RO126118A2 - Procedeu de obţinere a materialelor şi dispozitivelor de utilizare a acestora la manipularea în siguranţă a substanţelor periculoase şi a altor substanţe poluante - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă un procedeu de obţinere a unui material folosit pentru manipularea unor substanţe periculoase şi la un procedeu de obţinere a unui dispozitiv care conţine un astfel de material. Procedeul conform invenţiei constă din amestecarea unor deşeuri de poliuretan rigid sau deşeuri de materiale de construcţie măcinate cu acid poliacrilic, în soluţii apoase, cu concentraţii de 1...3%, produsul fluid, având un conţinut de până la 50% apă, se amestecă cu 1...2% faţă de cantitatea de acid acrilic, bicarbonat de sodiu şi amoniu, după care amestecul rezultat se tratează termic la o temperatură de 50...110°C, din care rezultă un material absorbant care poate fi ulterior măcinat sau granulat la dimensiunea adecvată. Procedeul conform invenţiei constă din trecerea materialului mărunţit prin site având dimensiunea ochiului de 0,6...1,2 mm, după care materialul rezultat este introdus în suluri sau perne confecţionate din materiale textile ramforsate, cu porozitate adecvată pentru acţiunea materialului absorbant asupra unui poluant petrolier.

Description

Descrierea invenției

Invenția se refera la un procedeu de obținere a materialelor si dispozitivelor de utilizare a acestora la manipularea in siguranța a substanțelor periculoase si a altor substanțe poluante.Substanțele periculoase si poluante asupra carora actioneaza materialele si dispozitivele de utilizare sunt împrăștiate accidental pe suprafatc solide, suprafața apelor de suprafața sau subterane.Substanțele poluante sunt din categoria petrolului si a derivatilor acestuia: benzine, motorine, păcură, uleiuri. Substanțele periculoase sunt cele din listele aprobate prin lege, fie ca sunt hidrofile. hidrofobe sau amfifilice. Procedeul de obținere consta in reutilizarea deșeurilor prin maruntirea prin granulare mecanica intr-un granulator prevăzut cu trei cutite rotitoare, doua fixe si cu turatie variabila de alimentare cu materialele de granulat din categoria poliurctan rigid, polipropilena tratata termic si paie.Prin același procedeu, deseurile din construcții suni maruntite in moara cu bile, iar deseurile textile sunt maruntite prin daracire. Pulberile rezultate din deseurile din construcții din categoria cărămidă, beton., mortare sunt amestecate cu acid poliacrilic obținui conform brevetelor de invenție RO 1 12 356/1998 si RO I 16 009/2000 ca liant si un afanator din categoria bicarbonat!lor de sodiu si amoniu si apoi uscate in cuptoare cu microunde după care sunt regranulate pentru a obține granulația potrivita aplicației. Aceste granule (denumite Poromat) nu ard si nu sunt împrăștiate de vânt când sunt utilizate pe suprafețele solide, inlaturand dezavantajele granulelor din poliurctan rigid, paie sau textile daracite. Granulele rezultate sunt utilizate ca atare (vrac) sau introduse in dispozitive sub forma de perne si suluri de diferite dimensiuni astfel incat sa fie ușor de manipulat si aplicat pe suprafețele poluate accidental. Pentru constituirea de baraje colectoare pe suprafața apelor sulurile sunt prevăzute cu sisteme de prindere rapida la capete si la mijloc. Diametrul sulurilor este de minimum 10 cm si maximum 40 cm, iar lungimea este de minimum I m si maximum 4 m. Dimensiunea pernelor este de 90x90x10 cm. Asupra substanțelor periculoase si poluante hidrofile se utilizează amestecuri de superabsorbanti sintetici polimerici obținuți in cadrul brevetului de invenție nr. RO 115 805/2000 cu textile (inclusiv deșeuri din celuluza sau paie), pentru poluantii hidrofobi sunt utilizați absorbantii din poliuretan rigid, textile sau granulele din deșeuri din materiale de construcții reciclate, iar pentru poluantii ainfifilici sunt amestecuri ale materialelor descrise mai sus. Pentru securitatea muncii la manipularea substanțelor periculoase prin acest procedeu sunt confecționate bandaje adezive nepermanente aplicate pe pielea afectata a lucratorilor, partea absorbanta fiind superabsorbanti polimerici din copilmeri acrilamida-acrilat de sodiu sau din metacrilat de hidroxi-etil sub forma de folie de hidrogel cu dimensiunile maxime de (?-2 0 0 9 - 0 0 0 7 8 -2 7 -01- 2009

2.5x2.5x0.01 cm. Pansamentul este un material compozit alcătuit din plasa din ploesteri si hidrogcl, fiind biocompatibil.

Scopul invenției este asigurarea protecției mediului si a sanatatii lucratorilor si populației prin utilizarea procedeului de obținere a unor dispozitive de intervenție rapide in ca/ de poluări accidentale ale suprafețelor solide, ale apelor de suprafața si subterane cu produse periculoase sau poluante. In același timp, reciclarea unor categorii de deșeuri rezultate din diferite activitati si care se utilizează pentru intervenție in caz de poluare accidentala sau la manipularea in siguranța cu produse periculoase sau poluante completează scopul invenției, prin prelungirea duratei de viata si utilizare a materialelor reciclate si reutiliz.ate.

In brevetele de invenție WO/2004/071167, US Patent 5 720 832, US Patent 5 419 955 sunt descriși superabsorbanti polimerici utilizați in domeniul managementului solului, in domeniul irigațiilor si evitării eroziunii solului la acțiunea apei si vântului sau in scopuri sanitaro-igienice. Superabsorbantii sunt depuși pe fibre de lemn prin aplicare de radiații in ultraviolet. Totodată, in cazul poluării cu produși petrolieri se recomanda aplicarea produselor Petrolsorbo- un produs al companiei Polymers Inc. sau Petrobondun produs al companiei Nochar-SUA. Dezavantajele acestor procedee si produse sunt legate de faptul ca fabricarea se bazeaza pe materii prime primare si nu din deșeuri, actioneaza sa rezolve probleme punctuale (prevenire eroziune, dezvoltarea rădăcinilor plantelor, materiale absorbante de uz sanitar ori recuperare petrol si produși petrolieri dc pe suprafața apelor si a solului), sunt scumpe si sunt la un singur ciclu de utilizare. Pe de alta parte nu sunt descrise metode de acționare rapide la situații de urgente in cazuri de poluări accidentale. In brevetul de invenție RO 115 805/2000 este descris procedeul de obținere prin iradiere tehnologica cu radiații gamma emise de radioizotopul Cobalt -60 de mare activitate (0.37 PBq) a superabsorbantilor polimerici pe baza dc copoiimeri ai acrilamidei si acrilatului de sodiu sau potasiu utilizați industrial la managementul solurilor, iar in brevetele de invenție RO 112 356/1998 si RO 116 009/2000 sunt descrise procedee de obținere prin iradiere tehnologica a unor polimeri anionici solubili in apa in cazul acestei invenții utilizandu-se lianții pe baza dc acid poliacrilic sau copolimeri ai acestuia cu polizaharide sau acetate de vinii. Produsele obținute pe baza acestor brevete romanești suni utilizate in procedeul de fata, extinzând si diversificând domeniul dc utilizare.

Prin soluțiile descrise in prezenta invenție se rezolva aceste dezavantaje, prin prelungirea duratei de utilizare a materialelor, prin aplicarea principiilor dezvoltării durabile si a protejării resurselor naturale: rcutilizare, reciclare, redezvoltare. precum si obținerea la costuri scăzute. Intervenția rapida pentru limitarea consecințelor asupra mediului la poluări accidentale este asigurata prin montarea dc sisteme de prindere rapida si desfășurare a sulurilor pe suprafața apelor de suprafața, prin conceperea unor suluri cilindrice la depoluări ape subterane, prin confecționarea dc perne la acționare si colectare rapida a poluantilor de pe suprafețe solide si lichide, inclusiv dc pe pielea lucratorilor.

Problema care o rezolva invenția de fata este realizarea unui procedeu si a dispozitivelor dc utilizare a materialelor absorbante pentru substanțele periculoase si alte substanțe poluante.

Dispozitivele de utilizare sunt confecționate din materiale netesute ranforsate sau plase cu ochiuri mai mici de I mm din poliesteri pentru a le creste rezistenta mecanica si

CV-2 Ο Ο 9 - Ο Ο Ο 7 Β - 2 7 -01- 2009 chimica, pe de-o parte, iar pe alta parte, sa permită accesul substanței poluante la materialele absorbante din interiorul dispozitivelor, prevenind blocajele datorate tensiunilor superficiale. Sulurile sunt prevăzute cu sisteme de prindere rapida confecționate din carabiniere montate la capete si la mijlocul acestora, astfel incat sa poata fi montate si demontata foarte rapid baraje pe suprafața apelor. Barajele au rolul de localiza sau a retine poluantii care plutesc pe suprafața apelor. Sistemele de prindere permit construirea unui baraj alcătuit din doua șiruri de suluri, astfel incat la îmbinarea cu doua carabiniere din primul sir se fixeaza printr-o alta carabiniera situata la jumatatea sulului component din al doilea sir, poluantii fiind astfel reținuți in interiorul barajului.

Se dau in continuare exemple de aplicare a invenției, pentru demonstrarea aplicabilității industriale si enunțarea revendicărilor.

Exemplul nr. 1:

Superabsorbantii polimerici, sub forma de granule, cu dimensiuni de maximum 0,2 mm. cu caracter anionic de maximum 35 %, cu capacitate de gonflare de maximum 500 g/g. obținuți prin iradiere tehnologica in câmp de radiații gamma emise de surse de radiații ale radioizotopului Cobalt-60 asa cum este descris in brevetul de invenție RO 115 805/2000. se amesteca omogen in raport de la 1/10. pana la 1/5. cu textile reciclate, de preferat din bumbac sau cu deșeuri din celuloza. Amestecul astfel obținut se introduce in perne si suluri. Aceste sisteme de recuperare sunt utilizate pentru a îndepărtă de pe suprafețe solide (sol. drum, mese, podele etc.) substanțe contaminate aflate in soluții apoase cu pU in domeniul 3-12.

După recuperarea substanței contaminate, dispozitivele de recuperare se strâng in saci din lire de polipropilenă captusiti cu folie de polietilena si se distrug prin incinerare in instalații destinate acestui scop sau in cuptoarele de calcinare utilizate la fabricarea cimentului. Cantitatea de cenușa este sub 0,5%, astfel incat se realizează minimizarea cantitatii de deșeuri si reducerea volumului acestora.

In plus, in caz de inundații, pentru construirea de baraje artificiale pentru protecția malurilor si prevenirea inundațiilor, superabsorbantii polimerici cu caracteristicile descrise mai sus, se introduc in saci din fire din polipropilenă tesuta astfel incat la un sac cu capacitate de 50 de litri se introduc 10 litri de nisip amestecați cu o cantitate de 100-300 de grame de superabsorbanti care se umila cu apa pana la completarea volumului de 50 de litri. Avantajele metodei constau in reducerea timpului de intervenție prin pregătirea sacilor din baraje, prin reducerea volumului de materiale transportat si creșterea productivității si eficacității intervenției. In cazul in care sunt si poluanti amfifilici. hidrofobi si hidrofili din categoria celor descriși mai sus in amestecul cu nisip se vor introduce in raport volumic de 1/1 absorbant! din categoria PUR, PPM. Poromat, paie măcinate, textile daracite, resturi de celuloza.

Exemplul nr, 2

In cazul in care exista poluanti de natura petroliera (petrol sau derivatele acestuia) fiind materiale hidrofobe împrăștiate accidental pe suprafața apelor, se utilizează dispozitive de recuperare ( suluri si perne umplute cu granule din poliuretan rigid, polipropilenă modificata, paie măcinate), cu dimensiunile precizate mai sus, sau ca atare granulele de poliuretan sau polipropilenă modificata din saci aflati in vrac).

^2009-00078-2 7 -01- 2009

Pentru petrolul aflat pe suprafața apelor la o temperatura mai mare de 10° C temperatura de gelifiere a petrolului, eapaeitatea de absorbție a dispozitivelor este de la I g/g la 4 g/g pentru granulele din poliuretan rigid (PUR), de la Ig/g la 3g/g pentru polipropilena modificata termic (PPM) si de la I g/g la 2g/g pentru paie măcinate.

In cazul benzinei imprastiata accidental pe suprafața apelor, capacitatea de absorbție este de I la 8 pentru PUR, 1 la 6 pt PPM si 1 la 3 pt paie măcinate.

Sulurile cu diferite diametre sunt prevăzute la capete si la mijlocul acestora cu carabiniere pentru prindere rapida in cazul constiturii de baraje pe suprafața apelor, astfel incat permit constituirea de baraje multiple, eu prindere in trei puncte cu carabinierele , ncpermitand trecerea polunatuIui la zonele de legare intre 2 suluri in linie.

Pentru sol poluat accidental cu produși petrolieri, se utilizează dispozitivele de recuperare pe baza de perne cu compozițiile de umplere pe baza de PUR, PPM, paie măcinate, sau aflate in vrac.In acest mod se înlătură dezavantajul constituit de imprastierea granulelor aflate in vrac, care aplicate pe sol. sunt purtate de vânt si sunt inllamabile, prin obținerea de granule tip Poromat, pe baza de lianți din polimeri anionici si pulberi din deșeuri din activitatea de construcții descrise mai sus.

Exemplul nr, 3

Pentru a atinge performantele din exemplul 2. materialul din care sunt executate dispozitivele de recuperare trebuie selectat astfel incat sa fie rezistent mecanic si chimic si. mai ales, sa permită trecerea poluantului de pe suprafața poluata ( apa sau sol) prin ochiurile materialului din care sunt confecționate dispozitivele. Dimensiunile sunt de maximum 0.6 mm pentru recuperarea petrulului de pe suprafața apelor freatice sau de suprafața, ajungând la minimum 0.01 mm in cazul benzinelor, evitând astfel bariere fizice la accesul poluantulului la absorbantii din dispozitivele de utilizare datorate tensiunii superficiale.

Materialele selectate, in funcție de aplicație si costuri, sunt:

Aplicație	Tip de material pt perne si suluri	Costuri material
Petrol si produși petrolei pe apa	Tyvek	Ridicate
Petrol si produși petrolieri pe apa	Mylar	Ridicate
Plasa din PE. PP	Mici
Petrol si produși petrolieri pe sol	Netesute cu nervuri de întărire	Mijlocii
Netesute	Mici

Exemplul nr, 4

Modalitati de prezentare a produselor:

a. Pentru utilizări casnice (garaje auto, bucătării), produsele sunt prezentale in găleți cu capac, cu capacitate de 40 de litri, in care sunt 2 suluri (diametru 10 cm, lungime 1.5 m), 10 litri vrac PUR, 5 litri vrac PoroMat, o perna cu PUR (90x30x10 cm), un faras, o pensula, o pereche mânuși menajere, o perna (90x90x10 cm) cu superabsorbant amestecat cu textile.

¢^- 2 0 0 9 -0 0 0 7 8 -2 7 -01- 2009

b. Pentru utilizări industriale (ateliere de reparații auto, ateliere de prelucrat piese mari, statii CET pe baza de păcură sau alti produși petrolieri lichizi, statii de benzina) se utilizează suluri (diametru 10 cm, lungime 1,5 m), perne (I xlxO, I), PoroMat, la colete din textile cu capacitate de 1 nr’

Exemplul nr. 5

Pentru statii de comercializare a carburanților sau cisterne mobile care alimentează pe teren autovehicule, la alimentarea cu carburanți apare pericolul imprastierii accidentale pe sol, Absorbantii tip Poromat sunt confecționați din resturi de materiale de construcții (cărămidă macinata, mortare pe baza de ciment si var, pamant galben-argila, BCA), care nu sunt inflamabile ( nu ard si nu intretin arderea), nu sunt sunt purtate dc vânt, absorb rapid benzina, motorina, uleiuri, se indeparteaza ușor cu carburantul absorbit, si se prezintă vrac, perne sau suluri, cea mai utilizata fiind forma vrac, granule ca atare.

Exemplul nr. 6

O alta categorie de absorbant! polimerici o reprezintă biomaterialelc composite poliestcri - hidrogeluri pe baza de poli (hidroxietil melacrilat-HEMA) sub de folii si filme dc dimensiuni maxime de 100x100x0,1 mm obținuți prin iradiere tehnologica in matrite din sticla la doze de radiații maxime de 10 kGy. soluții apoase de HEMA de 60%. Capacitatea de absorbție a acestora este de maxim 1.5 g/g in apa distilata. Se utilizează ca înlocuitor de meninge uman si la protecția rănilor deschise.

<Χ-2 Ο Ο 9 - Ο Ο Ο 7 8 - 2 7 -01- 2009

Jc<W

BREVET DE INVENȚIE

Procedeu de obținere a materialelor si dispozitivelor de utilizare a acestora la manipularea in siguranța a substanțelor periculoase si a altor substanțe poluante

Solicitant: Institutul Național pentru Fizica si Inginerie Nucleara-Horia Hulubei1FIN-HH

Autor: Dragusin Mitica

Claims (6)

1. Revendicări:

   1. Procedeu de obținere a materialelor si dispozitivelor de utilizare a acestora la manipularea in siguranța a substanțelor periculoase si a altor substanțe poluante caracterizat prin aceea ca prin intermediul acestuia se reutilizeaza si se reciclează materiale din categoria poliuretanului rigid, polipropilenei modificate termic, paielor, resturilor din celuloza, deșeurilor de materiale dc construcții (cărămidă macinata, mortare pe baza de ciment si var. pamant galben-argila, BCA) dipuse in dispozitive de intervenție rapida la poluări accidentale pe suprafața solului, a apelor de suprafața si subterane, la consolidarea malurilor prin baraje artificiale.
2. 2. Procedeu de obținere a materialelor si dispozitivelor de utilizare a acestora la manipularea in siguranța a substanțelor periculoase si a altor substanțe poluante caracterizat prin aceea ca prin intermediul acestuia se obțin dispozitive de utilizare si intervenție rapida in caz de poluări accidentale pe suprafața solului sau a apelor de suprafața sau subterane sub forma de vrac, perne si suluri cu dimensiuni adecvateiperne 90x30x10 cm, suluri cu dimensiuni minime de I metru lungime si diametru de minimum 10 cm si maximum de 4 m lungime cu diametrul de 40 cm) si materiale constitutive din plasa din poliesteri cu dimensiunea ochiuri lor de maximum I mm, materiale netesutc cu nervuri textile de întărire, iar sulurile sunt prevăzute cu carabiniere la capete si mijloc permițând construirea de baraje duble in interioul sau in amonte de acestea utilizând si pernele abosrbantc prevenind extinderea poluării accidentale, eficienta colectării poluantilor, montarea si demontarea rapida si recuperarea poluantilor pe ape curgătoare sau suprafața lacurilor si a marii. In cazul apelor subterane sunt utilizate sulurile de lungime I m si diametru 10 cm introduse in puțuri forate in vederea recuperării poluantilor.
3. 3. Procedeu de obținere a materialelor si dispozitivelor de utilizare a acestora la manipularea in siguranța a substanțelor periculoase si a altor substanțe poluante caracterizat prin aceea ca permite diferite modalitati de prezentare a produselor obținute, după cum urmeaza: pentru utilizări casnice (garaje auto, bucătării), produsele sunt prezentate in găleți cu capac, cu capacitate de 40 de litri, in care sunt 2 suluri (diametru 10 cm, lungime 1,5 m), 10 litri vrac PUR. 5 litri vrac PoroMat, o perna cu PUR (90x30x10 cm), un faras. o pensula, o pereche mânuși menajere, o perna (90x90x10 cm) cu superabsorbant amestecat eu textile, iar pentru utilizări industriale (ateliere de reparații auto, ateliere de prelucrat piese mari, stafii CET de producere a energiei termice pe baza de păcură sau alti ^-2009-00070’

   2 7 -01- 2009 produși petrolieri lichizi, statii de benzina) se utilizează suluri (diametru 10 cm, lungime 1.5 m), perne (Ix 1x0,1), PoroMat, la colete din textile cu capacitate de I n?.
4. 4. Procedeu de obținere a materialelor si dispozitivelor de utilizare a acestora la manipularea in siguranța a substanțelor periculoase si a altor substanțe poluante caracterizat prin aceea ca prin iradiere tehnologica cu surse de radiații ionizante ale radioizotopului Cobalt-60 se obțin alte categorii de absorbanti polimerici biocompatibili, fiind biomaterialele composite poliesteri - hidrogeluri pe baza de poli (hidroxietil metacrilat-HEMA) sub de folii si filme de dimensiuni maxime de 100x100x0,1 mm obținuți prin iradiere tehnologica in matrite din sticla la doze de radiații maxime de 10 kGy, soluții apoase de EIEMA de 60% cu capacitatea de absorbție a acestora de maxim 1,5 g/g in apa distilata utilizandu-se ca înlocuitor de meninge uman si la protecția rănilor deschise.
5. 5. Procedeu de obținere a materialelor si dispozitivelor de utilizare a acestora la manipularea in siguranța a substanțelor periculoase si a altor substanțe poluante caracterizat prin aceea ca se obțin absorbanti tip Poromat confecționați din resturi de materiale de construcții (cărămidă macinata, mortare pe baza de ciment si var. pamant galben-argila, BCA), care nu sunt inflamabile (nu ard si nu intretin arderea), nu sunt sunt purtate de vânt, absorb rapid benzina, motorina, uleiuri, se îndepărtează ușor cu carburantul absorbit, si se prezintă vrac, perne sau suluri, cea mai utilizata fiind forma vrac, granule ca atare utilizați in statii de comercializare a carburanților sau in cazul cisternelor mobile care alimentează pe teren autovehicule, la alimentarea cu carburanți aparand pericolul imprasticrii accidentale pe sol
6. 6. Procedeu de obținere a materialelor si dispozitivelor de utilizare a acestora la manipularea in siguranța a substanțelor periculoase si a altor substanțe poluante caracterizat prin aceea ca in caz de inundații, pentru construirea de baraje artificiale pentru protecția malurilor si prevenirea inundațiilor, superabsorbantii polimerici, sub forma de granule, cu dimensiuni de maximum 0,2 mm, cu caracter anionic de maximum 35 %, cu capacitate de gonflare de maximum 500 g/g. obținuți prin iradiere tehnologica in câmp de radiații gamma emise de surse de radiații ale radioizotopului Cobalt-60. se introduc in saci din fire din polipropilena tesuta astfel incat la un sac cu capacitate de 50 de litri sc introduc 10 litri de nisip amestecați cu o cantitate de 100-300 de grame de superabsorbanti care se umfla cu apa pana la completarea volumului de 50 de litri.