Спосіб переробки масел та розчинників, забруднених радіоактивними речовинами, і пристрій для його здійснення
Формула / Реферат
1. Спосіб переробки масел та розчинників, забруднених радіоактивними речовинами, що включає стадію піддавання зазначених масел та розчинників дії вибраних мікроорганізмів у присутності повітря та надлишкової кількості води відносно об'єму оброблюваних масел та розчинників, причому мікроорганізми здатні до розкладання органічних молекул, зокрема, до СO2 та H2O, який відрізняється тим, що додатково включає стадії приготування визначеного об'єму води, що має визначені концентрацію розчиненого кисню, рН та редокс-потенціал, додавання визначеної порції масел та розчинників, забруднених радіоактивними речовинами, до цього об'єму води, причому вказана порція відповідає об'єму масел та розчинників, який є визначеною часткою визначеного об'єму води, піддавання вказаної порції дії мікроорганізмів при визначеній температурі та проміжку часу, виведення, щонайменше, частини отриманих стоків, відокремлення води від речовин, що містяться у зазначених стоках, рециркуляцію або виведення речовин, які відокремлені від води, регенерацію води, з якої були вилучені речовини, що були у стоках, так, що вона знову набуває визначені характеристики, рециркуляцію, щонайменше, частини регенерованої води, повторення цикла з початкової стадії.
2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що видаляють визначений об'єм регенерованої води, що по суті відповідає об'єму нової порції масел та розчинників, забруднених радіоактивними речовинами.
3. Спосіб за п.1 або 2, який відрізняється тим, що для фіксації мікроорганізмами шляхом іоного обміну, щонайменше, частини металів, які присутні у порції, використовують мінеральні носії.
4. Спосіб за п.3, який відрізняється тим, що мінеральні носії включають алюмосилікат, цеоліти або карбонат кальцію.
5. Спосіб за будь-яким з пп.1-4, який відрізняється тим, що мул, отриманий на стадії відокремлення води від речовин, що містяться у зазначених стоках, рециркулюють на стадію піддавання вказаної порції дії мікроорганізмів при визначеній температурі та визначеному проміжку часу.
6. Спосіб за будь-яким з пп.1-5, який відрізняється тим, що воду з стоків випаровують, а воду, регенеровану після випаровування та конденсації використовують на стадії регенерації води, з якої були виведені речовини, що були у стоках, так, що вона знову набуває визначені характеристики.
7. Спосіб за п.6, який відрізняється тим, що залишок після випарювання регенерують та сушать у киплячому шарі.
8. Спосіб за п.3 або будь-яким залежним від нього пунктів, який відрізняється тим, що під кінець операції відділяють мінеральні носії, які вміщують радіоактивні метали.
9. Спосіб за будь-яким з пп.1-8, який відрізняється тим, що мікроорганізми та необхідні для них живильні елементи вводять у воду, що має визначену температуру та характеристики так, щоб забезпечити реактивацію та ріст мікроорганізмів у воді, а воду, у якій ростуть мікроорганізми, подають на стадію піддавання вказаної порції дії мікроорганізмів при визначеній температурі та визначеному проміжку часу.
10. Спосіб за будь-яким з пп.1-9, який відрізняється тим, що на стадії регенерації води, з якої були виведені речовини, що були у стоках, так, щоб це відновлення забезпечувало визначені характеристики, воду, з якої видалені речовини, що були у стоках, регенерують, щоб досягти наступних характеристик: розчинений кисень - близько 3 мг/л, рН - між 6,9 та 7,1, редокс-потенціал - більше -150 мВ, бажано позитивний (до 70 мВ).
11. Пристрій для переробки масел та розчинників, забруднених радіоактивними речовинами, який відрізняється тим, що включає резервуар-накопичувач для прийому та зберігання визначеного об'єму води та визначеної порції масел та розчинників, забруднених радіоактивними речовинами, а також засоби для інжекції повітря у резервуар-накопичувач, засоби для виведення та приймання щонайменше частини отриманих стоків, засоби для
відокремлення води від речовин, що містяться у зазначених стоках, засоби для рециркуляції або евакуації речовин, що містяться у зазначених стоках, засоби регенерації води, з якої були видалені речовини, що містяться у зазначених стоках, засоби рециркуляції щонайменше частини регенерованої води.
12. Пристрій за п.11, який відрізняється тим, що засоби для відокремлення води від речовин, що містяться у стоках включають засоби для освітлення стоків флокуляцією.
13. Пристрій за п. 11 або 12, який відрізняється тим, що включає засоби для випарювання води з стоків під вакуумом.
14. Пристрій за будь-яким з пп.11-13, який відрізняється тим, що включає попередній змішувач для приймання визначеного об'єму води, визначеної порції забруднених масел та розчинників, а також мікроорганізмів, перший реактор для прийому щонайменше, частини суміші з попереднього змішувача, другий реактор для прийому суміші з першого реактора, засоби для подачі повітря до попереднього змішувача, а також до кожного з реакторів, освітлювач для відокремлення речовин, що містяться у суміші, яка виходить з другого реактора випарювач та конденсор для регенерування води із стоків, які виходять з освітлювача.
15. Пристрій за будь-яким з пп.11-14, який відрізняється тим, що включає засіб, що і використовує киплячий шар для сушіння речовин, відокремлених від води.
16. Пристрій за будь-яким з пп.11-15, який відрізняється тим, що усі його складові змонтовані всередині герметичного резервуара.
17. Пристрій за п.іб, який відрізняється тим, що герметичний резервуар закритий герметичним кожухом та має засіб для вентиляції та фільтрування витягнутого повітря для підтримання ледь зниженого тиску.
Текст
1. Спосіб переробки масел та розчинників, забруднених радіоактивними речовинами, що включає стадію піддавання зазначених масел та розчинників дії вибраних мікроорганізмів у присутності повітря та надлишкової кількості води відносно об'єму оброблюваних масел та розчинників, причому мікроорганізми здатні до розкладання органічних молекул, зокрема, до СO2 та H2O, який відрізняється тим, що додатково включає стадії приготування визначеного об'єму води, що має визначені концентрацію розчиненого кисню, рН та редокс-потенціал, додавання визначеної порції масел та розчинників, забруднених радіоактивними речовинами, до цього об'єму води, причому вказана порція відповідає об'єму масел та розчинників, який є визначеною часткою визначеного об'єму води, піддавання вказаної порції дії мікроорганізмів при визначеній температурі та проміжку часу, виведення, щонайменше, частини отриманих стоків, відокремлення води від речовин, що містяться у зазначених стоках, рециркуляцію або виведення речовин, які відокремлені від води, регенерацію води, з якої були вилучені речовини, що були у стоках, так, що вона знову набуває визначені характеристики, рециркуляцію, щонайменше, частини регенерованої води, повторення цикла з початкової стадії. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що видаляють визначений об'єм регенерованої води, що по суті відповідає об'єму нової порції масел та розчинників, забруднених радіоактивними речовинами. 3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що для фіксації мікроорганізмами шляхом іоного обміну, щонайменше, частини металів, які присутні у порції, використовують мінеральні носії. C2 (54) СПОСІБ ПЕРЕРОБКИ МАСЕЛ ТА РОЗЧИННИКІВ, ЗАБРУДНЕНИХ РАДІОАКТИВНИМИ РЕЧОВИНАМИ, І ПРИСТРІЙ ДЛЯ ЙОГО ЗДІЙСНЕННЯ 41438 для відокремлення води від речовин, що містяться у зазначених стоках, засоби для рециркуляції або евакуації речовин, що містяться у зазначених стоках, засоби регенерації води, з якої були видалені речовини, що містяться у зазначених стоках, засоби рециркуляції щонайменше частини регенерованої води. 12. Пристрій за п. 11, який відрізняється тим, що засоби для відокремлення води від речовин, що містяться у стоках, включають засоби для освітлення стоків флокуляцією. 13. Пристрій за п. 11 або 12, який відрізняється тим, що включає засоби для випарювання води з стоків під вакуумом. 14. Пристрій за будь-яким з пп. 11-13, який відрізняється тим, що включає попередній змішувач для приймання визначеного об'єму води, визначеної порції забруднених масел та розчинників, а також мікроорганізмів, перший реактор для прийому щонайменше, частини суміші з попереднього змі шувача, другий реактор для прийому суміші з першого реактора, засоби для подачі повітря до попереднього змішувача, а також до кожного з реакторів, освітлювач для відокремлення речовин, що містяться у суміші, яка виходить з другого реактора, випарювач та конденсор для регенерування води із стоків, які виходять з освітлювача. 15. Пристрій за будь-яким з пп. 11-14, який відрізняється тим, що включає засіб, що використовує киплячий шар для сушіння речовин, відокремлених від води. 16. Пристрій за будь-яким з пп. 11-15, який відрізняється тим, що усі його складові змонтовані всередині герметичного резервуара. 17. Пристрій за п. 16, який відрізняється тим, що герметичний резервуар закритий герметичним кожухом та має засіб для вентиляції та фільтрування витягнутого повітря для підтримання ледь зниженого тиску. Винахід має відношення до способів та апаратів переробки масел та розчинників, забруднених радіоактивними речовинами. Відпрацьовані масло та розчинники переробляють спалюванням, або дією попередньо відібраних мікроорганізмів у присутності дуже великого надлишку води з їх перетворенням у проміжні продукти та/або в прості речовини, зокрема, СО2 та Н2O. Звичайно ці мікроорганізми працюють у великому надлишку води, а також у присутності кисню, співвідношення між водою та маселом повинно бути біля 100/5 (20/1). Так, для "чорних припливів" відомо поширення мікроорганізмів по поверхні моря, покритої нафтою, з її подальшим розкладанням: об'єм води та вміст в ній кисню повністю відповідають цим вимогам. Відомі і установки для обробки води, що, використовуючи для цього мікроорганізми, переробляють воду з вмістом масел значно менше, ніж 5% за об'ємом. В цих двох, а також в багатьох інших відомих випадках кількість води відносно масел або розчинника, який потрібно переробити, настільки велика, що будь-який побічний продукт такого розкладання стає таким розбавленим при його утворенні, що це не викликає тривоги. Навпаки, масла та розчинники, що забруднені радіоактивними домішками, вміст яких піддають все суворішому регулюванню, і ними, щоб попередити їх розсіювання радіоактивних речовин в навколишньому середовищі, заборонено забруднювати атмосферу, а також воду, яка виходить з оборотних систем. Так, атомні електростанції у Франції та інших країнах накопичують все зростаючі об'єми забруднених масел та розчинників, які треба зберігати, аж поки не буде знайдене рішення, яке відповідає діючим інструкціям по дієвості їх переробки. Наприклад, відомий спосіб обробки масел та розчинників, забруднених радіаційними речовинами, який включає стадію впливу на ці масла та розчинники мікроорганізмів у присутності дуже ве ликої кількості води у відношенні до об'єму обробляємих масел та розчинників, причому мікроорганізми здатні до руйнування органічних молекул, а саме, до перетворення їх у СО2 та Н2О (ЕР 0310005 В1). Також відомий спосіб дезактивації водних відходів середньої активності, які вміщують молекули органічних сполук з одним або декількома радіоактивними ізотопами і/або органічними або неорганічними продуктами їхнього розпаду, що описаний у FR 2694441 B1. Цей спосіб вміщує етапи створення контакту водних відходів з фазою мікроорганізмів, що можуть фіксувати органічні молекули і/або продукти їхнього розпаду шляхом біосорбції і/або анаболізації, і/або перетворювати ці органічні молекули і/або органічні або неорганічні продукти їх розпаду, які мають один або декілька радіоактивних ізотопів з утворенням одного або декількох газоподібних продуктів, та відділення мікроорганізмів від оброблених за таким способом водних відходів. Водні відходи вводять у контакт з абсорбентом для підвищення дезактивації відходів. Абсорбентом є активоване вугілля, а використовуваними мікроорганізмами є гетеротрофні мікроорганізми. Вищевказаний спосіб реалізують у пристрої у вигляді біореактора, що має трубку для подачі повітря, у якому проводять контакт водних відходів з мікроорганізмами. Відділення мікроорганізмів від оброблених відходів проводять у центріфузі. Однак відомий спосіб та його апаратурне оформлення не дають можливоситі досягнути високої ефективності обробки, а саме, виводу у атмосферу чи колекторні системи воздуху та води з характеристиками, які задовольняють вимогам існуючих норм. Задачею даного винаходу є розробка такого способу переробки масел та розчинників, забруднених радіоактивними речовинами, в якому використовуються такі операції, що дозволяють підвищити ефективність переработки масел та розчинників, забруднених радіоактивними речовинами, шляхом доведення викидів в атмосферу або загальні повітряні та водні системи до меж, які б задовольняли вимогам діючих інструкцій з одночасним 2 41438 концентруванням радіоактивних речовин у дуже маленькому об'ємі вихідного продукта, придатним до переробки та зберігання, з тим, щоб запобігти будь-якому забрудненню навколишнього середовища. Задача вирішується тим, що у способі переробки масел та розчинників, забруднених радіоактивними речовинами, що включає стадію піддавання зазначених масел та розчинників дії вибраних мікроорганізмів у присутності повітря та надлишкової кількості води відносно об'єму обробляємих масел та розчинників, причому мікроорганізми здатні до розкладання органічних молекул, зокрема, до СО2 та H2О, згідно з винаходом, що додатково є стадії приготування визначеного об'єму води, що має визначені концентрацію розчиненого кисню, рН та редокс-потенціал, додавання визначеної порції масел та розчинників, забруднених радіоактивними речовинами, до цього об'єму води, причому вказана порція відповідає об'єму масел та розчинників, який є визначеною часткою визначеного об'єму води, піддавання вказаної порції дії мікроорганізмів при визначеній температурі та проміжку часу, виведення, щонайменше, частини отриманих стоків, відокремлення води від речовин, що містяться у зазначених стоках, рециркуляцію або виведення речовин, які відокремлені від води, регенерацію води, з якої були вилучені речовини, що були у стоках, так, що вона знову набуває визначені характеристики, рециркуляцію, щонайменше, частини регенерованої води, повторення цикла з початкової стадії. Рекомендується, видаляти визначений об'єм регенерованої води, що по суті відповідає об'єму нової порції масел та розчинників, забруднених радіоактивними речовинами. Можливо, фіксації мікроорганізмами шляхом іоного обміну, щонайменше, частини металів, які присутні у порції, використовують мінеральні носії. Доцільно, щоб мінеральні носії включали алюмосилікат, цеоліти або карбонат кальцію. Пропонується, мул, отриманий на стадії відокремлення води від речовин, що містяться у зазначених стоках, рециркулювати на стадію піддавання вказаної порції дії мікроорганізмів при визначеній температурі та визначеному проміжку часу. Необхідно, воду з стоків випаровувати, а воду, регенеровану після випаровування та конденсації, використовувати на стадії регенерації води, з якої були виведені речовини, що були у стоках, так, що вона знову набуває визначені характеристики. Бажано залишок після випарювання регенерувати та сушити у киплячому шарі. Крім того, пропонується під кінець операції відділяти мінеральні носії, які вміщують радіоактивні метали. Мікроорганізми та необхідні для них живильні елементи доцільно вводити у воду, що має визначену температуру та характеристики так, щоб забезпечити реактивацію та ріст мікроорганізмів у воді, а воду, у якій ростуть мікроорганізми, подавати на стадію піддавання вказаної порції дії мікроорганізмів при визначеній температурі та визначеному проміжку часу. Переважно, щоб на стадії регенерації води, з якої були виведені речовини, що були у стоках, так, щоб це відновлення забезпечувало визначені характеристики, воду, з якої видалені речовини, що були у стоках, регенерувати, щоб досягти наступних характеристик: розчинений кисень – близько 3 мг/л, рН - між 6,9 та 7,1, редокс-потенціал більше -150 мВ, бажано позитивний (до 70 мВ). Задачею винаходу є також створення пристрою для переробки масел та розчинників, забруднених радіоактивними речовинами, в якому конструктивні особливості забезпечують можливість доведення викидів в атмосферу або загальні повітряні та водні системи до меж, які б задовольняли вимогам діючих інструкцій з одночасним концентруванням радіоактивних речовин у дуже маленькому об'ємі вихідного продукта, придатним до переробки та зберігання, з тим, щоб запобігти будь-якому забрудненню навколишнього середовища. Поставлена задача вирішується також тим, що пристрій для переробки масел та розчинників, забруднених радіоактивними речовинами, згідно з винаходом, включає резервуар-накопичувач для прийому та зберігання визначеного об'єму води та визначеної порції масел та розчинників, забруднених радіоактивними речовинами, а також засоби для інжекції повітря у резервуар-накопичувач, засоби для виведення та приймання щонайменше частини отриманих стоків, засоби для відокремлення води від речовин, що містяться у зазначених стоках, засоби для рециркуляції або евакуації речовин, що містяться у зазначених стоках, засоби регенерації води, з якої були видалені речовини, що містяться у зазначених стоках, засоби рециркуляції щонайменше частини регенерованої води. Доцільно, щоб засоби для відокремлення води від речовин, що містяться у стоках, включали засоби для освітлення стоків флокуляцією. Рекомендується, щоб пристрій включав засоби для випаровування води з стоків під вакуумом. Пропонується, щоб пристрій включав попередній змішувач для приймання визначеного об'єму води, визначеної порції забруднених масел та розчинників, а також мікроорганізмів, перший реактор для прийому щонайменше частини суміші з попереднього змішувача, другий реактор для прийому суміші з першого реактора, засоби для подачі повітря до попереднього змішувача, а також до кожного з реакторів, освітлювач для відокремлення речовин, що містяться у суміші, яка виходить з другого реактора, випарювач та конденсор для регенерування води із стоків, які виходять з освітлювача. Доцільно, щоб пристрій включав засоби що використовує киплячий шар для сушіння речовин, відокремлених від води. Крім того, доцільно, щоб усі його складові змонтовані всередині герметичного резервуара. Герметичний резервуар закритий герметичним кожухом та має засіб для вентиляції та фільтрування витягнутого повітря для підтримання ледь зниженого тиску. Оперуючи на пілотному рівні, даний винахідник визначив, як блокувати зростання концентрації залишків при переробці, яке обумовлене рециркуляцією відновлених стоків, так, щоб вони практично відповідали відомим початковим умовам, які необхідні для того, щоб мікроорганізми мали змогу 3 41438 розкладати масла та розчинники. У такий спосіб можна повністю перетворити органічні молекули у СО2 та H2О. Подальші подробиці та переваги даного винаходу стануть зрозумілими з нижченаведеного детального розгляду. На прикладаємих кресленнях, які надані виключно для опису нелімітуючих прикладів: - фіг. 1 зображує функціональну схему одного з втілень пристрою згідно з даним винаходом; - фіг. 2 зображує профіль розрізу пристрою, показаного на фіг. 1; - фіг. 3 зображує, подібно до фіг. 1, інше втілення пристрою згідно з даним винаходом; - фіг. 4 зображує схематичний вигляд збоку пристрою для реактивації та розвитку мікроорганізмів; - фіг. 5 зображує схематичний розріз водного ежектора; - фіг. 6 зображує схематичний розріз сушильника киплячого шару. Втілення винаходу, наведене на фіг 1 та 2, пристрій 1 включає: -попередній змішувач 2, пристосований для прийому визначеного об'єму води, визначеної порції забруднених масел та розчинників, а також мікроорганізмів, що будуть визначені нижче; -перший реактор 3, пристосований для прийому щонайменше частини суміші з попереднього змішувача 2, а також мікроорганізмів та мінеральних носіїв 4, які показані у схематичному вигляді і будуть визначені нижче; -другий реактор 5, пристосований для прийому суміші з першого реактора 3 та мікроорганізмів; -засіб 6, показаний схематично, для подачі повітря до попереднього змішувача 2, а також кожного з реакторів 3 та 5; -освітлювач 7 для відокремлення води від суміші, що виходить з другого реактора 5; -вакуумний випарювач 8 та конденсор 9 для видалення води з потоку, що витікає з освітлювача 7, та конденсації дуже чистої отриманої води. Пристрій згідно з винаходом також включає показані схематично засіб 10 для самостійної або примусової подачі рідкої суміші з попереднього змішувача 2 до першого реактора 3; подібний засіб 11 для подачі суміші з першого реактора 3 до другого реактора 5; подібний засіб 12 для подачі суміші з другого реактора 5 до освітлювача 7; подібний засіб 13 для подачі верхнього шару рідини з освітлювача 7 до вирівнювального накопичувача 16; подібний засіб 14 для зворотної подачі накопиченого у донній частині освітлювача 7 мулу до попереднього змішувача 2; подібний засіб 15 для завантаження води, накопиченої в вирівнювальному накопичувачі 16, до випарювача 8 та подібний засіб 16 для зворотної подачі випареної та сконденсованої води, зібраної та регенерованої у баці 19, до попереднього змішувача 2 та по вибору до зовнішніх мереж 18. В приведеному прикладі засіб 6 для інжекції повітря включає показані схематично лінію 20 для розподілу стисненого повітря та розподільник 21 для інжекції стисненого повітря до донної частини попереднього змішувача 2, першого реактора 3 та другого реактора 5. Інжекція повітря додає кисень до середовища у кожному сосуді і перемішує рідку масу. З фіг. 1 можна побачити, що перший реактор 3 обладнаний перемішуючим засобом, до якого входять насос 22, який завантажує реакційну суміш з реактора 3 до змішувача 23, перелив 24 з якого веде назад до реактору 3. Освітлювач 7 може бути будь-якого відомого типу і не потребує детального опису. Освітлення полягає в осадженні, суміш з другого реактора 5 перетікає до освітлювача 7 через порожню аксіальну колону та при необхідності взаємодіє з флокулюючими агентами, які можна вводити у будь-який спосіб (не описаний тут). Залишки, евакуйовані з меншої порції, яка залишилася у випарювачі 8, переносять у засіб 25, в якому їх сушать і пакують для зберігання, якщо, наприклад, вони містять радіоактивні речовини. При необхідності мул, зібраний з придонної частини освітлювача 7, теж переносять для обробки у засіб 25. Накопичувач 19 для збору та регенерації конденсованої води забезпечено відомими засобами регенерації цієї води. В бажанішому втіленні, показаному на фіг. 2 пристрій згідно з винаходом розташовано на платформі 26, яку можна транспортувати трейлером або вантажним автомобілем. На платформі зроблено периферійні бічні стінки 27. Обшир між платформою та бічними стінками утворює захисну місткість 28, яка стримує та попереджує витік будьякої радіоактивності у випадку аварії. Захисна місткість 28 сама покрита практично герметичною покрівлею 29, яка підтримує слабко розріджений тиск, обумовлений вентиляційним та фільтруючим повітря засобом 30 добре знаного типу, який не потребує опису. Фіг. 1 також зображує впускний отвір 31 для порції масел та розчинників, забруднених радіоактивними речовинами, та отвір 32 для мікроорганізмів в широкому плані, тобто суміші самих мікроорганізмів з поживними, активуючими та іншими звичайними добавками, олігоелементами та іншими, які всі широко відомі. Спосіб для переробки масел та розчинників, забруднених радіоактивними речовинами, використаний у пристрої 1 згідно з винаходом, включає звичайну операцію піддавання цих масел та розчинників дії попередньо підібраних мікроорганізмів у присутності повітря та дуже великого надлишку води відносно оброблюваних масел та розчинників, ці мікроорганізми повинні бути пристосованими до руйнування органічних молекул з частковим перетворенням їх у СО2 та H2О. Згідно з винаходом для цього способу характерні такі операції: а) приготування заздалегідь визначеного об'єму води, що має заздалегідь визначені концентрацію кисню, рН та редокс-потенціал; б) додавання заздалегідь визначеної порції масел та розчинників, забруднених радіоактивними речовинами, до цього об'єму води, вказана порція відповідає об'єму масел та розчинників, який є заздалегідь визначеною часткою заздалегідь визначеного об'єму води; в) піддавання вказаної порції дії мікроорганізмів при заздалегідь визначеній температурі та визначеному проміжку часу; г) виведення щонайменше частини отримуємих стоків; д) відокремлення води від речовин, що містяться у стоках; е) виведення або рециркуляції вказаних речовин, які відокремлені від вказаної води; 4 41438 Ця деструкція вуглеводневих ланцюгів призводить до появи проміжних побічних продуктів кількох типів, зокрема: - дибутилового етера єтилєнгліколя [СН3(СН2)3(ОСН2-СН2-СН2]2О; - метилового етеру поліетиленгліколя СН3(ОСН2СН2)nОН; - 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол. Утворення сполук, похідних від поліетиленгліколя, які можуть бути рідкими або твердими, залежить від числа мономерів, при їх присутності суміш може загуснути і наблизитися по своїм властивостям до геля. Поява такого геля перешкодить будь-якому подальшому розвитку і усієї дії мікроорганізмів у присутності кисню буде недостатньо для розбавлення реакційного середовища. В цій реакції вільна вода утворюється у кількості приблизно 80% від маси оброблюваних в умовах природного випаровування масел та розчинників і необхідне додавання води для забезпечення посіву та життєдіяльності мікроорганізмів (росту та розмноження). Для росту та роботи мікроорганізмів рекомендовані температури від 30 до 35°С та рН від 6,5 до 7,5. Мікроорганізми вибирають з наявних у продажу промислових мікроорганізмів. Наприклад, їх вибирають з ряду ТВА (TECHNIQUES ЕТ BIOCHIVIE APPLIQUEES) "BIOACTIV 200". Звичайно ці мікроорганізми можна фіксувати на мінеральних носіях і їх звичайно використовують з придатними підживлюючими та емульсифікуючими агентами. Використовуємі мікроорганізми є таким чином сумішшю відомих штамів, які в основному спеціалізовані відносно конкретних продуктів. Ці суміші звичайно готують так, щоб ефективніше розкладати головні складові масел та розчинників та проміжних побічних продуктів розкладання цих складових, які зазначені вище. Так, у вищезазначених 200 серіях ТВА суміші мікроорганізмів містять штами з нижчезазначеними властивостями: - 201, придатний для переробки галогенованих або ні світлих аліфатичних вуглеводнів; - 202, придатний для переробки негалогенованих ароматичних сполук; - 203, придатний для переробки промислових тваринних або рослинних жирів; - 206, придатний для переробки поліхлорбіфенілов та хлорбензоатов; - 208, придатний для переробки вуглеводнів та негалогенованих похідних нафти. Будь-які інші штами, що придатні для переробки конкретних продуктів, в т.ч. побічних, теж можна додавати, так же, як і підживлювачі та олігоелементи, а крім того, при необхідності, мінеральні носії, необхідні для росту та функціонування цих мікроорганізмів. Наступні рекомендації по вибору живільних добавок для цих мікроорганізмів і живильний баланс середовища повинні точно виконуватися по співвідношенню вуглець/азот/фосфор, близькому до 100/5/1. Концентрації мікроорганізмів та підживлювачів у реакційному середовищі такі, які є для них нормальними. ж) регенерація води, з якої були видалені речовини, що були у стоках, так, щоб це відновлення відповідало зазначеним заздалегідь визначеним характеристикам; з) рециркуляцією щонайменше частини води; і) повторенню цикла з операції а); к) виведенню об'єму води, що практично дорівнює об'єму розкладаємих масел та розчинників. Цей спосіб розроблено для переробки масел та розчинників, забруднених радіоактивними речовинами, отриманих при експлуатації обладнання, розташованого у контрольованому просторі атомних електростанцій та інших ядерних установок та реакторів. Ці масла та розчинники, які зберігають у контейнерах, є радіоактивними і забруднені зокрема такими довгоживучими радіоізотопами: кобальт 58, 60, 62; марганець 54; срібло 110; цезій 134, 137; цинк 65; ніобій 95 та сурма 124 та 125. Середня активність забруднених продуктів порядку 700 бекерелей/л при варіації активності від контейнера до контейнера від 50 до 9000 бекерелей/л. Більше 98% масел та розчинників складаються з неполярних фракцій, які звичайно містять насичені вуглеводні СnН2n+2, переважно nС20 та nС21 алкани, яким відповідають розгалужені аліфатичні вуглеводні. Також були знайдені сліди таких ароматичник сполук, як : - бензойна кислота, - коротколанцюгові н-алкани (С9-С12), - арахінова кислота СН3(СН2)18СООН, - карбонільні сполуки (кетони), - ациклічні вуглеводні з подвійним зв'язком (алкени). Окислення арахінової кислоти та н-алканів, яке каталізується присутніми у реакторі мікроорганізмами, може привести до загущення середовища. Даний винахідник розробкою способа, який може попередити таке загущення, досяг успіхів у розв'язанні цієї проблеми, суть якої полягає в тому, що утворення метаболітів може бути більш швидким, ніж їх розкладання. Мікроорганізми взаємодіють з маслами та розчинниками в реакції розкладання згідно спрощеного загального рівняння: (CH2)n+1,5nO2®nСO2+nH2O+біомаса (мікроорганізми) Найважливішим механізмом, який зустрічається найчастіше, є розкладання алканів окисленням кінцевих метильних груп. Атом вуглецю кінцевої метильної групи -СН3 спочатку окислюється до первинного спирту, далі до альдегіду -СНО і нарешті до первинної кислоти -СООН. Ця кислота далі метаболізується b-окисленням або прямо, або шляхом утворення дикарбонової кислоти (w-гідроксилація). Ця послідовність реакцій широко відома. Для ненасичених аліфатичних вуглеводнів окислення метильних груп вважають головним метаболічним шляхом. Механізм окислення метильних груп не відрізняється від механізма окислення н-алканів. 5 41438 Згідно зі способом, який зараз буде описано, виводять попередньо визначений об'єм регенерованої води, який відповідає об'єму нової порції масел та розчинників, забруднених радіоактивними речовинами. Це відповідає максимальній кількості поверненої у цикл регенерованої конденсацією води. Ясно, що можна повертати у цикл і нижчий процент регенерованої води, додаючи воду з зовнішньої мережі. Це, однак, заборонено діючими у Франції правилами. Бажано використовувати такі попередньо вибрані мінеральні носії, на яких мікроорганізми фіксуються і які будуть зв'язувати іони важких радіоактивних металів за рахунок іонообміну. Мінеральні носії звичайно містять такі компоненти: - алюмосилікати, зокрема калійові алюмосилікати; - пористий карбонат кальцію; - анаморфічні алюмосилікати; - цеоліти. Ці мінеральні носії виготовляють і постачають всіма підживлювачами мікроорганізмів. Можливо також використовувати мікроорганізми і без носіїв, розподіленими у розчині. Як зазначено вище, суміш з другого реактора освітлюється осадженням з додаванням при необхідності флокулянтів, що не впливають на процес, отриманий мул повертають на операцію в). Воду після цього випарюють під вакуумом з вибраного з освітлювача верхнього шару рідини, конденсують і використовують в операції ж). В кінці операції мінеральний носій, насичений радіоактивними металами, відновлюють: ці метали переводять у повністю нерозчинні аморфні кристали. Метали далі ізолюють, попереджуючи забруднення довкілля, в придатних для цього сховищах цих металів. В операції ж) воду, з якої були видалені речовини, що містилися у верхньому шарі, регенерують так, щоб повернути її початкові характеристики: - розчиненого кисню - близько 3 мг/л; - рН - між 6,9 та 7,1; - редокс-потенціал - більше -150 мВ, бажано позитивний (до 70 мВ). Регенерацію можна провести, додаючи, наприклад, пероксид водню та гідроксид натрію. Було виявлено, що якість води, використаної для переробки, є життєво важливою. Розкладання масел та розчинників використовуємими мікроорганізмами супроводжується утворенням побічних продуктів типу дибутилових етерів діетиленгліколя та метилового етера поліетиленгліколя. Якщо не вживати дійових заходів, концентрація цих побічних продуктів в реакційному середовищі може тільки зростати, результатом подібної полімерізації є загущення середовища у реакторі, що перешкоджає будь-якому подальшому розвитку мікроорганізмів. Якщо ж дотримуватися вищенаведених умов, зазначені побічні продукти розкладаються швидше, ніж утворюються, і розкладання вуглеводнів та органічних речовин може відбуватися без суттєвих проблем, обумовлених зазначеними вище реакціями. При цих умовах утворюються тільки невелика кількість зайвих продуктів, які складаються з двох вищезазначених побічних продуктів та поліетиленгліколя. Ці продукти утворюються в кількості порядка 3 проміле по масі: це означає, що з 1000 кг розкладаємих масел чи розчинників утвориться біля 3 кг фінальних відходів. Вищезазначений процес може бути як безперервним, так і переривчатим. Можна безперервно переробляти верхній шар з освітлювача в кількості, близькій до 20 об'ємів розкладаємого масла, повертаючи воду до преміксера з тими ж характеристиками, що і стартова вода, яку отримують з комунального водопроводу, тобто: - хімічна потреба у кисні (ХПК) - менша за 125 мг/л; - нейтральний рН; - слабко позитивний редокс-потенціал, близький до 70-80 мВ; - вміст вуглеводнів -
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod for treatment of solvents polluted with radioactive substances and appliance for its implementation
Автори англійськоюDeguitre Jouanet Pierre, Stengre Maurice
Назва патенту російськоюСпособ переработки масел и растворителей, загрязненных радиоактивными веществами, и устройство для его осуществления
Автори російськоюДегитр Жуане Пьер, Стенгр Морис
МПК / Мітки
Мітки: речовинами, спосіб, масел, пристрій, здійснення, радіоактивними, забруднених, переробки, розчинників
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/10-41438-sposib-pererobki-masel-ta-rozchinnikiv-zabrudnenikh-radioaktivnimi-rechovinami-i-pristrijj-dlya-jjogo-zdijjsnennya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб переробки масел та розчинників, забруднених радіоактивними речовинами, і пристрій для його здійснення</a>
Попередній патент: Композиція інгредієнтів для настоянки гіркої “придніпровська”
Наступний патент: Пристрій для перетворення електричного струму
Випадковий патент: Спосіб вирощування сої на зрошуваних землях