CZ300992A3

CZ300992A3 - Binding agent for mixed organic and inorganic contaminated materials and method of its use

Info

Publication number: CZ300992A3
Application number: CS923009A
Authority: CZ
Inventors: Carel Willem Hooykaas; Jeffrey Porter Newton
Original assignee: Pelt & Hooykaas
Priority date: 1991-10-01
Filing date: 1992-10-01
Publication date: 1993-04-14
Also published as: EP0535757A1; US5430235A; HUT65891A; DE69207321T2; CA2079575C; CA2079575A1; NL9101655A; SK300992A3; DE69207321D1; EP0535757B1; ATE132380T1; HU212633B; HU9203132D0

Description

a anorganické kontarainoOblast techniky

Vynález se týká oboru zpracováni toxických odpadů a především fixace toxických odpadů, aby se předcházelo vyluhováni organických a anorganických toxických látek v nepřípustné koncentraci z půdy, ze sedimentů a z kalů a aby se výrazně snížila inherentní koncentrace toxicity kontaminovaných materiálů chemickou vazbou a reakci a způsobu použití takového fixačního prostředku.

Dosavadní stav techniky

Problém bezpečnosti odpadů a toxických odpadních materiálů je velmi výrazný. Se stále zvyšující se výrobou nebezpečných materiálů v naši průmyslové společnosti vzrůstá požadavek po přísných kontrolách při manipulaci a zahazováni všech forem toxických odpadů. Jakožto odezva na tyto požadavky legislativa vytýčila zákonná omezeni se zřetelem na množství a povahu odpadů, kterými se může zatěžovat životni prostředí. Dokonce došlo k požadavkům na zpřísnění takových zákonů a splnění takových, zákenem stanovených mezi, je stále obtížnější.

Toxickě odpady jsou legálně definovány v různých statutech a nařízeních, která se zaměřuji na manipulaci s odpady a na zpracováni odpadů, mohou být však Siřeji definovány než jako materiály vznikající jakožto vedlejší produkty průmyslových procesů, schopné nepříznivě ovlivňovat životni prostředí, pokud se do něho dostávají bez jakéhokoliv zpracování.

Předpisy a nařízení pokračují v normách pro průmysl, který produkuje odpady a obecně stanovuji maximální hranice jakožto části na milion (ppm) nebo části na bilion (ppb) nebo části na trilion (ppt) volného odpadu ve zkoušeném vzorku při měření se zřetelem na standard vyluhovací zkoušky. Cilem procesů pro zpracováni odpadů je Snížit koncentraci odpadů a/nebo stupeň vyluhováni při zkoušení vzorků na nejnižší možnou míru, alespoň pod hranici maximálního přípustného obsahu.

Známé způsoby zpracováni toxických odpadů se zřetelem na způsoby stabilizace/ztuženi nebo chemické fixace zahrnuji například pět širokých kategorii: sorpce, proces na bázi vápna a polétavého pucolanového popele, systémy pucolán - portlandský cement, mikrozapouzdřování do termoplastů a makrozapouzdřování.

Sorpce zahrnuje přidávánni pevných látek do materiálů obsahujících zpracovávaný odpad. Pevná látka nasává jakoukoliv přítomnou kapalinu a může vytvářet materiál podobný půdě, obsahující odpad a je nejvhodnějši pro aplikaci zahrnující zpracování nereaktivnich, biologikcy neodbouratelných odpadů. Jakožto typické pevné látky, vhodné pro sorpci, se uvádějí aktivní uhlí, bezvodý křemičitan sodný, různé formy sádry, celit, hlinka, expandovaná slida, zeolity, uhelný polétavý popel, prach z cementářských peci a vápno.

Způsob na bázi vápna a polétavého pucolanolvého popele využívá jemně rozptýleného nekrystalického oxidu křemičitého v polétavém popeli a vápníku ve vápně k dosahováni cementace s nízkou pevnosti. Zpracované odpady jsou vtaženy do pucolánové betonové matrice (mikrozapouzdřeni), čímž již nepřicházej! do styku s přírodním prostředím.

Systém pucolan - portlandský cement využívá portlandského cementu a popétavého popele nebo jiných pucolanových materiálů k vytvářejí kompozitů odpad/beton o vyšší pevnosti. Odpad se zapouzdřuje v betonové matrici. K urychleni tvrdnuti a k zachycování kovů se mohou přidávat rozpustné silikáty.

Mikrozapouzdřování do termoplastů zahrnuje míšeni jemně částicového odpadního materiálu s roztaveným asfaltem nebo s jinou matricí. Kapalina a těkavé fáze, spojené s odpady, se izolují ve hmotě ochlazeného a vytvrdnutého asfaltu. Konečný materiál se může zakopávat bez obalů.

Makrozapouzdřovaci systémy obsahuji odpad, přičemž je velká hmoty odpadu izolována za použiti určité formy oplášťujícího materiálu. Za nejpečlivější nalezené systémy se považuji sud 208 nebo polyethylenový plášť natavený na monolytický blok ztuženého odpadu.

Tyto známé systémy jsou užitečné a vhodné pro četná použiti, nejsou však schopné plnit všechny požadavky a zákony a nejsou použitelné pro všechny typy materiálů. Stále je proto potřeba lepších systémů ztuženi/stabi1izace/fixace pro zpracováni toxických odpadů k předcházeni vyluhováni v nepřípustné míře zvláště půd, sedimentů a kalů,které obsahuji poměrně vysoké množství organických i anorganických toxických složek. Existuje tedy potřeba nových materiálů, kterých by se mohlo použit v určitých případech použiti pro zneškodňování některých forem toxických odpadů do větší míry, než jak je v současné době známo.

Vynález je tedy zaměřen na fixační prostředek pro toxický odpad, který není spojen s nedostatky známého stavu techniky. Úkolem vynálezu je dosáhnout fixace toxických odpadů, při které by se dosahovalo větší odolnosti směsi organických a anorganických toxických odpadů proti vyluhováni, než při použití známých způsobů.

Podstata vynálezu

Fixační prostředek pro toxický odpad podle vynálezu spočívá v tom, že obsahuje alespoň minerální hlinku,.sůl železa, sůl manganu a oxidant.

Vynález se tedy týká fixačního prostředku pro detoxifikaci znečištěná půdy, sedimentu nebo kalu fixačním prostředkem uvedeného složeni. Soli železa se vždy mini sůl dvoumocného jakož také trojmocného železa.

Oxidant prostředku podle vynálezu je s výhodou volen ze souboru zahrnujioihjo persiran sodný, persiran draselný a manganistan draselný.

Podle výhodného provedeni obsahuje fixační prostředek podle vynálezu dále hlinitou sůl.

Kovovými solemi fixačního prostředku podle vynálezu jsou s výhodou sírany nebo chloridy kovů, přičemž se siránům dává přednost. Nicméně vynález není na tyto anionty omezen. Může se použit také jiných aniontů, které máji rovnocenný účinek.

Obsažená sůl nebo soli železa mohou nahradit plně nebo částečně soli kobaltu. Kobaltové ionty jsou reaktivnější než ionty železa. Kobalt je však dražší.

Fixační prostředek podle vynálezu obsahuje také hlinku. Tato hlinka je s výhodou ze skupiny smektitu a především to je bentonit nebo hektorit. Avšak vynález není omezen se zřeteoem na hlinku na skupinu smektitu. Může se použit také jiných minerálních hlinek pro fixaci odpadá. Přednost se však dává organofilnim hlinkám. Modifikovaná hlinka předběžným zpracováním hlinky amoniovou sloučeninou s výhodou volenou ze souboru zahrnujícího aminy, puriny a pyridiny poskytuje vynikající výsledky.Může se však také použit hlinky pčedběžně zpracované vicemocným alkoholem.

Pokud jde o hmotnostní složeni fixačního prostředku podle vnálezu obsahuje takový prostředek hmotnostně až 25 % a s výhodou 15 až 19 % soli železa a/nebo kobaltu a rovněž až 25 % a s výhodou 15 až 19 % soli manganu především síranu manganu.

S výhodou obsahuje fixační prostředek podle vynálezu hmotnostně 30 až 60 %, především 35 až 50 % minerální hlinky. Jak shora uvedeno, může být minerální hlinkou modifikované minerální hlinka, přičemž se tato modifikace vice nebo méně řidl zpracovávanými toxickými odpady.

Podle vynálezu obsahuje fixační prostředek také oxidant ve hmotnostním množství až do 25 %, s výhodou 15 až 19 %.

Fixační prostředek podle vynálezu obsahuje dále s výhodou hlinitou sůl, zvláště siran hlinitý, ve hmotnostním množství přibližně 15 %, s výhodou ve hmotnostním množství 12 %.

Pro získáni tvrdého materiálu, podobného kameni, obsahuje fixační prostředek podle vynálezu také anorganické hydraulické pojivo volené ze souboru zahrnujícího například cement, mletou nebo nemletou, granulovanou vysokopecnl strusku, jemnou nebo mletou vysokopecnl strusku, jemnou nebo mletou ocelářskou strusku a porézní granulovanou ocelářskou strusku, vápno a jejich směs. Popřípadě pro řízeni doby zatvrdnuti pojivá a tvrdosti produktu je výhodné přidávat sádru.

Pokud zpracovávaný toxický odpad obsahuje závažné množství kožkých kovů, je účelné, aby fixační prostředek podle vynálezu obsahoval trimerkapto-S-triazintrojsodnou sůl. Obsah této soli závisí vždy na obsahu těžkých kovů v© zpracovávaných toxických odpadech a pracovník v oboru ho může snadno stanovit předběžnou zkouškou.

Vedle shora uvedených směsi může fixační prostředek podle vynálezu obsahovat přísadu různých směsi portlandského cementu, vysokopecni strusky, vápna (oxidu vápenatého), uhelného polétavého popílku, prachu a prachu z cementářské pece.

Fixační prostředek podle vynálezu se může přidávat do půdy jakožto předběžně upravovači činidlo, která se pak stává části upravené matrice. Předběžnou úpravou se míní počáteční stupeň nebo stupně procesu stabi1izace/fixaoe, při kterém se půda, sediment nebo kal misi s materiálem, vytvářejícím matrici, jako je například půda,pisek, cement, polétavý popel, oož umožňuje konečné zpracováni fixačním prostředkem a cementem, etruskou a podobně k dosahováni lepšího fyzikálního stavu a charakteristik vyluhováni .

Vynález se tedy týká fixačního prostředku pro chemické a fyzikální vázáni organických a anorganických toxických odpadů, přičemž tento fixační prostředek obsahuje směs síranu železitého, síranu manganu, organofilnl smektitové hlinky, oxidantu, jako je persíran draselný nebo sodný spolu ve směsi, cementu, strusky a sádry.

Fixační prostředek podle vynálezu obsahuje hmotnostně, vztaženo vždy na fixační prostředek jako celek, 50 % cementu, 31 vysokopecnl strusky, 6 % sádry, 6 % organofilnl smektitové hlinky,

2,5 % síranu železitého, 2,5 % síranu manganu a 2 % perslranu sodného nebo draselného.

Vynález se dále týká zneškodňováni materiálu znečištěného toxickým odpadem, přičemž se takový materiál misi s fixačním prostředkem podle vynálezu, popřípadě se přidává voda a získaná směs se nechá vytvrdnout na kameni podobný materiál v přítomnosti anorganického hydraulického pojivá.

Vynález se také týká způsobu zpracováni půdy, sedimentu nebo kalu obsahujících toxický opdpad, přičemž se zpracovávaný materiál misi s fixačním prostředkem podle vynálezu, obsahujícím cement, strusku, sádru, organofilnl hlinku, siran železitý, siran manganu a persiran draselný nebo sodný po přidání do zpracovávaného materiálu a vytvrdí se v materiálu, čimž se toxické materiály stanou méné vyluhovatě1nými. Sekundárně avšak důležitě se vynález týká sníženi obsahu toxických látek v kontaminované půdě, sedimentu nebo kalu určitou formou chemické reakce. Vynález blíže objasňuje následující popis.

Vynález je tedy zaměřen na přípravu a použiti fixačního prostředku pro zpracování toxického odpadu v půdě, v sedimentu nebo v kalech. Podle následujícího popisu zvlášť výhodného provedeni vynálezu je zpracovávaným materiálem půda obsahující toxický odpad, avšak vynález není omezen na tento objasňující případ zvlášť výhodného provedení.

Účinnost zpracováni půdy, obsahující toxický organický a anorganický odpad se měří zlomkovým podílem půdy, sedimentu a/nebo kalu obsahujícího toxické složky v částech na milion (ppm) nobo popřípadě v částech na bilion (ppb) se zřetelem na množství takových anorganických nebo organických toxických složek vyluhovatelných ze znečištěné půdy za použití předepsaných zkoušek vyluhováni a extrakce a měřenmo GC/MS.

Zjistilo se, že fixační prostředek, definovaný jako směs síranu železitého, siranu manganu, organofilní· hlinky a oxidantu, jako je persiran draselný nebo sodný, spolu se směsí cementu, vysokopecni strusky a sádry představuje výrazné zvýšeni účinnosti při zpracováni půdy, sedimentu a kalu obsahujícího anorganický a organický toxický odpad. Jakožto toxické nečistoty se příkladně uvádějí olovo, rtuť, arsen, chrom, kadmium, polychlorované bifenyly, benzen, toluen, xyleny, těkavé organické látky, halogenované organické látky a polynukleárni aromatické sloučeniny. Tento seznam však nevylučuje dalši anorganické a organické sloučeniny a prvky.

Mechanizmus reakce není plně znám. Nicméně zjistilo se, že mechanismus účinnosti zpracováni je podporován fixačním prostředkem.

Fixační prostředek působí chemickou změnu ve struktuře toxické látky například iontovou výměnou, substitučními reakcemi, intramolekulirnimi silami (dipol-dipol), vodíkovými vazbami, Londonovými sílami, bimolekulárními přesmyky a různými organokovovými vazbami toxických složek v kontaminovaných materiálech. Tyto změny převádějí toxický odpad na neškodné sloučeniny a komplexy a tím snižují celkovou koncentraci volných toxických složek, zbylých v materiálu, po zpracováni. Fixační prostředek váže toxické složky do vytvrzené betonové matrice.

S výhodou se fixační prostředek přidává do druhé směsi za vytvořeni nové směsi, přičemž se získané směsi používá pro zpracováni toxických odpadů. Směs pak obsahuje hmotnostně 50 % cementu, 31 % vysokopecní strusky, 6 % sádry, 6 % organofilní smektitové hlinky, 2,5 % síranu železitého, 2,5 % síranu manganu a 2 % perslranu draselného nebo sodného, vztaženo vždy na fixační prostředek jako celek.

Fixační prostředek se pak vmíchá do kombinované směsi, obsahující hmotnostně 50 % portlandského cementu 31 % vysokopecní strusky a 6 % sádry, vztaženo vždy na kombinovanou směs jako celek. Fixační prostředek tvoři hmotnostně 13 % kombinované směsi. Portlandský cement, struska a sádra jsou běžnými obchodně dostupnými produkty. Jejich směs jako taková a v různých kombinacích se často používá pro zprcovánl toxických odpadů, jako je popsáno pro sorpčni systémy a pro systém pucolán/portlandský cement.

Fixační prostředek podle vynálezu se také může vmíchat do směsi, kde je část portlandského cementu ve shora uvedené kombinované směsi nahrazena expandovanou struskou, přičemž podlí vysokopecnl strusky může být hmotnostně 40 až 70 % kombinované směsi. V této zvláštěnl směsi je portlandský cement obsažen ve hmotnostním množství 41 %, vztaženo na kombinovanou směs jako celek. Vápno, oxid vápenatý, se může přidávat ve hmotnostním množství O až 40 %, vztaženo na kombinovanou směs jako celek a sádra se může přidávat do kombinované směsi ve hmotnostním množství O až 12 %, vztaženo na kombinovanou směs jako celek.

Fixační prostředek podle vynálezu se může modifikovat ke zlepšení výsledků zkoušek louženi v určitých příadech přidáním síranu hlinitého ve hmotnostním množství 12 až 19 %, vztaženo na fixační prostředek jako celek. Fixační prostředek pak může být směsi síranu železitého, síranu manganu, organofilní hlinky, oxidantu, jako je persiran draselný nebo sodný a siranu hlinitého za následujícího složeni:

Složka

Procenta hmotnosti se zřetelem na fixačni prostředek jako celek síran železitý siran manganu organofilní hlinka persiran draselný nebo sodný siran hlinitý

15,60

37,55

18,75

12,50

Zjistilo se také, že se zlepšených výsledků při použití fixačního prostředku při zpracováni odpadů obsahujících organické toxické látky může dosahovat přidáním vsunuté sloučeniny, jako je organofilní smektitová hlinka do fixačního prostředku. Tyto hlinkové minerály, jako je bentonit sodný nebo hektorit, se zpracovávají amoniovými sloučeninami, jako jsou aminy, puriny nebo pyridiny pro dodání organofilních charakteristik. Smektity se také mohou zpracovávat glykoly, glyceroly nebo jinými vicemocnými alkoholy, čimž se stávají vhodnými pro použití ve fixéčnim prostředku. Vhodné vsunuté sloučeniny nebo organofilní hlinky jsou obchodné dostupné.

Mikrostruktura materiálů, zpracovaných,fixačním prostředkem vykazuje zvýšenou trvanlivost, ve srovnáni se známými systémy, v prostřed! silně kyselém (do hodnoty pH 3) v různých vyhuhovacich rozpouštědlech, ve slané vodě nebo za jiných podmínek, za kterých by normálně docházelo k narušováni.

Kromě toho je fixační prostředek poměrně nenákladný, takže se může příznivě srovnávat s jinými méně žádoucími alternativními způsoby, jako je spalováni nebo ukládání na skládky pro toxický odpad.

Zpracováni mteriálů, obsahujících toxický odpad jako půdy, sedimentu nebo kalů, fixačním prostředkem, produkuje látku komplexně krystalickou, to znamená anorganický polymer se čtyřikrát nebo několikrát propojeným síťovím. Výsledné makromolekuly obsahuji zvolené polyvalentní anorganické prvky, které reagují polyfunkčním způsobem a produkuji rozvětvené nebo příčně sesitěné polymery, mjici dostatečnmou hustotu pro vytvořeni určitého IPN (interpenetrating polymer network - penetrujlciho polymerniho sesitěni). Vzniklé polymery jsou také odolné kyselinám nebo jiným přírodně se vyskytujícím vlivům. Strukturální vazby v polymeru jsou primárně iontové a kovalentní. Jde o dvoufázové reakce podle kterých se toxické složky koraplexují zprvu v rychlé reakci a pak se permanentně dále komplexuji ve výstavbě makromolekul, které se vytvářejí v průběhu deláí doby. První fáze fixace vytváří iřeverzibilní koloidni struktury, iontovou výměnou s toxickými kovy prostřednictvím vložených sloučenin a probíhajících hydratačních procesů. Ve vysokém procentu reakci s halogenovanými uhlovodíky dochází k bimolekuolárnímu přesmyku nebo k substituci jakožto prvnímu stupni mechanismu vázání na druhou fázi makromolekul.Různé organokovové vazby jsou pravděpodobné s přidanými kovovými sloučeninami ve fixačním prostředku.

Ve druhé fázi se vytváří makromolekulárnl sesitěni, které také zahrnuje relativně irever2ibilni syntézu koloidu. Tato pomalejší reakce však převádí sol na gel a nakonec na krystalický trojrozměrný, anorganický polymer. Zpracovaný materiál musí vyhovovat běžně prováděné normalizované zkoušce vyluhování v průběhu 7 až 28 dni. Zvláštní význam při vázáni nebezpečných prvků a sloučenin má vznik sekundární reakční fáze sulfo-ferri-alunimáthydrátů. Charaktristiky vázáni a strukturální trvanlivost se mění k přizpůsobeni zvláštním požadavkům obměnou složeni fixačního prostfeku.

Vynález blíže objasňuji, nijak však neomezují, následující příklady zvlášť výhodného provedeni.

Příklady provedeni vynálezu

Přiklad 1

Počáteční studie zpracovatelnosti odpadu při zplyňování uhlí

Odpad má povahu znečištěných půd a dehtů. Pro zpracováni takového odpadu se postupuje tak, Že se dehet misi účinně s cementovou směsi, která obsahuje shora popsaný fixační prostředek pod10 le vynálezu ve formě suspenze a pak se misí s vodou. Používaný fixační prostředek podle vynálezu obsahuje hmotnostně 19 % síranu železitého, 19 % siranu manganu, 46 % různých organofilmích smektivových hlinek a 16 % persiranu draselného jakožto oxidantu. Tento fixační prostředek se přidá do druhé směsi obsahující hmotnostně 50 % cementu, 31 % vysokopecnl strusky, 6 % sádry, 6 % organofilni smektivoté hlinky, 2,5 % siranu železitého, 2,5 % siranu manganu a 2 % persiranu draselného, vztaženo vždy na fixační prostředek jako celek. Nepřidává se však nadbytek objemových činidel do dehtu, který by vedl ke zvětšení objemu kontaminovaného materiálu, který by se musel zpracovávat. Příliš velká přísada cementu nebo pucolanového materiálu vede k nadměrnému vývoji hydratačnihoi tepla a tak k odpařeni značného množství těkavých a polotěkavých toxických sloučenin. Při zpracováni odpadu se postupuje tímto způsobem:

Především se vmísí nízké koncentrace různých komplexotvorných látek, siranu železitého a organifilnlch hlinek, přičemž směs obsahuje hmotnostně 85 % organofilnlch hlinek a 15 % síranu železitého, do daného množství kontaminované půdy. Uvedené komplexotvorné činidlo se vnese do půdy ve hmotnostním množství 3,7 %. Pak se tato půda smísí s dehtem v poměru tři dílů půdy na jeden díl dehtu. Tak se ziská směs, která je zpracovatelná hmotnostně 20 % směsné půdy a dehtu shora popsanou směsi fixačního prostředku, cementu, strusky a sádry. Jsou uvedeny výsledky TCLP takto zpracovaného odpadu po 7 denním vytvrdnuti.Pevnost v tlaku vzorku je větší než 690 kPa. V takovém případě se jeví fixační prostředek na bázi směsi podle vynálezu lepši než jiné zkoušené formulace. Je pravděpodobné, že v případě vysokých koncentrací nasycených uhlovodíků s dlouhým řetězcem v odapdu je použiti organohlinek lépe vhodné než fixační směsi, které je neobsahují. Dále jsou uverdeny hlavni obsažené nečistoty, přičemž jsou dále obsaženy četné sloučeniny v nižších koncentracích.

Vzorek půdy olovo

PNA sloučeniny* benzen

Neupraveno (ppm) 200 až 13000 0,2 až 70 0,007 až 0,67

Upraveno (ppm) < 0,01 < 0,001 < 0,001 * PNA = polynukleárni aromatické sloučeniny

Zpracování vzorku, obsahujícího hmotnostně 75 % půdy plus 25 %

dehtu (číslo ve	sloupci Neupraveno	se vztahuji pou
	Neupraveno (ppm)	Upraveno (ppm)
olovo	37 až 100	< 0,01
PNA sloučeniny	1000 až 50000	naftalen 1,52
		anracen 0,08
benzen	0 až 3200	0,010

Vylouhováni PNA (polynukleérních aromatických) sloučenin se snižuje jak matrice stárne a může se značně zlepšit přidáním mírně většího množství fixačního prostředku plus směsi cementu a/nebo strusky a/nebo sádry a/nebo vápna a/nebo polétavého popílku.

Při obsahu většího množství těžkých kovů se doporučuje přidávat do fixačního prostředku určité množství trimerkapto-Striazlnu, zvláště ve formě trojsodné soli. Taková přísada působí, že těžké kovy ve výluhu nejsou vlče zjistitelné.

Složeni Kombinovaného prostředku, vyjádřené hmotnostně v procentech:

síran železitý	2,5
síran manganu	2, 5
persíran sodný	2,0
organofilní smektitová hlinka	6,0
portlandský cement	50,0
vysokopecni struska	31,0
sádra	6,0

% %

%

Přiklad 2

Zpracování těkavých organických podílů v půdě různými fixačními materiály - ztráta vytékáním při chemickém fixačním zpracováni

Dvěma analýzami se zkoušejí systémy chemická fixace/stbi1izace znečištěných vzorků půdy se sedmi těkavými organickými sloučeninami (VOCs - volatile organic compounds).Míšeni vzorků pro zkoušky TCLP, předepsané U.S.E.P.A. procedurami louženi se provádějí v řízené a volné atmosféře, přičemž se hodnoti stupeň vytékání nebo sníženi obsahu těkavých organických látek (VOCs) v průběhu míšení a vytvrzováni fixačnim prostředkem a cementem, sádrou a struskou. Také se zaznamenává profil teploty vzorků před zpracováním a v průběhu zpracováni.

Při zkoušce 1 se zkouši vzorky půdy s následujícími sloučenina a v uvedených koncentracích:

benzen 75 ppm, chlorbenzen 150 ppm, m-xylen 10 ppm, 1,1-dichlorethan 10 ppm, 1,3-dichlorpropylen 10 ppm, tetrachlormethan 10 ppm a ethylbenzen 10 ppm. Při zkoušce 2 se hodnotí vzorky půdy obsahující 362 ppm trichlorethylenu (TCE).

Nez^pracované vzorky půdy vykazuji vylouženi veškerého množství organických látek při 200 ppm za použiti TCLP.

Všechny vzorky podle zkoušky 1 se zpracovávají hmotnostně 15 % půdy s fixačnim prostředkem při 30 denním vytvrzování. Vzorky podle zkoušky 2 se zpracovávají hmotnostně 20 % půdy. Všechny další údaje, týkající se trichlorethylenu (TCE), jsou zjištěny při zkoušce 2. Pouze fixační prostředek, kombinovaný prostředek je popsán v přikladu 1 a cement, vysokopecni struska se zkoušejí ve zkoušce 2 za použiti trichlorethalenu.

Methanolová extrakce upraveného materiálu.- Stanovitelné hodnoty extrakce (ppb)

Kopmbinovaný fixační prostředek - všechny toxické látky jsou nezjistitelné

Cement-220 benzen, 3800 chlorbenzen, 150 ethylbenzen, 300 xylen Vápno/vysokopevní prach - 856 benzen, 9870 chlorbenzen, 576 ethylbenzen, TCE 450 xylen

Hodnoty vyluhování podle TCLP upravené půdy - stanovitelné hodnoty vyluhování (ppb)

Kombinovaný fixační prostředek - všechny toxické látky jsou nezjistitelné

Cement - 38 benzen, 1151 chlorbenzen, 9 TCE

Vápono/vysokopecni prach - 140 benzen, 1213 chlorbenzen, 21 TCE

Výchoz! teplota vzorku je 17 °C při zkoušce 1 a 16 ‘C při zkoušce 2, při použití kombinovaného fixačního prostředku podle zkoušky 1 je teplota 28 ‘C a ’C při zkoušce 2, při použiti cemen13 tu je teplota 30 °C při zkoušce 1 a 29 ’C při zkoušce 2 a při použiti systému vápno/struskový prach je teplota 36 °C při zkoušce 1 a 29 ’C při zkoušce 2. Celková ztráta těkavých organických sloučenin (VOCs) na vzduchu v průběhu míšeni a tvrdnuti je 1,5 % při zkoušce 1 a 0,9 % při zkoušce 2 pro případ kombinovaného fixačního prostředku, 5,1 % při zkoušce 1 a 6,5 % při zkoušce 2 pro cement a 6,4 % při zkoušce 1 a 7,4 % při zkoušce 2 pro systém vápno/struskový prach (VS prach). Vyluhováni na vzduchu se značně zlepši, pokud se aplikace provádí na místě, pod zemi, místo v otevřeném prostoru v misiči.

Souhrn zkoušky II

Přidaná koncentrace ppm) benzen chlorbenzen xylen ethylbenzen zkouška 1 75 150 10 10

TCE zkouška 2 362

TCLF hodnoty louženl (ppb) benzen chlorbenzen xylen ethylbenzen TCE

cement	38	1151	9
VS prach	140	1213			21
fixační prostředek					<
Hodnoty extrakce rozpouštědlem (ppb)
	benzen	chlorbenzen	xylen	ethylbenzen
cement	220	3800	300	150
VS prach	856	9870	450	576

fixační prostředek

Výchozí teplota materiálů je 17 ° při zkoušce 1 a 16 'C při zkoušce 2 a koncentrace zpracovatelského prostředku při zkoušce 1 je hmotnostně 15 % se zřetelem na kontaminovanou půdu a 20 % při zkoušce 2.

Maximální reakčni teplo a procento těkáni

	Zkouška	1	Zkouška 2
cement	30 ’C 5,1	%	29 ’C 6,5 %
VS prach	36 °C 6,4	%	29 °C 7,4 %
fixační prostředek	28 °C 1,5	%	23 “C 0,9 %
Přiklad 3
Fixační prostředek	podle příkladu	3	Procenta hmotnostní
organofilni hlinka			55,6 %
síran manganu			22,2 %
síran železitý			22,2 %
Kombinovaný fixační	prostředek		Procenta hmotnostní
portlandský cement			54 %
vysokopecní struska			31 %
sádra			6 %
síran železitý			2 %
síran manganu			2 %
organofilni hlinka			5 %

Fixační prostředek podle příkladu 1 se smísí s písčitou půdou znečištěnou polychlorovanými bifenyly (PCBs). Vzorek má středni obsah 6000 ppm. Extrakce uhltrazvukovou hexanovou technikou vede k 1300 ppm PCB. Vzorek se zpracovává stejně jako podle příkladu 1 s tou výjimkou, že se pro zpracováni používá 25 % fixačního prostředku. Pro zředěni vzorku zavedením fixačního prostředku 71 % PCB se převádí na inertní organicko-organicko komplexy

Podle zkoušky toxicity EP za použití filtru se skleněnými vlákny se vyluhuje toliko 80 ppm. Tento vzorek se nechává tvrdnout 4 až 5 týdnů před zkouškou.

Tyto příklady ukazuji výrazné výsledky dosažené za použití fixačního prostředku.

Jakkoliv je vynález objasněn na příkladech výhodného provedeni, neni vynález právě na tato provedení omezen a jsou možné různé obměny a modifikace, které jsou pro pracovníky v oboru zřejmé a které z rozsahu vynálezu nevybočují. Jako takovéto módi15 fikace se příkladně uvádí použití jiných minerální hlinek, použiti chloridů kovů místo síranů kovů a náhrada sloučenin železa sloučeninami kobaltu. Je samozřejmě také možné použít jiných oxidantů. Výrazem sůl železa se zde vždy misi soli železnaté i soli železité.

Průmyslová využitelnost

Fixační prostředek obsahující směs síranu železitého, síranu manganu, organofilni hlinky, oxidantu a siranu hlinitého popřípapadě spolu s cementem, s vysokopecní stuskou, s vápenm, se sádrou, s uhelným poletavým popelem nebo s cementovým prachem jsou vhodné pro chemickou fixaci půd, sedimentů a kalů, znečištěných toxickým odpadem, k předcházeni vyluhováni organických a anorganických sloučenin a prvků.

PATENTOVÉ

Claims

PATENTOVÉ

1. Fixační prostředek pro směsné organické a anorganické kontaminované materiály, vyznačující se t i m , že obsahuje alespoň minerální hlinku, sůl železa, sůl manganu a oxidant .
2. Fixační prostředek podle nároku 1,vyznačující se t i m , že oxidant je volen ze souboru zahrnujícího persíran sodný, persíran draselný a manganistan draselný.
3. Fixační prostředek podle nároku la2, vyznačujíc! se tlm, že obsahuje dále sůl hliníku.
4. Fixační prostředek podle nároku 1 až 3, v y z jíci se tím, že soli kovů jsou voleny ze hrnujiciho sírany a chloridy.

n a č u souboru za
5. Fixační prostředek podle nároku 1 až 4, vyznačující s e tím, že sůl železa je alespoň částečně nahrazena soli kobaltu.
6. Fixační prostředek podle nároku i až 5, vyznačující se tim, že hlinka je volena ze smektitové skupiny, přičemž s výhodou jde o bentonit nebo hektorit.
7. Fixační prostředek podle nároku 1 až 6, vyznačující se tim, že obsahuje organofilni hlinku,a s výhodou předběžně zpracovanou amoniovou sloučeninou ze souboru zahrnujícího aminy, puriny, pyridiny a vicemocným alkoholem.
8. Fixační prostředek podle nároku 1 až 7, vyznačující se tim, že obsahuje hmotnostně až 25 % a zvláště 15 až 19 % soli železa a/nebo kobaltu, až 25 % a zvláště 15 až 19 % soli manganu, 30 až 60 % a zvláště 35 až 50 % minerální hlinky, až 25 % a zvláště 15 až 19 % oxidantu, až 15 % a zvláště

12 % hlinité soli.
9. Fixační prostředek podle nároku 1 až 8, vyznačující se tim, že dále obsahuje anorganické hydraulické pojivo s výhodou volené ze souboru zahrnujícího cement, mletou a/nebo granulovanou vysokopecni strusku, jemnou a/nebo granulovanou ocelářskou strusku, porézní granulovanou ocelářskou strusku, vápno a jejich směs.
10. Fixační prostředek podle nároku 1 až 9, vyznačující se tim, že obsahuje dále trimerkapto-S-triazintrojsodnou sůl.
11. Způsob zneškodňováni směsných organických a anorganických kontaminovaných materiálů, vyznačující se tim, že se kontaminovaný materiál misi s fixačním prostředkem podle nároku 1 až 10, popřípadě se přidá voda a směs se nechá vytvrdnout v přítomnosti anorganického hydraulického pojivá na trvdý, kameni podobný produkt.
12. Použiti fixačního prostředku podle nároku 1 až 10 pro zneškodňováni směsných organických a anorganických kontaminova· ných materiálů.