PL167175B1 - Method of and system for annihilating wastes in particular laboratory ones - Google Patents

Abstract

1. Sposób niszczenia odpadów, zwlaszcza odpadów laboratoryjnych zamknietych w pojemni-- kach typu butelek itp., znamienny tym, ze butelki umieszczone w rzedach w koszach z siatki metalo- wej, z wstawianymi miedzy nie lontami detonuja- cymi, zanurza sie w basenie i poddaje sie dzialaniu eksplozji w stosunkowo glebokiej wodzie, po czym kosze podnosi sie i poddaje plukaniu, przy czym zniszczone butelki zawraca sie do obiegu lub kie- ruje na wysypisko, natomiast odpady zgromadzone i/lub rozcienczane stopniowo w basenie, usuwa sie okresowo i przetwarza sie w znany sposób. 4. Uklad do niszczenia, zwlaszcza odpadów laboratoryjnych zamknietych w pojemnikach typu butelek, itp. znamienny tym, ze zawiera: co najmniej jeden basen (5), wypelniony woda do glebokosci co najmniej dwóch metrów; srodki do automatycznego przenoszenia i zanurzania w wodzie basenu (5) butelek lub innych podobnych pojemników z odpadami; oraz srodki do wywolywania eksplozji butelek w zadanej chwili, polaczone z wymienio- nymi srodkami przenoszacymi. FIG .1 RZECZPOSPOLITA POLSKA Urzad Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i układ do niszczenia odpadów, zwłaszcza odpadów laboratoryjnych.

Wynalazek dotyczy dziedziny obróbki szkodliwych odpadów i pozostałości. Dotyczy w szczególności sposobu i układu przystosowanego do niszczenia - bez ryzyka szkodliwości - pojemników, zawierających odpady i produkty z laboratoriów.

165 175

Wiadomo, że odpady i pozostałości z rozmaitych reakcji i obróbek w laboratoriach lub małych instalacjach charakteryzują się bardzo dużą różnorodnością składu i małą wielkością jednostkową, np. co najwyżej od kilkuset gramów do kilku kilogramów. Odpady te, przez większość czasu szkodliwe i zanieczyszczające, są na ogół odzyskiwane w pojemnikach z rozmaitych materiałów, takich jak szkło, materiały kompozytowe, tworzywo sztuczne, metal itp.

Znane dotychczas manipulacje zmierzające do uwolnienia się od tych odpadów polegają na ogół na ręcznym otwieraniu opakowań. Następnie ewentualnie na analizach każdej zawartości i wreszcie na właściwych obróbkach, które powinny być dostosowane do każdego rodzaju i każdej postaci (stałej, ciekłej, sproszkowanej itp.) substancji.

Manipulacje te są bardzo często ekstremalnie niebezpieczne, zwłaszcza podczas otwierania pojemników, które mogą wydzielać opary toksyczne lub zawierać produkty atakujące skórę. Wymagają one zatem niezliczonych środków ostrożności, w szczególności zaś zachowania specjalnej postawy ubezpieczającej. Ponadto pociągają one za sobą znaczne koszty z tytułu zarówno niezbędnych licznych analiz, jak i operacji niszczenia, które należy dostosować do każdego poszczególnego przypadku lub grupy odpadów.

Głównym celem wynalazku jest opracowanie sposobu niszczenia odpadów, zwłaszcza odpadów laboratoryjnych zamkniętych w pojemnikach typu butelek umożliwiającego wyeliminowanie wszystkich niedogodności znanych rozwiązań, zaniechanie przeprowadzania uprzedniej analizy oraz możliwość automatycznego niszczenia pojemników z jednoczesnym odzyskaniem materiałów bez konieczności ręcznego manipulowania nimi.

Głównym celem wynalazku jest opracowanie układu do niszczenia odpadów zwłaszcza odpadów laboratoryjnych umożliwiającego automatyczne manipulowanie pojemnikami i zawartymi w nich odpadami.

Sposób niszczenia odpadów, zwłaszcza odpadów laboratoryjnych zamkniętych w pojemnikach typu butelek, według wynalazku polega na tym, że butelki umieszczone w rzędach w koszach z siatki metalowej, z wstawianymi między nimi lontami detonującymi, zanurza się w basenie i poddaje się działaniu eksplozji w stosunkowo głębokiej wodzie, po czym kosze podnosi się i poddaje płukaniu, przy czym zniszczone butelki zwraca się do obiegu lub kieruje na wysypisko, natomiast odpady, zgromadzone i/lub rozcieńczane stopniowo w basenie, usuwa się okresowo i przetwarza się w znany sposób.

Korzystnie lonty i połączone z nimi detonatory dobiera się tak, aby wytrzymywały zanurzenie w wodzie w ciągu co najmniej 1 minuty.

Korzystnie dobiera się głębokość zanurzenia w wodzie basenu wynoszącą co najmniej 1 metr, a na ogół jest ona zawarta w granicach od 1 do 2,5 metra.

Urządzenie do niszczenia odpadów, zwłaszcza odpadów laboratoryjnych zamkniętych w pojemnikach typu butelek, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że zawiera: co najmniej jeden basen, wypełniony wodą do głębokości co najmniej dwóch metrów, środki do automatycznego przenoszenia i zanurzania w wodzie basenu butelek lub innych podobnych pojemników z odpadami oraz środki do wywoływania eksplozji butelek w zadanej chwili połączone z wymienionymi środkami przenoszącymi.

Korzystnie basen zawiera pierwszą kadź z materiału odpornego na korozję osadzoną na środkach amortyzujących umieszczoną wewnątrz drugiej kadzi z betonu lub innego podobnego materiału, spełniającej rolę basenu retencyjnego.

Korzystnie pierwsza kadź posiada na wysokości swej wewnętrznej ścianki obwodowej perforowany przewód rurowy, gdzie powstające gazy są zasysane, a następnie kierowane ku dnu kadzi, dla wytworzenia wstępującego strumienia minipęcherzyków w tej ostatniej, przy czym swym obwodem zewnętrznym pierwsza kadź jest połączona ze środkiem zabezpieczającym przed wypryskami cieczy.

Korzystnie środkami do zanurzania pojemników w wodzie basenu są kosze z drobnooczkowej siatki metalowej, gdzie pojemniki są rozmieszczone w co najmniej dwóch rzędach współśrodkowych tworząc konfigurację kolistą lub eliptyczną, przy czym kosze są przemieszczane w basenie za pośrednictwem zautomatyzowanej szyny przenoszącej.

Korzystnie środkami do wywoływania eksplozji pojemników są ciągłe lonty umieszczone pomiędzy każdym ze współśrodkowych rzędów pojemników, przy czym przed zanurzeniem na loncie każdego kosza zostaje umieszczony detonator.

167 175

Korzystnie układ jest włączony do zespołu, obejmującego: powierzchnie do załadunku koszy, pomieszczenie do przechowywania lontów, pomieszczenie do przechowywania detonatorów z komorami bezpieczeństwa, układ do odzyskiwania stłuczonych pojemników.

Dzięki takiej instalacji według wynalazku można dysponować zespołem automatycznym, pozwalającym na niszczenie przy zredukowanej do minimum sile roboczej dużej ilości butelek na godzinę. Np. firma zgłaszająca opracowała na wymienionych zasadach instalację ogólną, przeznaczoną do niszczenia 2000 butelek jednolitrowych w ciągu 8 godzin.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia instalację do niszczenia pojemników z odpadami za pomocą środków wybuchowych, z głównymi środkami dodatkowymi do jej osadzenia na odpowiedniej powierzchni obróbkowej, fig. 2 - basen do zanurzania pojemników, w widoku z góry, fig. 3 - w szczególności kadź wewnętrzną i jej główne środki wyposażenia, z przekrojem basenu według fig. 2, fig. 4 - układ niszczonych pojemników w ich koszu do przenoszenia, w widoku z góry, fig. 5 - wariantowe rozwiązanie konstrukcji kosza do przenoszenia, a fig. 6 - typ przewodu rurowego, w jaki wyposażona jest kadź wewnętrzna według fig. 3, w bardziej szczegółowym widoku.

W instalacji ogólnej, przedstawionej schematycznie na fig. 1, pojemniki, np. butelki z odpadami, podlegającymi zniszczeniu ładuje się z odpowiedniej powierzchni 1 do grup koszów przechowujących, przemieszczanych za pośrednictwem szyny przenoszącej 3. Jeden tylko kosz 2 w' obiegu został uwidoczniony w sposób uproszczony. Po załadowaniu butelkami kosz 2' przechodzi przez pomieszczenie sterowania 4 i zatrzymuje się w położeniu 2 pomiędzy pomieszczeniem 4 a basenem

5. W tym położeniu kosz 2 opuszczony na odległość około jednego metra od ziemi.

Pirotechnik wykonujący operację umieszcza lont tak, aby stykał się z butelkami, jak to zostanie wyjaśnione dalej. Lonty są przechowywane w pomieszczeniu 6. Natomiast detonatory przechowywane są w pomieszczeniu 7, przy czym każde z tych pomiesz.czeń jest zaopatrzone ze zrozumiałych względów w przedsionki lub komory bezpieczeństwa 8,9. Pirotechnik idzie następnie po detonator do pomieszczenia 7 i umieszcza go na loncie. Powraca z kolei do pomieszczenia sterowania 4, w którym znajduje się urządzenie zapłonowe 10 z okienkiem kontrolnym 11. Pirotechnik przystępuje wówczas do zdalnego przemieszczenia kosza 2 ku środkowi basenu 5 i przeprowadza kontrolę liniową, gdy kosz znajduje się nad basenem 5. Chodzi o to, aby odłamki szkła zostały odrzucone w wodę w przypadku zapłonu dokonanego nie w porę. Kosz 2 opuszcza się następnie do wody na głębokość około jednego metra, po czym wykonuje się odstrzał. Po podniesieniu kosza 2 z basenu 5 korz.ystnie przepłukuje się go (nie uwidoczniono tu) przed odprowadzeniem stłuczonych pojemników do szybiku rekuperacyjnego 12.

W praktyce głębokość wody w basenie wynosi co najmniej dwa metry, np. od 2,5 do 3 m, objętość wody odpowiada przy tym co najmniej 20 m³. Dla każdego kosza butelek - jak to będzie wyjaśnione dalej - ilość materiału wybuchowego, np. pentrytu, zawiera się na ogół w granicach od 7 do 10 g, przy ciężarze detonatora od około 0,4 do ok. 0,8 g (np. typu N28B).

Basen stosowany do strzałów, jak to uwidoczniono na fig. 2 i 3, zawiera pierwszą kadź 13 spoczywającą na płycie 14 za pośrednictwem osłony 15 i środków amortyzujących 16 typu łącznika gumowego lub innego podobnego. Kadź 13 znajduje się wewnątrz drugiej kadzi 17, korzystnie z betonu, która spełnia funkcję basenu retencyjnego. Kadź 13 jest zaopatrzona w perforowany przewód rurowy 18, służący jako element do prowadzenia obiegających gazów. Gazy te kieruje się ku dnu kadzi 13, po czym przepływają one przez płytę perforowaną 19 wytwarzając wstępujący strumień minipęcherzyków w kadzi strzałowej 13. Dokoła kadzi 13 znajduje się płyta ochronna 20 stanowiąca zabezpieczenie.

Kosz 21 przeznaczony do przechowywania i przenoszenia butelek lub innych pojemników, jest wykonany z siatki metalowej o drobnych oczkach. Może on mieć rozmaite kształty, np. okrągły (fig. 4), równoległościenny (fig. 5) lub też eliptyczny (nie uwidoczniony tu). Każdy kosz 21 zawiera kilka rzędów butelek 22 (z których dwa zostały uwidocznione na fig. 4). Lont 23 materiału wybuchowego jest wstawiony z małym odstępem, np. 1do 2 cm, pomiędzy każdy rząd butelek 22. W praktyce masa lontu 23 i detonatora wynosi na ogół dla każdego kosza 21 co najwyżej 10 g w przypadku kosza mieszczącego 70 butelek.

Butelki (lub inne pojemniki), zniszczone w wyniku eksplozji w środowisku zanurzonym, są bądź zawracane do obiegu (np. szkło), bądź kierowane na wysypisko, bądź wreszcie zestalane z odpadem za pomocą jednej ze znanych już technik zestalania.

167 175 5

Ponieważ stężenie odpadów zwiększa się stopniowo w kadzi strzało wej 13, przeto niezbędne jest jej okresowe opróżnianie, np. wówczas, gdy wymienione stężenie sięga 15-25%.

Według zasady i najogólnejszej definicji sposobu wykorzystuje się falę udarową, wytworzoną przez wybuch w ośrodku zanurzonym, w celu rozkruszenia opakowań, takich jak flakony lub inne podobne pojemniki, zawierający odpady i produkty niebezpieczne.

Wiadomo, że eksplozja w wodzie środka detonującego charakteryzuje się powstaniem fali udarowej, a następnie pojawieniem się pęcherza gazu sprężonego. Fala udarowa przenosi maksymalną energię, natomiast pulsacyjne ciśnienia wtórne pęcherza gazowego mają, odwrotnie, dłuższe działanie. Taki właśnie rodzaj eksplozji stosuje się do spowodowania rozkruszenia pojemników ze szkodliwymi odpadami wykorzystując fale udarowe, którym towarzyszy wytwarzanie pęcherzy gazowych. Ponieważ działa się w środowisku zanurzonym, przeto gazy, powstające ewentualnie podczas tłuczenia flakonów, są płukane w wodzie basenu. Prócz tego strumienie gazowe, wytwarzane w czasie pękania pęcherzy, wykorzystuje się jako środki do naturalnego wzburzania wody basenu.

W celu prawidłowego stosowania sposobu, należy stosować materiały wybuchowe, które są odporne przez co najmniej minutę na zanurzenie w wodzie basenu. Taki materiał wybuchowy jak pentryt nadaje się dobrze do tego celu, mogą jednak nadawać się także ze zrozumiałych względów inne materiały, spełniające wymieniony warunek. Odpowiedni detonator umieszcza się przy lontach 23 i należy po prostu określić dla każdego przypadku maksymalną ilość materiału wybuchowego i detonatora, jaką należy zastosować, w funkcji pojemności basenu 5 i liczby pojemników 22 (lub ich ekwiwalentów), jaką należy obrobić podczas każdego strzału.

Głębokość, na jaką powinny być zanurzone kosze 21 z pojemnikami 20 i skojarzone z nimi lonty 23, stanowi wielkość krytyczną. Ważne jest istotnie, aby pęcherz gazowy, który jest wytwarzany przez falę udarową i przyjmuje na ogół kształt kulisty, mógł pękać lub rozerwać się na powierzchni wody przed zaatakowaniem ściany basenu wodnego 5, a to w celu wyeliminowania problemów, związanych z pulsowaniem pęcherzy, a tym samym zjawisk rezonansowych. Ważne jest również zapobieganie nadciśnieniu na ścianach basenu 5 w następstwie rozszerzania się gazów. Podczas prób, przeprowadzonych w firmie zgłaszającej, z uwzględnieniem instalacji, opisanej poniżej tytułem przykładu, stwierdzono, że głębokość zanurzenia powinna osiągać co najmniej 1 metr i wynosi na ogół od 1 do 2,5 metra.

W praktyce pierwsza kadź 13, wykonana ze stali lub innego podobnego materiału o dostatecznej grubości, co najmniej 20 mm, jest zaopatrzona na swym wewnętrznym obwodzie w perforowany przewód rurowy 18, który ma na celu odzyskiwanie gazów, wydzielanych podczas eksploatacji oraz umożliwienia ich zawrócenia do obiegu w dnie kadzi 13, tak aby wytworzyć wstępujący strumień minipęcherzyków w kadzi 13. Ponadto ta ostatnia jest zaopatrzona korzystnie w środek do zabezpieczania przed wypryskami cieczy i ochrony operatora lub operatorów. Środek ten może być utworzony np. przez rozwiniętą blachę o szerokości kilkudziesięciu centymetrów, umieszczoną na obwodzie kadzi 13.

Środki do przechowywania i zanurzania pojemników z odpadami w wodzie pierwszej kadzi są utworzone przez grupy koszy metalowych 21, przemieszczanych za pośrednictwem szyn przenoszących 3 i wykonywanych korzystnie z siatki o dość drobnych oczkach, tak aby zatrzymywać odłamki i kawałki pojemników, zwłaszcza wówczas, gdy te ostatnie stanowią flakony szklane. Podczas badań i prób stwierdzono, że zaleca się rozmieszczać pojemniki 22 w kilku rzędach współśrodkowych (co najmniej dwóch) według konfiguracji kołowej lub eliptycznej, tak aby zoptymalizować ilość materiałów wybuchowych i zniszczyć jak największą liczbę pojemników 22. Lont 23 materiału wybuchowego jest umieszczony pomiędzy rzędami pojemników 22, przy czym odstęp między rzędami wynosi od około 1 do 3 cm. Kosze 21 są zaopatrzone korzystnie w zdejmowaną pokrywę, tak iż pojemniki 22, opróżnione po eksplozji, nie pływają na powierzchni wody. Korzystne jest umieszczenie na dnie pierwszej kadzi 13 kosza 22 o największym wymiarze i bardzo drobnych oczkach, w celu odbierania małych odłamków szkła. Na fig. 6 pokazano przewód rurowy 18, który zostaje umieszczony w kadzi wewnętrznej 13.

FIG.1

FIG.2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 1 zł.

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób niszczenia odpadów, zwłaszcza odpadów laboratoryjnych zamkniętych w pojemnikach typu butelek itp., znamienny tym, że butelki umieszczone w rzędach w koszach z siatki metalowej, z wstawianymi między nie lontami detonującymi, zanurza się w basenie i poddaje się działaniu eksplozji w stosunkowo głębokiej wodzie, po czym kosze podnosi się i poddaje płukaniu, przy czym zniszczone butelki zawraca się do obiegu lub kieruje na wysypisko, natomiast odpady zgromadzone i/lub rozcieńczane stopniowo w basenie, usuwa się okresowo i przetwarza się w znany sposób.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że lonty i połączone z nimi detonatory dobiera się tak, aby wytrzymywały zanurzenia w wodzie w ciągu co najmniej 1 minuty.
3. 3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że dobiera się głębokość zanurzenia w wodzie basenu wynoszącą co najmniej 1 metr, a na ogół jest ona zawarta w granicach od 1 do 2,5 metra.
4. 4. Układ do niszczenia, zwłaszcza odpadów laboratoryjnych zamkniętych w pojemnikach typu butelek, itp. znamienny tym, że zawiera: co najmniej jeden basen (5), wypełniony wodą do głębokości co najmniej dwóch metrów; środki do automatycznego przenoszenia i zanurzania w wodzie basenu (5) butelek lub innych podobnych pojemników z odpadami; oraz środki do wywoływania eksplozji butelek w zadanej chwili, połączone z wymienionymi środkami przenoszącymi.
5. 5. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że basen (5) zawiera pierwszą kadź (13) z materiału odpornego na korozję osadzoną na środkach amortyzujących (16) umieszczoną wewnątrz drugiej kadzi (17) z betonu lub innego podobnego materiału spełniającej rolę basenu retencyjnego.
6. 6. Układ według zastrz. 5, znamienny tym, że pierwsza kadź (13) posiada na wysokości swej wewnętrznej ścianki obwodowej perforowany przewód rurowy (18), gdzie powstające gazy są zasysane, a następnie kierowane ku dnu (19) kadzi (13) dla wytworzenia wstępującego strumienia minipęcherzyków w tej ostatniej, przy czym swym obwodem zewnętrzym pierwsza kadź (13) jest połączona ze środkiem (20) zabezpieczających przed wypryskami cieczy.
7. 7. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że środkami do zanurzania pojemników w wodzie basenu (5) są kosze (21) z drobnooczkowej siatki metalowej, gdzie pojemniki (22) są rozmieszczone w co najmniej dwóch rzędach współśrodkowych tworząc konfigurację kolistą lub eliptyczną, przy czym kosze (21) są przemieszczane w basenie (5) za pośrednictwem zautomatyzowanej szyny przenoszącej (3).
8. 8. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że środkami do wywołania eksplozji pojemników (22) są ciągłe lonty (23) umieszczone pomiędzy każdym ze współśrodkowych rzędów pojemników (22), przy czym przed zanurzeniem na loncie (23) każdego kosza (21) zostaje umieszczony detonator.
9. 9. Układ według zastrz. 8, znamienny tym, że jest włączony do zespołu, obejmującego: powierzchnie (1) do załadunku koszy (2, 2', 2), pomieszczenie (6) do przechowywania lontów, pomieszczenie (7) do przechowywania detonatorów z komorami bezpieczeństwa (8,9); układ (12) do odzyskiwania stłuczonych pojemników.