Система для знешкодження токсичних речовин

1. Система для знешкодження токсичних речовин, що містить озонатор, ультрафіолетовий реактор, припливну магістраль для підведення рідини, магістраль для відводу рідини, сполучну магістраль, яка відрізняється тим, що додатково містить блок попередньої підготовки токсичної сировини, осушувач оcадів, з'єднаний з фільтрувальними установками, блок для електрофізичної обробки, електрохімічний реактор-окислювач, джерело каталізаторів і плазмохімічний реактор, C2 2 UA 1 3 88708 4 системи розкрита в патенті США №5308480 і є при якому відбувається зміна їхніх властивостей, основою відомої системи для видалення твердих, руйнування, вимивання й вивітрювання під дією природних факторів, внаслідок чого небезпечні хімічних і бактеріологічних відходів із заражених відходи й продукти їхнього розпаду попадають у водяних розчинів. Система забезпечує чотири навколишнє середовище і являють собою складну стадії процесу знешкодження й включає генератор і важко поділювану суміш шкідливих речовин. озону, інжектор озону й змішувач, контактну камеВідомі спосіб і пристрій для руйнування відхору й ультрафіолетовий випромінювач [Evaluation of дів за допомогою плазмової технології, у якому EnvirOzone Technologies, Inc. Advanced Oxidation пристрій являє собою систему, що містить плазSystem Model EOT-AOX 1000. California Enviromenмовий генератор, пов'язаний із плазмовим реактоtal Protection Agency. Enviromental Technology Cerром, який системою трубопроводів з'єднаний з tification Program, January, 2001]. Процес генерації теплообмінниками й газоочисною апаратурами озону використовує три Ozonia Ozart Ozone Gen[див. опис до патенту США №4438706, М.кл. erators Type CF-5, кожний з яких здатний робити F23G7/04, опубл.27.03.84]. Пристрій включає та85 фунтів у день озону при концентрації 6 вага. %. кож теплообмінники для попереднього нагрівання Процес інжекції озону й змішування використовує органічного матеріалу й повітря, які вводять у поGDT патентований процес, при якому подвійні лум'яний реактор, два апарати для промивання трубки Mazzei типу озонових інжекторів впорскугазу. ють озон з генератора озону й змішують із потоком Пристрій забезпечує 100% руйнування розстічної води. Інжектори використовують вакуум, чинних органічних забруднень. Однак, функціонащо виникає в інжекторах типу вентурі для того, льні можливості такого пристрою обмежені, оскільщоб впорскувати озоновий газ у потік стічної води. ки, як правило, відходи промислові, побутові та Оскільки тиск збільшує розчинність озону, система інші містять не тільки розчинні забруднення, але й включає насос, що використовується для підвитверді складові. щення тиску. У спеціальних резервуарах озон диВідома також система для знешкодження гасоціює або перетворюється у воду, яку направлязоподібних і рідких галогеноорганічних речовин й ють на центрифугу для відділення твердих часток. утримуючих їх відходів. Система містить нагрівач Ультрафіолетову обробку забезпечують двома знешкоджуваних речовин і пароперегрівник, які типами УФ пристроїв: пристрою низького тиску й з'єднані з вихровим змішувачем, реактор, що має середнього тиску. Кожен пристрій виконаний для плазмотрон, вхідну частину й вузол загартування й максимального потоку 500г/хв. Пристрої низького нейтралізації, сепаратор, теплообмінник і циклоттиску складаються із двох блоків ламп, з'єднаних у рон - краплевіддільник, у яких відбувається остасерію, кожна містить 20 ламп. Пристрій середнього точне відділення рідини й газу і їхнє подальше тиску складається з одного блоку з 4х ламп. Лампи охолодження, адсорбер доочищення й приймальв обох системах ізольовані від прямого контакту з ну ємність для рідини, центрифугу, ємності для водою кварцовими ізолюючими трубками, а сислугу й додаткову ємність для остаточної обробки тема середнього тиску обладнана двірниками, які розчину [див. опис до патенту РФ №2224178, М. автоматично чистять кварцові трубки, підвищуючи кл.F23G7/00, опубл.20.02.04]. ефективність УФ опромінення. Система дозволяє досягти високого рівня Описана вище система була запропонована очищення стічних вод, однак також не включає для використання при проектуванні й будівництві утилізацію твердих складових стічних побутових і промислової плазмохімічної установки, призначепромислових вод, що обмежує її функціональні ної для знищення відходів заводу з виробництва можливості, зокрема, не дозволяє використати політетрафторетилену. Дослідно-промислова педля знезаражування токсичних речовин. ревірка показала надійність, ефективність й еколоНайбільш близькою по призначенню, технічній гічну безпеку знешкодження зазначених відходів. сутності й результату, що досягають, при викорисОднак система припускає значне енергоспотанні до рішення, що заявляють, є установка для живання у зв'язку з необхідністю нагрівання відходів, підготовки пари, його перегріву й т.п. Крім того, обробки рідин, які містять токсичні речовини, що система не забезпечує повної утилізації твердих важко розкладаються, що включає пристрій для залишків, які втримуються у відходах, що обмежує введення газу, що утримує озон, в потік підлягаюїї можливості для використання при знешкодженні чій обробці рідини, пристрій для УФскладних составів токсичних речовин. опромінювання оброблюваної рідини, припливну Відома також EnvirOzone Technologies Прогремагістраль для підведення підлягаючій обробці сивна Біохімічна Система Моделі ЕОТ-АОХ-1000, рідини, магістраль для відводу обробленої рідини, установлена на прогресивному біохімічному заво[див. опис до патенту РФ №2041171, М. кл.C02F1/78, 1/32, опубл.09.08.1995p.]. Пристрій ді, що включає генератор озону, інжектор озону для УФ-опромінювання підключено до пристрою Mazzei зі специфічним співвідношенням для введення газу, що утримує озон, а реакційна газ/рідина, герметичну фіксацію, видалення отриємність розташована між ними. маного газу й ультрафіолетове опромінення. ВідУстановка забезпечує ефективний комбіноваповідно до виробництва, ця система виконує мікробіологічну дезінфекцію й біохімічне очищення ний вплив за допомогою озону й Уфорганічних складових, що втримуються в побутоопромінювання, що приводить до окислювання вих відходах і промислових вторинних стічних воречовин, що розщеплюються важко. При цьому дах при швидкості потоку до 1000 галонів у хвилиможлива навіть мінералізація продуктів розщеплення, якщо використані досить високі дози озону ну. Процес знешкодження згаданих відходів й опромінення. Установка забезпечує також багарозкритий у патенті США №5180499, структура 5 88708 6 конференції «Співробітництво для рішення проторазову циркуляцію оброблюваної рідини в конблеми відходів», 9-10 лютого 2005p., м.Харків. - X.: турі до одержання прийнятного рівня знешкодженИД «ИНЖЭК», 2005. - 392;, патент США ня. Однак відсутність можливості знешкодження №5308480, 4332687, 4029578, 4353717, 3945918, складних твердих сумішей обмежує функціональні 4029578] розробки, спрямовані на рішення проможливості установки. блеми знищення токсичних речовин, знешкодженТому метою пропонованого технічного рішення стічних побутових і промислових відходів. Одня є розширення функціональних можливостей нак огляд цієї інформації показує, що жодне з пристрою для знешкодження складних токсичних і відомих окремо, ні в сукупності не можуть мати речовин, що важко розщеплюються. В основу винаходу поставлена задача вдоскодосить широкі функціональні можливості для виналення системи для знешкодження токсичних користання при знешкодженні небезпечних відхоречовин. Внаслідок того, що в систему додатково дів, накопичених протягом тривалого часу. включений блок попередньої підготовки токсичної Пропоноване технічне рішення принципово сировини, осушувач осадів, з'єднаний з фільтрувідрізняється від відомих тим, що забезпечує, як вальними установками, блок для електрофізичної відзначене вище, комплексний вплив на фізичні, обробки, електрохімічний реактор - окислювач, фізико-хімічні й хімічні зв'язки токсичних речовин, що підсилює ефективність каталізаторів. За рахуджерело каталізаторів і плазмохімічний реактор, нок цього технічного ефекту досягають майже забезпечується технічний ефект, що полягає в комплексному впливі на фізичні, фізико-хімічні й 100% утилізацію токсичної складової, а отриманий хімічні зв'язки токсичних речовин, який підсилюна виході із системи синтез-газ забезпечує енергеється при застосуванні каталізаторів. За рахунок тичну самодостатність системи. цього технічного ефекту досягають майже 100% Пропоноване технічне рішення промислово утилізацію токсичної складової. придатне, оскільки може бути виготовлене й вигоПоставлена задача вирішується тим, що систовляється в умовах сучасного промислового витема для знешкодження токсичних речовин, що робництва. містить озонатор, ультрафіолетовий реактор, приНа Фіг. представлена схема системи для знешкодження токсичних речовин. Система для знепливну магістраль для підведення рідини, магістраль для відводу рідини, сполучну магістраль, шкодження токсичних речовин містить блок 1 обробки озоно-повітряної (озоно-кисневої) суміші, відповідно до винаходу, додатково містить блок попередньої підготовки токсичної сировини, осублок 2 електрофізичної обробки, ультрафіолетовий реактор 3, електрохімічний реактор-окислювач шувач осадів, з'єднаний з фільтрувальними установками, блок для електрофізичної обробки, елек4 і плазмохімічний реактор 5. Система включає блок попередньої підготовки токсичної сировини, трохімічний реактор-окислювач, джерело каталізаторів і плазмохімічний реактор, при цьому що складається із сепаратора 6, подрібнювача 7 і розчинника 8. Система також включає блок каталісистема виконана так, що на вході має блок попередньої підготовки токсичної сировини і припливну заторів 9, фільтрувальні установки 10 й 11, охоломагістраль для підведення рідини, на виході магісджувач 12 й осушувач 13. траль для відведення рідини і послідовно з'єднані Система для обробки рідин, що містять токсиосушувач осадів та плазмохімічний реактор для чні речовини, що важко розщеплюються, має магіостаточної переробки осадів, а детоксинуючий страль 14 для уведення води або іншої рідини, контур, який замкнений на осушувач осадів через магістраль 15 для відводу обробленої рідини й фільтрувальні установки, складається з послідовмагістралі, що з'єднують складову систему прино з'єднаних охолоджувача рідких токсичних речостроїв в тій або іншій послідовності. Наприклад, вин, озонатора, блока для електрофізичної обробобидві магістралі 14 й 15 з'єднані із блоком попеки, ультрафіолетового реактора, електрохімічного редньої підготовки сировини, що включає сепарареактор-окислювача та джерела каталізаторів. тор 6, подрібнювач 7 й ємність для розчинення 8. Відповідно до винаходу, блок попередньої підЄмність 8 містить кавітатор і з'єднана з першою готовки токсичної сировини включає сепаратор, фільтрувальною установкою 10 системи. Блок 1 подрібнювач й ємність для розчинення вихідної обробки озоно-повітряною (озоно-кисневою) сумісировини. шшю містить генератор озону, інжектор озону, Відповідно до винаходу, ємність для розчиозоно-кисневий змішувач і контактну камеру(на нення постачена охолоджувачем. Фіг. не показані), включений у магістраль безпосеВідповідно до винаходу, блок для електрофіредньо після першої фільтрувальної установки 10. зичної обробки встановлений між озонатором й Для зниження температури рідини на вході в блок ультрафіолетовим реактором. 1 обробки озоно-повітряною (озоно-кисневою) суВідповідно до винаходу, джерело каталізатомішшю передбачений охолоджувач 12. Далі спорів виконане з можливістю з'єднання із блоком для лучна магістраль поєднує послідовно встановлені електрофізичної обробки, ультрафіолетовим реакблок 2 для електрофізичної обробки, ультрафіотором й електрохімічним реактором-окислювачем. летовий реактор 3 й електрохімічної реакторВідповідно до винаходу, плазмохімічний реакокислювач 4, які виконані з можливістю їхнього тор установлений після осушувача осадів. з'єднання із блоком 9 каталізаторів. Крім того, ультрафіолетовий реактор 3 й електрохімічний реакЯк видно з викладу сутності рішення, що заявляють, воно відрізняється від прототипу й, отже, є тор-окислювач 4 виконані з можливістю їхнього з'єднання із блоком 2 для електрофізичної обробновим. ки, що дозволяє залежно від складу сировини Рішення також має винахідницький рівень. Вівключати реактори в тій або іншій послідовності. домі численні [див. Тези доповідей 11 Міжнародної 7 88708 8 Осад з фільтрувальних установок 10 й 11 надПісля реактора 4 перед початком магістралі 15 ходить в осушувач осадів 13, де відбувається їхнє для відводу обробленої рідини встановлена друга фільтрувальна установка 11. Обидві фільтрувальзневоднювання, і далі - у плазмохімічний реактор ні установки 10 й 11 з'єднані з осушувачем 13 оса5, де відбувається їхнє високотемпературне спадів, які після висушування спалюють у плазмохімілювання, у результаті чого утвориться синтез-газ. чному реакторі 5. Отриманий синтез газ забезпечує енергетичну Система працює в такий спосіб. Вихідний просамодостатність системи. Приклад 1. Як вихідний продукт використовудукт - токсичні відходи у твердій або рідкій фазі подають у сепаратор 6, де відбувається їхнє попевали суміш препарату Прометрин з піском і залишреднє сортування й мийка (при необхідності). Веками штукатурки. Суміш завантажували в подрібликі тверді складові відходів (будівельне й виробнювач, де її дробили до крупності 0,5-2мм і ниче сміття), відділені від більше дрібних фракцій, направляли в пристрій 6 для розчинення у воднонадходять на мийку, де відбувається їхнє відмиму середовищі. Після деякої витримки в пристрої вання від токсичних речовин. для розчинення отриманий токсичний розчин направляли на фільтрувальну установку 10, де відУ ємність 8 для розчинення надходить суміш в бувалося відділення рідини, насиченої токсичними основному розчинних токсичних й інших речовин, що перебувають у твердій фазі, і по магістралі 14 речовинами, і утворення нерозчинного осаду. Тестічна або інша вода. Для інтенсифікації процесу мпература розчину рідких токсичних речовин була розчинення передбачена обробка суміші твердої й знижена в охолоджувачі 12 перед їхнім надхорідкої фракції за допомогою кавітатора. Розчинені дженням в озонатор 1, де робили їхнє окислювантоксичні речовини надходять на фільтрувальну ня озоно-повітряної (озоно-кисневої) сумішшю. установку 10, де відбувається відділення рідини, Оброблену озоном рідину послідовно пропустили насиченої токсичними речовинами, і утворення через блок 2 для електрофізичної обробки, ультнерозчинного осаду. Охолоджувач 12 знижує темрафіолетовий реактор 3 й електрохімічний реактор пературу розчину рідких токсичних речовин перед - окислювач 4. Детоксиновану комплексним вплиїхнім надходженням в озонатор 1, в якому здійсвом рідину направили у фільтраційну установку нюється їхнє окислювання озоно-повітряною (озо11, де завершили її обробку шляхом адсорбційноно-кисневою) сумішшю. Для інтенсифікації процего очищення. Очищена малотоксична рідина знову була використана в замкнутому технологічному су фотохімічної деструкції оброблена озоном процесі. рідина піддається електрофізичному впливу в Осад з фільтрувальних установок 10 й 11 наблоці 2 для електрофізичної обробки. Оброблена правили в осушувач осадів 13 для підготовки до озоном рідина надходить в ультрафіолетовий реаспалювання в плазмохімічному реакторі 5. ктор 3, де відбувається її обробка ультрафіолетоУ результаті обробки ефективність детоксикавим випромінюванням. Оброблена в такий спосіб ції вихідної токсичної речовини склала 94-97%. рідина надходить в електрохімічний реактор - окиПриклад 2. Як вихідний продукт використаний слювач 4, де відбувається її електрохімічне окиссуміш препарату Рогор БИ-58 з піском і залишками лювання. Процеси, що відбуваються в кожному з штукатурки. Обробка відбувалася за схемою, нареакторів 1-4, можуть бути прискорені за допомоведеною в прикладі 1. гою каталізаторів, які надходять із блоку 9 каталіУ результаті обробки ефективність детоксиказаторів. Детоксинована комплексним впливом ріції вихідної токсичної речовини склала 97-98%. дина надходить у фільтраційну установку 11, де Як видно з опису системи і її роботи, вона довідбувається її адсорбційне очищення. Очищена зволяє знешкоджувати такі токсичні речовини, як малотоксична рідина по магістралі 15 для відводу Прометрин і Рогор БИ-58, тобто має більше широкі рідини надходить у ємність 8 для розчинення, де її функціональні можливості, ніж вище наведені аназнову використовують у замкнутому технологічнологи. му процесі. Залежно від фізико-хімічних властивоПродуктивність комплексу складає 30-50кг/час стей оброблюваних речовин обробка токсичного залежно від типу вихідного продукту. розчину відбувається в циклічному режимі в різній черговості. 9 Комп’ютерна верстка М. Мацело 88708 Підписне 10 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601