Sorbent na fixáciu toxických, rádioaktívnych a znečisťujúcich látok

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Sorbent na fixáciu toxických, rádioaktívnych a znečisťujúcich látok, je tvorený popolom vzniknutým spaľovaním tuhých palív pri teplote vyššej ako 1 000°C, ktorý obsahuje aspoň 30 % hmotnostných častíc s veľkosťou menšou ako 3 mm a maximálne 10 % hmotnostných častíc menších ako 0,01 mm. Obsah vodou vylúhovateľných toxických prvkov má nižší ako 1 mg.1-1 a aktivitu rádia nižšiu ako 100 Bq.kg-1. Okrem toho obsahuje od stopového množstva až do 20 % hmotnostných, vyjadrené v sušine, biologicky aktívne látky, obsahujúce baktérie, pôsobiace deštrukčne na organické hmoty, napr. prasačiu hnojovicu alebo čistiarenské kaly.

Text

Pozerať všetko

(51) Int. Cl.5 Číslo prioritnej prihlášky B 01 J 20/30,Dátum priority B 01 J 20/22, . B 01 J 20/28, Krajina pnonty G 21 F 9/12 ÚRAD Dátum zverejnenia 14.10.92 PRIEMYSELNÉHO VLASTNfCTVA Dátum oznámenia o udelení vo Vestníku 08. l l .95 SLOVENSKEJ REPUBLIKY(73) Majiteľ patentu CENIS spol, s r. o., Údlice, CZ(72) Pôvodca vynálezu FORMÁNEK Zdeněk Ing. CSc., Most, cz MALOCH Jan Ing., Údlice, cz-,PETŘÍKOVÁ Vlasta Ing. DrSc., Praha, CZ PÚSCHEL Petr Ing., Most, CZ TRÝZNA Pavel Ing., Most, CZ(54) Názov vynálezu Sorbent na ñxáciu toxických, rádioaktívnych a znečisťujúcich látokSorbent na ñxáciu toxických, rádioaktívnych a znečisťujúcich látok, je tvorený popolom vzniknutým spaľovaním tuhých palív pri teplote vyššej ako l 000 °C, ktorý obsahuje aspoň 30 lnnotnostných častíc s veľkosťou menšou ako 3 mm a Inaximálne l 0 lunotnostuých častíc menších ako 0,0 l mm. Obsah vodou vylůhovateľných toxických prvkov má nižší ako l mg.l a aktivitu rádia nižšiu ako 100 Bqkg. Okrem toho obsahuje od stopovélio Innožstva až do 20 hmotnostných, vyjadrené v sušiue,biologicky aktívne látky, obsahujúce baktérie, pôsobiace deštrukčne na organické hmoty, napr. prasačiu luiojovicu alebo čistiarenskć kaly.Vynález sa týka sorbentu na fixáciu toxických, rádioaktívnych a znečisťujúcich látok.Na zneškodňovanie toxických odpadov alebo substrátov sa používa veľa rôznych technik, prípravkov a prostriedkov. Spôsob dekontaminácie alebo sanácie je závislý od mnohých činiteľov, ktoré sú Vždy podriadené účelom a cieľom, ktoré sa sledujú.Na dekontamináciu alebo sanáciu sa používajú latky s vysokou sorpčnou schopnosťou na likvidáciu kontaminantov fyñkálnou sorpciou a chemosorpciou, ktorej produkt má mížienú toxicitu alebo lepšiu možnosť zachytu. Tieto sorbenty sú látky organické aj anorganickć, vyrobené synteticky alebo majú aj prírodný pôvod.Na likvidáciu toxických ťažkých kovov vo vodách sa napr. osvedčila jemne rozomletá lucema, drvené ihličie (CS 242324), chemicky modifikované uhlie(DE 3731920, CS PV 04756-90), esteritikovane fenolické živice (US 4323459) alebo aj vlna (CS 237575), z anorganických mletá stmska z oceliamí (US 4377483).Na čistenie odpadových vôd sa pri podobnom postupe používa prachové luiedé uhlie (CS 210955), aktívne hnedé uhlie a bentonit alebo oxid vàpenatý a bentonit(CS 266152), ďalej hnedouhoľný koks (DE 3913710) alebo oxidované uhlie (DE 3912839), aktívne uhlie vo fonne vlákien (US 4576929) alebo granulovanéNa zachytenie organických látok z odpadových vôd je tiež máme použitie polyuretànovej peny(DE 3718356), drevnej hmoty (CS 203455) alebo gumovej drviny (DE 392299), pripadne s elektrolýzouLikvidáciou pachových látok sa zaoberala skupina Palatého (Ochrana ovzdušia 2/1988, 47), ktorá použila škváru.Bolo opísane využitie elektràrenských popolčekov na zachytenie pyridinu z odpadových vôd (Gulíková E. - diplomová práca všcrrr, Praha 1984), znížený obsah fenolov vo vode popolčekom opisujú Gimther a Frotscher (Wasserwirtschaft-Wassertechnik l l ,4 1 6, l 961),zahusťovanie tekutých biologických odpadov popolom je predmetom CS 260625, tu však ide o obyčajnú filtráciu. Využitie popola z fluidueho ložiska na filtráciu dymových plynov po odsíreni bolo opísané v DE 3721251.K najväčším nevýhodám všetkých organických sanačných a dekontaminačných prostriedkov patri ich nestabilita, keď napr. lucema s nasorbovanými toxickými látkami sa na skládke roúoži a toxické látky tak uvoľní. Pri syntetických sorbentoch je na závadu ich selektivita pre daný typ kontaminantu a hlavne ich vysoká cena, Doteraz opísané postupy, používajúce produkty spaľovania uhlia ako sorpčného prostriedku, nedeľmujú exaktne použitý materiál, čo vedie k tomu, že postup nie je reprodukovateľný. Najmä nie je v týchto postupoch definovaná podmienka zloženia vlastného sorbentu, takže nerozlišuje popoly, t. zn. linibšie odlučené častice a popolčeky, t. zn. najjeimiejšie častice, v ktorých sú nabohatené kontaminujíice prvky. Pri použití popolčeka teda dochádza k sorpcii, ale síičasiíe k desorpcii kontaminantov, nahroinadených v popolčeku, takže celkový výsledok môže byt negatívny napriek tomu, že niektorélátky sa nasorbovali. Naopak škvára, ako veľmi hrubo zrnitý materiál, má veľmi malý špecitický povrch a preto jej sorpčná schopnost je mala. Podobne aj popol z fluidného ložiska má značne odlišné vlastosti, pretože vznikol pri teplotách nižších ako 1000 °C, a nie je preto pretavený a ochudobnený o stopové prvky. Tieto nedostatky v detiníciách sorbentov vyplývajú z toho, že doteraz nebola známa príčirmá súvislosť medzi fyzikaluochemickými vlastnosťami popola a jeho možnosťami viazat na seba toxické a mečisťujúce látky, ktoré kontaminujú životné prostredie.Popolěek, t. zn. najmenšie častice, ktore nie sú zachytené v odlučovačoch a unikajú z komínov do atmosféry, je toxickými prvkami obohatený. V jeho výluhu je preto zvýšený obsah toxických stopových prvkov a na využitie pri sorpcii je bezcermy (Bezačínský M.,Pilátová B. Chemické složení emisí ze spalování uhlí a dalších vybraných technologií - záverečná výskumná správa ÚVP Praha 1985 Bezačlnský M. Emisní faktory stopových prvků energetických zdrojů - kandidátska dizertačná práca ČVUT Praha, fakulta strojná 1985 Natuscli D. Characterisation of trace elements in fly ash, Konferencia o ťažkých kovoch, Toronto 1975 Hrubý V., Kusý V. Výzkum sorpce a desorpce kysličníku siřičitého v úletu z tepelných elektráren - záverečná správa VÚHU Most 1973, Hrubý v., Kusý V. Ekologické problémy při spalování uhlí).Škvára, popol z fluidného ložiska, ani popolček teda nesplňujú podmienku definície sorbentov podľa vynálezu, kde je definovaná zrnitosť a zloženie vodného výluhu.Vyššie uvedene nedostatky rieši sorbent na lixàciu toxických, rádioaktívnych a znečisťujúcich látok, ktorého podstata spočíva v tom, že sa skladá z popola vzniknutého spaľovaním tuhých palív pri teplote vyššej ako 1000 °C, a ktorý je tvorený aspoň z 30 hmotnostných časticami s veľkosťou menšou ako 3 mm a najviac z 10 hmotnostých časticami menšími ako 0,01 mm a má obsah vodou vyluhovateľných toxických prvkov menší ako l mgl a aktivita rádia je menšia ako 100 Bq.kg, prípadne s pridavkom stopových množstiev až 20 hmotnostných, vyjadrené v sušine, biologicky aktívnych látok, obsahujúcich baktérie, pôsobiace deštrukčne na organické hmoty, napr. hnojovice alebo čistiarenských kalov.Popol odlúčený v mechanických a elektrostatických odlučovačoch je v dôsledku pôsobenia vysokej teploty pri spaľovacom procese ochudobnený o značnú časť pôvodne prítomných toxických stopových prvkov.Tá časť toxických prvkov, ktorá v popole zostáva,je zabudovateľná v popole pevne a je len sčasti a veľmi ťažko vylúhovateľná. Tento popol má však vd ka porušenej rovnováhe a vďaka značnému memému povrchu schopnost pevne viazať fyzikálne sorpčné i chemosorpčné toxické látky anorganické aj organické. Túto schopnosť majú popoly tak v suchom, respektíve čcrstvom stave, ako aj v stave vlhkom, po plavení.Vlhký popol - pretavený aluminosilikát - vytvára na svojom povrchu vrstvičku hydratovaných foriem a tieto hydratované formy rôznych aluminosilikàtov(hydrogély) fungujú tiež ako výbomé sorbenty. Velký memý povrch tunoänrje tiež intenzívny rozvoj mikroflóry, pokiaľ je popol zmiešaný s biologicky aktívnoulátkou, čo účinnosť dekontaminácíe ďaléj zvyšuje.Väzba sorbovaných škodlivín je veľmi pevná, takže ani dlhodobé pôsobenie vody, či dažďovej alebo spodnej, trvajúce aj viacej ako 5 rokov, nespôsobí vymytie toxických a znečisťujúcich látok. Prípadná kyslost dažďa je naviac neutraliznvaná pôsobením alkalických zložiek popola.Využitie popola ako sorbentu podľa vynálezu bolo realizované nižšie uvedenými spôsobmi.Bol použitý plavený popol z elektrárne s nasledujúcim zložením, vyjadrenýrn v hrnotnostných percentách 8 častíc väčších ako 3 mm, 7 častíc 1 až 3 mm,31 častíc 0,5 až l mm, 39 častíc 0,2 až 0,5 mm,9 častíc 0,l až 0,2 mm a 6 častíc menších ako 0,1 imn. Obsah všetkých sledovaných prvkov vo vodnom výluhu je menší ako 0,5 mg/l, aktivita rádia je 56 Bq.kg.Pri zakladaní skládky toxických odpadov bola vytvorená v podloä a na stenách skládky vrstva popola s hrúbkou 0,8 in. Popol obsahoval 5 častíc väčších ako 3 mm,6 častíc l až 3 mm, l 8 častíc 0,5 až l nun,12 častíc 0,2 až 0,5 mm, 36 častíc 0,1 až 0,2 mm,17 častíc 0,0 l až 0,1 mm a 6 častíc menších ako 0,l mm. Obsah všetkých sledovaných prvkov vo vodnom výluhu je nižší ako 0,5 mg/l, aktivita rádia v popole je 56 Bqkg.V takto upravenej skládke sú toxické látky pevne zachytené, ale napr. dažďová voda prechádza cez skládku, takže nevznikajú problémy s odvodnením, ako pri použití ílových alebo plastových tesniacich vrstiev. Vo vodách z podlažia skládky neboli nájdené toxické stopove prvky v koncentrácii vyššej ako 0,5 g. l.Pri cisteni vody na kúpalisku bola cirkulujíica voda v množstve l ls vedená cez vrstvu popola s hrúbkou 0,7 m a plochou 12,5 m 2. Popol obsahuje 8 častíc väčších ako 3 mm, 7 častíc l až 3 ímn, 31 častíc 0,5 až l mm, 39 častíc 0,2 až 0,5 mm, 9 častíc 0,l až 0,2 mm, 4 častíc 0,01 až 0,l mm a 2 častíc menších ako 0,l mm. Obsah všetkých sledovaných prvkov vo vodnom výluhu je nižší ako 0,5 mg/l, aktivita rádia 226 v popole je 48 Bq.kg.pH vody sa znížilo z 8,4 na 6,8, obsah amoniaku klesol z 0,3 mgl na 0,15 mgl, BSK 5 klesla z 1,95 na o,simg.1.Pri dočisťovaní komunálnych odpadových vôd boli vody zo septika vedené cez vrstvu popola s hrúbkou 1,5 m. Chemická spotreba kyslíka klesla z pôvodných 180 ingi na 50 mgl, biologická spotreba kyslíka zo 180 mgl na 12 mgl. Popol obsahuje 6 častíc väčších ako 3 nun, 9 častíc 1 až 3 imn, 28 častíc 0,5 až l mm, 36 častíc 0,2 až 0,5 mm, 12 častíc 0,l až 0,2 imn, 6 častíc 0,0 l až 0,l mm a 3 častíc menších ako 0,l mm. Obsah všetkých sledovaných prvkov vo vodnom výluhu je nižší ako 0,5 ing/l, aktivita rádia 226 v popoleje 63 Bqkg.Priemyselné hnojivo s obsahom 50 mg Cdkg bolo zmiešané s popolom v hmotnostnom pomere l l. Popol obsahuje 4 častíc väčších ako 3 rmn, 3 častíc l až 3 mm, 15 častíc 0,5 až 1 imn, 17 častíc 0,2 až 0,5 mm, 31 častíc 0,l až 0,2 mm, 22 častíc 0,01 až 0,l mm a 8 častíc menších ako 0,l mm. Obsah všetkých sledovaných prvkov vo vodnom výluhu je nižší ako 0,5 mg/l, aktivita rádia 226 v popole je 58 Bqkg.Obsah kadmia vo vodnom výluhu klesol na 0,2 mgl.Pôda bola kontaminovaná fenolovými vodami v rmiožstve 2 mg fenolu na kg. l( pôde sa pridalo 10 lunotnostných popola a 20 lunotnostných čistiarenského kalu s obsahom 5 sušiny. Popol obsahuje 5 častíc väčších ako 3 rmn, 5 častíc l až 3 mm, 18 častíc 0,5 až l mm, 21 častíc 0,2 až 0,5 mm, 26 častíc 0,l až 0,2 mm, 18 častíc 0,0 l až 0,1 mm a 7 častíc menších ako 0,l mm. Obsah všetkých sledovaných prvkov vo vodnom výluhu je nižší ako 0,5 mg/l, aktivita rádia 226 v popole je 69 Bqkg.Po dvoch mesiacoch klesol obsah fenolov na 0,l mgkg, mtiaľ čo v kontrolnej vzorke bez prídavku popola sa obsah fenolov v medziach experimentálncj chyby nezmenil.Sorbent podľa vynálezu je možné využít vo všetkých prípadoch, ked je potrebné zabrániť prieniku toxických látok do spodných či povrchových vôd, pôdy,alebo ďalších zložiek životného pmstredia, alebo z nej tieto látky odstránil, najma ked ide o nízke koncentrácie týchto látok.Ide teda o čistenie kontaminovaných vôd, alebo dočisťovanie vôd z čistiamí, skladkovanie toxických odpadov z priemyslu aj poľnohospodárstva, stavanie bezpečnostných clon v blízkosti takýchto skládok.Dnihou oblasťou využitia je imobilizácia toxických a znečisťujúcich látok, ktoré sa už do životného prostredia, najmä do pôdy, dostali, napr. z hnojív, priemyselných či poľnohospodárskych odpadov alebo z atmosféríckćlío spodu. V týchto prípadoch toxické a znečisľujúce látky v pôde zostanú, ale sorpciou na popol sú pevne viazané, takže sa ich škodlivé účinky neprejavia.V prípade organických znečisťujúcich látok a využitia sorbentu z popola s prímesou biologicky aktívnej látky dôjde nielen k zachyteniu kontaminantu, ale aj k jeho mýchlenému rozkladu, takže sa Sorbent automaticky regenenije a jeho kapacita narastá teoreticky neobmedzene.Rovnaký účinok sa dosahuje aj pri čistení uiektorých organicky mečistených vôd, kde kontaminant sám na povrchu popola naštanuje rozkladnú reakciu.l. Sorbent na tixáciu toxických, rádioaktívnych a znečisťujúcich látok, v y z n a č u j ú c i s a tý m , že je tvorený popolom vznilxzuutým spaľovaním tuhých palív pri teplote vyššej ako l 000 °C a ktorý obsahuje aspoň 30 lunotnostných častíc s veľkosťoumenšou ako 3 mm a maximálne lO hmotnosmých častíc menších ako 0,0 l mm, obsah vodou vřrlúhovateľných toxických prvkov má nižší ako l mg.l a aktivitu rádia nižšiu ako O 0 Bqjcg.2. Sorbent na üxáciu (oxických, rádioaktívnych a mečisťujúcich látok podľa nároku l, v y z n a č u júci sa tým, žzobsahujeodstopovéhomnožslva až do 20 hmolnostných, vyjadrené v sušine, biologicky aktívne látky, obsahujúce baktérie, pôsobiace deštmkčne na organické hmoty, napr. prasačiu hnojovicu alebo čistiarenske kaly.

MPK / Značky

MPK: B01J 20/28, B01J 20/30, G21F 9/12, B01J 20/22

Značky: fixáciu, sorbent, rádioaktívnych, látok, znečisťujúcich, toxických

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/4-278047-sorbent-na-fixaciu-toxickych-radioaktivnych-a-znecistujucich-latok.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Sorbent na fixáciu toxických, rádioaktívnych a znečisťujúcich látok</a>

Podobne patenty