UA74806C2 - Спосіб очищення водного розчину, що містить водорозчинний полімер і радіоактивний матеріал - Google Patents

Abstract

Даний винахід розглядає спосіб для здійснення повної солюбілізації, стерилізації, деструкції одягу, обладнання і інших виробів, виконаних з полівінілового спирту. Спосіб включає солюбілізацію полівінілового спирту, деструкцію полімерного матеріалу гідроксильними радикалами, видалення радіоактивного забруднення і біорозклад органічних кислот, утворених способом з одержанням безпечного і екологічно сприятливого скидового потоку, придатного для скидання в систему колекторів каналізації.

Description

21. Спосіб за п. 1, за яким додатково визначають спецодяг, швейні вироби, білизну, шпалерні мате- концентрацію водорозчинного полімеру у водному ріали, рушники, тампони, пластикові мішки, ганчір- розчині. ки, марлю, носові хустинки, посуд, швабри або їх 22. Спосіб за п. 1, за яким додатково здійснюють комбінацію. стадію нейтралізації рН водного розчину. 33. Спосіб за п. 1, в якому водорозчинний полімер 23. Спосіб за п. 22, в якому стадія нейтралізації рн і радіоактивний матеріал разом утворюють радіса- включає введення гідроксиду натрію у водний роз- ктивно забруднені відходи, причому об'єм радіоак- чин. тивно забруднених відходів зменшується більш 24. Спосіб за п. 22, в якому стадія нейтралізації ніж у 1000 разів. включає введення ефективної кількості щонайме- 34. Спосіб за п. 1, в якому водний розчин витри- нше одного лужного реагенту з одержанням вод- мують при температурі реакції щонайменше ного розчину, що має рН в інтервалі від приблизно 82,270 (180"Р) протягом періоду часу не менше 30 6,0 до приблизно 10,0. Хв. 25. Спосіб за п. 1, за яким додатково здійснюють 35. Спосіб за п. 1, за яким додатково здійснюють стадію визначення зниження рН водного розчину. стадію фільтрації водного розчину з видаленням 26. Спосіб за п. 25, в якому зниження рН водного нерозчиненого матеріалу з водного розчину. розчину нижче щонайменше 6,0, свідчить про пов- 36. Спосіб за будь-яким з пп. 1-35, в якому водо- ну деструкцію водорозчинного полімеру. розчинний полімер містить полівініловий спирт, 27. Спосіб за п. 1, в якому підтвердження фактич- поліакрилат натрію, полімер малеїнової кислоти, ного завершення окислення водорозчинного полі- поліакрилат амонію або їх комбінацію. меру виконують колориметричним аналізом. 37. Спосіб за будь-яким з пп. 1-35, в якому водо- 28. Спосіб за п. 1, за яким додатково здійснюють розчинним полімером є полівініловий спирт. стадію біорозкладу щонайменше частини щонай- 38. Спосіб за п. 37, в якому водний розчин містить менше одного продукту деструкції. від 0,5 до 30 95 об. полівінілового спирту. 29. Спосіб за п. 1, в якому щонайменше один про- 39. Спосіб очищення водного розчину, що містить дукт деструкції містить щонайменше одну органіч- водорозчинний полівініловий спирт і радіоактив- ну кислоту, і який додатково включає стадію що- ний матеріал, який полягає в тому, що нагрівають найменше, часткового зменшення кількості водний розчин до температури щонайменше щонайменше однієї органічної кислоти введенням 82,27 (180"Р), вводять щонайменше один окисник аеробних, гетеротрофних бактерій у водний роз- в водний розчин, витримують водний розчин при чин. температурі реакції щонайменше 82,27С (180"Б) 30. Спосіб за п. 1, за яким додатково вводять вод- протягом періоду часу, достатнього для взаємодії, ний розчин в псевдозріджений шар активованого деструкції або руйнування щонайменше частини вугілля. водорозчинного полівінілового спирту з одержан- 31. Спосіб за п. 1, в якому полімер походить від ням щонайменше одного продукту деструкції та одного або більше виробів, виконаних із волокон, фільтрують водний розчин з видаленням щонай- нетканих тканин, тканих тканин, полімерних плівок, менше частини радіоактивного матеріалу з водно- формованих виробів або їх комбінації. го розчину. 32. Спосіб за п. 31, в якому один або більше виро- бів являють собою предмети одягу, захисний

Дана заявка має пріоритет по заявках, що дали ряд правил, регулюючих всі аспекти по еко- одночасно розглядаються на патент США реєстр. логії, здоров'ю і техніці безпеки у виробничих мМе09/515982 від 25 лютого 2000р. і заявки на па- приміщеннях. Зокрема, утилізація промислових тент США реєстр. Моб0/166680 від 19 листопада відходів суворо регулюється. Загальнонаціона- 1999р. Повний текст опису кожної вищезгаданої льне поховання відходів закрите, і промисловість заявки включений сюди шляхом посилання. форсує поворот до використання таких альтер-

Даний винахід відноситься в загальному ви- натив, як консервація, регенерування, змішуван- падку до способу і пристрою для очищення ски- ня з паливом, закачування в глибокі свердловини дових потоків, що містять водорозчинні полімерні і спалення. матеріали. В останні роки зусилля в області промисло-

Зокрема, винахід містить спосіб і пристрій, які вого очищення стічних вод включають різні спо- комбінують генерування вільних радикалів, окис- соби окислення-відновлення, включаючи фотоліз, лення і мікробіологічне руйнування для забезпе- що виконується при введенні окислювачів, таких чення солюбілізації, стерилізації і постійної де- як перекис водню або реактив Фентона, з пода- струкції водорозчинних полімерних матеріалів, льшим опроміненням ультрафіолетовим випро- достатнього для полегшення утилізації потоку мінюванням. Дивись ВогКоп еї аї., "Нотодепеои5 рідини. РПоїодедгадайоп ої Сопіатіпаїєдй УМаїєг оп

У двадцятому сторіччі ряд екологічних катас- Іпігодисіп" гемієм рарег, САС Ргев5в, Воса троф привів до розширених глобальних пізнань Кап, РІ. (1993). Однак, Воїюп еї аїЇ. не описують по екологічній тематиці. Міжнародні угоди, акти переробку матеріалів на основі полівінілового конгресів і урядові розпорядження в результаті спирту окисленням з використанням перекису водню з подальшим опроміненням за будь-яким наного з ПВС плівки, тканини або волокон, у ве- механізмом. ликий промивальний чан з гарячою водою, в яко-

Медична промисловість виробляє мільйони му матеріал солюбілізується і потім скидається в фунтів відходів кожний рік. Значна частина відхо- колектори системи каналізації або резервуарні дів відноситься до використання матеріалів од- станції для додаткового очищення інших забруд- норазового користування, таких як індивідуаль- нень. ний захисний одяг, обладнання і приналежності, Патент США 5181967, виданий Нопеусції, ро- необхідні для догляду за хворим, які стають за- зглядає спосіб утилізації приналежностей після брудненими переносними з кров'ю хвороботвор- використання. Обладнання передбачаються у ними мікробами і є небезпечними для повторного вигляді литтєвих, формованих або екструдованих використання. Для запобігання поширенню за- виробів, які є водорозчинними тільки при темпе- хворювання є обов'язковим і вимагається згідно ратурі вище за 37"С. Після використання прина- із законом, щоб вказані матеріали були викинені і лежності обробляються у воді при температурі, повторно не використовувалися. достатній для фактичного розчинення їх у воді, і

Ядерна промисловість також виробляє міль- розчинені вироби зазнають утилізації в колекторі. йони фунтів відходів щорічно. У ядерній промис- Патент США 5650219, виданий Нопеусції, ро- ловості значна частина відходів відноситься до зглядає спосіб утилізації індивідуального захис- використання матеріалів одноразового користу- ного одягу і інших використаних виробів, формо- вання, таких як індивідуальний захисний одяг, ваних з термопластичного полімерного волокна з мішки, головки швабр, ганчірки і інші приналеж- полівінілового спирту, причому волокно є водо- ності, які стають забрудненими радіоактивним розчинним тільки при температурі вище приблиз- матеріалом і є небезпечними і непридатними для не 37"С і, переважно, вище за 507С. Після вико- повторного використання. Практика утилізації і ристання тканина обробляється у воді при поховання відходів ядерної промисловості є ви- температурі, достатній для фактичного розчи- соко регламентованою, і простір поховання ядер- нення тканини у воді, і розчинена тканина зазнає них відходів є обмеженим. утилізації.

Інші галузі промисловості також виробляють У доповнення до розробки ПВС недавно були скидові потоки з подібними характеристиками. У розроблені інші водорозчинні полімерні продукти. пошуках альтернатив похованню і спаленню були Вказані матеріали мають фізичні властивості і розроблені продукти, які є водорозчинними. Вка- характеристики, дуже близькі до характеристик зані продукти представляють відповідну і еконо- ПВС. Подібно ПВС вказані матеріали можуть бу- мічно ефективну альтернативу традиційним за- ти використані для виготовлення одноразового собам утилізації відходів. індивідуального спорядження, такого як одяг,

Найбільш легко доступним водорозчинним предмети одягу, білизна, простирадла, рушники, полімером є полівініловий спирт (РМАХПВО). тампони, марля, приналежності, ганчірки, швабри

ПВС продукт є жорстким білуватим полімером, і інші вироби, що використовуються. який може бути формований в міцні плівки, труби Визначним недоліком існуючої практики ути- і волокна, які є високо стійкими до вуглеводневих лізації ПВС є те, що ПВС-матеріал не залишаєть- розфакторів. ПВС є за своєю природою водороз- ся в розчині, як в свій час вважалося. Навпаки, чинним. Він може бути зроблений нерозчинним введення повітря або кисню, присутнього в тур- при використанні зшиваючих агентів. ПВС зви- булентному потоку рідини, ініціює повторне за- чайно використовується у вигляді білого тканого твердження ПВС-матеріалу. ПВС-матеріал виса- матеріалу для одержання одноразового індивіду- джується з розчину у вигляді затверділої ального засобу, такого як одяг, спорядження, речовини гелеподібного типу. Гелеподібна речо- білизна, простирадла, рушники, тампони, марля, вина дегідратується з утворенням нерозчинних обладнання, ганчірки, швабри і інші вироби, що пластикових пробок, які агрегуються в трубах і використовуються. Вказані вироби одержують з дренажних системах в безпосередній близькості нетканих, тканих, трикотажних або іншим спосо- до місця, де скидаються розчини. У результаті бом формованих плівок або тканин і їх комбіна- проводяться витратні відновні роботи, і буде ви- цій, з тканин і волокон з термопластичного полі- магатися ремонт пошкоджених трубопроводів, меру полівінілового спирту, які Є каналізаційних ліній, ровів і інших засобів транс- водорозчинними. портування. Крім того, відомо, наскільки багато

Патент США 5208104, виданий Шеда еї аї., осаджений ПВС-матеріал, доставлений для сані- розглядає водорозчинне волокно з полівінілового тарної обробки, полегшує поховання в масштабі спирту, що має температуру водорозчинності всієї країни. Явище повторного затвердження 100"С або нижче, і спосіб одержання волокна. завдає катастрофічного удару по багатьох галу-

Значущість одноразового обладнання і одно- зях промисловості, які засновані на використанні разових товарів, виготовленого з ПВС, залежить водорозчинних ПВС-продуктів, а також по поста- від здатності користувача безпечно, постійно чальниках ПВС-матеріалу. Проблема є результа- економічно утилізувати матеріал. Після впрова- том того, що існуюча практика солюбілізації ПВС дження ПВС матеріалів в промисловості існувала для утилізації полягає в солюбілізації твердого думка, що водорозчинний ПВС може бути просто матеріалу без руйнування лежачої в основі стру- солюбілізований в гарячій воді і скинений в коле- ктури цього твердого матеріалу. Усунення вибору ктори системи каналізації. У результаті історична життєздатного очищення примушує численні га- практика полягає у вміщенні одягу, приналежнос- лузі промисловості покладатися на альтернативи тей і інших аксесуарів одягу і обладнання, вико-

поховання і спалення відходів. В результаті ство- досліджень. Короткий зміст виглядає обмеженим рюються невідкладні і шкідливі екологічні умови. в об'ємі, адресуючись тільки до перетворення

Іншим недоліком існуючої практики утилізації розчину ПВС в прості органічні сполуки. Спосіб,

ПВС є неспроможність існуючого способу повної запропонований в статті Оіі (фотоліз перекису стерилізації і руйнування всіх небезпечних пере- водню з генеруванням гідроксильних радикалів), носних з кров'ю хвороботворних мікробів, що відрізняється значно в деталях і застосуванні від приводить до можливості перехресної інфекції і розглянутого тут. Довжини хвиль ультрафіолето- виділення хвороботворних мікробів в колекторну вого випромінювання, передбачені для викорис- систему. Це має місце внаслідок розробок мате- тання у вказаній статті, дають таку високу залиш- ріалів, які дозволяють проводити солюбілізацію кову концентрацію перекису водню, що робить

ПВС при температурах нижче за температури, неминучою стадію обробки ультразвуком способу необхідних для руйнування всіх біологічних аген- для зниження її концентрації до скидання оброб- тів, і відсутність стадії способу повторної стерилі- леного розчину. 48-а сторінка доповіді дає деяке зації. попереднє дослідження, що стосується колб, і

Іншим недоліком існуючої практики утилізації вимогу подальшої розробки і випробувань про-

ПВС є неспроможність існуючого способу зни- мислового розчину. ження об'єму радіоактивного матеріалу в забруд- Головною перевагою даного винаходу є те, неному обробленому потоку ПВС. У ядерній про- що він передбачає спосіб і пристрій для очищен- мисловості ПВС-матеріал часто забруднюється ня твердих відходів, що містять водорозчинний небезпечним радіоактивним матеріалом. Витрим- полімерний матеріал, які виключають подальше ка у воді при температурі, достатній для солюбі- вниз по потоку осадження полімерного матеріалу лізації ПВвсС-матеріалу, не є достатньою для очи- з скидового потоку рідини. Іншою перевагою да- щення водного скидового потоку ПВС, щоб ного винаходу є те, що він передбачає спосіб і забезпечити екологічно безпечне або легально пристрій для очищення твердих відходів, що міс- відповідне скидання в станції резервуарів або тять водорозчинний полімерний матеріал, які колектори системи каналізації. здатні зруйнувати полімерний матеріал в продук-

Тому бажано розробити, спосіб і пристрій для ти незалежно від того, чи є вони розчинними в очищення твердих відходів, що містять ПВС або гарячій або в холодній воді. інші водорозчинні полімерні матеріали, які ви- Спосіб даного винаходу може бути викорис- ключають подальше нижче по потоку осадження таний з такими полімерами, як ПВС, поліакрилат полімерного матеріалу із скидового потоку ріди- натрію, полімер малеїнової кислоти або поліак- ни. Крім того, бажано розробити пристрій для рилат амонію. Встановлено, що даний винахід є очищення твердих відходів, що містять водороз- особливо ефективним в очищенні водних розчи- чинний полімерний матеріал, який руйнує або нів, що містять ПВС. Вказаний спосіб був підда- нейтралізує небезпечні переносні з кров'ю хворо- ний промисловим випробуванням зі спеціальним ботворні мікроби. Крім того, бажано розробити акцентом на одержані характеристики, поліпшені пристрій для очищення твердих відходів, що міс- при використанні і максимальному видаленні да- тять водорозчинний полімерний матеріал, який ного матеріалу, включаючи: знижує об'єм радіоактивного забруднення в ски- - солюбілізацію ПЗС і видалення нерозчинних довому потоку рідини таким чином, що скидовий несумісних матеріалів; потік є відповідним для повторної обробки зали- - ефектне/економічне ефективне перетво- шкового радіоактивного забруднення, скидання, рення розчину ПВС в прості органічні кислоти; повторного використання або рециклювання. - видалення солюбілізованого радіоактивного

Крім того, бажано розробити пристрій для очи- матеріалу; щення твердих відходів, що містять водорозчин- - регулювання, при необхідності, рН розчину; ний полімерний матеріал, який дає в результаті і скидовий потік, який відповідає або перевершує - біохімічне окислення залишкового сумарно- регламентуючі обмеження для скидання в колек- го органічного вуглецю. тори системи каналізації. Заявниками встановлений оптимальний інте-

Недавно дослідження іншої групи вчених, не рвал концентрації ПВС 0,5-1,090 мас, при темпе- пов'язаних із заявниками, привело до початково- ратурі навколишнього середовища для ефектив- го пошуку очищення розчинів, що містять поліві- ного поводження з розчином в процесі ранніх ніловий спирт, по різних варіантах, включаючи стадій фази фотохімічного очищення. Концент- використання ультрафіолетового випромінюван- рації до 3095 мас, можуть бути очищені. Хоч при ня і перекису водню. Замітка Іамгепсе ді, більш високих концентраціях ПВС температурний "Охідайме Міпегаїїгайоп апа СпПагасієгігайоп ої інтервал, переважно, збільшується до між приб-

Роїуміпу! АІісопо! г Сотрайрійу У/ЛЕН Тапк Рагт лизно 180"Е (82,2"С) і приблизно 230" (1107С).

Ргосеввіпд Спетівігу", Ехіеєпдей АбБзігасі ої ВНероп Промислові випробування заявників показа-

МоКР-99-00524, Кему. 0, записка і подальша повна ли, що у всебічній програмі випробувань ПВС доповідь під тією ж назвою від 30 червня 1999р, ефективність і збереження пристрою в поєднанні обидва не є рівнем техніки по відношенню до з надзвичайно високим вмістом органічних спо- даного винаходу. Реферат Оіі представляє коро- лук, що походить від високих початкових концен- ткий зміст експериментальних даних, одержаних трацій розчину ПВС, не робить перевагою пере- від стендового випробування, яке сприяє варіан- вищення 3095, хоч більш високі концентрації там потенційного очищення і основним парамет- можуть бути використані і входять в об'єм вина- рам для подальшої розробки способу і натурних ходу. Заявники вважають, що вони насамперед ідентифікують фізичні/механічні проблеми, пов'я- вально-відновною реакцією, яка перетворює по- зані з поводженням з 4,0-5,095о концентраціями, і лімерний матеріал в нові і єдині різні органічні насамперед беруть до уваги надзвичайно висо- сполуки, які не мають однакових фізичних або кий сумарний вміст органічного вуглецю, генеро- хімічних характеристик початкової сполуки. Може ваного в потоку, що виходить такого способу. бути бажано солюбілізувати водорозчинний по-

Конкретною перевагою даного винаходу є те, лімер у водному розчині під тиском при темпера- що він в деяких варіантах передбачає спосіб і турі між приблизно 220"Е (104,4"С) і приблизно пристрій для очищення твердих відходів, що міс- 250" (121,176). Може бути бажано відфільтро- тять водорозчинний полімерний матеріал, які вувати несолюбілізований матеріал з водного ефективно руйнують по суті весь полімерний ма- розчину. Переважно підтримувати температуру теріал в скидовому потоку, хоч для деяких засто- розчину при температурі приблизно 150Е сувань може бути бажано руйнувати менше полі- (65,6"С), або вище, в процесі фільтрації. Бажано мерного матеріалу з використанням способів, генерувати вільні радикали за допомогою фото- розглянутих тут. Іншою перевагою даного вина- хімічних взаємодій або при нагріванні розчину ходу є те, що він в деяких варіантах передбачає для окислення-відновлення полімерного матеріа- спосіб і пристрій для очищення твердих відходів, лу в розчині. що містять водорозчинний полімерний матеріал, Для фотохімічного генерування вільних ради- які руйнують небезпечні переносні з кров'ю хво- калів переважно вводити окислювач в розчин і роботворні мікроби. Іншою перевагою даного потім опромінювати розчин електромагнітним винаходу є те, що він в деяких варіантах перед- випромінюванням. бачає спосіб і пристрій для очищення твердих Також бажано генерувати вільні радикали на- відходів, що містять водорозчинний полімерний гріванням розчину, в який був введений окислю- матеріал, які дають в результаті скидовий потік вач. рідини, що має знижений об'єм радіоактивного В альтернативному варіанті очищення відхо- забруднення. З даним винаходом можуть бути дів, генерованих ядерними установками, спосіб досягнуті показники зниження об'єму відходів фільтрації і іонного обміну може бути використа- більш, ніж в 1000 разів. Іншою перевагою даного ний для утилізації радіоактивного матеріалу з винаходу є те, що він в деяких варіантах перед- розчину. Переважно, стадія утилізації радіоакти- бачає спосіб і пристрій для очищення твердих вного матеріалу здійснюється фільтрацією роз- відходів, що містять водорозчинний полімерний чину через мікронний фільтр, який має номіналь- матеріал, які дають в результаті скидовий потік ний розмір пір між 10 і 100мкм, з видаленням рідини, придатний для очищення в резервуарних радіоактивного елемента. Факультативно, також станціях залишкового радіоактивного забруднен- може бути використаний другий порошковий ня. Іншою перевагою даного винаходу є те, що фільтр, що має номінальний розмір пір між він в деяких варіантах передбачає спосіб і прист- О,1мкм і 1,0мкм, установка зворотного осмосу або рій для очищення твердих відходів, що містять іонообмінна установка, що складається з аніон- водорозчинний полімерний матеріал, які дають в ного шару, катіонного шару або аніонно- результаті скидовий потік рідини, що має зниже- го/катіонного комбінованого шару, який знижує ний сумарний вміст органічних сполук. Іншою виснажені радіоїзотопи на елементарному рівні. перевагою даного винаходу є те, що він в деяких Переважно, скидовий потік може також коректу- варіантах передбачає спосіб і пристрій для очи- ватися до більш високого рН. Більш переважно, щення твердих відходів, що містять водорозчин- скидовий потік з коректованим рН може також ний полімерний матеріал, які дають в результаті біохімічно розкладатися з виключенням органіч- скидовий потік рідини, відповідний для скидання них кислот. Якщо скидовий потік повинен бути в каналізацію. біохімічно розкладений, переважно нейтралізува-

Інші переваги даного винаходу стануть оче- ти скидовий потік доданням гідроксиду натрію видними з подальшого опису, взятого в поєднанні доти, поки рН не коректується в приблизному з кресленнями, що додаються, в якому шляхом інтервалі приблизно 6,0-10,0 або, більш перева- ілюстрації і прикладу розглянутий варіант даного жно, від приблизно 6,0 до 8,0. винаходу. У переважному варіанті органічні кислоти,

Водорозчинний полімерний матеріал може одержані окисленням водного скидового потоку, поступити з ряду джерел, деякі з яких включають виснажуються за допомогою біорозкладу органіч- матеріали, виготовлені з волокна (тканого), не- них кислот. Найбільш переважно, якщо скидовий тканих тканин, полімерних плівок, або матеріали, потік повинен біорозкладатися, рН коректується в формовані литтям або екструзією. Вказані мате- приблизному інтервалі приблизно 6,0-7,0. Бажано ріали включають такі об'єкти, як одяг і інший за- пропустити водний скидовий потік через зворот- хисний одяг, білизна, простирадла, рушники, та- ноосмотичну установку після біорозкладу. Біо- мпони, пластикові мішки, ганчірки, марля, розклад може містити засівання водного скидово- приналежності, швабри і інші вироби, що викори- го потоку такими мікроорганізмами, як аеробні, стовуються. Нові продукти, які можуть бути со- гетеротропні бактерії або анаеробні бактерії. За- любілізовані за допомогою даного винаходу, удо- сіяний водний скидовий потік може бути оброб- сконаляться кожний місяць. лений в аерированому псевдозрідженому шарі в

У відповідності зі способом винаходу для біореакторі, який містить матеріали підкладок, очищення солюбілізованого водорозчинного по- такі як подрібнене активоване вугілля або плас- лімерного матеріалу у водному розчині солюбілі- тикові біокульки. Засіяний водний скидовий потік зований полімерний матеріал руйнують окислю- також може бути оброблений в реакторі з неру-

хомим середовищем або способом з активова- жин хвиль від приблизно 4нм до 400нм, більш ним відстоєм. Традиційна розширена аерація, переважно, від приблизно 180нм до приблизно ступінчаста аерація, послідовні періодичні реакції З10нм або, найбільш переважно, між 180 і 190нм. і контактна стабілізація також можуть використо- В іншому варіанті винаходу гідроксильні ра- вуватися для зниження вмісту органічного вугле- дикали генеруються при нагріванні водного ски- цю в засіяному водному скидовому потоку. дового потоку до температури не нижче за 180"

Переважно, біологічна активність мікроорга- (82,2"С). У даному варіанті солюбілізація ПВС нізмів збільшується при введенні поживної речо- може бути виконана одночасно з генеруванням вини, що містить азот, фосфор, калій або сліди ОН-радикалів або до нього. мінералу, в біореактор. Кінцевий скидовий потік, Для солюбілізованого ПВС з перекисом вод- що виходить містить нейтралізовану воду, збід- ню як окислювача рН розчину, що одержується нену органічним вуглецем, яка є відповідною для буде знижуватися до деякої міри в процесі окис- подачі на станцію очищення відходів або для лення ПВС. Розчин, що одержується буде місти- повторного використання або рециркулювання. ти воду і оцтову кислоту. Переважно вводити рН водного скидового потоку може бути ней- концентрований перекис водню доти, поки зага- тралізований після одержання органічних кислот льний розчин не досягне інтервалу концентрації доданням лужного реагенту доти, поки рН не бу- приблизно між приблизно 0,0595 і приблизно де знаходитися між б,0 і 10,0 і, більш переважно, 0,595 по об'єму. ПВС, що обробляється повинен міжб,б і 8,0. складати менше за приблизно 595 мас, розчину.

Несподівано заявниками було встановлено, Степінь повноти реакції може бути визначений по що окислення-відновлення ПВС новим способом зниженню рН розчину. На повну реакцію (дестру- винаходу може бути досягнуто набагато швидше, кція ПВС в розчині) вказує значення рН нижче, ніж очікувалося (за менш, ніж двадцять годин), у щонайменше, приблизно 6,0 і відповідне знижен- більших концентраціях ПВС, ніж очікувалося, і ня рН на між приблизно 2,7 одиниць до приблиз- при використанні фактично менш концентровано- но 3,9 одиниць нижче за рН солюбілізованого го перекису водню, ніж буде очікувати фахівець в розчину. даній області. Переважним окислювачем є перекис водню,

Зокрема, варіант винаходу містить хімічний переважно, промисловий об'ємний 3095 розчин спосіб очищення водних скидових потоків, що перекису водню із спільним розчином, що містить містять полівініловий спирт, що включає: (а) вве- від приблизно 0,0595 об. до 20905 об., або, більш дення окислювача у водний скидовий потік, що переважно, 0,05-0,595 об., перекису водню, хоч містить полівініловий спирт; (б) генерування гід- інші окислювачі також можуть використовуватися. роксильних радикалів з окислювача; і (с) одер- Концентрація перекису водню становить, пере- жання, щонайменше, однієї органічної кислоти з важно, 1000-2000мг/л на 1000Омг/л розчину ПВС. полівінілового спирту. Показано, що спосіб є особливо ефективним,

Водний скидовий потік може бути нагрітий до коли розчин солюбілізованого ПВС містить між температури, достатньої для розчинення поліві- приблизно 0,595 і приблизно 2,095 ПВС, має поча- нілового спирту в розчині, переважно, вище за тковий рН в приблизному інтервалі приблизно приблизно 180"Е (82,2"С) або вище за приблизно 6,8-9,6 при використанні ультрафіолетового ви- 190"Е (87,8"С). Найбільш переважно, щоб темпе- промінювання при приблизно 189нм, і коли кінце- ратура була не нижчою за 212"Е (1007С). Пере- вий рН після окислення-відновлення знаходиться важно, щоб розчин нагрівався не менше за 30 хв. в приблизному інтервалі на приблизно 2,7-3,9 з тим, щоб розчинити полімер. одиниць нижче початкового рН. У даний момент

В одному варіанті гідроксильні радикали ге- спосіб є фактично завершеним. Ефективне ульт- неруються при опроміненні водного скидового рафіолетове випромінювання має місце від при- потоку електромагнітним випромінюванням. Еле- близно 0,9 год. до приблизно 4,5год. Середнє ктромагнітне випромінювання повинне бути з падіння рН, при якому спосіб є фактично здійсне- достатньою довжиною хвилі і достатньої інтенси- ним, становить 2,9-3,7 одиниць із середнім зна- вності для фотолітичного перетворення окислю- ченням 3,3 одиниць. вача в гідроксильні вільні радикали. Фахівець в Може бути бажано визначити показник пара- даній області зазначить, що в залежності від до- метра концентрації водорозчинного полімерного вжини хвилі комерційно доступних ультрафіоле- матеріалу в розчині після окислення-відновлення тових ламп і вибраної конструкції реактора три- розчину. У вказаних варіантах переважно рецир- валість опромінення, необхідна для здійснення кулювати розчин в місткість. Це забезпечує по- по суті повної деструкції полівінілового спирту, вторне електромагнітне випромінювання для ва- буде різною, і може бути необхідне деяке рутинне ріантів, що використовують електромагнітне експериментування. Фахівець також зазначить, випромінювання. що в доповнення до розкиду в характеристиках Степінь деструкції полівінілового спирту мо- електромагнітного випромінювання, що викорис- же бути визначений вимірюванням падіння рН у товується зміни концентрації полівінілового спир- водному скидовому потоку після генерування ту і концентрації окислювача будуть давати зміни гідроксильних радикалів або колориметричним тривалості опромінення, необхідної для здійс- аналізом після генерування гідроксильних ради- нення по суті повної деструкції полівінілового калів. Колориметричний йодний розчин може спирту, і деяке експериментування є необхідним. бути використаний для колориметричного аналі-

Переважно, щоб випромінювання було ультрафі- зу, і підтвердження колориметрії може бути вико- олетовим (УФ) і здійснювалося в інтервалі дов- нане спектрофотометричним вимірюванням, яке,

переважно, має максимум поглинання при приб- того фільтра приблизно 30 меш. Біомедичні від- лизно 690нм. Чудовий колориметричний розчин ходи можуть містити радіоактивні матеріали і містить на літр 12,0г борної кислоти, 0,76г йоду і біонебезпечні матеріали. 1,5г йодиду калію. Термін "біомедичні відходи" призначається

Варіантом винаходу є хімічний спосіб очи- для позначення будь-яких відходів, які представ- щення водних скидових потоків, що містять водо- ляють небезпеку інфекції для людей, включаючи розчинний полімерний матеріал, що включає: (а) нерідку тканину, частини тіла, кров, кров утриму- введення окислювача у водний скидовий потік; ючі продукти і загальну рідину організму людини і (Б) генерування гідроксильних радикалів з окис- інших приматів; лабораторні і ветеринарні відхо- лювача; (с) одержання органічних кислот з водо- ди, які містять агенти, що викликають захворю- розчинного полімерного матеріалу. Переважним вання людей; викинені забруднені вирізки; і вико- окислювачем є перекис водню, і переважним во- ристані гумові рукавички, що абсорбують дорозчинним полімерним матеріалом є полівіні- матеріали або одноразові пристрої, забруднені ловий спирт. регульованими відходами.

Порядок стадій може змінюватися, напри- Для пристрою, в якому гідроксильні радикали клад, водорозчинний полімерний матеріал може створюються за допомогою ультрафіолетового бути розчинений до введення окислювача, водо- випромінювання, пристрій може бути одним з розчинний полімерний матеріал може бути роз- декількох конфігурацій, він може містити розчин- чинений одночасно з введенням окислювача, і ну місткість і фотохімічний реактор, дві розчинних водорозчинний полімерний матеріал може бути місткості/два реактори і три або більше розчин- розчинений після введення окислювача. них місткостей/реактори. Для пристрою, в якому

У варіанті очищення матеріалів, які поступа- гідроксильні радикали генеруються за допомогою ють з джерела, яке могло бути піддане радіоак- нагріву, пристрій містить, щонайменше, одну роз- тивному забрудненню, потенційно радіоактивні чинну місткістьодин реактор. У будь-якому при- матеріали можуть бути відфільтровані. Фільтра- строї розчинною місткістю може бути автоклав. ція може мати місце до введення окислювача у Розчинні місткості і фотохімічний реактор можуть водний скидовий потік, після одержання органіч- бути виконані з корозійностійкого матеріалу, тако- них кислот з водорозчинного полімерного матері- го як неіржавіюча сталь. алу або після біорозкладу органічних кислот. Фотохімічний реактор може представляти

Фільтри для утилізації потенційно радіоактивного множину труб, що мають змонтовані в них співо- матеріалу включають порошковий фільтр, що сно внутрішні елементи і, переважно, що містять має номінальний розмір пір 10-10Омкм, і, факуль- ряд розташованих з інтервалами ультрафіолето- тативно, другий порошковий фільтр, що має но- вих елементів, причому кожний має кварцову мінальний розмір пір від О0,їмкм до 1,0мкм, через оболонку, що оточує внутрішній ультрафіолето- який циркулює скидовий потік. Фільтрація також вий елемент, і механічну мішалку. Пристрій вве- може включати циркулювання водного скидового дення окислювача подає окислювач у водний потоку через іонообмінний шар. Інший варіант скидовий потік, циркулюючий в фотохімічному переважного винаходу містить: (а) фільтрацію реакторі і, переважно, має автоматичний рота- потенційно радіоактивного матеріалу з водного метр, який, переважно, має рН-метр, логічний скидового потоку; (р) нейтралізацію рН водного контролер, що програмується, датчик, реєстратор скидового потоку після одержання органічних і розподільний механізм. Мінімальна швидкість кислот; і (с) виснаження органічних кислот у вод- вприскування для пристрою введення становить ному скидовому потоку після нейтралізації рН. 100мл окислювачу на 10 галонів водного скидо-

Іншим варіантом даного винаходу є хімічний вого потоку. Насос може бути використаний для спосіб солюбілізації полівінілового спирту у вод- циркулювання вмісту фотохімічного реактора, ному скидовому потоку, що включає: (а) введення зворотно в фотохімічний реактор, і мішалка може скидового потоку в розчинний реактор; і (Б) нагрі- бути використана для циркулювання вмісту фо- вання скидового потоку до температури не нижче тохімічного реактора. за 212"Е (100"С) при постійному об'ємі, тим са- У варіанті винаходу розчинна місткість може мим збільшуючи тиск в реакторі до величини ви- додатково містити заглибні нагрівники або насо- ще атмосферного тиску. Скидовий потік може си, які прокачують вміст розчинної місткості через містити від 0,5 до 3095 об. полівінілового спирту теплообмінник і зворотно в розчинну місткість. або, більш переважно, від 0,5 до 595 об. полівіні- Теплообмінник може бути повітряно- лового спирту. охолоджуваним.

Конкретний варіант даного винаходу містить Насос може бути використаний для циркулю- пристрій для деструкції водорозчинних полімерів вання вмісту місткості нейтралізації зворотно в у водному скидовому потоку, що містить: реак- місткість нейтралізації. Місткість нейтралізації тор; пристрій введення окислювача; і місткість містить автоматичний контролер рн, який забез- нейтралізації. Аспектом даного винаходу є те, що печує бажане значення рН при введенні гідрок- пристрій призначений для утилізації біомедичних сиду натрію в місткість нейтралізації і тому регу- відходів і додатково містить фільтр. Стадія філь- лює нейтралізацію водного скидового потоку в трації, переважно, здійснюється за допомогою місткості нейтралізації. одного або більш сітчастих фільтрів, причому В одному аспекті винаходу пристрій містить кожний сітчастий фільтр має розмір комірки від біореактор. Біореактор звичайно містить: 1, 2, 3, приблизно 20 меш до приблизно 50 меш і, більш 4, 5, 6 або більше біокомірок; насоси введення переважно, з використанням додаткового сітчас- поживної речовини/мікробів; і подачу повітря, яка забезпечує постійний потік повітря через середо- На фіг.7 схематично показаний детально вище; і насоси або головки гравітаційної подачі, прототипний пристрій переважного варіанту, як які забезпечують перенесення між біокомірками. призначено для здійснення стадій способу, дета-

Може використовуватися рециркуляційний насос, лізованих на фіг.1. який рециркулює вміст кожної біокомірки. Пере- На фіг.8 представлена схема технологічного важно, кожний рециркуляційний насос рецирку- процесу біореактору з нерухомим середовищем. лює очищену воду 3 співвідношенням ре- На фіг.9 представлена схема технологічного цикл:живлення приблизно 5:1. Вхід в біокомірки, процесу для способу з активованим відстоєм переважно, пристосований для направлення по- традиційної розширеної аерації. вітря, мікробів і поживних речовин в біокомірки. На фіг.10 представлена схема технологічного

Біокомірки, переважно, сполучені послідовно. процесу для способу з активованим відстоєм сту-

Біокомірки складаються з аеробних біореакторів, пінчастої аерації. засіяних мікроорганізмами, що складаються в На фіг.11 представлена схема технологічного основному з аеробних, гетеротропних бактерій процесу для способу з активованим відстоєм кон- або анаеробних бактерій. Переважно, біореактор тактної стабілізації. містить комбінацію біокомірок як з нерухомим На фіг.12 представлена схема технологічного середовищем, так і з псевдозрідженим шаром. процесу для способу з активованим відстоєм по-

Таким же чином, як описано вище, коли роз- слідовної періодичної реакції. чин містить ПВС, що обробляється, промисловий Подальший опис представлений для того, 3095 концентрації перекис водню вводиться доти, щоб дати можливість фахівцеві в даній області поки загальний водний розчин до опромінення не техніки здійснити і використати винахід, і даний в має від приблизно 0,0595 до приблизно 0,595 пе- контексті конкретного застосування і його вимог. рекису водню. Процес опромінення продовжуєть- Різні модифікації розглянутих варіантів будуть ся доти, поки не має місце значне падіння рН, що легко видні для фахівців, і основні принципи, ви- вказує на те, що ПВС перетворився в оцтову кис- значені тут, можуть бути застосовані для інших лоту, причому звичайно зниження становить при- варіантів і застосувань без відходу від суті і об'є- близно 2,5-4,0 одиниць, переважно, приблизно му даного винаходу. Таким чином, даний опис не 3,0-3,5 одиниць, із середнім значенням приблиз- призначений для обмеження показаних варіантів, но 3,3 одиниць рН. Переважно, використовується але повинний відповідати найбільш широкому або нагрів, або ультрафіолетове випромінювання об'єму відповідно до принципів і характеристик, з довжиною хвилі випромінювання в інтервалі від розглянутих вище. приблизно 4нм до приблизно 400Онм, найбільш А. Спосіб переважних варіантів. переважно, приблизно 180-310нм, або найбільш Наступний опис містить опис стадій способу і переважно, приблизно 180-190нм. Знов підтвер- не повинен тлумачитися або інтерпретуватися як дження фактичної повноти реакції здійснюється мова формули пристрій-плюс-функція. По відно- колориметричним аналізом, переважно, з вико- шенню до фіг.1 посилання на відходи ПВС озна- ристанням колориметричного йодного розчину, чає відходи водорозчинного полімерного матері- вказаного вище. алу. На фіг.1 показані комбіновані стадії способу

Креслення становлять частину даного вина- переважного варіанту даного винаходу з вклю- ходу і включають типові варіанти винаходу, які ченням стадій: можуть бути представлені в різних видах. Повин- 1) якщо потрібно, солюбілізації водорозчин- не бути зрозуміло, що в деяких випадках різні ного полімерного матеріалу у водному розчині; аспекти винаходу можуть бути показані збільше- 2) фільтрації несолюбілізованого матеріалу з ними або розширеними для полегшення розумін- водного розчину; ня винаходу. 3) введення окислювача у відфільтрований

На фіг.1 представлена схема технологічного розчин; процесу, як він застосований до переважного 4) створення вільних радикалів в розчині для варіанту для деструкції і очищення скидових по- руйнування водорозчинного полімерного матері- токів, що містять водорозчинні полімери. алу і утворення органічних кислот;

На фіг.2 представлена схема передбачува- 5) якщо необхідно, визначення показника па- них реакцій, які мають місце в процесі фази фо- раметра концентрації полімерного матеріалу в тохімічної реакції способу. розчині.

На фіг.3 представлений графік, що показує б) якщо необхідно, фільтрації радіоактивного результати випробувань зміни рН розчину в про- матеріалу з розчину; цесі фотохімічного перетворення ПВС в оцтову 7) якщо необхідно, нейтралізації рН розчину; і кислоту. 8) якщо необхідно, біорозклад органічних ки-

На фіг.4а, 46 представлена схема передба- слот в розчині з утворенням СО», НгО і біомаси. чуваних реакцій, які мають місце в процесі фази Перша стадія способу в даному переважному біорозкладу способу. варіанті містить солюбілізацію водорозчинного

На фіг.5 представлений графік, що показує полімерного матеріалу у водному розчині. У результати випробувань визначення загального більш переважному варіанті вказана стадія здій- органічного вуглецю, видаленого з розчину, на снюється варінням під тиском відходів водороз- різних стадіях способу переважного варіанту. чинного полімерного матеріалу у ванні високоте-

На фіг.б6 схематично показаний пристрій пе- мпературної води при постійному об'ємі, також як реважного варіанту, як призначено для здійснен- при обробці в автоклаві. У ще більш переважно- ня стадій способу, деталізованих на фіг.1. му варіанті місткість містить відходи водорозчин-

ного полімерного матеріалу і може бути нагріта варіанти. Один переважний варіант даної стадії до температури в інтервалі між приблизно 220 і містить опромінення розчину електромагнітним приблизно 250"Е (104,4-121,17С) при тиску наси- випромінюванням. Дана стадія способу дає фо- ченої пари. Встановлено, що при варінні під тис- тохімічну реакцію, визначену як фотоліз. Фотоліз ком твердого полімерного матеріалу умови під- є хімічним розкладанням під дією променистої вищеного тиску дозволяють досягнути більш електромагнітної енергії. Ультрафіолетове ви- високих температур розчину, чим можна досягну- промінювання є електромагнітним випроміню- ти в навколишньому повітрі без кипіння. Більш ванням з довжиною хвиль від приблизно 4 нано- висока температура розчину передає більше те- метрів (нм) до приблизно 400нм. У переважному пловій енергії твердому полімерному матеріалу, і варіанті використовують ультрафіолетове ви- збільшена теплова енергія більш ефективно про- промінювання з довжиною хвиль між приблизно никає в тверді маси полімерного матеріалу з їх 180нм і приблизно 250нм. На даній стадії способу повним розчиненням. Крім того, більш високі те- витримка перекису водню в розчині при електро- мператури автоклава забезпечують стерилізацію магнітній енергії з довжиною хвиль ультрафіоле- скидового потоку, що не може бути досягнуто при тового випромінювання приводить в результаті більш низьких температурах. до фотолізу перекису водню до вільних гідрокси-

В альтернативному варіанті солюбілізований льних радикалів (ОН"), як показана в наступному скидовий потік водорозчинного полімерного ма- рівнянні: теріалу у водному розчині передбачається інак- 2НгОг-пу-22ОНУ, ше, як, наприклад, існуючою практикою, описа- де п представляє постійну Планка (б, ною в передумовах створення винаходу. У цьому 6261х1034 Дж.с), і м представляє частоту ульт- випадку переваги стадій способу винаходи мо- рафіолетового випромінювання. ОН" представ- жуть починатися з другої стадії способу. ляє вільний гідроксильний радикал. Гідроксильні

Друга стадія способу у вказаному переваж- радикали представляють дуже агресивне окис- ному варіанті містить фільтрацію. Після одер- лювальне середовище, в якому вільні гідрокси- жання розчину солюбілізованого полімерного льні радикали впливають на органічні складові матеріалу або альтернативно після солюбілізації потоку рідини, ініціюючи в результаті окислюва- твердого полімерного матеріалу, як описано ви- льний каскад реакцій, включаючи повну деструк- ще, розчин, переважно, фільтрують через сітчасті цію полімерного матеріалу в розчині. Компоненти фільтри з видаленням будь-якого нерозчиненого полімерного матеріалу переважно утворюють полімерного матеріалу і водонерозчинних полі- прості органічні кислоти. мерних складових в розчині. У переважному ва- На фіг.2 представлена схема передбачува- ріанті сітчасті фільтри мають розмір комірки в них реакцій, які мають місце в процесі головної приблизному інтервалі між приблизно 20 і приб- фази фотохімічної реакції способу. На фіг.2 мож- лизно 50 меш. У більш переважному варіанті сіт- на бачити, що за допомогою реакції окислення часті фільтри мають розмір комірки приблизно полівініловий спирт руйнується з одержанням в близько 30 меш. Нерозчинений полімерний ма- результаті скидового потоку органічної кислоти, теріал, уловлений в сітчастих фільтрах, може що містить воду і оцтову кислоту. Рівень техніки бути рециркульований для кінцевої солюбілізації. показує, що можливо всі органічні сполуки будуть

У переважному варіанті полімерний матеріал окислені приблизно в 109-109 разів швидше при складає приблизний інтервал між 0,5 і 5,095 мас. взаємодії з гідроксильними радикалами (ОН"), ніж розчину. У більш переважному варіанті полімер- в реакціях окислення, що використовують пере- ний матеріал складає приблизний інтервал між кис водню або ультрафіолетове випромінювання приблизно 0,5 і 2,595 мас. розчину. У найбільш окремо. Фахівець в даній області техніки помі- переважному варіанті температура розчину в тить, що третя стадія способу, що містить вве- процесі стадії фільтрації способу підтримується дення окислювача в розчин, і четверта стадія, що при температурі або вище за приблизно 150" містить опромінення розчину, може бути легко (65,6"С) для запобігання осадженню ПВС з роз- об'єднані із здійсненням одночасно і в єдиному чину до його деструкції. реакторі.

Третя стадія способу у вказаному переваж- В іншому варіанті четвертої стадії способу ному варіанті містить введення окислювача в використовують нагрів для перетворення переки- розчин. У переважному варіанті перекис водню є су водню в розчині у вільні гідроксильні радикали окислювачем, що вводиться. Наприклад, комер- (ОН"У). Гідроксильні радикали представляють ду- ційно доступний 3095 перекис водню може бути же агресивне окислювальне середовище, в якому зручно введений з утворенням концентрації зага- вільні гідроксильні радикали впливають на орга- льного розчину способу приблизно близько 0,290 нічні складові потоку рідини, ініціюючи в резуль- об. Перекис водню, відповідний для застосуван- таті окислювальний каскад реакцій, включаючи ня, є комерційно доступним як СА5 Ж 7722-84-1 і часткову або повну деструкцію полімерного ма- може бути придбаний з ряду джерел, включаючи теріалу в розчині. Температура, необхідна для

ММА Зсієпіїс Ргодисів, УУезі Спевієг, РА. 19380, перетворення перекису водню в гідроксильні ра-

Саїаіод я ММ 9742-1. У більш переважному варі- дикали, складає не нижче за 190"є (87,87С). У анті концентрація перекису водню в розчині зна- варіантах, що використовують вказаний нагрів ходиться в приблизному інтервалі між приблизно для генерування вільних гідроксильних радикалів 0,051 0,595 об. на четвертій стадії способу, переважно, щоб дру-

Четверта стадія способу генерування гідрок- га стадія способу, що включає фільтрацію сильних радикалів в розчині має два переважних розчину, здійснювалася після перетворення пе- ні О,5мл зразка; витримці розчину при 257С про- рекису водню у вільні гідроксильні радикали. тягом п'яти хвилин. Спектрофотометричне вимі-

П'ята стадія способу у вказаному переваж- рювання виконують при максимумі поглинання ному варіанті містить визначення показника па- 690нм з використанням спектрофотометра Насп раметра концентрації полімерного матеріалу в О2010. Можуть бути одержані еталонні розчини розчині. Дана стадія є необхідною, тільки коли полівінілового спирту і еталонна крива, одержана необхідно визначити прогрес або повноту де- з використанням до 2,590 концентрацій ПВС в струкції полімерного матеріалу в розчині. На ос- розчині. Калібрувальна крива може бути одержа- нові результатів визначення стадії введення оки- на із значень поглинання при б9Онм (при 257С), слювача в розчин і опромінення розчину відкладених на графіку по відношенню до кілько- ультрафіолетовим випромінюванням або нагрі- сті ПВС на аналіз. вання для генерування вільних радикалів можуть Шоста стадія способу містить фільтрацію і бути повторювані доти, поки по суті весь поліме- зниження радіоактивності в розчині. Дана стадія є рний матеріал не буде зруйнований, якщо такий факультативною і використовується тільки, коли рівень деструкції є бажаним. При розгляді фіг.2 водорозчинний полімерний матеріал містить по- видно, що реакція окислення-відновлення ПВС тенційно радіоактивні відходи. Вказана стадія приводить в результаті до утворення двох екві- може вимагатися або не вимагатися, наприклад, валентних форм резонансно стабілізованого аце- на ядерній установці. Якщо полімерний матеріал татного іона і збільшенню іонів вільного водню. зазнає впливу радіоактивності, яка впливає на

Збільшення концентрації іонів водню в розчині видалення розчину, тоді вказана стадія повинна збільшує кислотність розчину. Так, в більш пере- бути введена. При введенні вказаної стадії спо- важному варіанті концентрація ПВС, що залиша- собу створюється система регулювання відходів ється в розчині після стадії генерування вільних з низьким рівнем радіоактивності. Вказана систе- радикалів, визначається збільшеним зниженням ма регулювання відходів може бути використана рН розчину. як альтернативне наближення до існуючих спо-

На фіг.3 представлений графік, що показує собів сухої обробки радіоактивних відходів. результати визначення зміни рН розчину в про- Стадія способу утилізації радіоактивності цесі фотохімічного перетворення ПВС в оцтову звичайно здійснюється між стадіями способу фо- кислоту. Завдяки однорідній природі реакції оки- тохімічної реакції і біорозкладу. Більш детальний слення-відновлення ПВС до органічних кислот переважний варіант даної стадії способу включає можна прогнозувати кінцеву точку реакції (де- основні стадії: струкції ПВС) визначенням зниження рН рецир- а) фільтрації розчину і кулюючого опроміненого розчину. Значення рн, Б) іонного обміну розчину. вказуюче кінцеву точку реакції, є функцією почат- На ядерних установках радіоактивність може кового рН розчину. Наприклад, коли рН розчину бути присутньою в технологічних рідинах як в солюбілізованого ПВС знаходиться в приблизно- елементній формі, так і в формі часток. Фільтра- му інтервалі приблизно 6,8-9,6, встановлено, що ція розчину видаляє радіоактивні частки. У пере- окислення (деструкція) ПВС в розчині є по суті важному варіанті розчин пропускають через по- повним, коли рН розчину досягає приблизно 4,6. рошковий фільтр, що має номінальний розмір пір

У переважному варіанті опромінення розчину, в інтервалі приблизно між приблизно 10 і прибли- описане на четвертій стадії способу, продовжу- зно 100мкм. У більш переважному варіанті роз- ється доти, поки рН опроміненого розчину не чин потім пропускають через другий порошковий стане на між приблизно 2,7 і приблизно 4,0 оди- фільтр, що має номінальний розмір пір в інтерва- ниць менше, ніж рН розчину солюбілізованого лі приблизно між приблизно 0,їмкм і приблизно

ПВС до опромінення. У більш переважному варі- 1,0мкм. анті опромінення розчину продовжується доти, Стадія іонного обміну виснажує розчинні ра- поки рН опроміненого розчину не стане на між діоактивні частки або радіоіїзотопи елементів, які приблизно 2,9 і приблизно 3,7 одиниць менше, залишаються після мікрофільтрації, роблячи роз- ніж рН розчину солюбілізованого ПВС до опромі- чин придатним для утилізації або додаткового нення. очищення. У переважному варіанті розчин напра-

Альтернативно деструкція ПВС може бути вляють через іонообмінну місткість, яка містить підтверджена колориметричним аналізом конце- іонообміну смолу у вигляді аніонного, катіонного нтрації ПВС в розчині. Вимірювання колоримет- шару або їх комбінації. У процесі вказаної стадії ричним аналізом також можуть бути виконані в способу радіоактивні іони в розчині будуть міня- поєднанні з вимірюваннями рн. Відмітимо поліп- тися місцями з нерадіоактивними іонами, приєд- шений аналіз дозерп Н.Ріпієу, "Зресігорпоїо теїгіс наними до смоли в твердій формі. Радіоактивний

Оеїептіпайоп ої Роїуміпу!Ї АІсойпоЇ іп Рарег матеріал збирається на смолі, залишаючи роз-

Соаїйіподв", Апаїуїїса! Спетівігу, 33 (13) (Оесетрег чин, відповідний для скидання або повторного 1961) і колориметричні йодні розчини, вивчені використання за бажанням. тут, включаючи переважний розчин, що викорис- Сьомою стадією способу у вказаному пере- товує 12,0г борної кислоти, 0,76г йоду і 1,5г йо- важному варіанті є нейтралізація рН розчину. У диду калію на літр. Переважно, спектрофотомет- переважному варіанті рН розчину органічних кис- ричне вимірювання полівінілового спирту має лот, що одержується нейтралізують доданням місце при максимумі поглинання 6б9Онм. Аналіз лужного реагенту. У більш переважному варіанті може бути виконаний при: вміщенні 20,0мл коло- гідроксид натрію є лужним реагентом, що викори- риметричного йодного розчину в кювету; введен- стовується для підвищення рН до приблизного інтервалу між приблизно 6,0 і приблизно 10,0. В Рзепйдотопаз спіогогарнів іншому більш переважному варіанті, коли розчин Рзепйдотопаз риїда Біоїгуре А буде оброблятися біологічно так, як описаний на Рзейдотопаз рзепйдоаїсаїїдепев восьмій стадії способу (нижче), гідроксид натрію є КПподососсив едиї С зирдгоцр В лужним реагентом, що використовується для Всі мікроорганізми можуть бути придбані від збільшення рН в приблизному інтервалі між при- Аймапсей Місгобріа! Боішіоп5, 801 Нідпуау 377 близно 6,0 і приблизно 8,0. Як можна бачити у БОШ, Ріюї Роїіпі, ТХ 76258. Наступні мікрооргані- верхній частині фіг.4, гідроксид натрію комбіну- зми можуть бути придбані від Атегісап Туре ють з ацетатом оцтової кислоти в розчині з утво- Сшипйшге СоїІесіоп, 12301 РаїкІамл Опме, Віскміе, ренням натрійацетатного буфера, який є важли- МО 20852 (пир/Лумлиу. аїсс/ого): вим для стадії процесу біорозкладу. У найбільш АпНгобасіег сів переважному варіанті рН одержаного скидового Васінйшв5 ату!оїїдиегасіепе потоку органічних кислот нейтралізується в приб- Васійи5 риті5 С 5зирдгоир В лизному інтервалі між приблизно 6,0 і прибли- Васінйив зи зно 7,0. Вгемібасіелит тебгеїІпегі

Для всіх цілей винаходу термін "нейтраліза- Сотатопав (евіозієгопі ція" призначений для позначення коректування у Намобрасіегіит гевіпомогит бік збільшення рН кислотного розчину до більш Коситгіа Кгізііпає основного лужного розчину, що має рН приблиз- Місгорасіелцт Іїдпегасієпе но між приблизно 6,0 і 10,0. Місгососсиз Ішеиз С зирагопр С

Восьма стадія способу у вказаному переваж- Рзепйдотопаз спіогогарнів ному варіанті містить видалення розчинених і Рзепйдотопаз риїда Біоїгуре А колоїдальних органічних вуглецевих сполук, які Рзейдотопаз рзепйдоаїсаїїдепев залишаються у водному потоку після окислення. КПподососсив едиї С зирдгоцр В

Нейтралізований розчин зруйнованого полі- Аеробні, гетеротропні бактерії метаболізують мерного матеріалу має високий вміст вуглецевих органічні кислоти в розчині, таким чином знижую- сполук, що може перетворити його в непридат- чи ХПК розчину і перетворюючи його в той, що ний для скидання в колектори системи каналіза- скидається в системи колекторів роздільної сис- ції. Сумарний органічний вуглець (ТОСХСОВ)) є теми каналізації. Переважне експериментальне прямим вимірюванням концентрації органічного середовище для вирощування, що використову- матеріалу в розчині. Біологічна потреба в кисні ється в експериментах по обробці ПВС, для здо- (ВО0)(БПК)) є мірою кисню, необхідного для рової і стійкої популяції бактерій, на літр НгО міс- повного руйнування органічного матеріалу, і/або тить: кисню, необхідного для окислення відновлених Оцтова кислота 0,5 азотних сполук. Хімічна потреба в кисні Меляса 0,0029о (СО0)(ХПК)) використовується як міра кисневого (МНг»2504 1,0г еквівалента вмісту органічної речовини зразка, КНгРОХ 1,0г яка є сприйнятливою до окислення сильним хімі- К"НРО»Х о вг чним окислювачем. Один або більш з цих пара- Ма5О7НгО 0,2г метрів звичайно використовуються загальнодо- масі б 1г ступно працюючими очисними установками для Сасі»2НнН»Оо 0,2г регулювання скидових потоків, що виходять. Ееб8ОХ 0,01г

Біорозклад органічних кислот в розчині вико- Маг?МоО2:2НгО О,Бмг ристовується для утилізації органічних вуглеце- Мп8ОХ 0,5мМг вих сполук. На даній стадії способу нейтралізо- Дріжджовий екстракт 10,0г ваний розчин засівають мікроорганізмами. Заявники рекомендують коректування рН до

Мікроорганізми використовують органічні кисло- приблизно 7,5 і вирощування мікроорганізмів при ти, одержані окисленням-відновленням водороз- 2526. чинного полімерного матеріалу, як джерело вуг- У більш переважному варіанті розчин напра- лецю і енергії У переважному варіанті вляють в камеру порошкоподібного активованого мікроорганізми містять фактично аеробні, гетеро- вугілля (РАС)(ПАВ)), що містить аерований псе- тропні бактерії. Вказані види бактерій є відомими вдозріджений шар ПАВ. Порошкоподібне вугілля фахівцям в даній області техніки і є легко доступ- стає суспендованою підкладкою для вирощуван- ними. Мікроорганізми для руйнування ПВС, що ня бактерій. Коли СОВ знижується до бажаного обробляється можуть включати: рівня нижче місцевих регламентованих обме-

Аппгорасіег ІЇїсів жень, біохімічно очищений розчин може бути де-

Васіїиз атупоіїдиетасієпь5 кантований і вивільнений для скидання.

Васіїн5 ритіїи5 С зирагоир В На фіг.4а, 46 представлена схема передба-

Васіїиз зИбнНІїв чуваних реакцій, які мають місце в процесі фази

Вгемірасіепит тергеїІпегі біорозкладу способу, але вони є тільки думками

Сотатопаз (езіозіегопі заявників і не призначені для обмеження об'єму

Намобасіепит гевіпоуогит даного винаходу. Як можна бачити на фіг.4, аце-

Косипа КизНпає тат оцтової кислоти взаємодіє з гідроксидом на-

Місгорасіепит Ідмегасієп5 трію з утворенням ацетату натрію. Ацетат натрію

Місгососсиз Ішеи5 С зирогоир С перетворюється в ацетил СоА, кофермент, що

Рзейдотопазв раї!еагіса звичайно використовується для перетворення сполук вуглецю в діоксид вуглецю і воду. Зокре- полімеру і утворення радикальних часток з окис- ма, ацетил СоА входить в гліоксилатний шлях лювача. Це, переважно, здійснюється варінням обміну (знайдено тільки в бактеріях) і в шлях об- під тиском розчину водорозчинного полімеру у міну трикарбонової кислоти. Інші найбільш важ- ванні високотемпературної води при постійному ливі процеси залежать від вказаних двох шляхів об'ємі так, як при обробці в автоклаві. У ще більш обміну для молекул попередника і включають переважному варіанті місткість містить розчин біосинтез амінокислот і біосинтез піримідину (по- водорозчинного полімеру і може бути нагріта до передники ДНК). Процес глюконеогенезу є необ- температури в інтервалі між приблизно 212 і при- хідним і повинен бути ініційований для того, щоб близно 250" (100-121,17С) при тиску насиченої бактерії поповнювали подачу глюкози в мікроор- пари. Встановлено, що при варінні під тиском ганізми. Глюкоза потрібна для синтезу стінок і твердого полімерного матеріалу у водному роз- мембран бактерійних клітин і також служить як чині умови підвищеного тиску дозволяють досяг- підкладка для гликолізу, клітинний процес якого нути більш високих температур розчину, чим мо- генерує енергію сполук для біосинтезу. жна досягнути в навколишньому повітрі без

На фіг.5 представлений графік, що показує кипіння. Більш висока температура розчину пе- результати випробувань визначення загального редає більше тепловій енергії твердому полімер- органічного вуглецю, видаленого з розчину, на ному матеріалу, і збільшена теплова енергія різних стадіях способу переважного варіанту. більш ефективно проникає в тверду масу поліме-

Є різні способи, які можуть бути використані рного матеріалу з їх повним розчиненням. Крім для здійснення вторинного біологічного очищен- того, більш високі температури автоклава забез- ня для утилізації органічного вуглецю з ПВС вод- печують стерилізацію скидового потоку, що не ної фази, що обробляється. Вказані способи може бути досягнуто при більш низьких темпера- включають використання реактора з нерухомим турах. Висока температура, що використовується середовищем і способу з активованим відстоєм, у варінні під тиском розчину водорозчинного по- такого як традиційна розширена аерація, ступін- лімеру, є достатньою, щоб викликати хімічне роз- часта аерація, послідовні періодичні реакції, кон- кладання перекису водню і утворення вільних тактна стабілізація, або реакторів з псевдозрі- гідроксильних радикалів (ОН). Вільні гідроксиль- дженим шаром. Зворотний осмос може бути ні радикали впливають на органічні складові ски- використаний в доповнення до вищезгаданих дового розчину, так як полімер розчиняється, способів, коли вода, що обробляється з ПВС по- інціюючи в результаті окислювальний каскад винна зберігатися в замкненій системі з циркуля- реакцій, включаючи повну деструкцію полімерно- цією. го матеріалу в розчині.

В. Другий спосіб переважного винаходу. Стадії способу з третьою по сьому даного ва-

Другий переважний варіант даного винаходу ріанту є ідентичними стадіям способу другий і з включає стадії: п'ятою по восьму, відповідно, попереднього варі- 1) Введення окислювача у водний розчин, що анту винаходу. містить водорозчинний полімерний матеріал; С. Пристрій для здійснення способу перева- 2) Солюбілізації водорозчинного полімерного жних варіантів. матеріалу у водному розчині при одночасному Розглядається пристрій для деструкції ПВС у створенні вільних радикалів для руйнування во- відповідності до способу, розглянутого вище. Ві- дорозчинного полімерного матеріалу і утворення дносно фіг.б посилальна цифра 100 відноситься органічних кислот; звичайно до розчинного реактора. У переважно- 3) Фільтрації несолюбілізованого матеріалу з му варіанті розчинний реактор 100 є автоклавом. водного розчину; Розчинний реактор 100, переважно, виконаний з 4) Якщо необхідно, вимірювання показника неіржавіючої сталі або подібного корозійностійко- параметра концентрації полімерного матеріалу в го матеріалу. Розчинний реактор 100 сполучений розчині; водопровідно-каналізаційною лінією 102 з фільт- 5) Якщо необхідно, фільтрації радіоактивного раційний пристроєм 104. Фільтраційний пристрій матеріалу з розчину; 104 сполучений водопровідно-каналізаційною 6) Якщо необхідно, нейтралізації рН розчину; лінією 106 з насосом 108. У переважному варіанті і водопровідно-каналізаційна лінія 112 перетинає і 7) Якщо необхідно, біорозклад органічних ки- з'єднує водопровідно-каналізаційну лінію ПО з слот в розчині з утворенням СО», НГО і біомаси. теплообмінником 114. Теплообмінник 114 сполу-

Перша стадія способу в даному переважному чений водопровідно-каналізаційною лінією 116 варіанті містить введення окислювача в розчин, знов з розчинним реактором 100 з утворенням що містить водорозчинний полімер. У переваж- комунікації рециркулювання. ному варіанті перекис водню є окислювачем, що Насос 108 сполучений водопровідно- вводиться. Наприклад, комерційно доступний каналізаційною лінією ПО з фотохімічним реакто- 3095 перекис водню може бути зручно введений у ром 200. Реактор 200, переважно, виконаний з вигляді концентрації загального розчину способу неіржавіючої сталі або подібного корозійностійко- приблизно між приблизно 0,059о5 об. і приблизно го матеріалу. У переважному варіанті фотохіміч- 2090 об. і, більш переважно, приблизно 3,095 об. ний реактор 200 складається з групи окремих

Друга стадія в даному переважному варіанті фотохімічних реакторів (не показано), розташо- містить нагрівання розчину, що містить водороз- ваних по порядку в реакторі. У даному варіанті чинний полімер і окислювач, при температурі і механічна мішалка (не показано) розташована в протягом періоду часу, достатніх для розчинення реакторі 200 для забезпечення циркуляції вмісту.

Кожний з реакторів містить, щонайменше, один водної фази, що обробляється. Переважні спо- елемент ультрафіолетового випромінювання соби включають використання реактора з неру- високої інтенсивності. У більш переважному варі- хомим середовищем і способу з активованим анті фотохімічні елементи в реакторі 200 генеру- відстоєм, такого як традиційна розширена аера- ють ультрафіолетове випромінювання з довжи- ція, ступінчаста аерація, послідовні періодичні ною хвиль між приблизно 185 і приблизно 250нм. реакції, контактна стабілізація, або реакторів з

Пристрій введення окислювача 300 сполуче- псевдозрідженим шаром. Коли вода, що оброб- ний водопровідно-каналізаційною лінією 302 з ляється з ПВС повинна зберігатися в замкненій реактором 200. У переважному варіанті пристрій системі з циркуляцією, може бути використаний введення окислювача 300 містить логічний про- зворотний осмос в доповнення до вищезгаданих грамований контролер, датчик, реєстратор і роз- способів. подільний механізм, такий, як добре відомо в Реактор з нерухомим середовищем. хімічній промисловості. Фотохімічний реактор 200 Спосіб аеробного очищення, який складаєть- сполучений водопровідно-каналізаційною лінією ся з однорідного розподілу стічних вод понад 202 з насосом 204. Насос 204 сполучений водоп- нерухомого (тобто стаціонарного) середовища за ровідно-каналізаційною лінією 206 з місткістю допомогою розподільника потоку 706 в одній або нейтралізації 400. У факультативному варіанті більш вертикальних комірок (фіг.9). Середовище водопровідно-каналізаційна лінія 208 перетинає складається з матеріалу, який забезпечує найбі- водопровідно-каналізаційну лінію 206 і сполуча- льші питому площу поверхні і процент вільного ється з реактором 200, що дозволяє насосу здій- об'єму. Велика площа поверхні забезпечує вели- снювати фотохімічну обробку розчину з циркуля- ку масу бактерійної біоплівки на одиницю об'єму, цією. тоді як збільшений вільний об'єм забезпечує

Пристрій нейтралізації рН 402 сполучений більш високі гідравлічні навантаження і збільше- водопровідно-каналізаційною лінією 404 з місткіс- не перенесення кисню. тю нейтралізації 400. У більш переважному варі- Велика частина стічної води, накладеної на анті пристрій нейтралізації рН 402 містить авто- нерухоме середовище, проходить швидко через матичний контролер рН. Місткість нейтралізації нього у другий освітлювач 704, тоді як залишок 400 сполучена водопровідно-каналізаційною ліні- повільно струмує понад поверхні бактерійної біо- єю 406 з насосом 408. Насос 408 сполучений во- плівки, зростаючій на нерухомому середовищі допровідно-каналізаційною лінією 410 знов з міс- 702. Видалення сумарного органічного вуглецю ткістю нейтралізації 400 з утворенням комунікації (ТОСХСОВ)) здійснюється біосорбцією і коагу- рециркулювання. Місткість нейтралізації 400 спо- люванням від швидкого рушення частини потоку і лучена водопровідно-каналізаційною лінією 412 з при поступовому видаленні розчинних органічних біокомірками 500. Біокомірки 500 є, переважно, складових з частини потоку з більш повільним комірками з нерухомим середовищем аеробного рушенням за допомогою біохімічного окислення. типу або з активованим відстоєм. Вхідне присто- Кількість одержаної бактерійної біоплівки ре- сування виконане для напряму повітря, мікробів і гулюється доступним живленням, і зростання поживних речовин в біокомірки будь-яким спосо- буде збільшуватися, так як зміст органіки збіль- бом, добре відомим в промисловості. Біокомірки шується, до досягнення максимальної товщини, 500 сполучені водопровідно-каналізаційною ліні- або коли зміст органіки перевищить проектну єю 502 з насосом 504. Насос 504 сполучений во- площу поверхні нерухомого середовища, необ- допровідно-каналізаційною лінією. 506 знов з хідну для обміну розчиненого кисню. Вказане біокомірками 500 з утворенням комунікації рецир- максимальне зростання регулюється гідравліч- кулювання. Біокомірки 500 сполучені водопровід- ним натиском, типом нерухомого середовища, но-каналізаційною лінією 508 для скидання. органічними складовими, кількістю присутніх ос-

В альтернативному переважному варіанті новних поживних речовин і природою конкретно- водопровідно-каналізаційна лінія 602 перетинає і го біологічного зростання. Час втримання в при- з'єднує водопровідно-каналізаційну лінію 206 з строї є функцією поступаючого гідравлічного пристроєм фільтрації радіоактивного матеріалу навантаження і швидкості рециклу комірки. У ре- 600. Пристрій фільтрації радіоактивного матеріа- акторі з нерухомим середовищем рециркуляційне лу 600 сполучений водопровідно-каналізаційною співвідношення складає від 3:11 до 5:1 (ре- лінією 604 знов з водопровідно-каналізаційною цикл:гідравлічне навантаження). лінією 206 з утворенням комунікації рециркулю- Головне застосування реакторів з нерухомим вання. Факультативно пристрій фільтрації радіоа- середовищем в очищенні водного ПВС, що обро- ктивного матеріалу 600 сполучений водопровід- бляється буде для високоміцних нерадіоактивних но-каналізаційною лінією 606 знов з реактором скидових потоків. Реактори з нерухомим середо- 200 з утворенням комунікації рециркулювання, по вищем можуть працювати з об'ємним змістом якій виснаження радіоактивності в розчині може Сов 50-100 фунт на 1000Окв.фут площі поверхні бути здійснене спільно Кк! окисленням- середовища і гідравлічними навантаженнями 0,5- відновленням розчину. Альтернативно пристрій 1,5галон/хв./кв.фут при досягненні міри утилізації фільтрації радіоактивного матеріалу 600 може СОВ до 9095 (0.5. ЕРА, ТесппоЇоду Тгапвіег, бути сполучений з розглянутим пристроєм в 1974). будь-якому положенні між розчинним реактором 100 і місткістю нейтралізації 400.

Повторне біохімічне очищення використову- Спосіб з активованим відстоєм. ється для утилізації органічного вуглецю з ПВС

Спосіб з активованим відстоєм застосований способу, який може досягати 85-9095 утилізації в багатьох розробках по очищенню стічних вод і є СОВ з належної операції (0.5. ЕРА, ТесппоЇоду одним з кращих встановлених і широко пошире- Тгапегег, 1974). них способів біохімічного очищення стічних вод в Ступінчаста аерація. світі для промислових стічних вод, і його присто- У пристрої ступінчастої аерації скидовий по- совність для відповідності новим вимогам до яко- тік, що обробляється ПВС вводиться в декількох сті потоку, що виходить є значною (Вигдевзз5 еї аї., точках 710 протягом всієї протяжності аераційної 2000). Спосіб з активованим відстоєм використо- камери (фіг.10). Однак, поворотний активований вує мікроорганізми в суспензії для хімічного окис- відстій 716, який звичайно знаходиться в інтер- лення розчинних і колоїдальних органічних речо- валі від 25 до 7595 розрахункового потоку, вво- вин, таких як водний ПВС, що обробляється, до диться в головній частині першої аераційної ка- діоксиду вуглецю і води в присутності молекуля- мери 712, як в пристрої традиційної розширеної рного кисню. У процесі окислення частина органі- аерації. Це дозволяє більш ефективно викорис- чного матеріалу синтезується в нові клітини. Час- товувати біомасу активованого відстою і навіть тина синтезованих клітин потім зазнає розподіляти необхідний кисень по камері. самоокислення в аераційній камері; залишок Пристрої ступінчастої аерації призначені для утворює нові клітини (біомасу) або надмірний об'ємних навантажень 40-60 фунт СОВ/24 відстій. У способі потрібний кисень для підтримки год/1000 куб.фут об'єму аераційної камери при реакцій окислення і синтезу. Для здійснення вмісті органічних речовин (живлення для мікроор- будь-якого застосування способу з активованим ганізмів, П/М) 0,2-04 фунт СОВ/24 год/фунт відстоєм на безперервній основі генеровані твер- ЗПСТР. Час втримання відстою (ЧВВ) може варі- ді біоречовини повинні бути відділені до скидання юватися в залежності від введення поживної ре- частини, що декантується з рециркулюванням човини, але звичайно повинен бути близьким головної фракції в аераційну камеру, і надмірний часу для пристроїв традиційної розширеної ае- відстій виводиться для подальшої обробки і ути- рації (0.5. ЕРА, Тесппоїоду Тгапвтег, 1974). лізації. Послідовні періодичні реакції.

Приклади застосувань розробки способу з Система послідовних періодичних реакцій є активованим відстоєм, які можуть бути викорис- способом з активованим відстоєм, де два або тані для повторного біохімічного очищення в кон- більше аеробних біореактори 720 послідовно тексті даного винаходу, включають: традиційну заповнюються, органічний вміст біохімічно окис- розширену аерацію, послідовні періодичні реак- люється, і шар, що декантується розвантажуєть- ції, контактну стабілізацію і реактори з псевдозрі- ся з кожної окремої установки 722 (фіг.11). Дана дженим шаром. конструкція виключає необхідність в окремій ка-

Традиційна розширена аерація. мері освітлювача, тому знижуючи загальну зону

У пристрої традиційної розширеної аерації, обслуговування установки очищення. Звичайно в використаному для повторного біологічного очи- системі послідовних періодичних реакцій аеробні щення ПВС, що обробляється, стічні води пода- біореактори будуть чергуватися між накопичен- ються насосом з первинної переробки 700 і регу- ням/освоєнням і осадженням/вивантаженням лювання рН в аеробно перемішувану аераційну шару, що декантується. Для очищення скидових камеру 708, за якою встановлений послідовно потоків ПВС, що обробляються, послідовні періо- повторний освітлювач 704 (фіг.10). У головній дичні реактори можуть працювати послідовно з частині аераційної камери вхідний потік (стічні метою знизити вміст органічного вуглецю крок за води) змішується з розщепленим потоком пово- кроком вздовж ланцюга очищення. Крім того, ротного активованого відстою 716. Конструкція очищення, що використовує вказаний спосіб ро- повітрярозподільної системи в камері запобігає боти, здійснюється в окремих ваннах в протиле- проскакуванню скидового потоку через установку жність іншим конструкціям, які використовують і збільшує час втримання нагнітанням води, щоб деякий вид проточної системи. У результаті очи- зробити найбільш довгий шлях через камеру. щення в послідовних періодичних реакторах ски-

Надходження стічних вод в аераційну камеру дових потоків ПВС, що обробляються дозволяє зміщає змішані рідини (змішані воду і біомасу) у регулювати робочі параметри, такі як час втри- повторний освітлювач 704, де флокульована біо- мання, для кожної окремої ванни стічної води, так маса осаджується у відстій 716 і освітлює кінце- як вона віддаляється через систему. вий потік, що виходить 718. Частина очищеної У системах послідовних періодичних реакто- води вивантажується через поверхневий шар, що рів розрахункові об'ємні навантаження є подіб- виходить. ними навантаженням пристрою традиційної роз-

Конструкція традиційного пристрою розшире- ширеної аерації, де той, що обробляється ПВС ної аерації для очищення ПВС, що обробляється може бути очищений з швидкістю 20-40 фунтів заснована на об'ємних навантаженнях 20-40 фу- СОВ/24 год/1000 куб. фут об'єму аераційної ка- нт СОВ/24 год/1000 куб. фут об'єму аераційної мери і при вмісті органічних речовин 0,2-0,4 фунт камери і вмісті органічних речовин (живлення для СОВ/24 год./фунт ЗПСТР. мікроорганізмів, Р/М (П/М)) 0,2-0,4 фунт СОВ/24 Контактна стабілізація. год/фунт змішаного потоку суспендованих твер- Контактна стабілізація є аналогічною ступін- дих речовин (МІ. 55)(ЗПСТР). Час втримання від- частій аерації, відмінність між ними включає зміну стою (ЗКТ)(ЧВВ)) можна варіювати завдяки вмі- в розташуванні подачі вхідного потоку ПВС, що сту поживної речовини, але повинний звичайно обробляється і повернення відстою 712 в знаходитися в інтервалі між 5 і 15 діб для даного аераційну камеру (фіг.12). Об'ємні навантаження

СОВ, П/М, ЧВВ і ефективність утилізації органіч- повинний бути подібним ЧВВ пристроїв традицій- них речовин є подібними пристрою ступінчастої ної розширеної аерації. аерації. Відносини повернення відстою варіюють- Зворотний осмос. ся від 25 до 10095 середнього розрахункового Тепер знов метою способів повторного і тре- потоку. тинного очищення в контексті даного винаходу є

Конструкція пристрою контактної стабілізації видалення крок за кроком органічного вуглецю, складається з реакційної аераційної камери 730, що залишається в розчині після первинної оброб- контактної аераційної камери 732 і повторного ки ПВС. За допомогою відповідного пристосуван- освітлювача 704. У даній конструкції СОВ в коло- ня повторного біологічного очищення можна їдальному або нерозчинному стані, що міститься ефективно видаляти 80-9595 вказаного органічно- в стічних водах ПВС, що обробляється, швидко го вуглецю з розчину. Однак, у випадках, коли видаляється з скидового потоку у відносно корот- вода, що обробляється з ПВС повинна зберігати- кий контактний час по комбінованому механізму ся в замкненій системі з циркуляцією, весь орга- біологічної сорбції, синтезу і флокуляції. Це може нічний вуглець, що залишився повинен бути ви- дати можливість знизити розмір установки на далений. Коли потрібне повне видалення одиницю очищених стічних вод ПВС, що оброб- органічного вуглецю, вода 718, що виходить з ляється в такій мірі, поки скидовий потік має вка- повторного біологічного очищення, буде очища- зані характеристики. У конструкції пристрою кон- тися в третинній установці зворотного осмосу тактної стабілізації після того, як біологічний 740. відстій 716 відділяється від стічних вод 718 в Осмос є терміном, який описує явище течії освітлювачі 704, концентрований відстій транс- води через напівпроникну мембрану, яка блокує портується в і окремо аерується в реакційній ае- перенесення через неї солей і інших розчинених раційній камері 730. Тут флокульований і абсор- речовин. Коли напівпроникна мембрана розділяє бований СОВ стабілізується. Спосіб контактної два водних об'єми, вода буде текти зі сторони стабілізації має перевагу здатності обробляти низької концентрації розчинених речовин в сто- більш імпульсні органічні і токсичні речовини за- рону високої концентрації розчинених речовин. вдяки здібності до біологічної буферної дії реак- Потік може бути зупинений або направлений зво- ційної аераційної камери 730 і тому, що при будь- ротно доданням тиску на стороні більш високої якому даному часі головна частина активованого концентрації. Коли вказаний процес здійснюєть- відстою 716 відділяється від головного потоку ся, він називається зворотним осмосом (І аспівп, стічних вод установки. 2000). Концепція зворотного осмосу буде введе-

Реактори з псевдозрідженим шаром. на в ланцюжок очищення винаходу при прове-

Спосіб реакції в псевдозрідженому шарі є денні спочатку попередньої фільтрації повторної способом, де суспендоване середовище, таке як води, що виходить 718 через порошковий фільтр активоване вугілля або пластикові біокульки, (0,65-10мкм) з видаленням будь-яких суспендо- вводиться в біореактор, аераційну і або реакцій- ваних твердих речовин. Після попередньої філь- ну/контактну камери із забезпеченням додаткової трації вода транспортується в зворотноосмотич- площі поверхні з метою вирощування бактерійної ну (КО)(3О)) місткість концентрату. На даній біоплівки. Вказана модифікація може бути прис- стадії насос високого тиску використовується для тосована до будь-кого з способів з активованим прокачування води з місткості концентрату до відстоєм, описаних раніше (фіг.9-12). Перевагою ЗО-фільтру, де вона рухається тангенціально реакторів з псевдозрідженим шаром в порівнянні через поверхню ЗО-мембрани. Прикладений тиск з традиційними конструкціями з активованим від- насоса служить для нагнітання частини води че- стоєм є їх здатність вирощувати більш широкий, рез мембрану до проникної сторони. Солі і орга- більш розгалужений консорціум бактерій, скріп- нічні розчинені речовини, дуже великі для прохо- лених з суспендованим середовищем, а також дження через пори мембрани, залишаються у бактерій, диспергованих в пластівцях через вод- вигляді концентрату і змиваються через верхню ну фазу аераційної камери. Коли як псевдозрі- сторону мембрани тангенціальним потоком тиску джене середовище використовується активоване (МіПіроге, Рейсоп і РгоПйих-МіПйроге Согр., 1999). вугілля, воно забезпечує поглинаючі властивості, Вказана дія запобігає їх наростанню на поверхню які можуть надавати буферний вплив на негатив- мембрани і знижує можливу закупорку. При типо- ну дію імпульсного вмісту органічних і токсичних вій роботі 10-2095 води фільтрується через З3О- речовин. Через обмеження механічного прокачу- мембрану як фільтрат при кожному пропущенні, вання і осадження біокульки як псевдозріджений тоді як інші 80-90905 відсікаються і повертаються в шар середовища є найбільш відповідними в за- місткість концентрату. При кожному пропущенні стосуванні послідовних періодичних реакторів, де або циклі об'єм місткості концентрату знижується всі фази очищення здійснюються в одному реак- доти, поки він не досягне приблизно 1095 почат- торі. кового об'єму завантаження.

Завдяки своїй здатності буферного впливу на Профільтровану воду, вільну від солей, ра- високий вміст органічних речовин системи реак- діоіїзотопів і СОВ, подають насосом в резервуар торів з псевдозрідженим шаром призначені для або місткість чистої води для використання в об'ємних навантажень 40-60 фунт СОВ/24 майбутній обробці ПВС. Водний концентрат тра- год/100Окуб.фут об'єму аераційної камери і від- нспортують в камеру витримування відпрацьова- ношення П/М 0,2-0,5 фунт СОВ/24год/фунт ного відстою. Тут його змішують і аерують з від-

ЗПСОТР. ЧВВ знов може варіюватися в залежності працьованими твердими біоречовинами. В від введення поживної речовини, але звичайно результаті додаткове біохімічне окислення-

відновлення СОВ буде мати місце до кінцевого тура розчину підтримується в приблизному інтер- зневоднення і утилізації твердого радіоактивного валі між приблизно 150" (65,67С) і приблизно залишку і відпрацьованих сухих твердих біоре- 200"г (93,35). човин. Після того, як водорозчинний полімерний ма-

О. Функціонування винаходу. теріал солюбілізується, і водний розчин фільтру-

Приведене далі є ілюструючими прикладами ється і охолоджується, його транспортують в фо- винаходу і не призначене для обмеження об'єму тохімічний реактор 200. Пристрій введення або функціонування винаходу. Інші цілі, характе- окислювача 300 подає перекис водню у водний ристики і переваги даного винаходу стануть оче- розчин, циркулюючий в фотохімічному реакторі видними з подальшого докладного опису. Повин- 200. Перекис водню змішується з водним розчи- не бути зрозуміло, однак, що докладний опис і ном в фотохімічному реакторі 200. Переважно, окремі приклади, хоч вказують переважні варіан- пристрій введення окислювача 300 містить авто- ти винаходу, приводяться тільки шляхом ілюст- матичний ротаметр і реєстратор рН. У переваж- рації, оскільки різні зміни і модифікації в суті і ному варіанті концентрований перекис водню об'ємі винаходу стають очевидними для фахівців вводиться з мінімальною швидкістю приблизно в даній області техніки з вказаного докладного 100мл на 10 галонів розчину. опису. Переважно, фотохімічний реактор 200 міс-

Приклад 1. тить множину труб, що мають внутрішні елемен-

У переважному варіанті даного винаходу (ди- ти, змонтовані співосно в них, для генерування вись фіг.б6) розчинний реактор 100 є, переважно, електромагнітного випромінювання. Переважно, автоклавом, виконаним з неіржавіючої сталі або елементи генерують ультрафіолетове випромі- подібного корозійностійкого матеріалу. Відпра- нювання з довжиною хвиль в приблизному інтер- цьований твердий водорозчинний полімерний валі між приблизно 185 і приблизно З1Онм. Більш матеріал вміщують в розчинний реактор 100 у переважно, елементи генерують ультрафіолето- водному розчині. Переважно, відпрацьований ве випромінювання з довжиною хвиль в приблиз- твердий водорозчинний полімерний матеріал ному інтервалі між приблизно 185 і приблизно вводять у воду з утворенням розчину, що містить 250нм. У найбільш переважному інтервалі вод- полімерний матеріал в приблизному інтервалі ний розчин циркулює в фотохімічному реакторі між приблизно 0,595 мас, і приблизно, але менше 200, який містить ряд розташованих з інтервалом за 595 мас. У більш переважному варіанті відпра- ультрафіолетових елементів, причому кожний цьований твердий водорозчинний полімерний має кварцову оболонку, що оточує внутрішній матеріал вводять в розчин в приблизному інтер- ультрафіолетовий елемент. Розчин, таким чином, валі між приблизно 0,595 мас, і приблизно 2,590 безперервно опромінюється ультрафіолетовим мас. Переважно, розчинний реактор 100 підтри- випромінюванням при механічному перемішуван- мує достатній тиск для забезпечення нагріву во- ні або рециркулюється. Витримка перекису вод- дного розчину до температури вище за 2127 ню в розчині з підведенням електромагнітної (10072). Більш переважно, розчинний реактор енергії з довжиною хвиль ультрафіолетового ви- 100 підтримує достатній тиск для забезпечення промінювання дає внаслідок фотоліз перекису нагріву водного розчину при температурі в приб- водню у вільні гідроксильні радикали (ОН"У). Віль- лизному інтервалі між приблизно 220"Е (104,47) ні гідроксильні радикали впливають на органічні і приблизно 250"Е (121,17С). Вказані параметри складові розчину, ініціюючи окислювальний кас- звичайно автоматично контролюються і регулю- кад реакцій, які включають повну деструкцію по- ються. Розчин витримують при заданій темпера- лімерного матеріалу в розчині і дають в резуль- турі протягом певного періоду часу, щоб дозво- таті скидовий потік органічних кислот, що містить лити одягу і іншим виробам з полімерного воду і оцтову кислоту. Збільшення концентрації матеріалу розчинитися і забезпечити повну сте- водневих іонів внаслідок окислювальної реакції рилізацію розчину. спричиняє зниження рН розчину. Переважно, рн

Після солюбілізації водний розчин потім тра- розчину вимірюється як індикатор параметра нспортують в фільтраційний пристрій 104. Пере- концентрації полімерного матеріалу, що залиша- важно, фільтраційний пристрій 104 містить мно- ється в розчині. Вимірювання рН розчину, пере- жину сітчастих фільтрів для відфільтровування важно, здійснюється пристроєм введення окис- будь-якого нерозчиненого полімерного матеріалу, лювача 300. Таким чином, пристрій введення який зрештою буде розчинений внаслідок сти- окислювача 300 може контролювати продовжен- рання і турбулентності, створеної рециркуляцією ня фотохімічного процесу доти, поки рН поступо- розчину полімерного матеріалу. Фільтраційний во не знизиться до рівня, який вказує на те, що пристрій 104 також відфільтровує будь-який не- весь полімерний матеріал в розчині зруйнований. розчинний матеріал, який є несумісним зі спосо- Приклад 2. Радіоактивні матеріали. бом. Альтернативний варіант передбачає факуль-

Після фільтрації водний розчин потім транс- тативне виснаження радіоактивного матеріалу в портують в теплообмінник 114, який є, переваж- розчині. Знов дивись фіг.б6. Це здійснюється цир- но, повітряохолоджуваним, для прискорення куляцією розчину через пристрій фільтрації ра- зниження температури розчину. Після рецирку- діоактивного матеріалу 600 до транспортування ляції в розчинний реактор 100 холодний розчин розчину в місткість нейтралізації 400. Переважно, повертається до тиску навколишнього середови- пристрій фільтрації радіоактивного матеріалу 600 ща. У переважному варіанті, коли розчин транс- містить мікронний фільтр, який видаляє порош- портується в фотохімічний реактор 200, темпера- коподібний радіоактивний матеріал, і установку іонного обміну, яка знижує виснажені радіоізото- 2) із зміною рН в приблизному інтервалі між при- пи до елементарного рівня. У більш переважному близно 2,5 і приблизно 4,0. варіанті мікронний фільтр складається з «1,0 мік- Приклад 6. Спосіб обробки ПВС: розчинення ронного патронного фільтра. Результати випро- ПВС і введення гідроксильних радикалів в дві бувань, що відносяться до даного варіанту, при- стадії. ведені в таблиці 2-1. Способи обробки розроблені для деструкції

Приклад 3. Нейтралізація рн. полівінілового спирту. Вказані способи розробле-

Ще один альтернативний варіант передбачає ні на основі необхідності перетворення і подаль- факультативну нейтралізацію рН водного розчи- шої деструкції відходів, виготовлених з ПВС. ПВС ну. Знов дивись фіг.б6. Коли зниження рН розчину може бути виготовлений в різних видах, включа- вказує на те, що по суті весь полімерний матері- ючи плівку, неткані і ткані тканини і т.д. Вказані ал в розчині зруйнований, розчин транспортують ПВС-матеріали можуть бути перероблені у бага- в місткість нейтралізації 400. Пристрій нейтралі- то які продукти споживання. Продукти можуть зації рН402 вводить гідроксид натрію в місткість бути використані як продукти-замінники в бага- нейтралізації 400 як агент для перекладу рН в тьох галузях промисловості. Вказані споживчі більш лужний стан. Переважно, пристрій нейтра- товари припиняються як відходи і є дорогими для лізації рН402 містить автоматичний контролер обробки і утилізації традиційним способом. ПВС є рН, який пропорційно вводить гідроксид натрію із паспортизованим біорозкладальним полімером. збільшенням рН доти, поки не досягається бажа- Однак, випробування показують, що швидкість ний рН, і контролює рециркуляцію розчину через біорозкладу є обмеженою і невідповідною для місткість нейтралізації 400. У переважному варіа- того, щоб бути комерційно життєздатною. нті рН нейтралізується в приблизному інтервалі Визнаючи корисність вказаного продукту і між приблизно 6,0 і приблизно 8,0. можливих застосувань на різних промислових

Приклад 4. Біорозклад. ринках збуту, тобто включаючи небезпечні відхо-

Інший альтернативний варіант передбачає ди, автори винаходу намагаються розробити еко- факультативне розкладання відходів органічних номічно ефективний спосіб очищення ПВвСо- кислот, що залишаються у водному розчині. Піс- утримуючих матеріалів з подальшим терміном ля того, як розчин досягне прийнятно нейтраль- служби, що дало б економічну вигоду виробнику ний рН, його транспортують в біокомірки 500 (ди- відходів і забезпечило краще екологічне рішення вись фіг.б), де органічні сполуки, що в порівнянні зі способами масового поховання залишаються у водному розчині, метаболізують- відходів і навіть спалення. Випробування і дослі- ся. Біокомірки 500 є, переважно, аеробними біо- дження дають декілька конкурентноспроможних реакторами з нерухомим середовищем, засіяни- технологій очищення ПВС-утримуючих відходів. ми мікроорганізмами, що складаються фактично Один спосіб деструкції водорозчинних полімерів з аеробних, гетеротропних бактерій. Переважно, включає стадії: для максимальної ефективності біологічного спо- - Вміщення скидового потоку, що містить во- собу очищена вода рециркулюється перед пере- дорозчинний полімер, в розчинну місткість; міщенням до наступного комірки. Більш переваж- - Додання води; но, співвідношення рециркуляційної суміші - Нагрівання вмісту місткості до температури становить приблизно 5:1, так що на кожний га- 2180" (82,25); лон, введений в комірку, п'ять галонів циркулю- - Витримування при підвищеній температурі ється і розпилюється понад нерухомого середо- не менше за ЗОхв.; вища для створення часу втримання в комірці. - Охолоджування вмісту місткості до темпе-

Перенесення від комірки до комірки і виванта- ратури «180 (82275); ження можуть виконуватися при об'ємному замі- - Транспортування вмісту в реакційну міст- щенні водоприймального колодязя і самопливом. кість (передбачається, що полімер поступає в

Бактерії метаболізують надмірний вуглець в роз- розчин при концентрації від 2095 до «595); чині доти, поки розчин не стане придатним для - Введення відповідної кількості перекису во- скидання, як визначено регламентуючими вимо- дню; гами місцевої системи каналізації або іншої сис- - Опромінення розчину ультрафіолетовим теми кінцевого скидання. випромінюванням протягом певного періоду часу;

На фіг.7 детально представлений схематич- і но прототипний пристрій переважного варіанту, - Оцінки результатів, якщо бажано. як розглянуто тут і на фіг.б, і він призначений для Для вказаного способу концентровані розчи- здійснення стадій способу, розглянутих тут і на ни ПВС (2595 ПВС) є гідравлічно нестабільними, і фіг.1. ПВС має тенденцію висаджуватися з розчину при

Приклад 5. Різні розчини. перемішуванні або рушенні. ПВС-матеріали спо-

Може використовуватися обладнання, екві- чатку солюбілізуються при 180"Е (82,20) і утво- валентне обладнанню на фіг.6-7, і спосіб на фіг.1, рюють істинні розчини, коли температура досягає і встановлено заявниками, що переробка забруд- 230"г (110702). 1000-2000мг/л перекису водню на нених розчинів, що містять різні кількості ПВС в 1000Омг/л розчину ПВС потрібно як каталізатор різних кислотних або лужних розчинах, дає знач- окислення для ефективної деструкції ПВС в роз- не зниження рН при завершенні (близько 2,8-5,2 чині, де ефективна деструкція визначається як год. в залежності від довжини хвилі, що викорис- »90965 деструкція полімеру. Встановлено, що уль- товується для опромінення розчину, і концентра- трафіолетове випромінювання в поєднанні з ції НгО» і інших змінних - дивись приклади 7-1 і 7- перекисноводневим каталізатором є найбільш ефективним засобом деструкції ПВС в розчині. або 2,095 мас, в дослідних прогонах (1112-0)-

УФ-випромінювання з довжиною хвилі 180-190нм (1117-0). Після введення ПВС і води розчинну є найбільш ефективним, хоч довжини хвиль від місткість герметизують і нагрівають при темпера- 180 до З1Онм дають позитивні результати. Оцто- турі 230" (11070) і тиску 5-7фунт/кв.дюйм протя- ва і мурашина кислоти є двома головними фото- гом ЗОхв. У попередніх випробуваннях було вста- літичними продуктами, однак, в процесі фотолізу новлено, що весь ПВС повинен бути також утворюється велике число органічних про- переведений в розчин у вказаних умовах, зали- міжних сполук. шаючи тільки радіоактивні забруднення і не- ПВС

Приклад 7. Спосіб обробки ПВС: розчинення тверді речовини.

ПВС і введення гідроксильних радикалів в одну Стадія 2. Фаза охолоджування. стадію. Після нагрівання розчину дозволяють охоло-

Інший спосіб обробки, розроблений для де- дитися до температурного інтервалу між прибли- струкції полівінілового спирту, передбачає одно- зно 130" (54,47) і приблизно 180" (82,275). часне розчинення ПВС і одержання гідроксиль- Для безпеки тиск регулюють, і реактор вентилю- них радикалів і включає стадії: ють до перекачування. - Вміщення водорозчинного полімеру в роз- Стадія 3. Фаза перекачування. чинну місткість; Коли досягають безпечних температури і тис- - Введення перекису водню в розчинну міст- ку, ПВС-розчин прокачують насосом через 30 кість; меш сітчасті фільтри в розчинний реактор. У да- - Додання води; ній фазі не-ПВС тверді речовини видаляють з - Нагрівання вмісту місткості до температури розчину. Вказана стадія є необхідною до реакцій- 2180" (822750) ної фази для зниження переміщення суспендо- - Витримування при підвищеній температурі ваних твердих речовин, які будуть знижувати не менше за ЗОхв.; і проникність ультрафіолетового випромінювання - Охолоджування вмісту місткості до темпе- в реакційній фазі. Певна увага повинна бути при- ратури «180 (82275). ділена в процесі фази перекачування легкому

Розчини ПВС концентрації, переважно, від 0 перемішуванню розчину так, щоб весь нерозчи- до 3095 мас, можуть бути ефективно оброблені нений матеріал залишився в суспензії. Це необ- вказаним способом. Стадії введення водороз- хідне для запобігання наростанню радіоактивних чинного полімеру, перекису водню і води в роз- забруднень в розчинній місткості від завантажен- чинну місткість можуть здійснюватися в будь- ня до завантаження. Сітчасті фільтри пристрою якому порядку. Концентрація 1000-200Омг/л пе- повинні очищатися між завантаженнями, коли рекису водню на 1000Омг/л ПВС потрібна для різниця тиску між входом і виходом сітчастого ефективної деструкції, де ефективна деструкція фільтра перевищує 7595 максимальних розрахун- визначається як 29095 деструкція полімеру. Тем- кових вихідних гідравлічних напору перекачува- пература х190"Е (87,8"С) потрібна в поєднанні з льного насоса. перекисом водню для ефективної деструкції ПВС. Стадія 4. Реакційна фаза.

Для даного способу ультрафіолетове випроміню- Реакційна фаза включає рециркуляцію відфі- вання не потрібно; нагрівання розчину, що міс- льтрованого розчину ПВС через фотохімічний тить перекис водню, є достатнім для створення реактор після першого вприскування в нього пе- гідроксильних радикалів, необхідних для дестру- рекису водню. Пристрій, використаний для одер- кції ПВС. Оцтова кислота, мурашина кислота і жання даних, показаних в таблиці 2-1, включає: велике число органічних проміжних сполук є по- - 15-галонний розчинний реактор з конічним бічними продуктами вказаної реакції. дном;

Приклад 8. Обробка розчину ПВС. - рециркуляційний насос з продуктивністю

Хоч ПВС є розчинним у воді, при концентра- 2галони/хв.; ціях більше за 195 і супутніх температурах менше - 2-г-алонний УФ-реактор, що містить 189нм за 150"Е (65,6"С) будь-яке рушення або змішу- елемент із загальною ультрафіолетовою потуж- вання рідини буде викликати перехід ПВС в тве- ністю 19,3Вт; рдий стан з розчину. Ця властивість створює зна- - насос-дозатор реагентів з максимальною чні труднощі для утилізації скидових потоків ПВС. продуктивністю 2галони/24год. для введення пе-

Для подолання вказаної фізичної/хімічної власти- рекису водню; вості був розроблений наступний спосіб руйну- - реєструючий рН-метр для вимірювання і ре- вання ПВС в розчині, як показано даними реакції, єстрації реакції підкислення; представленими в таблиці 2-1. Принципи даного - пробовідбірники для контролю зразків ПВС, винаходу підтверджені успішними випробування- температури і провідності розчину. ми як в лабораторії, так і великомасштабними Як тільки розчинний реактор і УФ-камера за- прямими випробуваннями на ядерній установці з повнюються до робочого рівня, включають УФф- результатами, показаними в прикладеній таблиці. реактор, щоб дати йому нагрітися. Услід за цим

Стадія 1. Розчинна фаза. пускають насос-дозатор перекису водню. Насос-

Певну кількість забрудненого ПВС-матеріалу дозатор відкачує з судини, що містить певний додають до певного об'єму води так, щоб можна об'єм 3095 перекису водню, протягом 4 годин, час було створити розчин певної процентної концен- контакту для завантажень 1101-020-1111-О дорі- трації. З метою одержання вказаних даних вказа- внює 2,48год., і середній час контакту для заван- на концентрація рівна або 0,595 мас, в дослідних тажень 1112-0-1117-О дорівнює 3,48год. Відмін- прогонах, вказаних нижче (1101-0202)-(1111-0), ність в середньому часі контакту між пробами двох груп завантажень відноситься до відміннос- хімічне очищення для утилізації залишкових роз- тей в концентрації ПВС в початкових розчинах. чинених органічних речовин.

Оскільки аналіз не підтверджує кількість ПВС що Стадія 6. Фаза корекції рН. визначається, який залишився в розчині, заван- Після завершення фази фільтрації радіоізо- таження є готовим до мікронної фільтрації і іон- топів реакційну і первинно очищену воду транс- ного обміну для утилізації як суспендованого, так портують з розчинного реактора в камеру корекції і розчиненого радіоактивного ізотопного забруд- рН. Тут пропорційний автоматичний контролер нення. рН коректує рН поступаючих стічних вод, щоб він

Стадія 5. Фаза радіоізотопної фільтрації. попав в межі з двох заданих значень. До початку

Іншою важливою фазою великомасштабного даного дослідження встановлено, що кінцевим випробування є вивчення здатності даного спо- продуктом фотохімічного окислення-відновлення собу видаляти радіоактивне забруднення з обро- полівінілового спирту є оцтова кислота і, крім бленого скидового потоку ПВС. На даній стадії того, що оцтова кислота є неіонною. Те, що оцто- скидовий потік, який прореагував, що містить ва кислота є неіонною, забезпечує іонний обмін і радіоактивні забруднення, прокачують насосом з видалення радіоактивних ізотопів в фільтрацій- розчинного реактора через ряд мікронних фільт- ний фазі без вмісту в смолі розчинених органіч- рів і шари іонообмінної смоли, потім рециркулю- них речовин. Для корекції рН контролер вводить ють зворотно в розчинний реактор. Між кожною гідроксид натрію в розчин, що містить ацетат оц- стадією вказаного способу відбирають проби для тової кислоти. Це дає в результаті утворення визначення, коли і в якій мірі видалені радіоакти- розчину ацетату натрію, який потім є готовим до вні ізотопи. Результати аналізу приведені в таб- введення на повторне біохімічне очищення. лиці 2-1. Стандартними одиницями вимірювання Стадія 7. фаза біологічного очищення. концентрації радіоактивності є мікрокюрі на кубі- Будучи нейтралізованим, розчин ще містить чний сантиметр (мкКи/см3). Коефіцієнт очищення значну кількість органічних речовин. Розчин до- (Оесоп-фактор) є загальновикористовуваним зують через ряд аеробних біореакторних комірок терміном для вираження ефективності утилізації з нерухомим середовищем. Кожна комірка скла- фільтраційного середовища. Він визначається дається з вертикальної колони з внутрішньою розподілом вхідної концентрації на вихідну кон- рециркуляцією через нерухоме середовище, за- центрацію. Наприклад, якщо вхідна концентрація сіяну мікроорганізмами, які, в свою чергу, біохімі- рівна 100мкКи/сму, а вихідна концентрація рівна чно розкладають залишковий ацетат натрію, роз- 10мкКи/см3, тоді Оесоп-фактор рівний 10. Букве- чинений в розчині. (Відносно докладних шляхів но-цифрові символи в шапці таблиці 2-1 є стан- біорозкладу дивись фіг.4). Швидкість подачі аце- дартною хімічною номенклатурою для різних хі- татного розчину в біореакторні комірки заснована мічних ізотопів, присутніх і що розглядаються в на співвідношенні наступних динамік: цьому випадку. Цифра представляє число атом- - Концентрація ацетату натрію в розчині. ної маси для елемента. ЮОесоп-фактор рівний - Площа поверхні нерухомого середовища, активності реактора, діленій на активність потоку, доступного для мікробіологічного засівання. що виходить ЇХ. "ССО" (ННМ) представляє актив- - Концентрація розчиненого кисню в розчині. ність рівня нижче нижньої межі визначення. - Концентрація поживних макроречовин в ро-

Сама ліва колонка таблиці 2-1 представляє зчині. номери завантажень. Завантаження РМУОбО- - Час втримання в біокоміркових реакторах.

РМО9О фільтрують і проганяють через іонообмін- - Скидові обмеження для концентрації сума- ну установку, що містить іонообмінну смолу з рного органічного вуглецю. співвідношенням катіон:аніон 2:11. Завантаження Степінь утилізації 80-9095 загальних фунтів

РМ1З30О-РМІ5ОМК фільтрують і проганяють через СОВ вважається нормальною для системи, де іонообмінну установку, що містить іонообмінну перераховані динаміки контролюються і урівно- смолу з співвідношенням катіон:аніон 2:1. У дру- важуються. Якщо вміст СОВ на вході є дуже ви- гій колонці зліва заголовки Оесоп-фактор і систе- соким, або обмеження скидового потоку є дуже ма ОЕ представляють загальне очищення кожно- жорстким, введення поліпшеного біохімічного го з ізотопів, вказаних окремо і разом. ізотопами, очищення може бути необхідним. Очищення в що найбільш переважають в проаналізованих біореакторі з псевдозрідженим шаром, що вико- завантаженнях, є кобальт-58 і кобальт-60. Ці два ристовує порошкоподібне активоване вугілля ізотопи найбільш ефективно віддаляються в фі- (РАС)(ПАВ)), є поліпшеним біохімічним очищен- льтрі і іонообмінній смолі, де використовується ням, добре відповідним для даного застосування. співвідношення аніон:катіон 2:1. ПАВ-камера є камерою, в якій сухе порошкоподі-

Встановлено, що поточний контроль провід- бне активоване вугілля завантажується в аера- ності розчину і рН є посереднім, але чудовим ційну камеру з утворенням біореактору з псев- засобом прогнозування ефективності ізотопного дозрідженим шаром. Порошкоподібне вугілля виснаження. Провідність стічних вод, що повер- стає суспендованою підкладкою для бактерійного таються в розчинний реактор, дає вказівку степе- зростання і приєднання, таким чином, видаляючи ня, з яким віддаляються ізотопи важких металів, і бактерії з середовища зростання. Спостереження рН оборотної води вказує на термін служби шару 25-3095 змішаних рідин і суспендованих твердих смоли. Коли провідність і рН води розчинного речовин представляє оптимальну концентрацію реактора і рециркуляційної води зрівнюються, для забезпечення максимальної площі поверхні реакційна і первинно очищена вода готова до для бактерійного зростання. При використанні в транспортування на корекцію рН і повторне біо- комбінації з іншими видами повторного очищен-

ня, такими як (але не обмежуючись цим) біореак- нане видалення СОВ може поліпшитися до 95- тори з нерухомим середовищем, загальне об'єд- 9996.

Таблиця 2-1

Концентрації радіоактивності (мкККм/сму)

ПРОГОН Св-ї34 | Се-137 | сСо-58 | бо-60 | Мп-54 | ддчіо | 5р-ї25 | Ме-95 | 795 Об'ак Ме 9 (мкКиїом) проходу місткість

Во со ПБіЯ НБН Бай Пій НБН НБН БАНЯ ПББШНЯ НБН Пісня НОСІЯ пот.

Фаю| 01101111 фактор місткість оон Бі Водій Вій Пій НБН НБН БАНЯ ПББАШНЯ НБН Пііаіяя НОВІЙ пот. юне ят сто я яті спро пен фактор місткість пот. зо | || 1 111111

Фактор місткість пот.

Оесоп 2,3 3,4 2,6 2,5

Фактор місткість

МІХ Вх.пот. | «НПП | «нппо | 13004 | 66-05 | б,76Е-06 | «НПП | 3,58е-06 | 1392-05 |8,96е06| 2302304 | 10 пот.

ФілтрОє | -( | 2 ю КУ | 76 | 85 | 78 | | 40 | 91 | 82 | 80 хо | хнппоїЇ «нопо | 2289 | 229,5 | «нпп | «нпп ої хнопоЇ «нопоЇ «ноп о, 2764 | (р

Пес ПИ НААН Пас ПО НЕННЯ ПОЛЯ БАНЯ ПНЯ ПОН Нас НОЯ (в/в місткість ріхВхіпот.| хнПП ОЇ «нопо | 4абЕ-о5 | 1.71Е-05 | 2952-06 | «нНОПО | снопо | 7,82е-06 | 5095-06 | 7,86е:05 | 10 пот.

ФілироОє | 7777 323 | з | 349 | 2 щЩщ (БК | (м | 3955 | 360 | 372 | (

ГГ хоє Її 77771777, 328 | 2931 | ОС 017.ЮюО7177ДИЮЙИЄС77|1 274 | 296 | 3246 | щж (в/в місткість ріХВх пот. | «НПП / «но | 48-06 | 23-06 | 3000-07 | «нпп | «нОопо | ТОлЕ-О6 | 5252-07 | 8.84е.06 | 10 пот.

ФіляероОє | | (| 1986 | 2671 | 2303 | - ЇЇ щ (З | 1980 | 2305 | 2330 (хо ЇЇ 777 77771717 ло | 81 77777717 сг11111711ов С! ер (в/в місткість (іх Вхопот. | «НПП нКПО | 2221-07 | ї41Е-07 | «НПП ОЇ снопоЇ «нопо| снопо | снопо | 3Зе1Е07 | 10 пот.

ФілирОє |: | -/( | 615338 | 529008 | (5 С! ЇЇ Її Ї | 7792 хоє ЇЇ 7 ЇЇ 10 ГГ 2 щЦ(У(Ї7771771Сг1177117171717111 116 1 (в/в

ПОС Пі Пій Піонй Піно Пі Ноя Пон Пай Пісня ННЯ НАННЯ НОЯ частки "Завантаження 991028С вип. з /1см3 каналізаційних ліній, водопровідно-

НгО»/202см3 води. каналізаційних з'єднань і значних компонувань, 2:ІПрим.: Нег. контроль, завантаження які можуть бути зроблені для встановлення з'єд- 991029 вип. тільки з УФ без перекису. Після 4,0 нань між основними компонентами описаного (рад. год.) зниження концентрації ПВС не спосте- пристрою. Також фахівцеві в даній області техні- рігається, як визначене колориметричним аналі- ки буде зрозуміло, що при здійсненні на практиці зом. способу даного винаходу буде вимагатися доці-

Незважаючи на те, що даний винахід описа- льне експериментування для оптимізації умов ний в поєднанні з переважними варіантами, він способу як функції ПВС в розчині, що очищається не призначений для обмеження об'єму винаходу і обладнання, вибраного або доступного для в приведеному конкретному виді, але навпаки він здійснення винаходу. призначений охопити всі альтернативи, модифі- Посилальні матеріали. кації і еквіваленти, які можуть бути включені в Наступні посилальні матеріали в тій мірі, в суть і об'єм винаходу, як визначено прикладеною якій вони передбачають типові технологічні або формулою винаходу. Наприклад, є численні варі- інші деталі додатково до представлених тут, при- ації і комбінації насосів, водопровідно- водяться тут спеціально для порівняння.

Зигде5, Оцаптру й Біерпепзоп, "Міатіп Сотрайрійу УМйЩй о Тапк о Бапт о Ргосезвзіпд адайіоп: ап орійоп г 5ивіаіпаріє асіїмаєеа вішдде Спетівігу", Ехепадей АбБрвзігасі ої Кероп Ме КР-99- ргосез5 епйицепі дпцайу"» уоцгпа! ої Іпаивілаї 00524, Кехм. О, повідомлення і подальша повна

Місгоріоіоду 5 ВіотесппоіІоду, 24: 267-274 (2000). доповідь під тією ж назвою, датована 30 червня

Воїюп еї аї!., "Нотодепеоив Рпоїодедгадайоп 1999р. ої Сопіатіпайїєй МУайєг оп Іпігодисіп" гемівжм МіПроге, Реїйсоп, апа Ргойих - МіПшроге Согр, рарег, САС Ргезз, Воса Найшп, РІ (1993). "Ргоїєїп Сопсепігайоп апа Оіаййгайоп бу

Ріпієу, Атепдей Авззау, "Зресігорпоїотеїгіс Тапдепійаї! Ріож Рійкгайоп", радез 1-25 (1999).

Оеїептіпайоп ої Роїуміпу!Ї Аісойо! іп Рарег И.5.Епмігоптепіаї! Ргоїесійоп Адепсу,

Соаїйіподв", Апаїуїїса! Спетівігу, 33 (13) (Оесетрег Тесппоіоду Тгапетег, "Ргосе55 Оевзідп Мапиа! Гог 1961). Орагадіпд У/азіємагїег Тгтєаїтепі Ріапів", Спарієгв

ШО Гаспізи, "Овтовіз апа Вемегзе О5товів 4-5 (1974). апа О5тоїїс Ргевззигє: УУНаї Тпеу Аге", Сита Патент США 5208104.

Зсієпсе, ипафіпіегпеї-2анам.пеї (2000). Патент США 5181967.

ОЇ, "Охідайме Міпегаїїгакоп апа Патент США 5650219.

СНагасієгілайоп о ої Роїуміпу! АЇсойоЇ /-юЮг

Тверді ПВС сКкидові матеріали с " Фільтрація несоліобілізованого матеріалу ення і і . ше. і

Опромінення розчину і

І (фотехімічна реакція) ! 1

Реакція окислення ПВС !

Визначення індикатора параметра І : концентрації ПВС тт

Фільтрадія радіоактивного матеріалу

Біохімічний розклад | Поживні " й органічних сполук речовини тТанізми й Єкидання

СОУНЬО Біомаса

Фіг.

Вільці Полівініловий спирт

Пе І М і шлю 9 тки ГНН НН

НО-0-Н - ню ОН ОБ с-0-6-6 нОонННОН л

Окислення Но ! ог

Одтова до Окислення о Ацетальдегід кота ДЯН сет НЮЄ нон, ! Он ло рід й я 4 ра «збільшення ІД.

Нас ОЯНЖЙ и НС ЯН денно

Кох Дві еквівалентні форми 0 кислотний стабілізованого ацпетатного іона

Фіг. 2 8 -805-990930 7 - ВОБ-991001

Ге соофоовнсц --- Межа 4 00000 СЖшнн 01010 печін,

Що ббінаксстеесн- и ЧИМ а і нн 0 23 456 789 1011121314 151617 18 9 20

Години

І Фіг. З

Мао снебОн ; й - | СснюкООМа - діях

Оцтова кислота сно Ацетах натрію Но сно - Ма - Ацетат (буфер) Ацетат

Но ра 2 НасбО5-СодА сно ст Ацетилфосфат й но Ер Ацетил о СОА Со СН «СООРО з

ЛЮЖКОЗЕ ОО селалененннковннкя Й й дмінокислота 7 Но

Біосинтез х Цитрат

ДАспартат о - :-- Оксалоацетат (6С) ра о)

Іримі дину Гіоксилатний шлях БВоцитрат

Біосинтез Аспаранін (тільки в бактеріях) (6С)

Треовін Малат і

Ізолейнин

Метіонін (с)

Лізня

СоА пи

Гліоксилат і

Ацетило ГОД (26)

Синтех протеїну ди

Но о.

Фіг 4

Біосинтез мч . амінокислоти . рай (46)

Глутамат Сукцинілй

Синтез протешу -- - - Я « Глутамін СО» у шву Фумарат (46)

Пролів У

Аргінін т а-Кетоглутарат

Я) Шлях трикарбонової

Біоснитез Со» І ( ) кислоти амінокислоти Малат

Алані 40

Синтез протеїну ж--- Лізнн. Ізоцитрат (60) )

Ізолейцин ке р

Валін І

Лейцин с о

Цитрат (6 ) ксаловцетат

Ше тк («С)

Ацдетия СОМ

І шюстенннннви ПІіруват -слняннннни ЗДеТИЛО ОД боА щ-

Синтез стінок Н а клітин і мембран Гліколіз ; 2 бактерій

Глюконеогенез . шжрсттняння ГЛЮКОЗА сестро трон - - Фосфоєволптірувах

Фіг. 46

47 741806 48 300 шо: ЧИНИ - м и ЧИНИ 150 пи -- Кт ве 100 72 -- кИИИШИО-205 - на Й 0 даху АРТ В24 Ав опе 990212 990212 990212

ФЧиіг. 5 вше-тС

Ї Тиск й

ШИ нн | вір 506

Нагрівання 509 їб2 я. 412 інн пе вва пдв ВІ понанвввнй рт | І Чесне скат (З 108 | 410 | | п

Но 406 шо

І 400, ! шо 604 т «РОД - | 0

Ін ФО о 206 602

І ШЕ 208 - щ 302 вто я 606 ви ов а п Ко ад З п р В І В ОО ВВА ВКНИАК Я тив 'Ттнчт'т чт

Місткість 8 й істкіств! ! Я п є | реагенту Місткість Що асо) ! | Монтеня ! 7 і й (З т ай - -е - - осн

Х СОЇ на (7 / Ф) | Но реагенту

Ге місткість Х Ф ІНасек | Мстність мінник ! а ви щ реагенту ревтоклав Те Фотохі- --

Її мічний | с в! о І : реактор КЕ !

У Фільтр пд шк

Го - Медея дн

Насос | . Наосі- яні (Нас) (вбюосі |) (Наооії (Нео) (ооо! (Насос

Ї флхке з й ол Фони дат ди. дня декан,

ТЛО | Біокомірки

Ї й і й Насос--- Система Ї і рись скидання

Й ді 1

Лев па ! г активного! .

Її матеріалу ша Фіг. 7

Первинний вхідний потік

І Г тв 1 | т шишшщши МИ НЯ М МА А ЩО 171 ло кл ши мально шк К.Л ОН

Я | оо | рою мих | ких | р о о | ро росою | ооо | росою то

Кос | ооо 0 робо росою | роооооооососоюоою | рос о ох

ГО роееооооооЯ | рою | роя

Я | ро | ро ооо 1 ро 1 ро осося оо | юю | рю о гр | ря ооо | ооо | рою дови охо вв Ф29:9:09:9525 Мис кути й ! ЖИ 718

Рецикл | Вецакло Вецикл

Фіг. 8 па

Повітря

Первинний 708 704 т ЩЕ 700 : ШІ че чу

Відведення концентрату 10

Дктивований відстій

Резервуар

Ко чистої води

Фіг. 9

Розподільна головка

Повітря 710

Первинний вхідний потік ! ле !

Т04 700 шу

І Відведення концентрату Й т 740

Активований відстій, шо

Резервуар чистої води.

Фіг, 10

Розподільна головка

Первивний вхідний Повітря | Повітря | Повітря потік Відкрито Закрито Закрито ок | й 720 720 послід. " Ту Послід Л

Вл. М період. Вп. Є Послід. Вип: Ж деріод. реактор період. реактор реактор шана у

То вжи Тв

Закрито Закрито ь й Відкрито 718 і . 740 -716 скжан жна али ще щк й скичка Обробка

Відведення концентрату й | Резервуар

Активований відстій чистої води

Фіг. 11

Первинний вхідний потік

Повітря Повітря - 704 г ЩЕ 00 . чу -- в. 718 73 732 ши п 749 б

ЩІ Обробка

І Відведення концентрату

Резервуар й

Активоваций відстій чистої води

Фіг. 12

Комп'ютерна верстка А. Попік Підписне Тираж 26 прим.

Міністерство освіти і науки України

Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна

ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 42, 01601