从水中去除放射性核素的方法和系统
阅读：541发布：2020-05-12
专利汇可以提供从水中去除放射性核素的方法和系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种从 水 中去除 放射性 核素的方法，其中使用至少一种对核素具有吸收作用的 吸附 添加剂（15）和至少一个对吸附添加剂（15）不可渗透并在其上吸附核素的过滤装置（7，8）。当在相应的过滤装置（7，8）的流入侧表面（19）上由吸附添加剂（15）形成吸附层（20）时，实现改进的去除速率并具有减少的设备 费用 。，下面是从水中去除放射性核素的方法和系统专利的具体信息内容。
1.一种从水中去除放射性核素的方法，
- 其中使用对所述核素具有吸附作用的至少一种吸附添加剂（15），和
- 其中使用对相应吸附添加剂（15）不可渗透的至少一个过滤装置（7，8），其特征在于，
在相应过滤装置（7，8）的流入侧表面（19）上由吸附添加剂（15）形成吸附层（20）。
2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
吸附层（20）是由基本上不含核素的吸附添加剂（15）制成。
3.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
吸附层（20）是由至少50％不含核素的吸附添加剂（15）制成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，
其特征在于，
在过滤过程的过滤阶段，核素吸附主要或基本上发生在吸附层（20）中。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，
其特征在于，
在过滤过程的过滤阶段，至少50％的核素吸附发生在吸附层（20）中。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，
其特征在于，
通过将吸附添加剂（15）添加到流过相应过滤装置（7，8）的水流（9，10）中，从而在过滤过程的起始阶段形成吸附层（20）。
7.根据权利要求6所述的方法，
其特征在于，
吸附添加剂（15）大部分或主要仅在起始阶段添加到水流（9，10）中。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，
其特征在于，
在过滤过程中使用的总吸附添加剂（15）的至少50％包含在吸附层（20）中。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，
其特征在于，
为了制备吸附层（20），将吸附添加剂（15）以至少50ppm的浓度添加到流过相应过滤装置（7，8）之一的水流（9，10）中。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，
其特征在于，
至少一个陶瓷过滤膜（21）用于相应的过滤装置（7，8）中。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，
其特征在于，
吸附添加剂（15）是颗粒状固体。
12.一种从水中去除放射性核素的系统，
- 具有至少一个过滤站（2，3），所述过滤站包含在过滤槽（5，6）中的至少一个过滤装置（7，8），水流（9，10）能够流过所述过滤站，以及
- 具有用于将吸附添加剂（15）添加到水流（9，10）的至少一个定量给料装置（4），其特征在于，
相应定量给料装置（4）被布置和/或配置为使得其可以将吸附添加剂（15）添加到相应过滤槽（5，6）内部或紧接其上游的水流（9，10）中。
13.根据权利要求12所述的系统，
其特征在于，
- 提供至少两个过滤站（2，3），特别是至少一个主流过滤站（2）和至少一个次级流过滤站（3），以及
- 用于将吸附添加剂（15）添加到所述至少两个过滤站（2，3）的相应过滤槽（5，6）内部的水流（9，10）中的定量给料装置（4），其以这样的方式配置，使得在相应的主流过滤站（2）中产生与相应次级流过滤站（3）中不同的过滤速率。
14.根据权利要求12或13所述的系统，
其特征在于，具有用于操作连接到相应定量给料装置（4）的系统（1）的控制装置（17），并且其被配置和/或编程为，使得在系统（1）的操作期间，执行如权利要求1至11中任一项所述的方法。
从水中去除放射性核素的方法和系统
技术领域
背景技术
[0002] 在许多国家中，水是一种珍贵的物品，例如在许多非洲国家和阿拉伯国家中，必须采取昂贵的措施以满足饮用水和工业用水的需要。在一些国家，相当大量的水是由深井泵送或由海水脱盐工厂生产。然而，这方面的问题是来自深井的水通常被非常高浓度的放射226 228
性核素和重金属盐如铁盐和锰盐污染。特别地，来自深井的水含有同位素 Ra和 Ra，也含有228Th，其是相同衰变链的一部分，其中Ra表示镭，Th表示钍。这些放射性核素特别是通过天然存在的铀的衰变形成。在深层地下水中，放射性核素通常以溶解离子的形式存在和以与微小的悬浮矿物相结合的形式存在。含有放射性核素的水在下文中也可以称为污染水。
因此，通过上述类型的方法或系统制备的产品水也可以被称为净化水，其中放射性核素已经被大量去除。然后产品水可用作饮用水或工业用水，或进一步加工成饮用水或工业用水。
性核素和重金属盐如铁盐和锰盐污染。特别地，来自深井的水含有同位素 Ra和 Ra，也含有228Th，其是相同衰变链的一部分，其中Ra表示镭，Th表示钍。这些放射性核素特别是通过天然存在的铀的衰变形成。在深层地下水中，放射性核素通常以溶解离子的形式存在和以与微小的悬浮矿物相结合的形式存在。含有放射性核素的水在下文中也可以称为污染水。
因此，通过上述类型的方法或系统制备的产品水也可以被称为净化水，其中放射性核素已经被大量去除。然后产品水可用作饮用水或工业用水，或进一步加工成饮用水或工业用水。
[0003] 深层地下水一般可以通过反渗透方法纯化，使水中含有的大量负载被去除。为了防止用于这些方法的反渗透膜超负荷，通过反渗透纯化之前通常进行几个预纯化步骤。例如，这些可以是过滤步骤，通过这些过滤步骤前面提到的水中含有的悬浮粒子和沉淀的重金属化合物，以及结合其上的放射性核素都将被去除。
[0004] 例如，砂滤器可以用于这样的过滤任务。这样的砂滤器有各种各样的缺点。几个月之后，积累在砂滤器上的放射性核素的量会很大，必须重新更换。过滤器的再生是不可行的。仅基于非常大量的被污染的沙子的处理都是有问题的。
[0005] 此外，深层地下水中的放射性核素，如镭、钍离子，不能仅通过砂滤器而被充分去除。因此在深层地下水进入砂滤器之前，尝试通过化学手段沉淀放射性核素。由此产生的放射性沉淀物被砂滤器保留。例如，可以使用水溶性钡盐如氯化钡，使得放射性核素沉淀。然而，氯化钡是一种相对有毒的和昂贵的化学品。
[0006] WO2013/034442 A1公开了上述类型的从水中去除放射性核素的方法和系统。在通用方法中，使用对核素具有吸收作用的吸附添加剂和对吸附添加剂以及其吸附的核素基本上不可渗透的过滤装置。在已知的方法中，最常用的吸附添加剂是二氧化锰。已知的系统包括至少一个过滤站，其在过滤槽中包含至少一个水可以通过其流动的过滤装置。已知的系统还包括用于将吸附添加剂添加到水流中的至少一个定量给料装置。在已知的系统中，吸附添加剂向水流的添加发生在混合器内，混合器具有在过滤站上游的混合站的下游混合槽。在混合槽内部，水流具有相对长的停留时间，这是吸附添加剂在水流中均匀分布所需的。吸附添加剂在水流中的均匀分布有助于其中所含的核素的吸附。在已知的系统或已知的方法中，从水中去除核素以这样的方式进行，使得核素在混合槽内部，即在相应过滤装置的上游积聚在吸附添加剂上。为此，吸附添加剂必须连续地添加到混合站中的水流中。该添加例如在10ppm的最大浓度下进行。在混合站中的长停留时间使得吸附添加剂能够吸附高百分比的包含在水中的核素。在随后的过滤站中，吸附添加剂与吸附在其上的核素一起被过滤掉。在这种情况下，可以在相应过滤装置的流入侧表面上形成所谓的滤饼(“滤饼层”)，其在整个过滤过程中均匀且缓慢地增加，并且由累积的去除的杂质组成，即主要是具有吸附的核素和可能包含在水中的任何其它颗粒杂质的吸附添加剂。在已知的方法中，从而核素在吸附添加剂上的吸附发生在混合站中并且在过滤站的上游。
[0007] 使用这种类型的常规系统或常规方法，目前可以在单阶段工艺中从水中去除最多80％的核素。因此，需要对饮用水质量采取进一步措施。特别地，该方法可以在几个阶段中进行，即多次使用，以实现所需的高过滤。因此，已知的方法和系统相对难以实现。
[0008] 此外，已知的方法和系统作为一个出发点，用于预处理的总水流经受均匀处理，在预处理中使用吸附添加剂吸收核素。结果是，对于整个过程，只能实现相同的水质水平。使用常规方法或系统，根据需求实现相应核素的不同去除速率的分流处理是不可能的或仅可能在高程度的技术支出下是可能的。
[0009] 在相应混合槽中的停留时间约为30分钟，以实现核素最佳的彻底混合和吸附，这意味着混合槽必须具有取决于待纯化的水流的体积的相应较大的尺寸。这导致实现这种类型的系统的费用相应增加。
[0010] 本发明涉及提供上述类型的方法或系统的改进实施例的问题，其特征在于特别高的分离效率和/或简化的可实施性。
[0012] 本发明基于直接在相应过滤装置中的吸附添加剂上进行核素的吸附的总体构思，其中在相应过滤装置的流入侧表面上由吸附添加剂形成吸附层。在这种情况下，吸附层可以以滤饼的形式产生，其中吸附添加剂被添加到流过所述相应过滤装置上游的相应过滤装置的水流中。在相应系统的操作期间，或者在执行该方法时，污染水首先流过吸附层，然后流过过滤装置。当水流过吸附层时，其中所含核素被吸附，同时相应过滤装置将具有累积核素的吸附添加剂保留在吸附层中。
[0013] 在该方法中，至少在过滤过程的过滤阶段开始时，吸附层主要由吸附添加剂组成，即至少50％，优选至少75％，特别优选至少90％。吸附层的其它组分可以由也包含在水流中的悬浮颗粒组成。在这种情况下，吸附添加剂是单一化学品或至少两种不同化学品的混合物，其中相应的化学品对相应的核素具有吸附作用。例如，可想到的选择是对不同核素具有吸附作用的化学品的混合物。在这种情况下，多层吸附层是特别有利的。例如，第一层可以施加到由对干扰核素具有吸附作用的相应吸附添加剂组成的流入侧表面，而然后第二层可以施加到第一层，所述第二层由另一种可以吸附水中包含的其他物质的化学品组成，例如可以具有干扰核素的吸附效果的物质。
[0014] 在吸附层中具有非常高浓度的吸附添加剂，因此当核素污染的水流过吸附层时，核素被有效吸附。根据本发明，核素的吸附移动到相应的过滤装置区域，尤其是相应的吸附层。在这种方式中，相应的过滤装置作为吸附过滤器。
[0015] 因此，在根据本发明的方法或根据本发明的系统中，通常可以省去用于在相应的混合槽中为水流提供相对长的停留时间的上游混合站，上游混合站为发生在混合槽内部的所述期望的吸附提供充分的均质化。在本发明中不需要这种混合站所需的设备费用。特别地，根据本发明的系统，其特征在于，定量给料装置将吸附添加剂添加到过滤槽内部的水流中，即紧接在相应过滤装置的上游。不需要停留时间。然而，有利的是，将吸附层尽可能均匀地施加到相应过滤装置的整个流入侧表面。
[0016] 还已经发现，根据本发明的方法使得可以实现显著更高的分离效率。在实验中，可以达到的分离效率大于90％，在一些情况下甚至大于95％。这通过以下事实解释：在污染水流过的吸附层中，核素到吸附添加剂的迁移路径非常短，所述迁移路径足以几乎完全去除包含在水中的核素。
[0017] 因此，在根据本发明的方法中，将以水流形式的污染水添加到相应的过滤装置。该水流流过相应的过滤装置，因此必然也通过吸附层，使得水中包含的核素被吸附添加剂大量吸附。从而净化的水可以通过相应的过滤装置排出。
[0018] 根据有利的实施例，吸附层由基本上不含核素的吸附添加剂制成。另外或可选地，可以提供一种实施例，其中吸附层由至少50％，优选至少75％，特别优选至少90％不含核素的吸附添加剂制成。这意味着在这种情况下，吸附添加剂以这样的方式添加到水流中，使得在相应过滤装置处积聚之前基本上没有时间停留使其足以吸附可能包含在水流中的核素。另一个实施例，也可以通过由纯化水，即不含或基本上不含放射性核素的水组成的水流制备吸收层。以这种方式，在吸附层中实现对包含在水中的核素的特别强的吸附效果。
[0019] 根据另一个有利的实施例，该方法可以以这样的方式进行，即在过滤过程的过滤阶段主要或基本上在吸附层中进行核素的吸附。另外或可选地，可以提供一种实施例，其中在吸附层中的过滤过程的过滤阶段期间发生至少50％，优选至少75％，特别优选至少90％的核素吸附。在过滤阶段期间优选直到水到达吸附层之前不发生核素的吸附，或仅在该层中发生。该方法使得可以大大地或完全地省去在过滤装置上游的水流中的核素吸附。在这种情况下，当水流过吸附层时，进行很大程度地吸附或完全吸附。
[0020] 根据另一个有利的实施例，吸附层的生产可以在过滤过程的起始阶段进行，特别地通过将吸附添加剂添加到流过相应过滤装置的水中。过滤过程除了起始阶段之外还包括在起始阶段之后的比起始阶段更长的过滤阶段。过滤阶段的长度长于起始阶段至少10倍，优选至少100倍。在过滤阶段，污染水流过吸附层，核素主要被吸附添加剂吸附。在起始阶段期间，添加吸附添加剂以产生吸附层的水流可由待纯化的污染水组成，并且在这种情况下也可以使用不含或基本上不含核素的已纯化的水。
[0021] 在有利的改进中，吸附添加剂大部分或基本上仅在起始阶段期间添加到水流中。另外或可选地，可以提供这样的实施例，其中在过滤过程中使用的吸附添加剂总量的至少
50％，优选至少75％，特别优选至少90％包含在吸附层中。这意味着在过滤阶段期间，将相对较少至没有吸附添加剂添加到水流中。
50％，优选至少75％，特别优选至少90％包含在吸附层中。这意味着在过滤阶段期间，将相对较少至没有吸附添加剂添加到水流中。
[0022] 如只在起始阶段添加吸附添加剂以产生吸附层，则根据本发明的方法涉及不连续添加吸附添加剂，即仅在起始阶段。相反，涉及过滤站上游的混合站的已知常规方法，其特征在于，连续添加吸附添加剂。已经发现，在根据本发明的方法中，需要较低总量的吸附添加剂来纯化预定量的水，所述添加剂在起始阶段期间不连续地添加，而不是常规方法中所需的，吸附添加剂在整个过滤过程中连续添加。
[0023] 根据另一个有利的实施例，用于制备吸附层的吸附添加剂可以以至少50ppm，有利地至少100ppm，优选至少500ppm，特别是优选至少1000ppm的浓度加入流过相应过滤装置之一的水中。与此相反，在涉及连续添加吸附添加剂的已知方法中，吸附添加剂必须以10ppm的最大浓度添加。换句话说，为了制备吸附层，吸附添加剂必须以比从过滤装置上游吸附核素所需的百分比大得多的百分比添加到水流中。使用这种高浓度使得可以相对快速地构建吸附层，使得起始阶段可以相应地缩短。在这种情况下，在起始阶段中，在可以比起始阶段更短的预定定量给料期间，以及在起始阶段时添加上述高浓度的吸附添加剂。
[0024] 在优选实施例中，至少一个陶瓷过滤膜可以用在相应的过滤装置中。该实施例基于如下发现：其它过滤材料，例如塑料过滤膜或砂滤器，不适用于可用于根据本发明的方法中的为制备吸附层的吸附添加剂的高浓度。
[0025] 在有利的实施例中，吸附添加剂可以是具有颗粒状或薄片状结构的固体或主要由这种固体组成。使用的固体可以是实心的或多孔的。使用这种颗粒状或微粒固体作为吸附添加剂是有利的，因为吸附层本身具有多孔结构，使得水容易流过并使可用吸附表面很大，这有利于快速吸附。在这种情况下，吸附层中的平均粒径优选大于在各过滤装置中使用的过滤材料例如陶瓷过滤膜的平均流入侧的粒径。
[0026] 根据本发明的系统，其特征在于，相应的定量给料装置在系统操作期间，特别是在起始阶段，将吸附添加剂添加到相应过滤槽内部的或紧接其上游的水流中，即紧接相应过滤装置的上游的水流中，从而可以在流入侧的过滤装置中形成期望的吸附层。吸附添加剂也可以例如通过供给管线添加，供给管线将污染水供应到相应的过滤槽。在系统操作期间，将污染水添加到相应的过滤站或相应的过滤槽，并且将净化水从相应过滤站或相应过滤装置中排出。因此，本文提出的系统通常允许添加吸附添加剂，而不需要在具有混合器和混合槽的相应过滤站的上游配置混合站。
[0027] 在系统的有利改进中，可以提供至少两个过滤站，具体地，至少一个主流过滤站和至少一个次级流过滤站。定量给料装置可以这样的方式有利地配置，使得其可以在各自的剂量下将吸附添加剂添加到两个过滤站的相应过滤槽内的水流中，并且具体地以这样的方式使得在相应主流过滤站与相应次级流过滤站产生不同的过滤速度。主流的特征在于，具有不同于次级流、通常大于次级流的体积。在可行的实例中，在主流中产生的去除速率小于在次级流中的去除速率，其中可以随后将辅助流与主流混合，以便在混合流中实现期望的目标去除速率，这个过程称为“共混”。通过调节主流和辅助流的分布，可以在产品水即在净化水中一致地实现相同的高的目标过滤速率，即使原水，即污染水，具有不同程度的污染。主流和次级流也可以是不同用途的。
[0029] 以根据本发明的方法作为出发点，核素的吸附与过滤直接结合。为此目的，在过滤开始时，即在起始阶段期间，所述吸附层完全在相应过滤装置的流入侧表面上产生。在这种情况下，相应的吸附添加剂的定量给料或混合在相对短的时间内进行，这可以持续几分钟，吸附添加剂应优选为颗粒吸收化学品，即由固体颗粒(颗粒)组成的化学品。优选不进行或不需要在整个过滤过程中均匀、连续给料。在短时间内，可以形成所需的吸附层。为此所需的吸附添加剂的绝对量与常规连续给料中使用的量相当，并且优选甚至更小。吸附添加剂以使其不能过早地分配到待处理的水流中的方式添加，使得在相应过滤元件的流入侧表面上形成吸附层期间，吸附添加剂的吸收表面仍然是干净的，即不含核素和干扰物质。以这种方式，可以使由竞争物质的不希望的吸附引起的干扰过程最小化。待过滤的污染水在到达相应过滤装置的流入侧表面之前必须通过吸附层的孔。吸附层的孔可以大于相应过滤装置的相应孔。例如，吸附层的孔可以测量是几个μm，而过滤装置的孔在10nm至600nm的范围内，并且优选地大约200nm。吸附层的厚度可以为0.1mm至几个mm，优选小于10mm。
[0030] 为了添加吸附添加剂，可以使用中央定量给料装置，其使得可以具体地针对每个过滤流，即单独地针对每个过滤站进行单独计量。以这种方式，可以在单一阶段工艺中实现在水处理系统中不同的去除速率。这是非常有利的，因为指定的部分流可以直接用作部分产物流而不进行进一步处理。例如，具有高去除速率的混合流是可行的。提供用于进一步处理和进一步去除其它有害物质或其它杂质的其它部分流，例如通过上游反渗透装置，能够供给到具有较低剂量的吸附添加剂的相应过滤槽中。其结果是，可以减少操作成本，因为总体上使用较少的吸附添加剂。
[0031] 作为吸附添加剂，可以使用氧化锰和/或二氧化锰，或在水中原位产生氧化锰和/或二氧化锰的化学品。另外或可选地，通常也可以使用氧化铁。优选的吸附添加剂，即氧化锰和/或二氧化锰和/或氧化铁，可以直接加入到污染水中。在特别有利的实施例中，相应的吸附添加剂以具有特别大的内表面的多孔沉淀物的形式存在。例如，如通过PET测定的比表面积可以大于350m2/g。由于二氧化锰在该过程中老化并失去孔隙，因此应该在添加之前立即生产。
[0032] 所用的氧化锰和/或二氧化锰，优选是通过将锰盐水溶液调节至pH为4.5至9，优选7至9进行氧化来获得。合适的锰盐的实例是硫酸锰。合适的氧化剂的实例是高锰酸钾或次氯酸钠。还可以将高锰酸钾例如用NaOH调节至碱性pH，并将碱性高锰酸钾加入到弱酸性锰盐溶液中。这使得可以更好地控制反应的化学计量。
[0033] 在另一个实施例中，可以化学处理污染水，例如通过加入钡盐。钡盐可促进镭的沉淀。在这种情况下，可以将钡盐添加到过滤装置上游的水流中。也可以在制造吸附层期间加入钡盐，使得其以相应的百分比包含在吸附层中。
[0034] 此外，也可以加入其它化学品如臭氧或大气氧，例如为了氧化水中包含的其它金属和金属离子，例如为了通过氧化而分离铁。
[0035] 优选用于相应过滤装置中的陶瓷过滤膜，可以特别地构造为微孔过滤膜。相应的陶瓷过滤膜应当优选为具有内部滤液排出通道和在流入侧表面上的外部多孔分离层的平膜板。这种膜在DE 10 2006 008 453 A1中有详细描述。在本方法中，应当优选使用陶瓷过滤膜，其中至少在流入侧表面上，特别是在前述分离层中的孔具有80nm和800nm之间，优选在100nm和300nm之间的平均直径。
[0036] 特别有利的是，例如在WO 2010/015374A1中所描述的，使用可以组合成过滤单元的板状过滤膜。
[0038] 使用本身以颗粒固体形式存在的吸附添加剂也是特别有利的。这特别适用于上述氧化锰和/或二氧化锰和/或氧化铁。因此，在相应过滤装置的流入侧表面上的吸附层本身是多孔的，其不可能吸附核素以引起该孔隙率的任何实质阻塞。因此，适当应用的吸附层决不会导致相应过滤装置的堵塞。相反，可以实现恒定高的流动性，而不会由吸附层堵塞过滤装置。
[0040] 应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，上述特征和下面要解释的特征不仅可以以指定的组合使用，而且可以以其它组合或单独使用。
[0041] 本发明的优选实施例在附图中给出，并且将在下面的描述中进一步详细说明，相同的附图标记表示相同、相似或功能等同的部件。附图说明：
[0042] 图1示出了用于从水中去除放射性核素的系统的高度简化的电路图样的示意图，[0043] 图2示出了在吸附层区域中的过滤装置的高度简化的截面图。
[0044] 如图1所示，系统1包括至少一个过滤站2，3和至少一个定量给料装置4，通过该系统1可以从水中去除诸如镭同位素的放射性核素，如为了产生饮用水或工业用水。在图1的示例中，仅通过示例示出了具有共同的定量给料装置4的这样两个过滤站2，3。另一系统1还可以仅仅使用单个过滤站2，3或具有多于两个过滤站2，3。还可以提供多个定量给料装置4。
[0045] 每个相应的过滤站2，3具有过滤槽5或6，在过滤槽5或6中分别配置有至少一个过滤装置7或8。在这种情况下，由箭头指示的水流9或10可以流过相应过滤装置7，8中的每一个。水流9，10经由在12处分支的共用供应管线11供应，以便将污染水，即含有放射性核素的水，供应到并联的过滤槽5，6。分离的管线13，14用于将纯化水，即净化水或产品水从过滤装置7，8排出。
[0046] 定量给料装置4被配置为，使得其可以将图2中所示的吸附添加剂15添加到过滤装置7，8上游的水流9，10。定量给料装置4可以将吸附添加剂15添加到相应过滤槽5，6内部的相应水流9，10。定量给料装置4相应的供应管线16直接连接到相应的过滤槽5，6。相应的过滤装置7，8相对于其过滤效果或颗粒尺寸以这样的方式进行调节，使得其可渗透水并且基本上不能渗透吸附添加剂15并使核素在其上积累。
[0047] 如果，如图1所示，配置至少两个过滤站2，3，一个过滤站2可以用作主流过滤站2，而另一个过滤站3用作次级流过滤站3。定量给料装置4分别将所需量的吸附添加剂添加到各自的分离站2，3或供给到相应过滤槽5，6。有利的是，在这样的情况下单独地将吸附添加剂15计量加入到两个过滤槽5，6中，可以在两个过滤站2，3处设置不同的过滤速率。
[0048] 为了便于操作，系统1应当优选地配备有控制装置17，控制装置17例如通过控制线18连接到定量给料装置4。控制装置17优选地应当以这样的方式配置或编程，使得在系统1根据上面详细解释和总结运行时，实现从水中去除放射性核素的方法。
[0049] 为了从污染水中去除核素，例如为了生产可以作为饮用水或工业用水使用的产品水，或者生产可被加工成饮用水或工业用水的产品水，吸附添加剂15配置在过滤槽5，6中，如图2所示，使得吸附层20由吸附添加剂15形成在相应过滤装置7，8的流入侧表面19上。吸附层20由基本上不含核素的吸附添加剂15制成，使得核素的吸附基本上仅当其到达吸附层20时在过滤工艺的过滤阶段发生，并且优选仅在所述层中。
[0050] 例如，这种吸附层20可以通过在过滤过程的起始阶段，通过将吸附添加剂15添加到流过相应过滤装置7，8的相应水流9，10中来制备。在起始阶段，相应水流9，10不能由净化的或已经纯化的水组成。然而，通常可以在起始阶段使用污染的原水以形成吸附层。通过将吸附添加剂15添加到流过相应的过滤装置7，8的水流9，10中，吸附层20在相应过滤装置7，8的流入侧表面19上自动形成为滤饼。优选将吸附添加剂15添加到相应水流9，10或相应过滤槽5，6中，使得在可能的范围内，相应过滤装置7，8的整个流入侧表面19尽可能均匀地负载吸附添加剂15。起始阶段可持续几分钟。在任何情况下，起始阶段比随后的过滤阶段短得多，其中可以通过吸附层20从污染水中去除核素。
[0051] 优选地，在水流9，10中添加吸附添加剂优选仅在上述的起始阶段进行，使得尤其在更长的过滤阶段不会添加吸附添加剂15。在起始阶段或在起始阶段的计量加入期间，以相对高的浓度添加相应的吸附添加剂15，所述浓度例如可以为至少50ppm或至少100ppm，优选至少500ppm，特别优选为1000ppm以上。在此，吸附添加剂的绝对量取决于原水的污染，原水的体积流量和在过滤过程期间待纯化的原水的绝对量。在过滤过程结束时，吸附层20应理想地几乎被吸附的核素饱和。对于新的过滤过程，相应过滤装置7，8可以被再生，例如通过反冲洗，其中吸附饱和的或用过的吸附层20从过滤装置7，8的流入侧表面冲洗掉。此后，可以在新的起始阶段应用新的未使用的吸附层20。
[0052] 在特别有利的实施例中，过滤装置7，8配备有至少一个陶瓷过滤膜21，其具有相应过滤装置7，8的流入侧表面19的至少一部分。如图2所示，过滤膜21具有至少一个内部通道22，纯化水流9，10通过该内部通道22进入并且纯化水流9，10可以通过该内部通道22从相应过滤装置7，8排出。过滤膜21应当优选具有在一位数或双位数nm范围内的粒径。
[0053] 作为吸附添加剂15，优选使用颗粒状或絮状的固体，即以颗粒的形式使用。使用的固体可以是实心的或多孔的。这为吸附层20提供了多孔结构。吸附层20的孔隙率优选在一位数或两位数的μm范围内。吸附层20的孔隙率通常也可以小于过滤膜21的孔隙率。
[0054] 水的纯化或净化的实施是通过将核素吸附到吸附添加剂15上，当水以有效的方式流过吸附层20时发生，使得可以实现至少90％至95％的吸附率。
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