PL180645B1 - Sposób obróbki zanieczyszczonych odpadów PL - Google Patents

Abstract

1. Sposób obróbki zanieczyszczonych odpadów w celu stabilizacji metali ciezkich szkodliwych dla srodowiska, znam ienny tym, ze: (a) kontaktuje sie zanieczyszczone odpady z mieszanina (1) siarczku, wybranego z gru- py skladajacej sie z siarczku wapnia, polisiarczku wapnia, wodorosiarczku wapnia, siarczku sodu i siarczku zelaza, (ii) fosforanu wapnia jako srodka zapobiegajacego utlenianiu siarczku 1 (iii) weglanu wapnia, dzialajacego jako zasada, a nastepnie (b) dodaje sie wode w celu wzmozenia transportu masy podczas mieszania. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób obróbki zanieczyszczonych odpadów, zwłaszcza odpadów zawierających toksyczne metale, w wyniku którego toksyczne metale stają się nietoksyczne dla środowiska.

Wzrasta znaczenie obróbki metali ciężkich w odpadach, takich jak gleba, popiół, osady kanalizacyjne, pył i osady z filtrów workowych, mającej na celu stabilizację metali. Metale te mogą stać się mobilne, dostać się do wody gruntowej i spowodować szkody w ekosystemie. Obróbka taka ma znaczenie na przykład wtedy, gdy zmieniane jest przeznaczenie gruntu z przemysłowego na cele rekreacyjne lub mieszkaniowe. Szczególne zagrożenie stwarza gleba, która z przyczyn naturalnych albo ze względu na poprzednio umieszczony w tym miejscu zakład przemysłowy, zawiera pierwiastki toksyczne dla środowiska. Pierwiastki te mogą być wymywane, stawać się mobilne i przedostawać się do poziomu wód gruntowych, gdzie w sposób natychmiastowy rozprzestrzeniają się w środowisku, powodują znaczne szkody ekologiczne.

Znany jest sposób stabilizowania tych pierwiastków poprzez przeprowadzenie w postać nierozpuszczalną w wodzie, dzięki czemu nie mogą być wymywane z zanieczyszczonych odpadów do otoczenia. Skuteczność istniejących sposobów jest ograniczona, a celem wynalazku jest ulepszenie tych sposobów.

Przedmiotem wynalazku jest sposób obróbki zanieczyszczonych odpadów, stabilizującej szkodliwe dla środowiska metale ciężkie, polegającym na tym, że (a) kontaktuje się zanieczyszczone odpady z mieszaniną (i) siarczku, wybranego z grupy składającej się z siarczku wapnia, polisiarczku wapnia, wodorosiarczku wapnia, siarczku sodu i siarczku żelaza, (ii) fosforanu wapnia, jako środka zapobiegającego utlenianiu siarczku i (iii) węglanu wapnia, a następnie (b) dodaje się wodę w celu wzmożenia transportu masy podczas mieszania.

Fosforan wapnia dodaje się w celu zapobieżenia remobilizacji zanieczyszczeń metalicznych poprzez strącenie wszelkiego dostępnego żelaza, tak że potencjał redox jest niewystarczający dla utlenienia metalicznego siarczku. Fosforan wapnia korzystnie stosuje się w ilości

180 645 od 1 do 3% wagowych w stosunku do zanieczyszczonych odpadów. Korzystnie jako fosforan wapnia stosuje się wodorofosforan wapnia.

Węglan wapnia działa jako związek zasadowy i może być suplementowany tlenkiem wapnia. Komponent zasadowy stosuje się w ilości wystarczającej dla uzyskania zdolności zobojętniania dwukrotnie lub więcej niż dwukrotnie wyższej niż potencjał generowania kwasu z dodanego siarczku. To znaczy że dodawanie węglanu wapnia (i tlenku wapnia, jeśli jest obecny) stanowi dodatkowy środek bezpieczeństwa przez dostarczenie powyżej 2 części potencjału zobojętniania na każdą część maksymalnej potencjalnej kwasowości. Korzystnie stosuje się węglan wapnia rozdrobniony, to jest o małej wielkości cząstek. Komponent zasadowy stosuje się dla zapewnienia końcowego pH odpadów poddawanych obróbce powyżej około 8,5.

Siarczek korzystnie stosuje się w ilości 1 do 12% wagowych w stosunku do zanieczyszczonych odpadów, przy czym rzeczywista ilość zależy od stężenia obecnych zanieczyszczeń. Siarczek, fosforan wapnia, węglan wapnia i tlenek wapnia, jeśli obecny, miesza się przed użyciem.

Dodanie zasady (węglanu wapnia i ewentualnie wapnia) oraz fosforanu wapnia zwiększa pH odpadów poddawanych obróbce, umożliwiając konwersję części metali do fosforanów i węglanów. Wzrost pH powyżej 8,5 zapobiega również tworzeniu się gazowego siarkowodoru.

Wynalazek zilustrowano za pomocą poniższego przykładu:

Przykład

Przygotowano próbki gleby, poddano je obróbce sposobem według wynalazku i porównano z próbkami nie poddawanymi takiej obróbce, poddając oba rodzaje próbek testowi „Procedura wymywania substancji toksycznych” (Toxicity Characteristic Leaching Procedure (TCLP)), opisanemu w „Hazardous Waste Management System; Toxicity Characteristics Revisions; Final Rule. Environmental Protection Agency, Federal Register. Part. II. 40 CFR Part 26129 marca 1990.

Otrzymano następujące wyniki:

Tabela

Źródło odpadów	Metal zanieczyszczający	TCLP próbki nie poddawanej obróbce (mg/l)	TCLP próbki poddawanej obróbce (mg/1)	Kryterium dla bezpiecznego unieszkodliwienia
Gleba spod zakładu recyklizacji samochodów	ołów	55	<0,10	5
Szlamy potrawienne	ołów	650	0,74	5
Gleba spod odlewni	ołów	400	<0,05	5

Jakkolwiek wiadomo jest ze stanu techniki, że w celu stabilizacji toksycznych metali w zanieczyszczonych odpadach można stosować sam siarczek, to przy stosowaniu samego siarczku występuje problem zachodzącego następnie utleniania siarczku i tworzenia kwasu, który ponownie mobilizuje zanieczyszczające metale (patrz Jesse R. Conner, „Chemical Fixation and Solidification of Hazardous Wastes”, Van Nostrand Reinhold, New York, New York, Biblioteka Kongresu TD1060.C66 1990, strona 83. Sposób według wynalazku rozwiązuje ten problem reaktywności siarczków metali na drodze ich reakcji z jonem żelazowym. W sposobie według wynalazku stosuje się fosforan, który strąca wszelkie dostępne żelazo w formie żelazowej, tak że potencjał redox jest niewystarczający do utleniania siarczku metalu (patrz J. J. Rento i współpr.. „The use of Phosphate Materials as Ameliorants for Acid Mine Drainage”, Inf. Cir. - US Bureau ofMines, 1988, NumerIC9183, Mine Drain. Surf. Mine Reclam., Vol. 1 strony 67-75, oraz A. H. Stiller i współpr., „An Experimental Evaluation of the Use of Rock Phosphate (Apatite) for the Amelioration of Acid-Producing Coal Mine Waste”, Mining Science & Technology, v. 9, n. 3, str. 283 - 287.

Jakkolwiek opisano pewne szczegóły wynalazku w celu jego zilustrowania i łatwiejszego zrozumienia, oraz podano przykład, to jest łatwo widoczne dla specjalisty, że można dokonać pewnych jego modyfikacji i zmian bez odchodzenia odjego istoty ani zakresu zastrzeżeń patentowych.

180 645

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (7)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób obróbki zanieczyszczonych odpadów w celu stabilizacji metali ciężkich szkodliwych dla środowiska, znamienny tym, że:

   (a) kontaktuje się zanieczyszczone odpady z mieszaniną (i) siarczku, wybranego z grupy składającej się z siarczku wapnia, polisiarczku wapnia, wodorosiarczku wapnia, siarczku sodu i siarczku żelaza, (ii) fosforanu wapnia jako środka zapobiegającego utlenianiu siarczku i (iii) węglanu wapnia, działającego jako zasada, a następnie (b) dodaje się wodę w celu wzmożenia transportu masy podczas mieszania.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że fosforan wapnia stosuje się w ilości od 1 do 3% wagowych w stosunku do zanieczyszczonych odpadów.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako fosforan wapnia stosuje się wodorofosforan wapnia.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do mieszaniny dodaje się tlenek wapnia, przy czym węglan wapnia i tlenek wapnia oba działa jąjako'zasada.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że węglan wapnia stosuje się w ilości wystarczającej dla zapewnienia dwukrotnie lub więcej niż dwukrotnie wyższej zdolności zobojętniania w stosunku do potencjału wytwarzania kwasu z dodanego siarczku.
6. 6. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że węglan wapnia i tlenek wapnia stosuje się w ilości wystarczającej dla zapewnienia dwukrotnie lub więcej niż dwukrotnie wyższej zdolności zobojętniania.
7. 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że siarczek stosuje się w ilości od 1 do 12% wagowych w stosunku do zanieczyszczonych odpadów.