<Desc/Clms Page number 1>
WERKWIJZE VOOR HET BEHANDELEN EN
CONGLOMEREREN VAN VLOEIBAAR OF BRIJACHTIG AFVAL
De huidige uitvinding betreft een werkwijze om vloeibaar of brijachtig afval dat schadelijke elementen bevat te behandelen en te conglomereren, gebeurlijk onder een brandbare vorm gereed voor verbranding in een afvaloven, door menging van een binder die het afval in een steekvaste en langdurig stabiele struktuur samenklontert, die de schadelijke elementen omsluit en volledig isoleert, ten einde de uitloging ervan te verhinderen.
Ze vindt haar belangrijkste toepassing in de behandeling van afval afkomstig van het reconditioneren van vaten of de spoeling van opslagtanks.
Ze laat toe afvalwaters die met organische en minerale stoffen beladen zijn, op een ekologische wijze te behandelen, in het bijzonder emulsies en hun bezinksels die als koelvloeistoffen in de metaal verwerkende nijverheid worden gebruikt, bij voorbeeld tijdens de bewerking van metalen stukken op gereedschapsmachines, in het bijzonder voor de koeling van het snijwerktuig en de verwijdering van de metalen slijpsels bij het freezen.
Ook afvalwaters die van de stoomreiniging en het spoelen van opslagtanks, tankwagens en schepen, bestemd voor het vervoer van vloeistoffen afkomstig zijn, zoals oplosmiddelen, motorolie, smeerolie, verfadditieven kunnen door verhardingstechnieken behandeld
<Desc/Clms Page number 2>
worden, om zodoende de stortplaatsen en hun omgevingen te beveiligen.
Men kent reeds talrijke procédés om verscheidene thyxotropische of vloeibare afvallen onder vaste en niet reagerende vorm te verglazen. Een van deze procédés bestaat erin deze door middel van natriumsilikaat of waterglas te verstarren, door vorming van een kiezelgel waarin het geheel van de toxische elementen gelsoleerd wordt.
De fisiko-chemische eigenschappen van de verstarde massa is volledig gewijzigd. De giftigheid is beduidend verminderd of onderdrukt. De behandeling van de produkten wordt vergemakkelijkt. Nochtans door de bijvoeging van natriumsilikaat neemt het stofvolume voor de helft toe.
In een bijzondere werkwijze, produceert men een metasilikaatgel door de bijvoeging van bijkomende calcium ions, meestal onder de vorm van CaCl-,, tenein- de de vorming van een polymerische driedimensionele struktuur te bevorderen. De polymerisatie is echter in alkalisch medium geremd doordat metallieke hydroxides of wateroplosbare komplexen gevormd worden.
Soms is het aangewezen op voorhand de stoffen op een poreuse drager te adsorberen, wat het volume van het behandeld produkt verhoogt.
Een tweede werkwijze bestaat erin de vloeibare of thyxotropische afvallen te verstarren door middel van cement, teneinde watervaste alumino-silikaten te vormen na verharding.
<Desc/Clms Page number 3>
Het belangrijkste nadeel is de vorming van een weinig stabiel produkt, onderworpen aan uitloging reeds na een termijn van enkele maanden. De pH-waarden van het waswater liggen meestal hoger dan 10. Het procédé leidt tot slechte mechanische eigenschappen, voornamelijk broosheid, veroorzaakt door het vrijkomen van het oplosbare calcium.
De toepassingsgebieden zijn beperkt, omdat alleen slib met hoge minerale concentratie hiervoor in aanmerking komt.
Onderhavige uitvinding beoogt deze nadelen van de verstarringsprocedes gebaseerd op de verglazing door middel van silikaten, cement of pouzzolane te verhelpen en stelt voor, het afval te behandelen en te conglomereren door een werkwijze en door middel van een samenstelling die een polymeriseerbaar precondensaat van ureum-formaldehyde. Alhoewel een mengsel van beide produkten alleen maar in zuur milieu verhardt, wordt het hier gebruikt ook in olierijke slurries die eerder alkalisch reageren en sterk bufferend werken.
Zuren worden aan de afvalstoffen toegediend waardoor het prepolymeer vlug verhardt. Deze toestand blijft behouden, alhoewel door de vermelde bufferwerking de pH achteraf stijgt zonder de verdere verharding van het prekondensaat en de inkapseling van de zware metalen in het kondensaat te niet te doen.
Vloeibaar en brijachtig afval kan rechtstreeks naar de hierboven beschreven werkwijze behandeld worden.
Men verhoogt echter de ondoordringbaarheid van de stabiele kunststofharsstruktuur door voorafgaandelijk het afval met vulstoffen te mengen, die door capilla-
<Desc/Clms Page number 4>
riteit het polymeriseerbaar precondensaat beter verdelen. Hierdoor krijgt men een homogene ondoordringbase kunststofomhulsel die de uitwassing van zware metalen belet.
Uit wassing van zware metalen. in het bijzonder van zink, wordt geremd door deze laatste met forsfoorzuur in de vorm van orthofosfaten om te vormen.
Ook afvalwaters kunnen naar de werkwijze volgens de uitvinding behandeld worden.
Ten einde de konsolidatie van een of afvalwater te vorderen, is het aangeraden in sommige gevallen eerst ze met een vulmateriaal te mengen. Dit kan bodem deeltjes, alimino-silicaten zoals vliegassen, zaagmeel, houtspaanders, assen, cement of kolen zijn.
Men heeft vastgesteld dat de adsorberende massa, nadat ze met afvalstoffen verzadigd wordt, door toevoeging van een ureum-formaldehyd-hars'waarvan de toepassing als bodemkonsolideringsmiddel voor de landbouw in Frans octrooi n 1241898 beschreven is, mocht samengeklonterd worden.
Vermengd in de adsorberende massa, agglutineert het ureum-formaldehyd-hars de alumino-silikate korrels bij het verharden samen en vormt een steekvaste struktuur bestaande uit langdurig stabiele samenklompingen.
De ureum-formaldehyde harsen bieden bovendien het voordeel dat zij een driedimensionele struktuur vormen die de adsorberende en geadsorbeerde elementen omsluit.
<Desc/Clms Page number 5>
Bovengenoemde struktuur isoleert hen teneinde de uitloging van schadelijke geadsorbeerde elementen te verhinderen.
EMI5.1
nn Bij \ dat door BLAGDEN vervaardigd, omdat het de volgende voordelen aanbiedt : 1) de formaldehyde concentratie in het prekondensaat is hoog genoeg om het bakteriologisch keerpunt van de behandelde massa te verhinderen en maakt ten slotten het bindprodukt harder dan andere ureum-formaldehydemengsels.
2) Het prekondensaat, dat eventueel met de vulstof aan het afvalwater bijgemengd wordt, laat steeds een goede en gemakkelijke menging toe, zelfs indien de pH van het afvalwater reeds sterk zuur is. Bij het gebruik van andere ureum-formaldehyde mengsels bij laag pH, zou de kondensatie onmiddellijk een goede menging beletten.
Gelijktijdig vallen de samenklompingen die door het hars geagglutineerd zijn, uiteen. Ze worden blootgesteld aan de weerinvloeden zodat zij op hun beurt door verbrokkeling en uitloging de schadelijke stoffen bevrijden, die door adsorptie op de deeltjes van de adsorberende massa worden weerhouden.
Voorbeeld 1 Het uitlek van verfadditieven is een olie-achtige emulsie die bij het spoelen van metalen vaten met water en stoom ontstaat. Het kan door volgende werkwijze gesolidifieerd worden.
<Desc/Clms Page number 6>
100 delen van het te behandelen afvalmengsel afgescheiden als supernatans uit de bovenste laag in een afscheider, worden geneutraliseerd met sporen van een 10 gew.-%-ige zwavelzuur opiossing.
Als vulstof worden 20 delen afgewerkt alumino-silikaten van het type beschreven in Belgisch octrooi nO 901. 308 bijgemengd. Aan het mengsel worden 3 delen 10 % ureum formaldehyde van het merk BLADEN @ toegevoegd. De toeslag van 0. 2 deel ijzersulfaat (FeS04) als verharder, levert een steekvast produkt dat uiterst weinig uitloogt. Bij de uitloogtesten worden 0. 5 g monster opgehangen in 1 liter gedistilleerd water in een gesloten vat.
De uitloging wordt nagegaan door de geleidbaarheid, de zuurtegraad en het zuurstofverbruik te bepalen in dit waswater na een maand : - de pH wordt gemeten met een elektrode WTW pH 91 ; pH = 7. 50 ;
EMI6.1
- de geleidbaarheid wordt gemeten met een elektrode WTW LF 91 Ec 1/5 = 700 pS/cm - het zuurstofverbuik wordt bepaald volgens de methode NBN T91-210. COD = 2. mg 02/1.
Bij de uitlogingstesten werden de metalen concentraties spectrofotometrisch bepaald in het 1 liter waswater monster. Het gaat om versnelde testen die bij 900e uitgevoerd werden. De metingen werden uitgevoerd na repectievelijk 3,7 en 14 dagen.
<Desc/Clms Page number 7>
EMI7.1
<tb>
<tb>
MEETWAARDE
<tb> METING <SEP> 1----------1----------1-----------1
<tb> na <SEP> 3 <SEP> dagen <SEP> na <SEP> 7 <SEP> dagen <SEP> na <SEP> 14 <SEP> dagen
<tb> pH <SEP> (#Soerensen <SEP> 3.57 <SEP> 4.07 <SEP> 6.44
<tb> Ec <SEP> (pS/cm) <SEP> 145 <SEP> 150 <SEP> 247
<tb> COD <SEP> (mg <SEP> o2/1) <SEP> 328 <SEP> 517 <SEP> 617
<tb> Cd <SEP> (ppm) <SEP> 0. <SEP> 064 <SEP> 0. <SEP> 069 <SEP> 0. <SEP> 049 <SEP>
<tb> Cr <SEP> (ppm) <SEP> 0.0 <SEP> 0.0 <SEP> 0.0
<tb> Co <SEP> (ppm) <SEP> 0.0 <SEP> 0.0 <SEP> 0.0
<tb> Fe <SEP> (ppm) <SEP> 5.04 <SEP> 4.80 <SEP> 4.50
<tb> Cm <SEP> (ppm) <SEP> 0.12 <SEP> 0.15 <SEP> 0.07
<tb> Mn <SEP> (ppm) <SEP> 0. <SEP> 267 <SEP> 0.277 <SEP> 0.157
<tb> Ni <SEP> (ppm) <SEP> 0. <SEP> 203 <SEP> 0. <SEP> 216 <SEP> 0. <SEP> 157 <SEP>
<tb> Zn <SEP> (ppm) <SEP> 19. <SEP> 21 <SEP> 19. <SEP> 54 <SEP> 14. <SEP> 85 <SEP>
<tb> Mg <SEP> (ppm) <SEP> 1. <SEP> 90 <SEP> 1.
<SEP> 43 <SEP> 2. <SEP> 84 <SEP>
<tb> Ca <SEP> (ppm) <SEP> 9.1 <SEP> 5.0 <SEP> 18.8
<tb> Pb <SEP> (ppm) <SEP> 0.21 <SEP> 0.23 <SEP> 0.18
<tb> K <SEP> (ppm) <SEP> 1.27 <SEP> 1.27 <SEP> 1.24
<tb> Na <SEP> (ppm) <SEP> 3. <SEP> 74 <SEP> 3. <SEP> 96 <SEP> 4. <SEP> 21 <SEP>
<tb>
De gehalten aan zware metalen in het waswater zijn zeer sterk teruggedrongen, zodat de behandelde adsorberende massa kan voldoen aan de OVAM - voorschriften om gestort te kunnen worden.
Voorbeeld 2 100 kg van het als supernatans gedecanteerd uitlek van verfadditieven van voorbeeld 1 worden met 10 delen fijn gemalen CaCO3 of 20 delen vliegas bijgemengd. Aan het mengsel wordt 4. 8 kg polymeriseerbaar ureumformaldehyd precondensaat ven het type UF-P 63 van
<Desc/Clms Page number 8>
BLAGDEN R) bij kamertemperatuur toegevoegd. Onder verder voeren worden nog 1. 6 kg ureum bijgemengd.
Het doseren van 1 kg zwavelzuur veroorzaakt een hevige exotherme reactive die na drie dagen een steekvast produkt levert dat uiterst weinig uitboogt.
De penetratietest om de steekvastheid te bepalen volgens het lastencohier van OVAM, beantwoordt met een penetratiediepte van 20. 0 mm juist aan de eisen van OVAM.
EMI8.1
<tb>
<tb>
Meetwaarde <SEP> OVAM <SEP> normen
<tb> pH <SEP> = <SEP> 8.2 <SEP> - <SEP> 9.0 <SEP> 3.7 <SEP> < <SEP> ... <SEP> < <SEP> 9. <SEP> 7
<tb> Geleidbaarheid <SEP> Ec <SEP> 1/5 <SEP> = <SEP> 350-400 <SEP> s/cm
<tb> COD <SEP> = <SEP> 2500 <SEP> à <SEP> 3000 <SEP> mg <SEP> O2/1 <SEP> 5000 <SEP> mg <SEP> O2/1
<tb> Zink <SEP> concentratie <SEP> in
<tb> uitloogwater <SEP> = <SEP> 100 <SEP> ppm <SEP> 5 <SEP> ppm
<tb> onmiddellijk <SEP> na <SEP> behandeling
<tb>
Voorbeeld 3 100 kg olieachtig supernatans van voorbeelden 1 en 2, worden met 6. 0 kg precondensaat van het type UF-P 63 van BLADGENG) bij kamertemperatuur gemengd.
Onder verder voeren worden 4. 0 kg ureum bijgemengd, maar geen vulstof. Het doseren van 1 kg fosfoorzuur lokt een extreme reactie uit.
<Desc/Clms Page number 9>
Meetwaarde
EMI9.1
<tb>
<tb> Penetratiediepte <SEP> : < <SEP> 20 <SEP> mm
<tb> pH <SEP> : <SEP> 8. <SEP> 2-9. <SEP> 0 <SEP>
<tb> Er <SEP> is <SEP> een <SEP> stijging
<tb> in <SEP> de <SEP> loop <SEP> van <SEP> de
<tb> tijd. <SEP> Tegelijkertijd <SEP> vermindert <SEP> de
<tb> Zn-concentratie.
<tb>
Geleidbaarheid Ec 1/5 : 350-400 mS/cm COD : Zinkconcentratie in uitloogwater :
30 ppm na 2 dagen
15 ppm na 1 week
10 ppm na 1 maand.
Voorbeeld 4 Een emulsie gebruikt als koelvloeistof in een gereedschapsmachine bij het freezen van metalen stukken biedt de volgende samenstelling :
EMI9.2
<tb>
<tb> Component <SEP> Gew. <SEP> -%
<tb> Water <SEP> 95. <SEP> 5
<tb> Decanteerbare <SEP> vetstof <SEP> j <SEP> 0. <SEP> 8 <SEP>
<tb> Flocculeerbare <SEP> vetstof) <SEP> 2.5
<tb> Opgelost <SEP> of <SEP> gesuspendeerde) <SEP> 1. <SEP> 1 <SEP>
<tb> vetstof
<tb> Zware <SEP> metalen <SEP> 0.1
<tb> Totaal <SEP> 100. <SEP> 0
<tb>
<Desc/Clms Page number 10>
Het gehalte aan zware metalen in de gebruikte emulsie is de volgende :
EMI10.1
<tb>
<tb> Metaal <SEP> Concentratie <SEP> in <SEP> ppm
<tb> Ca <SEP> 330
<tb> Mg <SEP> 277
<tb> K <SEP> 673
<tb> Nua <SEP> 425 <SEP>
<tb> Fe <SEP> 234
<tb> Mn <SEP> 11
<tb> Zn <SEP> 5800
<tb> Cr <SEP> 15
<tb> Co <SEP> 1. <SEP> 5 <SEP>
<tb> Cu <SEP> 43
<tb> Ni <SEP> 41
<tb> Pb <SEP> 253
<tb> Cd <SEP> 0. <SEP> 5
<tb> Totaal <SEP> 8103. <SEP> 0
<tb> Eigenschap <SEP> Meetwarde
<tb> pH <SEP> ( Soerensen) <SEP> 9.0
<tb> Ec <SEP> 1/5 <SEP> ( S/cm) <SEP> 419
<tb> COD <SEP> (mg <SEP> O2/1) <SEP> > <SEP> 10.000
<tb>
EMI10.2
Vooraleer de emulsie eigenlijk te behandelen, wordt ze gebroken door toevoeging van MARCHON 1434 of MARCHON 1435 (R) zodat men drie fasen krijgt :
<Desc/Clms Page number 11>
- drijvende vet fase-20 gew.-% van de oorspronkelijke emulsie ;
EMI11.1
- waterige fase-70 van de oorspronkelijke gew.-%emulsie ;
- neerslag - 10 gew. -% van de oorspronkelijke emulsie.
De bovenstaande fase wordt afgescheiden door het overlopen in de omringende goot van de afscheider. Ze heeft een verbrandingswaarde van 4700 kcal/kg.
De waterige fase wordt met FeC13 geflocculeerd en met NaOH tot pH = +/- 8 geneutraliseerd. De drijvende oliefase wordt nog eens afgescheiden. Ze heeft een verbrandingswaarde van 5. 600 kcal/kg. De waterige fase is oplossing 1.
Oplossing 2 bestaat uit 50 delen oplossing 1 gepercoleerd over 100 g alumino-silikaten volgens Belgisch octrooi n 901. 308 met een snelheid van 50 delen oplossing/100 delen alumino-silikate/uur.
Oplossing 3 bestaat uit 50 delen oplossing 2 gedurende drie uur geschud over 5 delen alumino-silikaten volgens Belgisch octrooi nO 901. 308.
De zware metalen werden met behulp van een atomaire adsorptie-spectrofotometer van het merk PEKIN-ELVER bepaald.
Het gehalte aan zware metalen in oplossingen 1, 2 en 3 zijn uitgedrukt in ppm van de beschouwde fase.
<Desc/Clms Page number 12>
EMI12.1
<tb>
<tb> Zwaar <SEP> Drijvende <SEP> Oplossing <SEP> l <SEP> Oplossing <SEP> 21oplossing <SEP> 3
<tb> metaal <SEP> fase <SEP> (ppm) <SEP> (ppm) <SEP> (ppm) <SEP> (ppm)
<tb> Ca <SEP> 340 <SEP> 297 <SEP> 1222 <SEP> 110
<tb> Mg <SEP> 217 <SEP> 30.9 <SEP> 23.2 <SEP> 5.4
<tb> K) <SEP> 297 <SEP> 759 <SEP> 816 <SEP> 972
<tb> Na <SEP> I <SEP> 479 <SEP> I <SEP> 1748 <SEP> I <SEP> 1752 <SEP> I <SEP> 1874 <SEP>
<tb> Fe <SEP> 50650 <SEP> 0.40 <SEP> 0.26 <SEP> 0. <SEP> 35
<tb> Mn <SEP> 198 <SEP> 2. <SEP> 80 <SEP> 0. <SEP> 76 <SEP> 1. <SEP> 72 <SEP>
<tb> Zn <SEP> 8750 <SEP> 0.18 <SEP> 0.12 <SEP> 0.16
<tb> Cr <SEP> 695 <SEP> 0. <SEP> 00 <SEP> 0. <SEP> 00 <SEP> 0. <SEP> 00 <SEP>
<tb> Co <SEP> 8.5 <SEP> 0.04 <SEP> 0.05 <SEP> 0.
<SEP> 04
<tb> Cu <SEP> 7. <SEP> 8 <SEP> 5.18 <SEP> 0.96 <SEP> 2.97
<tb> Ni <SEP> 87 <SEP> 0. <SEP> 13 <SEP> 0. <SEP> 17 <SEP> 0. <SEP> 15 <SEP>
<tb> Pb <SEP> 5765 <SEP> 0.31 <SEP> 0.32 <SEP> 0.25
<tb> Cd <SEP> 2 <SEP> 0. <SEP> 05 <SEP> j <SEP> 0. <SEP> 05 <SEP> 0. <SEP> 03 <SEP>
<tb>
Andere meetresultaten van de behandelde oplossingen zijn :
EMI12.2
<tb>
<tb> Meting <SEP> Oplossing <SEP> 1 <SEP> Oplossing <SEP> 2 <SEP> Oplossing <SEP> 3
<tb> pH <SEP> ( Soerensen) <SEP> 7.5 <SEP> 7.5 <SEP> 7.5
<tb> Ec <SEP> 1/5 <SEP> (mS/cm) <SEP> 11.26 <SEP> 11.64 <SEP> 11.25
<tb> COD <SEP> (mg <SEP> O2/1) <SEP> - <SEP> 6480 <SEP> -
<tb>
De zware metalen worden geconcentreerd in de drijvende fase, die voornamelijk uit oliën en vetten bestaat (96. 3 gew.-%) en door verbranding verwijderd wordt.
Het hoog ijzergehalte is te wijten aan de toevoeging van FeC13 dat ook verantwoordelijk is voor het hoge zuurstofverbruik van de oplossingen 1, 2 en 3.
<Desc/Clms Page number 13>
Vanzelfsprekend is de uitvinding niet beperkt tot de genoemde uitvoeringsvormen en kan men er talrijke veranderingen aanbrengen zonder buiten de draagwijdte van de volgende conclusies to komen.
Zo kan men in de plaats van ureum-formaldehyde precondensaat van het type UF-P 63, andere precondensaat types gebruiken, bij voorbeeld polyacrylamids en glyoxaal of polybutadieen. Deze verbindingen zijn bekend als bodem konsolideermiddelen bekend.