重要意义。详情如下：

一种地下水除氡及氡收集系统

【研发原理】

氡是地壳中放射性铀、镭和钍的蜕变产物，是一种惰性气体，被世卫组织列为 19 种致癌物质之一。地壳中含有放射性元素的岩石总是不断的向四周扩散氡气，所以地下井水或地热水常含有一定浓度的氡。当水中氡含量达到5500pCi/L（约 200Bq/L）左右时，水中总α放射性将超出 0.5Bq/L，达不到《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2022）及《公共地下建筑及地热水应用中氡的放射性防护要求》（WS/T668-2019）中规定的限值。

经过研究发现，现有除氡技术要么效果低，要么存在二次污染情况。为了保障地下水开采及饮用过程达到标准，本实用新型提供了“一种地下水除氡及氡收集系统”。

【技术原理】

本工艺系统包括除氡器、曝气器、干燥器、预冷器、低温吸附器和制冷机。

先将原水箱中的地下水引入除氡器中，接着通过喷淋头喷淋及曝气器曝气去除水中氡，除氡的水进行氡检测后进入储水箱存储备用；除氡器顶部排出的含氡气体通过气液分离器气液分离后进入干燥器，通过干燥器中的干燥剂吸附含氡气体中的水分，干燥后的含氡气体湿度降到 20%以下；干燥后的含氡气体进入预冷器，通过制冷机提供冷源将含氡气体降温至 10℃以下，预冷后的含氡气体进入低温吸附器，通过制冷机提供冷源将低温吸附器内的温度降至 0-18℃以便提高吸附剂动态吸附系数，强化吸附除氡，最后气体经测氡仪检测达标后排放。

【技术优势】

高效性：采用喷淋出水与曝气方式相结合，将地下水中氡浓度降到300pCi/L以下，水中α放射性达到《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2022）标准限制。

快速性：增加氡气处理系统，集吸附、再生、降解功能为一体，能在 5～10min 内快速高效实现水中氡的去除、收集及降解。最高去除地下水中99%以上氡元素。

环保性：采用自主研发的低温吸附器，通过非活性炭吸附及过滤处理方式，可以使吸氡量提高 10 倍以上，保证水氡完全被去除得同时，避免了氡及其子体对环境及地下水造成二次污染。

注：该项工艺技术已获得国家实用新型专利证书，专利号：ZL 2022 2 3502173.2