PL188429B1

PL188429B1 - Sposób unieszkodliwiania odpadów niebezpiecznych, fffjj zwłaszcza zawierających metale ciężkie

Info

Publication number: PL188429B1
Application number: PL99336910A
Authority: PL
Inventors: Jerzy Bil; Witold Darlewski; Ryszard Lisik; Andrzej Rybka; Józef Kaziur
Original assignee: Hydrogeotechnika Sp Z Oo
Priority date: 1999-11-30
Filing date: 1999-11-30
Publication date: 2005-01-31
Also published as: PL336910A1

Abstract

1. Sposób unieszkodliwiania odpadów niebezpiecznych, zwłaszcza zawierających metale ciężkie; odpadów pestycydowych czy przeterminowanych lekarstw, polegający na tym, że w zbiorniku wykonanym z materiału odpornego na działanie substancji chemicznych osadza się elektrody i przygotowuje się go do prowadzenia procesu elektrolizy, zbiornik ten wypełnia się z kolei odpadami niebezpiecznymi, wprowadza się do nich rozpuszczalnik i po wymieszaniu odpadów z rozpuszczalnikiem do zbiornika wprowadza się roztwór kwasu jako elektrolit, uruchamia się następnie proces elektrolizy a po jego zakończeniu neutralizuje się produkty elektrolizy, znamienny tym, że przed wprowadzeniem do zbiornika odpady poddaje się analizie chemicznej określającej pH roztworu oraz optymalną zawartość kwasu azotowego w roztworze rozpuszczalnika, następnie wprowadza się do zbiornika i miesza się z odpadami roztwór kwasu azotowego o zawartości 2 do 20 % kwasu azotowego, który stosuje się jako wspomniany wyżej rozpuszczalnik a po uzyskaniu wymaganej przewodności ten sam roztwór kwasu azotowego stosuje się jako elektrolit w procesie elektrolizy, przy czym proces elektrolizy prowadzi się przy natężeniu prądu w granicach 1,2 do 6 A na 1dm2 powierzchni elektrody, a do procesu elektrolizy obie elektrody wykonuje się ze stali kwasoodpornej

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób unieszkodliwiania odpadów niebezpiecznych, zwłaszcza zawierających metale ciężkie odpadów pestycydowych, czy przeterminowanych lekarstw stanowiących odpady medyczne, ale tez odpady chemiczne środków stosowanych w budownictwie i inne, które z racji zawartych w nich związków toksycznych czy trujących związków rtęci, arsenu czy kadmu nie mogą być unieszkodliwiane metodami termicznymi z uwagi na możliwość emisji tych trucizn do powietrza.

Znane są sposoby elektrochemicznego unieszkodliwiania odpadów niebezpiecznych w tym zawierających metale ciężkie. Przykładem takiego rozwiązania może być znany z polskiego opisu patentowego nr 69 266 sposób elektrolitycznego oczyszczania ścieków przemysłowych zwłaszcza z produkcji środków ochrony roślin i urządzenie do stosowania tego sposobu. Zgodnie z tym sposobem proces prowadzi się w elektrolizerze przy gęstości prądu około 10 A/dm2, przy czym jako elektrolit stosuje się roztwór kwasu siarkowego i kwasu solnego. Z polskiego opisu patentowego nr 166 450 znany jest sposób oczyszczania ścieków, zwłaszcza z przetwórstwa spożywczego prowadzony w procesie hydrolizy gdzie dwa zespoły elektrod wykonane zostały ze stali kwasoodpornej. Przedstawione sposoby unieszkodliwiania odpadów podobnie jak inne znane ze stanu techniki stosowane są dla ściśle określonej grupy odpadów o znanym składzie chemicznym zawartych w odpadach związków niebezpiecznych. Niezależnie od powyzszego literatura techniczna i prowadzone badania wskazują, ze w celu intensyfikacji procesu unieszkodliwiania odpadów niebezpiecznych jako rozpuszczalników używa się innych substancji a elektrolit jest dodatkowym roztworem wprowadzanym dla umożliwienia procesu elektrolizy. Przykładem może tu być praca pod tytułem „Electroanalytical ehemistry of chlorinated phenols at a glassy carbon electrode”. C. McCrory. 1982 r.,

188 429 w której opisano próbę utlenienia pentachlorofenolu. W procesie jako rozpuszczalnik użyty został metanol a jako elektrolitu użyto roztworu kwasu siarkowego. Elektrolizę prowadzono cyklicznie na elektrodzie z węgla szklistego względem nasyconej elektrody kalomelowej. Niedogodnością znanych metod unieszkodliwiania odpadów niebezpiecznych w procesie elektrolizy jest właśnie konieczność wprowadzania do procesu drogich rozpuszczalników organicznych o skomplikowanych strukturach chemicznych. Skład substancji niebezpiecznych gromadzonych w mogilnikach nie jest przeważnie w pełni rozpoznany jak również nie jest ekonomiczne poddawanie selekcji zawartych tam związków w celu doboru optymalnego rozpuszczalnika, składu elektrolitu czy materiału elektrod zapewniających optymalne warunki prowadzenia procesu unieszkodliwiania tych substancji.

Celem wynalazku było, zatem wyeliminowanie tych niedogodności, a zwłaszcza dobranie rozpuszczalnika, elektrolitu i materiału elektrod, które w procesie elektrolizy pozwoliłyby unieszkodliwić wszystkie szkodliwe związki zawarte w odpadach mogilnika.

Istotą sposobu według wynalazku jest to, że przed wprowadzeniem do zbiornika odpady poddaje się analizie chemicznej określającej pH roztworu oraz optymalną zawartość kwasu azotowego w roztworze rozpuszczalnika, następnie wprowadza się do zbiornika i miesza się z odpadami roztwór kwasu azotowego o zawartości 2 do 20 % kwasu azotowego, który stosuje się jako wspomniany wyżej rozpuszczalnik a po uzyskaniu wymaganej przewodności ten sam roztwór kwasu azotowego stosuje się jako elektrolit w procesie elektrolizy. W sposobie według wynalazku istotne jest również to, że proces elektrolizy prowadzi się przy natężeniu prądu w granicach 1,2 do 6 A na ldm2 powierzchni elektrody, a do procesu elektrolizy obie elektrody wykonuje się ze stali kwasoodpornej. W czasie trwania procesu elektrolizy prowadzi się analizę składu chemicznego produktów przejściowych i w przypadku, gdy ich unieszkodliwienie wymaga utlenienia zmienia się pH roztworu przez wprowadzenie do zbiornika związków z grupy zasad, z kolei po analizie potwierdzającej zakończenie procesu elektrolitycznego rozkładu neutralizację i stabilizację chemiczną do uzyskania pH7 roztworu przeprowadza się również przy użyciu związków zasadowych.

Tak przeprowadzony proces unieszkodliwiania odpadów niebezpiecznych pozwala na skuteczne ich rozpuszczenie a następnie na skuteczny ich rozkład elektrochemiczny i neutralizację do postaci ścieku umożliwiającego zrzut do kanalizacji lub do oczyszczalni ścieków. Okazało się jednocześnie, iż o ile w przypadku stosowania jako elektrolitu roztworów innych kwasów niekorzystnym zjawiskiem było spowalnianie procesu rozkładu elektrochemicznego w miarę upływu czasu, to w przypadku zastosowania roztworu kwasu azotowego proces ten nie był spowalniany. Okazało się także, iż w przypadku występowania związków chlorowcopochodnych rozkład elektrochemiczny w miarę upływu czasu stawał się bardziej intensywny. Zastosowanie elektrod z tego samego materiału to znaczy ze stali nierdzewnej umożliwiło przemienną ich pracę i odzyskanie osadzonych w procesie elektrolizy metali. Prowadzona w czasie trwania procesu elektrolizy analiza składu chemicznego produktów przejściowych pozwala na stwierdzenie czy proces wymaga zmiany warunków jego prowadzenia z utleniania na redukcję lub na odwrót z redukcji na utlenianie. Uzyskuje się to poprzez zmianę wartości pH roztworu to jest dodanie odpowiedniej ilości kwasu lub zasady celem uzyskania stosownej wartości wspomnianego pH roztworu. Zależnie od rodzaju użytego związku możemy wpływać na zmniejszenie ilości osadów powstających w procesie rozkładu elektrochemicznego.

Sposób według wynalazku jest przedstawiony w niżej podanych przykładach wykonania.

Przykład I.

Wannę o objętości 600 1 napełnia się wodą i po wykonaniu analizy chemicznej wprowadza się do wanny 150 kg odpadów niebezpiecznych - pestycydowych. Do wanny z kolei wlewa się 40 kg kwasu azotowego i miesza się zawarte tam składniki. Montuje się z kolei w wannie cztery pary elektrod, których anodę jak i katodę wykonuje się z tego samego gatunku stali kwasoodpornej. Wymiary szerokości i wysokości elektrod 90 cm x 90 cm odzwierciedlają wymiary szerokości wanny i wysokości jej napełnienia podanymi wyżej składnikami. W oparciu o dane uzyskane z analizy składu chemicznego na zaciskach stosuje się dla układu napięcie ok. 4 V przy gęstości prądu 5 A/dm2 powierzchni elektrody. W czasie procesu rozkładu produkty przejściowe neutralizuje się przez zmianę pH roztworu. W przykładzie wykonania

188 429 jako związek neutralizujący stosuje się zasadę sodową umożliwiającą zmniejszenie ilości osadów. Po zakończeniu procesu produkty rozkładu elektrochemicznego neutralizuje się zasadą wapniową.

Przykład II.

Wannę o objętości 600 l napełnia się wodą i po wykonaniu analizy chemicznej wprowadza się do wanny 100 kg odpadów medycznych - lekarstwa przeterminowane. Do wanny z kolei wlewa się 20 kg kwasu azotowego i miesza się zawarte tam składniki. Montuje się z kolei w wannie cztery pary elektrod, których anodę jak i katodę wykonuje się z tego samego gatunku stali kwasoodpornej. Wymiary szerokości i wysokości elektrod 90 cm x 90 cm odzwierciedlają wymiary szerokości wanny i wysokości jej napełnienia podanymi wyżej składnikami. Po analizie składu chemicznego na zaciskach stosuje się dla układu napięcie ok. 4 V przy gęstości prądu 5 A/dm2 powierzchni elektrody. W czasie procesu rozkładu produktów przejściowych nie neutralizuje się, ponieważ analiza chemiczna nie wskazuje na potrzebę neutralizacji. Po zakończeniu procesu produkty rozkładu elektrochemicznego neutralizuje się zasadą wapniową.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób unieszkodliwiania odpadów niebezpiecznych, zwłaszcza zawierających metale ciężkie; odpadów pestycydowych czy przeterminowanych lekarstw, polegający na tym, że w zbiorniku wykonanym z materiału odpornego na działanie substancji chemicznych osadza się elektrody i przygotowuje się go do prowadzenia procesu elektrolizy, zbiornik ten wypełnia się z kolei odpadami niebezpiecznymi, wprowadza się do nich rozpuszczalnik i po wymieszaniu odpadów z rozpuszczalnikiem do zbiornika wprowadza się roztwór kwasu jako elektrolit, uruchamia się następnie proces elektrolizy a po jego zakończeniu neutralizuje się produkty elektrolizy, znamienny tym, ze przed wprowadzeniem do zbiornika odpady poddaje się analizie chemicznej określającej pH roztworu oraz optymalną zawartość kwasu azotowego w roztworze rozpuszczalnika, następnie wprowadza się do zbiornika i miesza się z odpadami roztwór kwasu azotowego o zawartości 2 do 20 % kwasu azotowego, który stosuje się jako wspomniany wyżej rozpuszczalnik a po uzyskaniu wymaganej przewodności ten sam roztwór kwasu azotowego stosuje się jako elektrolit w procesie elektrolizy, przy czym proces elektrolizy prowadzi się przy natężeniu prądu w granicach 1,2 do 6 A na ldm² powierzchni elektrody, a do procesu elektrolizy obie elektrody wykonuje się ze stali kwasoodpornej.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w czasie trwania procesu elektrolizy prowadzi się analizę składu chemicznego produktów przejściowych i w przypadku, gdy ich unieszkodliwienie wymaga utlenienia, zmienia się pH roztworu przez wprowadzenie do zbiornika związków z grupy zasad, z kolei po analizie potwierdzającej zakończenie procesu elektrolitycznego rozkładu neutralizację i stabilizację chemiczną do uzyskania pH7 roztworu przeprowadza się również przy użyciu związków zasadowych.