Изобретение относится к обезвреживанию ядохимикатов, применяемых в сельском хозяйстве, медицине, промышленности, а также боевых отравляющих веществ.
Известны около десятка основных отечественных и зарубежных технологий по обезвреживанию всех видов отравляющих химических веществ, в том числе и химического оружия.
К ним относятся пиролиз и сжигание, химические методы, уничтожение ядерным взрывом, электрохимический метод, плазменный метод, метод биологической детоксикации, высокотемпературный метод, паровой пиролиз.
Недостатками известных способов является большая энергоемкость процесса, сложность конструкции устройств, в процессе их реализации появляется большое количество твердых, жидких и газообразных вредных отходов, что значительно увеличивает нагрузку экологии на окружающую среду.
Наиболее предпочтительным в настоящее время в промышленности является метод сжигания, т.к. продукты сгорания либо практически безвредны, либо достаточно абсорбируются в скрубберах (см. "Оборудование и технология для очистки сточных вод машиностроительных предприятий". Альбом. - М.: ВНИИТЭМР, 1991).
Но и этот метод обладает рядом недостатков: большие энергозатраты, длительность технологического процесса, большое количество отходов, требующих специального хранения или дальнейшего уничтожения, очень высокая стоимость всего цикла уничтожения отходов ядохимикатов и химического оружия.
Серьезным недостатком данного процесса является и то, что при высоких температурах вследствие реакции галогенов и органических соединений образуются высокотоксичные соединения - диоксины, которые при данной технологии нейтрализовать невозможно и применение данной технологии в больших объемах является бесперспективным.
Цель изобретения - снижение затрат и повышение эффективности обезвреживания ядохимикатов и холодного оружия, исключение образования диоксинов и других токсичных отходов, обеспечение полного обезвреживания любых органических и неорганических веществ до экологически безопасных продуктов без опасности загрязнения окружающей среды.
Поставленная цель решается тем, что в способе обезвреживания отходов ядохимикатов и химического оружия, включающем электрохимическое обезвреживание и фильтрацию, согласно изобретению обезвреживание осуществляют в две стадии, на первой из которых ядохимикаты направляют в бункер с перфорированным днищем и фильтром из нерастворимого зернистого материала, где их растворяют в воде, кислой или щелочной среде, а затем полученный раствор обрабатывают в электрореакторе, снабженном железными электродами с расстоянием между ними 15-20 мм при плотности тока 8-10 А/дм2 и продолжительности обработки 10-15 мин, после чего раствор ядохимикатов в виде воды с частицами шлама и пены подают в отстойник-коагулятор с перфорированным днищем и слоем гранулированного сорбента на нем, откуда воду направляют на доочистку в электрореактор второй стадии, куда периодически добавляют растворы солей NaCl и КСl, а затем подают в отстойник-коагулятор второй стадии, откуда чистую воду удаляют, при этом выделяющиеся при электролизе газы обезвреживают в фильтрах-сорбентах, а нерастворимые продукты электролиза осаждают в конусной части электрореакторов и частично выводят в виде пены.
Применение заявляемого изобретения позволит получить следующий технический результат. Данное изобретение позволяет снизить затраты и повысить эффективность обезвреживания ядохимикатов и химического оружия, исключить образование диоксинов и других токсичных отходов, использовать для крупномасштабного разложения инсектициды, дефолианты, OВ, а также вещества, трудно поддающиеся химическому обезвреживанию или сжиганию.
Данное решение обеспечит полное обезвреживание любых канцерогенных органических и неорганических веществ до экологически безопасных веществ без опасности загрязнения окружающей среды.
Заявляемый способ обезвреживания отходов ядохимикатов и химического оружия, включающий электрохимическое обезвреживание и фильтрацию, отличается от известного, принятого за прототип тем, что при двухстадийном процессе в результате пропускания через раствор ядохимикатов высокого электрического тока и применения железных электродов, проходит окислительно-восстановительный процесс, в результате токсичные органические и неорганические соединения разрушаются с образованием элементарных соединений в виде газа и нерастворимых гидроксидов тяжелых металлов от примесей в электрореакторе второй стадии, а затем в отстойнике-коагуляторе с фильтром из гранулированного сорбента.
Сопоставимый анализ заявленного решения с известным позволяет сделать вывод о том, что предложенное техническое решение удовлетворяет критерию изобретения "новизна".
Из патентной и научно-технической литературы не известен способ, в котором отходы ядохимикатов обезвреживаются путем электролиза в двухстадийном электрохимическом реакторе при заданном режиме и затем дважды полученный после электролиза раствор очищается в отстойниках-коагуляторах, снабженных фильтрами из гранулированного сорбента - цеолита, откуда очищенная вода подается на технологические нужды, а нерастворимые продукты оседают на днищах электрореакторах.
Таким образом, предложенное техническое решение удовлетворяет критерию изобретения "изобретательский уровень".
Заявляемое техническое решение может быть использовано для обезвреживания ядохимикатов, применяемых в различных отраслях производства, особенно в сельском хозяйстве, медицине, промышленности, а также обезвреживания боевых отравляющих веществ.
Таким образом, предложенное техническое решение удовлетворяет критерию изобретения "промышленная применимость".
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена технологическая схема обезвреживания отходов ядохимикатов и химического оружия.
Устройство для обезвреживания содержит приемный бункер 1 с мешалкой, снабженной крышкой 2 с поплавковым клапаном 3, конусным днищем 4, перфорированным промежуточным днищем 5 с расположенным на нем слоем нерастворимого в воде зернистого материала 6, системой распределения воды 7, состоящей из перфорированных труб 8, и слоем ядохимикатов 9. Отвод раствора ядохимикатов из бункера осуществляется по трубе 10-1 с запорно-регулирующим устройством 11-1 в электрореактор 12-1 первой стадии, который имеет конусное днище 13-1 с отводным трубопроводом 14-1 и запорно-регулирующим устройством 15-1 для удаления шлама 16-1. В центральной части электрореактора 12-1 расположены на расстоянии между собой 10-15 мм железные пластинчатые электроды 17-1. Раствор ядохимикатов в виде воды 18 с частицами шлама и пены 19 по трубопроводу 20-1 поступает в отстойник 21-1 первой стадии с перфорированным днищем 22-1 и слоем сорбента - цеолита 23-1. Электрореактор 12-2 и отстойник 21-2 второй стадии процесса обезвреживания аналогичны агрегатам первой стадии 12-1 и 21-1. От отстойника 21-2 отходит трубопровод 24 с запорно-регулирующим устройством 25, фильтром-сорбентом 26 и связанный с системой оборотного водоснабжения 27.
Способ обезвреживания ядохимикатов осуществляется следующим образом.
Сущность решения состоит в том, что в результате пропускания через раствор ядохимикатов высокого постоянного электрического тока и применения железных электродов идет окислительно-восстановительный процесс, в результате токсичные органические и неорганические соединения разрушаются с образованием элементарных соединений в виде газа и нерастворимых гидроксидов тяжелых металлов.
Ядохимикаты помещают в бункер 1 и заполняют водой, при этом происходит растворение ядохимикатов 9. Поплавковый клапан 3 при этом предотвращает переполнение бункера 1. Вследствие превышения уровня воды в бункере над уровнем электродов 17-1 в электрореакторе 12-1 при открытом запорно-регулировочном устройстве 11-1 по трубопроводу 10-1 раствор ядохимикатов подают в межэлектродное пространство электрореактора 12-1. Слой нерастворимого в воде зернистого материала 6, например песчано-гравийной смеси, выполняет роль фильтра и не позволяет проникнуть в электрореактор 12-1 нерастворенным частицам ядохимикатов. Электролиз полученного раствора осуществляют при плотности тока 0,5-25 А/дм2 при продолжительности обработки до 30 мин и сопровождается выделением газообразных компонентов, которые отсасываются вентиляторами 28-1, 28-2 через фильтры 29-1 и 29-2, в качестве наполнителя которых используется сорбент, например гранулированный активированный уголь или цеолит. Нерастворимые продукты электролиза частично осаждаются в конусном днище 13-1 электрореактора 12-1, а частично образующиеся газы выносятся на поверхность обработанного раствора в виде пены 19. Воду с частицами шлама и пены по трубопроводу 20-1 подают в отстойник 21-1. Далее из отстойника 21-1 раствор по трубе 10-2 поступает в электрореактор 12-2 и отстойник 21-2 второй стадии процесса, при этом для предотвращения пассивации электродов и обеспечения необходимой электропроводности электролита (раствора) в отстойник 21-2 вводят раствор NaCl и КСl в количестве до 0,1 г/л. Из отстойника 21-2 при открытом запорно-регулировочном устройстве 25 после фильтрации через слой гранулированного сорбента 23-2, в качестве которого используют активированный уголь или цеолит, воду насосом подают на доочистку от механических примесей через фильтр-сорбент 26, а затем в систему водоснабжения 27.
По окончании процесса уничтожения ядохимикатов при открытом запорно-регулировочном устройстве производят слив чистой воды из отстойников 21-1 и 21-2. При открытии аналогичного устройства осуществляют слив воды с осадком шлама из электрореакторов 12-1, 12-2. Шлам из электрореакторов с поверхности зернистого материала и из фильтров очистки воды направляют на утилизацию.
Выпрямители постоянного тока в данном процессе используются реверсного типа, т.к. периодически автоматически происходит переплюсовка анода-катода через 20-30 мин в целях избежания пассивации электродов.
Использование предлагаемого технического решения позволяет снизить затраты за счет снижения энергоемкости процесса и применения оборотной циркуляции воды, повысить надежность уничтожения ядохимикатов разложением их на простые по составу химические вещества и полностью исключить образование диоксинов.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ И ПЕРЕРАБОТКИ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ | 2003 |
|
RU2238157C1 |
СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ НЕКОНДИЦИОННЫХ ПЕСТИЦИДОВ | 2008 |
|
RU2360721C1 |
СПОСОБ ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНОЙ УТИЛИЗАЦИИ НЕКОНДИЦИОННЫХ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ | 2005 |
|
RU2310194C2 |
СПОСОБ ДЕЗАКТИВАЦИИ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ, ПОЧВ, ГРУНТОВ | 2006 |
|
RU2313148C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯ | 2002 |
|
RU2205899C1 |
УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД | 1995 |
|
RU2102112C1 |
УСТАНОВКА ДЛЯ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ И УТИЛИЗАЦИИ ОТСЕВА ЩЕБЕНОЧНОГО И/ИЛИ АСБЕСТОВОГО БАЛЛАСТА | 2008 |
|
RU2372438C1 |
СПОСОБ ДЕЗАКТИВАЦИИ ВОД ОТКРЫТЫХ ВОДОЕМОВ, ВОДНЫХ СТОКОВ | 2007 |
|
RU2357309C2 |
СПОСОБ ДЛЯ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ И УТИЛИЗАЦИИ ОТСЕВА ЩЕБЕНОЧНОГО И/ИЛИ АСБЕСТОВОГО БАЛЛАСТА | 2008 |
|
RU2372439C1 |
КОМПЛЕКСНЫЙ СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ТОКСИЧНЫХ ОТХОДОВ, СОДЕРЖАЩИХ ФТОР | 2014 |
|
RU2561381C1 |
Изобретение относится к обезвреживанию ядохимикатов, применяемых в сельском хозяйстве, медицине, промышленности, а также боевых отравляющих веществ. Сущность изобретения: способ обезвреживания отходов ядохимикатов и химического оружия заключается в том, что при двухстадийном процессе вначале ядохимикаты растворяют в приемном бункере с перфорированным днищем и затем раствор подают в электрореактор первой стадии, где при заданном режиме осуществляют электролиз, после чего раствор в виде воды и частиц шлама подают в отстойник-коагулятор с перфорированным днищем и фильтром-сорбентом, а затем раствор подают на вторую стадию, где он окончательно обезвреживается и очищается от примесей в электрореакторе и отстойнике. Применение изобретения позволит полностью и эффективно обезвреживать отходы ядохимикатов и химического оружия. 1 ил.
Способ обезвреживания отходов ядохимикатов и химического оружия, включающий электрохимическое обезвреживание и фильтрацию, заключающийся в том, что обезвреживание осуществляют в две стадии, на первой из которых ядохимикаты направляют в бункер с перфорированным днищем и фильтром из нерастворимого зернистого материала, где их растворяют в воде, кислой или щелочной среде, а затем полученный раствор обрабатывают в электрореакторе, снабженном железными электродами с расстоянием между ними 15-20 мм при плотности тока 8-10 А/кв.дм и продолжительности обработки 10-15 мин, после чего раствор ядохимикатов в виде воды с частицами шлама и пены подают в отстойник-коагулятор с перфорированным днищем и слоем гранулированного сорбента на нем, откуда воду направляют на доочистку в электрореактор второй стадии, куда периодически добавляют растворы солей NaCl и KCl, а затем подают в отстойник-коагулятор второй стадии, откуда чистую воду удаляют, при этом выделяющиеся при электролизе газы обезвреживают в фильтрах-сорбентах, а нерастворимые продукты электролиза осаждают в конусной части электрореакторов и частично выводят в виде пены.
DE 4328569 А1, 26.05.1994.RU 2117507 С1, 20.08.1998.RU 2108313 С1, 10.04.1998.DE 4015489 А1, 21.11.1991. |
Авторы
Даты
2004-05-10—Публикация
2003-02-19—Подача