RU2327507C2 - Filtering material made from polyvinyl alcohol - Google Patents
Filtering material made from polyvinyl alcohol Download PDFInfo
- Publication number
- RU2327507C2 RU2327507C2 RU2005123383A RU2005123383A RU2327507C2 RU 2327507 C2 RU2327507 C2 RU 2327507C2 RU 2005123383 A RU2005123383 A RU 2005123383A RU 2005123383 A RU2005123383 A RU 2005123383A RU 2327507 C2 RU2327507 C2 RU 2327507C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- filter
- soluble
- polyvinyl alcohol
- contaminated
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 104
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 title claims abstract description 83
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 title claims abstract description 80
- 238000001914 filtration Methods 0.000 title claims abstract description 50
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 77
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 59
- 239000012857 radioactive material Substances 0.000 claims description 27
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 26
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 23
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 claims description 14
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 claims description 14
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 14
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 14
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 13
- 239000002195 soluble material Substances 0.000 claims description 11
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 9
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 9
- -1 methyl carboxymethyl Chemical group 0.000 claims description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 claims description 7
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 6
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 6
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 5
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims description 5
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 claims description 5
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 5
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000011109 contamination Methods 0.000 claims description 4
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 4
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 3
- 229920003063 hydroxymethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 3
- 229940031574 hydroxymethyl cellulose Drugs 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- LNAZSHAWQACDHT-XIYTZBAFSA-N (2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-dimethoxy-2-(methoxymethyl)-3-[(2s,3r,4s,5r,6r)-3,4,5-trimethoxy-6-(methoxymethyl)oxan-2-yl]oxy-6-[(2r,3r,4s,5r,6r)-4,5,6-trimethoxy-2-(methoxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxane Chemical compound CO[C@@H]1[C@@H](OC)[C@H](OC)[C@@H](COC)O[C@H]1O[C@H]1[C@H](OC)[C@@H](OC)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@@H](OC)[C@H](OC)O[C@@H]2COC)OC)O[C@@H]1COC LNAZSHAWQACDHT-XIYTZBAFSA-N 0.000 claims description 2
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 claims description 2
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical compound CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000012028 Fenton's reagent Substances 0.000 claims description 2
- 229920000881 Modified starch Polymers 0.000 claims description 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920002845 Poly(methacrylic acid) Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 2
- 125000002057 carboxymethyl group Chemical group [H]OC(=O)C([H])([H])[*] 0.000 claims description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 2
- 235000019325 ethyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 2
- MGZTXXNFBIUONY-UHFFFAOYSA-N hydrogen peroxide;iron(2+);sulfuric acid Chemical compound [Fe+2].OO.OS(O)(=O)=O MGZTXXNFBIUONY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000001341 hydroxy propyl starch Substances 0.000 claims description 2
- 239000001866 hydroxypropyl methyl cellulose Substances 0.000 claims description 2
- 229920003088 hydroxypropyl methyl cellulose Polymers 0.000 claims description 2
- 235000010979 hydroxypropyl methyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000013828 hydroxypropyl starch Nutrition 0.000 claims description 2
- 229920000554 ionomer Polymers 0.000 claims description 2
- 229910000358 iron sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 claims description 2
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 claims description 2
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000019426 modified starch Nutrition 0.000 claims description 2
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 claims description 2
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 claims description 2
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims description 2
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims description 2
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims 1
- 229920006237 degradable polymer Polymers 0.000 claims 1
- 239000002650 laminated plastic Substances 0.000 claims 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims 1
- 238000009958 sewing Methods 0.000 claims 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 40
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 abstract description 4
- 235000019422 polyvinyl alcohol Nutrition 0.000 description 72
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 28
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 17
- 238000013461 design Methods 0.000 description 14
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 12
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 12
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 11
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 10
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 239000002901 radioactive waste Substances 0.000 description 9
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 8
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 8
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 8
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 6
- 239000002920 hazardous waste Substances 0.000 description 6
- 239000002198 insoluble material Substances 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 4
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 4
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 4
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- 239000010891 toxic waste Substances 0.000 description 4
- QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N (r)-(6-ethoxyquinolin-4-yl)-[(2s,4s,5r)-5-ethyl-1-azabicyclo[2.2.2]octan-2-yl]methanol;hydrochloride Chemical compound Cl.C([C@H]([C@H](C1)CC)C2)CN1[C@@H]2[C@H](O)C1=CC=NC2=CC=C(OCC)C=C21 QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N 0.000 description 3
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 3
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 3
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 3
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000006552 photochemical reaction Methods 0.000 description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 2
- 238000009933 burial Methods 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 239000002915 spent fuel radioactive waste Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 2
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N Ethenol Chemical compound OC=C IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000779819 Syncarpia glomulifera Species 0.000 description 1
- 125000002777 acetyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)=O 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000010775 animal oil Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 238000002144 chemical decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 150000008280 chlorinated hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000000306 component Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 235000012343 cottonseed oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000002385 cottonseed oil Substances 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- ZYBWTEQKHIADDQ-UHFFFAOYSA-N ethanol;methanol Chemical compound OC.CCO ZYBWTEQKHIADDQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GEKVIARXKLTJAF-UHFFFAOYSA-N ethyl acetate;pentyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O.CCCCCOC(C)=O GEKVIARXKLTJAF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001038 ethylene copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000009293 extended aeration Methods 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 230000004992 fission Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 239000010800 human waste Substances 0.000 description 1
- UFVKGYZPFZQRLF-UHFFFAOYSA-N hydroxypropyl methyl cellulose Chemical compound OC1C(O)C(OC)OC(CO)C1OC1C(O)C(O)C(OC2C(C(O)C(OC3C(C(O)C(O)C(CO)O3)O)C(CO)O2)O)C(CO)O1 UFVKGYZPFZQRLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 235000021388 linseed oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000000944 linseed oil Substances 0.000 description 1
- 239000002925 low-level radioactive waste Substances 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000001739 pinus spp. Substances 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000004055 radioactive waste management Methods 0.000 description 1
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000028327 secretion Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000002522 swelling effect Effects 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 229940036248 turpentine Drugs 0.000 description 1
- 241001148471 unidentified anaerobic bacterium Species 0.000 description 1
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 229920003176 water-insoluble polymer Polymers 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
- B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
- B01D39/1607—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous
- B01D39/1623—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous of synthetic origin
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D39/08—Filter cloth, i.e. woven, knitted or interlaced material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D39/08—Filter cloth, i.e. woven, knitted or interlaced material
- B01D39/083—Filter cloth, i.e. woven, knitted or interlaced material of organic material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
- B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
- B01D39/18—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being cellulose or derivatives thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D2239/04—Additives and treatments of the filtering material
- B01D2239/0407—Additives and treatments of the filtering material comprising particulate additives, e.g. adsorbents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
- B01D2239/065—More than one layer present in the filtering material
- B01D2239/0654—Support layers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D2239/06—Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
- B01D2239/069—Special geometry of layers
- B01D2239/0695—Wound layers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D2239/12—Special parameters characterising the filtering material
- B01D2239/1216—Pore size
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
- Y10T442/30—Woven fabric [i.e., woven strand or strip material]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
- Y10T442/40—Knit fabric [i.e., knit strand or strip material]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
- Y10T442/60—Nonwoven fabric [i.e., nonwoven strand or fiber material]
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
- Multicomponent Fibers (AREA)
- Filtration Of Liquid (AREA)
- External Artificial Organs (AREA)
- Woven Fabrics (AREA)
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF THE INVENTION
Настоящее изобретение касается, в основном, фильтрующих материалов, изготовленных из поливинилового спирта.The present invention relates mainly to filter materials made from polyvinyl alcohol.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION
На протяжении последних 60 лет международные договоры, постановления конгресса и исполнительные приказы привели к ряду правил и стандартов, регулирующих все аспекты защиты окружающей среды и здоровья и практики безопасности на рабочем месте. В частности, в большой степени регулируется и контролируется удаление промышленных отходов. Общенациональные свалки были закрыты, и промышленность была вынуждена обратиться к использованию таких альтернатив, как консервация, повторное использование, смешение топлива, закачивание в глубокие скважины и сжигание. В данных условиях промышленность, в основном, сосредоточила усилия на снижении выделений опасных и токсичных отходов перед лицом увеличения затрат на обработку и удаление, обеспечивая увеличение безопасности рабочих и контроль обнаружения. "Ответственность от колыбели до могилы", которую должна теперь нести промышленность, сильно увеличила важность минимизации отходов, тогда как правила безопасности на рабочем месте сконцентрировали внимание на контроле обнаружения опасных и токсичных генерируемых отходов. Такая "минимизация отходов" становится в центре внимания многих отраслей промышленности как средство управления утилизацией их опасных отходов при сохранении высоких уровней безопасности рабочих мест и контроля за воздействием.Over the past 60 years, international treaties, congressional decrees and executive orders have led to a number of rules and standards governing all aspects of environmental protection and health and safety practices in the workplace. In particular, industrial waste is heavily regulated and controlled. Nationwide landfills were closed, and industry was forced to use alternatives such as conservation, reuse, fuel mixing, deep well injection and incineration. Under these conditions, the industry mainly focused on reducing the generation of hazardous and toxic wastes in the face of increased costs of treatment and disposal, providing increased worker safety and detection control. The “responsibility from cradle to grave,” which industry must now bear, has greatly increased the importance of minimizing waste, while workplace safety rules have focused on monitoring the detection of hazardous and toxic generated waste. This “waste minimization" has become the focus of many industries as a means of managing the disposal of hazardous waste while maintaining high levels of workplace safety and exposure control.
Типичным примером является медицинская промышленность, которая генерирует миллионы фунтов отходов каждый год. Большое количество данных отходов относится к использованию одноразовых материалов, таких как персональная защитная одежда, оснащение и принадлежности, необходимые для заботы о пациенте, которые загрязняются человеческими выделениями, человеческими отходами и/или химикатами, которые делают их опасными для повторного использования. Чтобы предотвратить распространение болезни необходимо и требуется законом избавляться от данных материалов и не использовать их повторно безотносительно к уровню загрязнения изделия.A typical example is the medical industry, which generates millions of pounds of waste every year. A large amount of this waste relates to the use of disposable materials, such as personal protective clothing, equipment and accessories necessary for patient care, which are contaminated with human secretions, human waste and / or chemicals that make them hazardous for reuse. To prevent the spread of the disease, it is necessary and required by law to dispose of these materials and not reuse them regardless of the level of contamination of the product.
Кроме того, атомная промышленность также генерирует миллионы фунтов отходов каждый год. В атомной промышленности большая часть отходов аналогично касается использования одноразовых материалов, таких как персональная защитная одежда, мешки, головные уборы, лоскуты и другие принадлежности, которые загрязняются даже небольшими уровнями радиоактивных материалов и, следовательно, являются опасными и непрактичными для повторного использования. Практика утилизации и закапывания отходов в атомной промышленности тщательно регулируется, и места для ядерных захоронений становятся все более редкими и более дорогими.In addition, the nuclear industry also generates millions of pounds of waste every year. In the nuclear industry, most of the waste likewise relates to the use of disposable materials, such as personal protective clothing, bags, hats, rags and other accessories that are contaminated even with small levels of radioactive materials and therefore are hazardous and impractical to reuse. Disposal and landfill practices in the nuclear industry are carefully regulated, and sites for nuclear burial sites are becoming increasingly rare and more expensive.
Различные другие отрасли промышленности также генерируют потоки отходов с аналогичными характеристиками. В поисках альтернатив захоронению и сжиганию были разработаны водорастворимые продукты. В некоторых случаях водорастворимые продукты могут быть обезврежены с помощью обычного оборудования для переработки воды или ему подобного. Таким образом, в некоторых случаях водорастворимые продукты представляют собой удобную и экономичную альтернативу обычным средствам утилизации отходов. Такие изделия обеспечивают средство для отделения загрязнения и удобного и дешевого удаления большей незагрязненной части в потоки муниципальных или обычных отходов, таким образом значительно снижая общий объем опасных отходов, которые должны перерабатываться в соответствии со специальными нормативными (и дорогими) способами утилизации.Various other industries also generate waste streams with similar characteristics. In search of alternatives to burial and incineration, water-soluble products have been developed. In some cases, water-soluble products may be rendered harmless using conventional water treatment equipment or the like. Thus, in some cases, water-soluble products represent a convenient and economical alternative to conventional means of waste disposal. Such products provide a means for separating pollution and conveniently and cheaply removing a large uncontaminated portion into municipal or ordinary waste streams, thereby significantly reducing the total volume of hazardous waste that must be disposed of in accordance with special regulatory (and expensive) disposal methods.
Поливиниловый спирт (ПВС) является обычно используемым материалом для изготовления одноразового персонального оснащения, такого как одежда, белье, драпировки, полотенца, тампоны, марля, утварь, лоскутья, швабры и другие необходимые предметы, обычно используемые в промышленном окружении. Данные предметы часто изготавливают из нетканых, тканых, вязаных или иначе образованных термопластических полимерных пленок, тканей и волокон из поливинилового спирта, которые являются водорастворимыми, придавая данным предметам описанные выше преимущества для утилизации.Polyvinyl alcohol (PVA) is a commonly used material for the manufacture of disposable personal equipment such as clothing, linens, draperies, towels, tampons, gauze, utensils, rags, mops, and other necessary items commonly used in industrial environments. These items are often made from non-woven, woven, knitted or otherwise formed thermoplastic polymer films, polyvinyl alcohol fabrics and fibers that are water-soluble, giving these items the benefits described above for disposal.
Обычные фильтрующие материалы, применяемые в промышленности, особенно при фильтровании опасных или токсичных отходов, изготовлены из нерастворимых в воде материалов и не обеспечивают преимуществ водорастворимых продуктов, подобных описанным выше. Вследствие увеличенных утилизационных затрат и постановлений многие атомные предприятия осуществляют программы фильтров, предпочитая применять долговременное местное хранение как альтернативу захоронению. Хотя это служит решению неотложной проблемы утилизации фильтров в сверхсжатом пространстве ядерного захоронения, оно имеет долговременные недостатки. Обычные фильтрующие материалы имеют тенденцию к распаду со временем. После нескольких лет хранения данные фильтры, в конце концов, должны быть перебраны и приведены в порядок. Вероятность утечки радиоактивности из-за нестабильных фильтрующих материалов увеличивается с длительностью хранения.Conventional filter materials used in industry, especially when filtering hazardous or toxic waste, are made from water-insoluble materials and do not provide the benefits of water-soluble products like those described above. Due to increased disposal costs and regulations, many nuclear plants implement filter programs, preferring to use long-term local storage as an alternative to disposal. Although this serves to solve the urgent problem of filter disposal in a supercompressed nuclear disposal space, it has long-term disadvantages. Conventional filter media tend to decay over time. After several years of storage, these filters must finally be sorted out and put in order. The likelihood of radioactive leakage due to unstable filter media increases with shelf life.
Другая проблема, касающаяся применения обычных фильтрующих материалов, это накладные расходы, связанные с долговременным хранением обычных фильтрующих материалов. Специальные помещения должны быть построены, поддерживаться и контролироваться. Такая процедура приводит к увеличенным страховым премиям.Another problem regarding the use of conventional filter materials is the overhead associated with the long-term storage of conventional filter materials. Special facilities should be built, maintained and monitored. This procedure leads to increased insurance premiums.
В данной области техники необходимы фильтрующие материалы, которые (1) устраняют одну или более проблем, связанных с обычными фильтрующими материалами, (2) обеспечивают одно или более возможных преимуществ, таких как (а) снижение генерации опасных и токсичных отходов, (b) снижение расходов на переработку отходов, (с) соответствие правилам для минимизации отходов и (d) увеличение безопасности рабочих мест и персонала и контроля за воздействием.Filtering materials are needed in the art that (1) eliminate one or more of the problems associated with conventional filtering materials, (2) provide one or more possible benefits, such as (a) reducing the generation of hazardous and toxic waste, (b) reducing waste treatment costs, (c) compliance with regulations to minimize waste; and (d) increased safety of workplaces and personnel and exposure control.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Настоящая заявка адресована к некоторым трудностям и проблемам, обсуждаемым выше, путем открытия новых фильтрующих материалов, содержащих поливиниловый спирт (ПВС). Фильтрующие материалы настоящей заявки обеспечивают одно или более преимуществ, включая в себя, но не ограничиваясь этим, (а) снижение генерации опасных и токсичных отходов, (b) снижение расходов на переработку отходов, (с) соответствие правилам для минимизации отходов и (d) увеличение безопасности рабочих мест и персонала и контроля за воздействием. Данные фильтрующие материалы могут иметь многообразие конфигураций фильтров и могут содержать дополнительные материалы, иные чем ПВС. В одном желательном варианте осуществления настоящего изобретения фильтрующие материалы содержат 90 процентов по массе или выше водорастворимого ПВС.This application addresses some of the difficulties and problems discussed above by discovering new filter media containing polyvinyl alcohol (PVA). The filter materials of this application provide one or more advantages, including, but not limited to: (a) reduced generation of hazardous and toxic waste, (b) reduced waste treatment costs, (c) compliance with regulations to minimize waste, and (d) increased safety of workplaces and personnel and exposure control. These filter materials may have a variety of filter configurations and may contain additional materials other than PVA. In one desirable embodiment of the present invention, the filter media contains 90 percent by weight or higher of water-soluble PVA.
В одном типичном варианте осуществления настоящего изобретения фильтр пригоден для фильтрации водного потока. В данном варианте осуществления фильтр содержит (а) фильтрующий материал, содержащий водорастворимую нить или жгут из поливинилового спирта и (b) носитель для фильтрующего материла, при этом носитель содержит трубчатую сердцевину с проточными каналами, проходящими через боковую стенку трубчатой сердцевины, причем упомянутые проточные каналы обеспечивают ток жидкости водного потока через трубчатую сердцевину и проточные каналы, при этом нить или жгут намотаны на сердцевину и поверх проточных каналов.In one typical embodiment of the present invention, the filter is suitable for filtering a water stream. In this embodiment, the filter comprises (a) a filter material comprising a water-soluble filament or polyvinyl alcohol tow and (b) a filter media carrier, the carrier comprising a tubular core with flow channels extending through a side wall of the tubular core, said flow channels provide fluid flow of the water stream through the tubular core and flow channels, while the thread or bundle is wound on the core and over the flow channels.
Настоящее изобретение также направлено на способы изготовления и применения фильтрующих материалов, содержащих ПВС материал. В одном типичном варианте осуществления фильтрующие материалы могут быть использованы для осуществления отдельной цели (т.е. фильтрования) и затем ликвидированы путем растворения фильтрующих материалов. Радиоактивные отходы могут быть отделены от водорастворимых компонентов фильтрующих материалов, по существу, снижая количество радиоактивных отходов и объем отходов.The present invention is also directed to methods for the manufacture and use of filter materials containing PVA material. In one typical embodiment, the filter materials can be used to accomplish a specific purpose (i.e., filtering) and then eliminated by dissolving the filter materials. The radioactive waste can be separated from the water-soluble components of the filter materials, essentially reducing the amount of radioactive waste and the amount of waste.
Настоящее изобретение дополнительно направлено на способ снижения количества радиоактивных отходов, генерируемых загрязненным фильтром, при этом данный способ содержит ликвидацию фильтра путем помещения фильтра в водяную баню в таких условиях, что, по меньшей мере, часть фильтра растворяется. Желательно, если водорастворимый компонент фильтра содержит ПВС. Данный способ может дополнительно содержать один или более дополнительных этапов, включая в себя, но не ограничиваясь этим, отделение радиоактивного материала от растворенных частей фильтра в водяной бане.The present invention is further directed to a method for reducing the amount of radioactive waste generated by a contaminated filter, the method comprising eliminating the filter by placing the filter in a water bath under such conditions that at least a portion of the filter is dissolved. Preferably, the water soluble filter component contains PVA. This method may further comprise one or more additional steps, including, but not limited to, separating the radioactive material from the dissolved parts of the filter in a water bath.
В одном типичном варианте осуществления настоящего изобретения способ снижения количества радиоактивных отходов, генерируемых загрязненным фильтром, содержит (а) фильтрацию водного потока, содержащего радиоактивный материал, фильтром, содержащим водорастворимый волокнистый материал из поливинилового спирта, при этом этап фильтрации приводит к загрязненному фильтру; (b) удаление загрязненного фильтра путем помещения загрязненного фильтра в водяную баню в таких условиях, что, по меньшей мере, часть загрязненного фильтра растворяется и (с) отделение радиоактивного материала от растворенного материала в водяной бане с помощью технологии отделения.In one typical embodiment of the present invention, a method of reducing the amount of radioactive waste generated by a contaminated filter comprises (a) filtering the water stream containing the radioactive material with a filter containing water-soluble fibrous material from polyvinyl alcohol, wherein the filtration step results in a contaminated filter; (b) removing the contaminated filter by placing the contaminated filter in a water bath under such conditions that at least a portion of the contaminated filter is dissolved; and (c) separating the radioactive material from the dissolved material in the water bath using separation technology.
Настоящее изобретение также дополнительно направлено на способ снижения количества радиоактивных отходов, генерируемых, по меньшей мере, одним загрязненным продуктом, при этом данный способ содержит (i) ликвидацию, по меньшей мере, одного загрязненного продукта путем помещения, по меньшей мере, одного загрязненного продукта в водяную баню в таких условиях, что, по меньшей мере, часть данного продукта растворяется и (ii) фильтрование любого нерастворенного материала из водяной бани с использованием, по меньшей мере, одного фильтра, содержащего водорастворимый материал из поливинилового спирта. В последующей операции или этапе способа, по меньшей мере, один фильтр, содержащий водорастворимый материал из поливинилового спирта, может быть удален растворением водорастворимых компонентов, по меньшей мере, одного фильтра, дополнительно снижая количество радиоактивных отходов в способе.The present invention also further provides a method for reducing the amount of radioactive waste generated by at least one contaminated product, the method comprising (i) disposing of at least one contaminated product by placing at least one contaminated product in a water bath under such conditions that at least a portion of the product is dissolved; and (ii) filtering any undissolved material from the water bath using at least one filter containing its water-soluble polyvinyl alcohol material. In a subsequent operation or process step, at least one filter containing water-soluble polyvinyl alcohol material can be removed by dissolving the water-soluble components of the at least one filter, further reducing the amount of radioactive waste in the method.
Настоящее изобретение дополнительно направлено на способ обработки материала, содержащего, по меньшей мере, один полимер, содержащий этапы (i) введения, по меньшей мере, одного окислительного агента и материала, содержащего, по меньшей мере, один полимер, в водную среду, при этом, по меньшей мере, один упомянутый полимер представляет собой полимер, способный превращаться, разлагаться или распадаться в, по меньшей мере, один продукт разложения; (ii) превращение, разложение или распад, по меньшей мере, части, по меньшей мере, одного полимера в условиях, эффективных для обеспечения, по меньшей мере, одного продукта разложения и (iii) фильтрование водной среды с использованием фильтра, содержащего водорастворимый материал из поливинилового спирта. В последующей операции или этапе способа фильтр, содержащий водорастворимый материал из поливинилового спирта, может быть удален растворением водорастворимых компонентов фильтра, дополнительно снижая количество радиоактивных отходов, генерируемых в способе.The present invention is further directed to a method of treating a material containing at least one polymer, comprising the steps of (i) introducing at least one oxidizing agent and a material containing at least one polymer into an aqueous medium, wherein at least one of the aforementioned polymer is a polymer capable of being converted, decomposed or decomposed into at least one decomposition product; (ii) converting, decomposing, or decomposing at least a portion of at least one polymer under conditions effective to provide at least one decomposition product; and (iii) filtering the aqueous medium using a filter containing a water-soluble material from polyvinyl alcohol. In a subsequent operation or process step, a filter containing a water-soluble material from polyvinyl alcohol can be removed by dissolving the water-soluble components of the filter, further reducing the amount of radioactive waste generated in the method.
В дополнительном варианте осуществления настоящее изобретение направлено на способ обработки водной среды, содержащей, по меньшей мере, частично растворенный, потенциально радиоактивный материал, состоящий из, по меньшей мере, одного водорастворимого полимера, при этом данный способ содержит этапы (а) обеспечения водной среды, содержащей, по меньшей мере, частично растворенный, потенциально радиоактивный материал, состоящий из, по меньшей мере, одного водорастворимого полимера и (b) фильтрации, по меньшей мере, части нерастворенного материала из водной среды с использованием, по меньшей мере, одного фильтра, содержащего водорастворимый материал из поливинилового спирта.In an additional embodiment, the present invention is directed to a method for treating an aqueous medium containing at least partially dissolved, potentially radioactive material, consisting of at least one water-soluble polymer, the method comprising the steps of (a) providing an aqueous medium, containing at least partially dissolved, potentially radioactive material, consisting of at least one water-soluble polymer and (b) filtering at least part of the insoluble material rial from an aqueous medium using at least one filter containing water-soluble polyvinyl alcohol material.
Данные и другие признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидными после рассмотрения последующего подробного описания раскрытых вариантов осуществления и прилагаемой формулы изобретения.These and other features and advantages of the present invention will become apparent after consideration of the following detailed description of the disclosed embodiments and the appended claims.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Фиг. 1 изображает типичный фильтрующий материал настоящего изобретения, имеющий дизайн витого патрона;FIG. 1 shows a typical filter material of the present invention having a twisted cartridge design;
Фиг. 2 изображает вид с торца типичного фильтрующего материала с фиг. 1, наблюдаемого вдоль линии А-А;FIG. 2 is an end view of the typical filter material of FIG. 1 observed along line AA;
Фиг. 3 изображает частичный разрез типичного фильтрующего материала с фиг. 1, при этом часть витого волокнистого материала удалена от сердцевины;FIG. 3 is a partial sectional view of the typical filter material of FIG. 1, while part of the twisted fibrous material is removed from the core;
Фиг. 4 изображает типичный фильтрующий материал настоящего изобретения, имеющий дизайн гофрированного фильтра; иFIG. 4 shows a typical filter material of the present invention having a pleated filter design; and
Фиг. 5 представляет собой схему типичной системы для обработки потоков отходов с применением одного или более фильтрующих материалов настоящего изобретения.FIG. 5 is a diagram of a typical system for treating waste streams using one or more filter materials of the present invention.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Настоящее изобретение направлено на фильтрующий материал, содержащий поливиниловый спирт (ПВС). Настоящее изобретение также направлено на способы изготовления и применения фильтрующих материалов, содержащих ПВС материал. Поливиниловый спирт обладает некоторыми уникальными и положительными физическими и химическими характеристиками для изготовления фильтрующих материалов. Отличная устойчивость поливинилового спирта к химическим реагентам, кислотным и основным, растворителю и маслу, и смазке делает ПВС отличным материалом для применения в атомных, промышленных и других средах.The present invention is directed to a filter material containing polyvinyl alcohol (PVA). The present invention is also directed to methods for the manufacture and use of filter materials containing PVA material. Polyvinyl alcohol has some unique and positive physical and chemical characteristics for the manufacture of filter materials. The excellent resistance of polyvinyl alcohol to chemicals, acidic and basic, solvent and oil, and lubrication makes PVA an excellent material for use in nuclear, industrial and other environments.
Например, следующая таблица сравнивает воздействие обычных масел и растворителей на полностью гидролизованную ПВС смолу. Как показано в таблице, ПВС смолы, по существу, не подвержены воздействию большинства сложных эфиров, простых эфиров, кетонов, алифатических, ароматических углеводородов и высших одноатомных спиртов. Низшие одноатомные спирты оказывают некоторое набухающее действие на смолу, но данный эффект незначителен. Обычные сорта ПВС не подвержены действию животных и растительных масел, смазок и нефтяных углеводородов. Ниже в таблице процентное увеличение по массе литой и не пластифицированной ПВС смолы было измерено при погружении в растворитель на 10 дней при 25-35°С. Чем ниже значение, тем лучше устойчивость ПВС смолы к химикатам.For example, the following table compares the effects of conventional oils and solvents on a fully hydrolyzed PVA resin. As shown in the table, PVA resins are essentially unaffected by most esters, ethers, ketones, aliphatic, aromatic hydrocarbons and higher monohydric alcohols. Lower monohydric alcohols have some swelling effect on the resin, but this effect is negligible. Conventional varieties of PVA are not affected by animal and vegetable oils, lubricants and petroleum hydrocarbons. In the table below, the percentage increase in weight of cast and non-plasticized PVA resin was measured by immersion in a solvent for 10 days at 25-35 ° C. The lower the value, the better the resistance of the PVA resin to chemicals.
полностью гидролизованнаяPVA resin
fully hydrolyzed
Этанол 95%
N-бутанолMethanol
Ethanol 95%
N-butanol
< 0,1
< 0,10.4
<0.1
<0.1
АмилацетатEthyl acetate
Amyl acetate
< 0,1<0.1
<0.1
Керосин
Толуол
СкипидарHeptane
Kerosene
Toluene
Turpentine
< 0,1
< 0,1
< 0,1<0.1
<0.1
<0.1
<0.1
Тетрахлорэтан
Дихлорэтилен
ТрихлорэтиленCarbon tetrachloride
Tetrachloroethane
Dichloroethylene
Trichlorethylene
< 0,1
< 0,1
< 0,1<0.1
<0.1
<0.1
<0.1
Свиной жир
Хлопковое масло
Сырое льняное маслоMarine # 10 Oil
Pig fat
Cottonseed oil
Raw linseed oil
< 0,1
< 0,1
< 0,1<0.1
<0.1
<0.1
<0.1
ПВС волокно для использования в настоящем изобретении желательно получать из полностью гидролизованной ПВС смолы. В добавление к химической устойчивости ПВС смолы свойства полученного волокна могут быть дополнительно улучшены путем физической обработки, такой как нагрев и ориентация волокон. Химическая устойчивость ПВС волокна даже лучше, чем устойчивость ПВС смолы.PVA fiber for use in the present invention, it is desirable to obtain from a fully hydrolyzed PVA resin. In addition to the chemical stability of the PVA resin, the properties of the obtained fiber can be further improved by physical processing, such as heating and orientation of the fibers. The chemical resistance of PVA fibers is even better than the resistance of PVA resins.
ПВС волокно не подвержено уровням ионизирующего облучения, обычно наблюдаемым в ядерных фильтрующих операциях, что делает его пригодным для ядерных фильтрующих операций как с высоким, так и с низким уровнем радиоактивности.PVA fiber is not subject to the levels of ionizing radiation commonly observed in nuclear filtering operations, which makes it suitable for nuclear filtering operations with both high and low levels of radioactivity.
I.I. ПВС фильтр - производство и применениеPVA filter - production and use
Фильтр на основе ПВС может быть получен, использован и ликвидирован таким же образом, как современные фильтры. Тем не менее, ПВС фильтрующий материал имеет особое преимущество, заключающееся в способности изменять свою форму и уменьшать объем под действием химического окисления или простого растворения. В обоих случаях компоненты перестают существовать в форме фильтра, предпочтительнее фильтрующий материал следует превратить в жидкость и слить или отфильтровать для удаления радиоактивности или других загрязнителей. В ядерных и других промышленных применениях это переводит отфильтрованное радиоактивное или опасное загрязнение в гораздо более стабильную и желаемую форму отходов. Пользователь реализует значительные экономические преимущества, так как положения, регулирующие утилизацию высокой радиоактивности или фильтров, содержащих опасные материалы, не будут дальше применяться. Предприятия не будут больше платить за утилизацию данных фильтров в обычной форме, сохраняя существенное количество денег при обслуживании, пакетировании, перевозке и утилизации.A PVA filter can be obtained, used and disposed of in the same way as modern filters. However, PVA filtering material has a particular advantage in being able to change its shape and reduce volume under the influence of chemical oxidation or simple dissolution. In both cases, the components no longer exist in the form of a filter, preferably the filter material should be turned into a liquid and drained or filtered to remove radioactivity or other contaminants. In nuclear and other industrial applications, this translates filtered radioactive or hazardous contamination into a much more stable and desirable form of waste. The user realizes significant economic benefits, since the provisions governing the disposal of high radioactivity or filters containing hazardous materials will not be further applied. Enterprises will no longer pay for the disposal of these filters in their usual form, saving a significant amount of money for maintenance, packaging, transportation and disposal.
ПВС фильтры могут быть изготовлены для покрытия широкого диапазона фильтрующих возможностей, например, от примерно 0,1 до примерно 2500 микрон. ПВС демонстрирует высокую эффективность в удалении и удерживании частиц. Например, когда ПВС нить используется в кордовых витых фильтрах вместо обычного материала (например, полипропилена, хлопка и/или полиэфира) и скручена по тем же техническим условиям для особого микронного номинала, ПВС обычно превышает разработанные параметры производительности, которые ожидаются для первоначального материала. Это происходит из-за слабого расширения ПВС материала под действием воды, создания тугого, более извилистого пути для фильтруемых частиц и, следовательно, улучшенной эффективности фильтрации.PVA filters can be made to cover a wide range of filtering possibilities, for example, from about 0.1 to about 2500 microns. PVA is highly effective in removing and retaining particles. For example, when PVA filament is used in cord filters instead of the usual material (e.g. polypropylene, cotton and / or polyester) and twisted according to the same specifications for a particular micron rating, PVA usually exceeds the designed performance parameters that are expected for the original material. This is due to the weak expansion of the PVA material under the action of water, the creation of a tighter, more tortuous path for the particles to be filtered and, consequently, improved filtration efficiency.
Прочность ПВС волокон делает их очень стойкими к разрушению под действием скачков давления или высокого дифференциального давления в условиях высоких потоков. Температура растворения ПВС также может быть настроена во время процесса изготовления для обеспечения цельности материала в диапазоне температур, наблюдаемых во время работы фильтра. Емкость и производительность ПВС фильтров настоящего изобретения может быть идентична или очень близка к параметрам обычных фильтрующих материалов.The strength of PVA fibers makes them very resistant to fracture under the influence of pressure surges or high differential pressure in high flow conditions. The dissolution temperature of PVA can also be adjusted during the manufacturing process to ensure material integrity in the temperature range observed during filter operation. The capacity and performance of the PVA filters of the present invention can be identical or very close to the parameters of conventional filter materials.
ПВС фильтры настоящего изобретения могут быть использованы в любом применении для фильтрации воды или воздуха, включая в себя ядерные применения. Другие применения для водных фильтров настоящего изобретения включают в себя, но не ограничены, производство электронных компонентов, медицину, переработку сточных вод, питьевую воду, промышленные системы охлаждения воды и домашнее применение. Воздушные фильтры настоящего изобретения включают в себя волокна, используемые в применениях, включающих в себя, но не ограниченных, промышленную фильтрацию газа, респираторы, вентиляцию зданий/дома и автомобильную. Другие применения промышленного использования включают в себя водную или воздушную фильтрацию асбеста или стекловолокна.PVA filters of the present invention can be used in any application for filtering water or air, including nuclear applications. Other uses for the water filters of the present invention include, but are not limited to, the manufacture of electronic components, medicine, waste water treatment, drinking water, industrial water cooling systems and home use. The air filters of the present invention include fibers used in applications including, but not limited to, industrial gas filtration, respirators, building / home ventilation, and automotive. Other industrial applications include water or air filtration of asbestos or fiberglass.
ПВС-содержащие фильтры настоящего изобретения могут быть изготовлены в наборе конфигураций и дизайнов, подходящих как для жидкостных, так и для газовых применений. В одном варианте осуществления настоящего изобретения фильтр имеет дизайн витого патрона. Такой дизайн показан на фиг. 1-3. В данном фильтрующем материале 10 ПВС волокно скручено в жгут/нить 11, которая затем свита вокруг центральной несущей сердцевины 12. Сердцевина 12 может быть металлической, пластиковой или из другого материала. Как показано на фиг. 3, сердцевина 12 имеет отверстия для обеспечения проточных каналов через фильтр 10. Данный тип фильтра является обычным для многих типов существующих дизайнов водных фильтров, таких как для домашнего пользования. Такие же фильтры широко используются для фильтрования низкой активности в кипящих водяных реакторах (КВР) во всей атомной промышленности. Кордовые витые фильтры могут быть изготовлены любой длины для приспособления к любому существующему фильтровальному отделению. Фильтрующая способность (микронный класс) может меняться в очень широком диапазоне в зависимости от параметров изготовления, таких как плотность нити и натяжение наматывания, и характер наматывания. Достижимы классы фильтрования примерно 0,1 микрон и ниже. При растворении от исходной фильтрующей сборки останется только центральная несущая сердцевина.The PVA-containing filters of the present invention can be manufactured in a variety of configurations and designs suitable for both liquid and gas applications. In one embodiment of the present invention, the filter has a twisted cartridge design. Such a design is shown in FIG. 1-3. In this
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения центральная несущая сердцевина 12 может быть изготовлена из водорастворимого, разлагаемого водой или диспергированного в воде материала. Подходящие водорастворимые материалы включают в себя, но не ограничены, поливиниловые спирты, используемые для изготовления фильтрующего компонента (например, жгут/нить 11 фильтрующего материала 10, показанного на фиг. 1-3) фильтров настоящего изобретения. В таком варианте осуществления центральная несущая сердцевина 12 может быть выплавлена под давлением из ПВС материала только или в комбинации с одним или более разлагаемых водой или диспергированных в воде материалов. Подходящие разлагаемые водой или диспергированные в воде материалы включают в себя, но не ограничены, полимеры, описанные в патенте США №6162852, выданном Microtek Medical Holdings, Inc., который полностью введен здесь ссылкой. В данном варианте осуществления центральная несущая сердцевина 12 также растворяется и/или диспергирует при действии щелочи с температурой воды выше 37°С, дополнительно снижая количество отходов, получаемых из фильтрующих материалов.In some embodiments of the present invention, the
Следует отметить, что, хотя фильтр 10 на фиг. 1-3 имеет цилиндрический дизайн витого патрона, фильтр 10 может иметь любую объемную форму, иную чем цилиндрическая форма (например, конфигурацию с круглым сечением). Подходящие конфигурации сечений, иные чем конфигурация с круглым сечением, для дизайна витого патрона включают в себя, но не ограничены, треугольную, квадратную, прямоугольную, продолговатую, овальную, звездообразную, параллелограммную, ромбическую, гексагональную и октагональную конфигурации сечения. Дополнительно площадь сечения фильтра дизайна витого патрона может быть, по существу, постоянной по длине фильтра или может меняться по длине фильтра.It should be noted that although the
В дополнительном варианте осуществления настоящего изобретения фильтр, содержащий ПВС материал, является гофрированным фильтром для использования как в воздушных, так и в водных применениях. Такой дизайн показан на фиг. 4. Гофрированный фильтр 40 содержит фильтрующий материал 41 внутри корпуса 42. Данные фильтры 40 могут иметь клетчатый корпус 42, в котором фильтрующий материал полностью поддерживается со всех сторон (или комбинациями более чем одной стороны), чтобы гарантировать целостность фильтра. Корпус 42 может быть металлическим, пластиковым или из другого материала. Фильтрующий материал 41 существует в виде тканых, вязаных или нетканых листов, одно- или многослойных, которые гофрированы для увеличения наполнения и максимизации площади фильтрующей поверхности. Фильтрующий материал 41 может также существовать в виде экструдированного моноволокнистого дизайна. Вариации данного фильтра используются в высокоэффективных воздушных фильтрах частиц (ВЭВЧ) при вентиляции радиоактивных систем, используются в радиоактивных вакуумных очистителях или других применениях, связанных с радиоактивными воздушными загрязнениями. Другие вариации гофрированных фильтров используются в водных применениях, таких как очистные системы в реакторах, бассейнах для очистки отработанного ядерного топлива и фильтровании добавочной воды. Гофрированные фильтры обычно используются в домашних и промышленных применениях, подобных перечисленным выше.In an additional embodiment of the present invention, the filter containing PVA material is a pleated filter for use in both air and water applications. Such a design is shown in FIG. 4. The
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения корпус 42 может быть изготовлен из водорастворимого, разлагаемого водой или диспергированного в воде материала, подобного центральной несущей сердцевине 12, описанной выше. Как обсуждалось выше, подходящие водорастворимые материалы включают в себя, но не ограничены, поливиниловые спирты, используемые для изготовления фильтрующего компонента (например, фильтрующего материала 41 гофрированного фильтра 40, показанного на фиг. 4) фильтров настоящего изобретения. Подходящие разлагаемые водой или диспергированные в воде материалы включают в себя, но не ограничены, полимеры, описанные в патенте США №6162852, выданном Microtek Medical Holdings, Inc., включенном здесь во всей полноте ссылкой.In some embodiments, implementation of the present invention, the
В данном варианте осуществления корпус 42 также растворяется и/или диспергирует при взаимодействии со щелочью с температурой воды выше примерно 37°С, дополнительно снижая количество отходов, получаемых от фильтрующего материала.In this embodiment, the
Следует заметить, что, хотя фильтр 40 на фиг. 4 имеет цилиндрический дизайн корпуса, фильтр 40 может иметь любую объемную форму, иную чем цилиндрическая форма (например, конфигурацию с круглым сечением). Подходящие сечения с конфигурациями, иными, чем конфигурация с круглым сечением, для гофрированного дизайна включают в себя, но не ограничены, треугольную, квадратную, прямоугольную, продолговатую, овальную, звездообразную, параллелограммную, ромбическую, гексагональную и октагональную конфигурации сечения. Дополнительно, площадь сечения через фильтр гофрированного дизайна может быть, по существу, постоянной по длине фильтра или может меняться по длине фильтра.It should be noted that although the
В дополнительном варианте осуществления фильтр может быть плоским или гофрированным фильтром, имеющим любую из вышеуказанных конфигураций сечения. Другими словами, фильтр может иметь треугольную, квадратную, прямоугольную, продолговатую, овальную, звездообразную, параллелограммную, ромбическую, гексагональную или октагональную форму. Фильтр может иметь структурный носитель в контакте с фильтром или может быть самоподдерживаемым (т.е. фильтр не требует поддерживающей структуры). Такие фильтры особенно подходят для фильтрования воздуха, при этом воздух проходит через фильтр, входя в первую основную поверхность и выходя из второй основной поверхности. Не ограничивающий пример такого фильтра представляет прямоугольный гофрированный фильтр, имеющий длину 60 см, высоту 30 см и толщину около 3 см.In a further embodiment, the filter may be a flat or pleated filter having any of the above sectional configurations. In other words, the filter may have a triangular, square, rectangular, oblong, oval, star-shaped, parallelogram, rhombic, hexagonal or octagonal shape. The filter may have a structural support in contact with the filter, or it may be self-supporting (i.e. the filter does not require a supporting structure). Such filters are particularly suitable for filtering air, with air passing through the filter entering the first main surface and leaving the second main surface. A non-limiting example of such a filter is a rectangular pleated filter having a length of 60 cm, a height of 30 cm and a thickness of about 3 cm.
Другие конфигурации также могут быть изготовлены с применением технологий, обычных для специалистов в области производства фильтров. Структуры монолитных фильтров, мембранные фильтры и различные другие обычные формы фильтров могут быть изготовлены с использованием ПВС в качестве фильтрующего материала вместо обычных нерастворимых в воде материалов.Other configurations may also be made using techniques common to those skilled in the art of filter manufacturing. Monolithic filter structures, membrane filters, and various other common filter forms can be made using PVA as the filter medium instead of the usual water-insoluble materials.
Любой из вышеописанных фильтров может содержать 90 процентов по массе (ппм) или более водорастворимого материала, такого как ПВС. В одном варианте осуществления настоящего изобретения фильтр содержит, по меньшей мере, около 50 ппм водорастворимого материала, такого как ПВС, исходя из общей массы фильтра. В других вариантах осуществления настоящего изобретения фильтр содержит больше чем 60 ппм (желательно, по меньшей мере, около 70 ппм; более желательно, по меньшей мере, около 80 ппм; еще более желательно, по меньшей мере, около 90 ппм; даже более желательно, по меньшей мере, около 95 ппм; и даже более желательно 100 ппм) водорастворимого материала, такого как ПВС, исходя из общей массы фильтра.Any of the above filters may contain 90 percent by weight (ppm) or more of a water-soluble material, such as PVA. In one embodiment of the present invention, the filter comprises at least about 50 ppm of a water-soluble material, such as PVA, based on the total weight of the filter. In other embodiments of the present invention, the filter contains more than 60 ppm (preferably at least about 70 ppm; more preferably at least about 80 ppm; even more preferably at least about 90 ppm; even more preferably at least about 95 ppm; and even more preferably 100 ppm) of a water-soluble material, such as PVA, based on the total weight of the filter.
ПВС фильтры настоящего изобретения могут содержать только ПВС или в комбинации с другими водорастворимыми, разлагаемыми водой или диспергированными в воде материалами, как описано выше. Подходящие материалы, которые могут быть использованы в комбинации с ПВС, включают в себя, но не ограничены, полиакриловую кислоту; полиметакриловую кислоту; полиакриламид; водорастворимые производные целлюлозы, содержащие метилцеллюлозы, этилцеллюлозы, гидроксиметилцеллюлозы, гидроксипропилметилцеллюлозы и карбоксиметилцеллюлозы; карбоксиметилхитин; поливинилпирролидон; сложноэфирную смолу; водорастворимые производные крахмала, содержащие гидроксипропилкрахмал и карбоксиметилкрахмал; водорастворимые полиэтиленоксиды; щелочные водорастворимые материалы, содержащие этиленовые сополимеры акриловой кислоты (ЭАК) и метакриловой кислоты (ЭМАК) и их соли; и иономеры, содержащие акриловую кислоту и/или метакриловую кислоту.The PVA filters of the present invention may contain only PVA or in combination with other water-soluble, water-degradable or water-dispersible materials, as described above. Suitable materials that can be used in combination with PVA include, but are not limited to, polyacrylic acid; polymethacrylic acid; polyacrylamide; water soluble cellulose derivatives containing methyl cellulose, ethyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose and carboxymethyl cellulose; carboxymethylchitin; polyvinylpyrrolidone; ester resin; water-soluble starch derivatives containing hydroxypropyl starch and carboxymethyl starch; water soluble polyethylene oxides; alkaline water-soluble materials containing ethylene copolymers of acrylic acid (EAA) and methacrylic acid (EMAK) and their salts; and ionomers containing acrylic acid and / or methacrylic acid.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения фильтрующий материал фильтров содержит ПВС материал. Желательно, когда ПВС материал содержит поливиниловый спирт с или без ацетильных групп, сшитых или не сшитых. В других вариантах осуществления настоящего изобретения фильтрующий материал фильтров существенным образом или полностью состоит из ПВС материала. В еще других вариантах осуществления настоящего изобретения все компоненты фильтра, включая в себя фильтрующий материал, существенным образом или полностью состоит из ПВС материала.In one embodiment of the present invention, the filter media of the filters comprises PVA material. Preferably, when the PVA material contains polyvinyl alcohol with or without acetyl groups, crosslinked or not crosslinked. In other embodiments of the present invention, the filter media of the filters substantially or entirely consists of PVA material. In still other embodiments, implementation of the present invention, all filter components, including the filter material, essentially or completely consist of PVA material.
II. Обезвреживание (утилизация) фильтрующего материала, содержащего ПВСII. Neutralization (utilization) of filtering material containing PVA
Растворимость в горячей воде и химическая разрушаемость ПВС позволяют фильтрам настоящего изобретения распадаться в желаемых условиях, минимизируя полный объем и массу отходов. Типичные способы утилизации для фильтров настоящего изобретения и типичные применения для фильтров настоящего изобретения описаны в патенте США № 6623643; International Publication N WO03/074432 A1; патентах США NN 5181967; 5207837; 5650219; и 5885907, предмет обсуждения которых включен здесь во всей полноте ссылкой.The solubility in hot water and the chemical degradability of PVA allow the filters of the present invention to disintegrate under the desired conditions, minimizing the total volume and weight of the waste. Typical disposal methods for the filters of the present invention and typical applications for the filters of the present invention are described in US Pat. No. 6,623,643; International Publication N WO03 / 074432 A1; U.S. Patent Nos. 5,191,967; 5,207,837; 5,650,219; and 5885907, the subject of discussion of which is incorporated herein by reference in its entirety.
Установки для утилизации фильтрующих материалов могут быть любого желаемого размера. Как описано ниже, некоторые способы утилизации могут включать в себя этап окисления, в котором используется окислитель для разложения полимеров в потоке обрабатываемых отходов. В этапах способа, описанных ниже, концентрация окислителя может меняться, эффлюенты могут фильтроваться или нет и т.д. Обработка может проводиться на предприятии клиента или направляться в удаленное расположение. Эффлюенты также могут подвергаться ионному обмену или нет.Installations for the disposal of filter materials can be of any desired size. As described below, some disposal methods may include an oxidation step in which an oxidizing agent is used to decompose the polymers in the waste stream. In the steps of the method described below, the concentration of the oxidizing agent may vary, the effluents may be filtered or not, etc. Processing can be carried out at the customer’s site or sent to a remote location. Effluents can also undergo ion exchange or not.
Растворимость в горячей водеSolubility in hot water
В данном типичном сценарии фильтр настоящего изобретения помещают в маленькую установку (60 галлонов номинально). Установка может быть расположена на верху контейнера, содержащего радиоактивную ионообменную смолу, которая приготовлена для утилизации. Установку с фильтром наполняют водой и нагревают до температуры растворения фильтра. Температура растворения может быть (i) выше, чем примерно 37°С, (ii) выше, чем примерно 50°С, (iii) выше, чем примерно 75°С, (iv) выше, чем примерно 90°С или (v) близка к условиям кипения в зависимости от растворимости в воде используемого материала. Фильтрующий материал полностью растворяется, оставляя, по большей части, только корпус фильтра и/или несущие структуры, хотя в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения корпус фильтра и/или несущие структуры также могут растворяться. Жидкая смесь, содержащая растворенный жидкий ПВС, остывает по обстановке, затем сливается. В одном применении эффлюент может быть направлен в сосуд, содержащий ионообменную смолу. ПВС и радиоактивные изотопы откладываются в матрице смолы, прикрепляясь механически в извилистом пути или прилипая к ионообменным центрам. Корпус фильтра и несущую структуру затем удаляют и утилизируют как низко радиоактивные компактные отходы.In this typical scenario, the filter of the present invention is placed in a small installation (60 gallons nominally). The installation may be located on top of a container containing a radioactive ion exchange resin, which is prepared for disposal. The installation with the filter is filled with water and heated to the temperature of dissolution of the filter. The dissolution temperature may be (i) higher than about 37 ° C, (ii) higher than about 50 ° C, (iii) higher than about 75 ° C, (iv) higher than about 90 ° C or (v ) is close to boiling conditions depending on the solubility of the material used in water. The filter media completely dissolves, leaving, for the most part, only the filter housing and / or supporting structures, although in some embodiments of the present invention, the filter housing and / or supporting structures may also dissolve. The liquid mixture containing the dissolved liquid PVA cools down as it is, then merges. In one application, the effluent can be sent to a vessel containing an ion exchange resin. PVA and radioactive isotopes are deposited in the resin matrix, mechanically attaching in a winding path or adhering to ion-exchange centers. The filter housing and the supporting structure are then removed and disposed of as low radioactive compact waste.
Химическое разложениеChemical decomposition
В данном типичном сценарии фильтр настоящего изобретения помещают в маленькую установку (60 галлонов номинально). Установка может быть расположена на верхней части контейнера, содержащего использованную радиоактивную ионообменную смолу, которая приготовлена для утилизации. Установку с фильтром наполняют водой, и любой из следующих компонентов добавляют в установку: реагент, усиливающий разложение полимера, предшественник реагента, усиливающего разложение полимера, окислитель, озон или их комбинацию. Желательно добавлять в установку химический окислитель (например, пероксид водорода) и возможный катализатор (например, сульфат железа или реагент Фентона). Водяная баня может быть нагрета до условий, близких к кипению, как описано выше.In this typical scenario, the filter of the present invention is placed in a small installation (60 gallons nominally). The installation can be located on the top of the container containing the used radioactive ion exchange resin, which is prepared for disposal. The installation with the filter is filled with water, and any of the following components is added to the installation: a reagent that enhances the decomposition of the polymer, a precursor of the reagent that enhances the decomposition of the polymer, an oxidizing agent, ozone, or a combination thereof. It is advisable to add a chemical oxidizing agent (e.g., hydrogen peroxide) and a possible catalyst (e.g., iron sulfate or Fenton's reagent) to the plant. The water bath may be heated to conditions close to boiling, as described above.
Фильтрующий материал полностью растворяется, и его химическая форма перерабатывается в растворенную водную смесь органических кислот, оставляя, по большей части, только корпус фильтра и несущие структуры, хотя в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения корпус фильтра и/или несущие структуры также могут растворяться. Полученная жидкая смесь, содержащая органические кислоты, остывает по обстановке, затем сливается в контейнер смолы. Органические кислоты откладываются в матрице смолы, где радиоактивность и кислоты прикрепляются к ионообменным центрам. Корпус фильтра и несущая структура затем удаляются, когда применимо, и утилизируются как низко радиоактивные компактные отходы.The filter material is completely dissolved, and its chemical form is processed into a dissolved aqueous mixture of organic acids, leaving, for the most part, only the filter housing and supporting structures, although in some embodiments of the present invention, the filter housing and / or supporting structures may also dissolve. The resulting liquid mixture containing organic acids cools as appropriate, then drains into a resin container. Organic acids are deposited in the resin matrix, where radioactivity and acids are attached to ion-exchange centers. The filter housing and supporting structure are then disposed of, when applicable, and disposed of as low radioactive compact waste.
В обоих вышеописанных сценариях следует отметить, что корпус фильтра и/или сердцевина могут содержать водорастворимый и/или разлагаемый водой полимерный материал, как описано выше. В этом случае они не могут быть корпусом фильтра и/или несущей структурой, остающейся для утилизации.In both of the above scenarios, it should be noted that the filter housing and / or the core may contain water-soluble and / or water-degradable polymeric material, as described above. In this case, they cannot be the filter housing and / or the supporting structure remaining for disposal.
Гофрированные патронные фильтры обычно применяют на атомных предприятиях для поддержания чистоты воды в заправочных бассейнах и бассейнах с отработанным ядерным топливом. Данные фильтры размещают в корпусе фильтра и помещают в соответствующий бассейн. Вода прокачивается через фильтр (приложенным насосом), поддерживая концентрацию радиоактивности на приемлемом уровне. Когда фильтр выводят из эксплуатации, его удаленно извлекают из корпуса и помещают в подводный контейнер утилизации. Данный контейнер извлекают из бассейна, и фильтр переносят в контейнер высокой сохранности (КВС) для хранения, пока он не сможет быть обработан для его конечного размещения. Из-за строгих правил только небольшое число фильтров может быть упаковано в КВС, и это число основано на общей радиоактивности, мощности дозы радиоактивного облучения и физической геометрии. Это оставляет большое количество неиспользованного пространства в сосуде утилизации фильтров, пространство, полезность которого окупится, не взирая ни на что. Вследствие данных строгих правил, фильтры выводятся из эксплуатации, основываясь на мощности дозы радиоактивного излучения, а не сроке годности, и захоронение фильтров является окончательным решением. Фильтрующие материалы настоящего изобретения устраняют многие проблемы, связанные с обычными фильтрами и способами обращения с обычными фильтрами.Corrugated cartridge filters are typically used in nuclear plants to maintain clean water in refueling and spent nuclear fuel pools. These filters are placed in the filter housing and placed in an appropriate pool. Water is pumped through the filter (attached pump), maintaining the concentration of radioactivity at an acceptable level. When the filter is taken out of service, it is removed from the housing remotely and placed in an underwater disposal container. This container is removed from the pool, and the filter is transferred to a high-security container (FAC) for storage until it can be processed for its final placement. Due to strict rules, only a small number of filters can be packaged in FAC, and this number is based on total radioactivity, radiation dose rate and physical geometry. This leaves a large amount of unused space in the filter recycling vessel, a space whose utility will pay off, no matter what. Due to these strict rules, filters are decommissioned based on the dose rate of the radiation rather than the expiration date, and the disposal of filters is the final solution. The filter materials of the present invention eliminate many of the problems associated with conventional filters and methods for handling conventional filters.
Фильтрующие материалы настоящего изобретения обладают другими преимуществами, заключающимися в том, что фильтры могут быть использованы до гораздо больших мощностей дозы облучения. Так как фильтрующие материалы настоящего изобретения не нуждаются в захоронении в виде фильтров, верхний предел мощности дозы облучения не является необходимым. Это позволяет предприятию использовать меньше фильтров для того, чтобы сделать ту же работу, экономя на дополнительных фильтрах и, что более важно, сокращая простой и работу по замене, обслуживанию и утилизации дополнительных фильтров.The filter materials of the present invention have other advantages in that the filters can be used up to much higher dose rates. Since the filter materials of the present invention do not need to be disposed of in the form of filters, an upper limit on the dose rate is not necessary. This allows the company to use fewer filters in order to do the same job, saving on additional filters and, more importantly, reducing downtime and the work of replacing, maintaining and disposing of additional filters.
III. Особое использование в атомной промышленностиIII. Special use in the nuclear industry
Фильтрующие материалы настоящего изобретения могут быть использованы в ряде применений, включая в себя, но не ограничиваясь, переработку полимера(ров) также, как и усиливающих разложение реагентов или их предшественников, которые могут присутствовать в водной среде. Данный тип процесса описан в патенте США №6623643 и International Publication N WO03/074432 A1, предмет обсуждения которых включен здесь во всей полноте ссылкой.The filter materials of the present invention can be used in a number of applications, including, but not limited to, the processing of polymer (ditch) as well as enhancing the decomposition of reagents or their precursors that may be present in the aqueous medium. This type of process is described in US Pat. No. 6,623,643 and International Publication N WO03 / 074432 A1, the subject of which is incorporated herein by reference in its entirety.
В патенте США №6623643 и WO03/074432 A1 описаны способы, в которых полимер не полностью растворяется в водной среде. Нерастворенный полимер может быть удален из среды подходящим средством, таким как фильтрация, и затем возвращен или повторно использован. Фильтрующие материалы настоящего изобретения могут быть использованы на данном этапе фильтрации. Дополнительно патент США №6623643 и WO03/074432 A1 описывают варианты осуществления, в которых полимер растворяют перед введением реагента, усиливающего разложение, или его предшественника. В данных вариантах осуществления может быть желательно отфильтровать нерастворенный материал из водного раствора перед введением реагента, усиливающего разложение, или его предшественника, используя фильтрующий материал настоящего изобретения.US Pat. Nos. 6,623,643 and WO03 / 074432 A1 describe methods in which a polymer is not completely soluble in an aqueous medium. The undissolved polymer can be removed from the medium with a suitable agent, such as filtration, and then returned or reused. The filter materials of the present invention can be used at this stage of filtration. Additionally, US Pat. Nos. 6,623,643 and WO03 / 074432 A1 describe embodiments in which the polymer is dissolved before the introduction of the decomposition enhancing agent or its precursor. In these embodiments, it may be desirable to filter out the insoluble material from the aqueous solution before introducing the decomposition enhancing agent or its precursor using the filter material of the present invention.
Аналогично, процессы, описанные в патенте США № 6623643 и WO03/074432 A1, могут включать в себя "пост-обработку" водной среды. Определенный тип пост-обработки может зависеть от природы водной среды. Обычно, когда полимер разлагается до продукта, включающего в себя одну или более органических кислот, эти кислоты затем могут быть сокращены путем биоразложения органических кислот.Similarly, the processes described in US patent No. 6623643 and WO03 / 074432 A1, may include a "post-processing" of the aqueous medium. The specific type of post-treatment may depend on the nature of the aquatic environment. Typically, when a polymer is decomposed to a product comprising one or more organic acids, these acids can then be reduced by biodegradation of organic acids.
Если водная среда должна подвергнуться биоразложению, рН следует отрегулировать до величины в приблизительном диапазоне от примерно 3,0 до примерно 10,0, или более предпочтительно в приблизительном диапазоне от примерно 5,0 до примерно 8,0, или еще более предпочтительно в приблизительном диапазоне от примерно 6,0 до примерно 7,0. Желательно пропускать поток водных отходов через ячейку обратного осмоса после биоразложения.If the aquatic environment is to undergo biodegradation, the pH should be adjusted to a value in the approximate range of from about 3.0 to about 10.0, or more preferably in the approximate range of from about 5.0 to about 8.0, or even more preferably in the approximate range from about 6.0 to about 7.0. It is advisable to pass the stream of water waste through the reverse osmosis cell after biodegradation.
Биоразложение может включать в себя введение затравки микроорганизмов в водный поток отходов, таких как аэробные, гетеротрофные бактерии или анаэробные бактерии. Модифицированная водная среда или поток отходов могут быть подвергнуты действию аэрированного ожиженного слоя в биореакторе, который содержит несущие материалы, такие как пылевидный активированный уголь или пластиковые биошарики. Модифицированный водный поток отходов может также быть направлен в реактор с неподвижной средой или на обработку активным илом. Обычные расширенная аэрация, ступенчатая аэрация, последовательные периодические реакции и контактная стабилизация также могут быть использованы для снижения содержания органического углерода в модифицированном водном потоке отходов.Biodegradation may include seeding microorganisms into the waste water stream, such as aerobic, heterotrophic bacteria or anaerobic bacteria. The modified aqueous medium or waste stream may be exposed to an aerated fluidized bed in a bioreactor that contains carrier materials such as pulverized activated carbon or plastic bio-beads. The modified waste water stream may also be directed to a stationary reactor or activated sludge treatment. Conventional extended aeration, stepwise aeration, sequential batch reactions, and contact stabilization can also be used to reduce the organic carbon content of the modified waste water stream.
Биологическая активность микроорганизмов может быть усилена введением питательного вещества, содержащего азот, фосфор, калий или следы минерала, в биореактор. Конечный полученный поток отходов включает в себя нейтрализованную воду, освобожденную от органического углерода, которая пригодна для поставки на предприятие по переработке отходов или повторного использования или возврата.The biological activity of microorganisms can be enhanced by introducing a nutrient containing nitrogen, phosphorus, potassium or traces of the mineral into the bioreactor. The final waste stream generated includes neutralized organic carbon free water that is suitable for delivery to a waste treatment plant or for reuse or return.
В альтернативном варианте осуществления, описанном в патенте США № 6623643 и WO03/074432 А1, касающемся обработки отходов, генерируемых атомными предприятиями, фильтрация и/или ионообменный процесс могут быть использованы для удаления радиоактивного материала из раствора. Например, этап удаления радиоактивного материала может осуществляться путем фильтрования раствора через микронный фильтр, который имеет номинальный размер пор в диапазоне от примерно 10 до примерно 100 микрон, для удаления радиоактивных элементов. По желанию также могут быть использованы второй фильтр для частиц с номинальным размером пор от примерно 0,1 микрон до примерно 1,0 микрон, блок обратного осмоса или блок ионного обмена, состоящий из анионного слоя, катионного слоя или комбинации анион/катион слоя, которые снижают содержание радиоизотопов на элементарном уровне. На любом из данных этапов фильтрации может быть использован фильтрующий материал настоящего изобретения.In an alternative embodiment described in US Pat. No. 6,623,643 and WO03 / 074432 A1 regarding the treatment of waste generated by nuclear plants, filtering and / or ion exchange process can be used to remove the radioactive material from the solution. For example, the step of removing radioactive material can be carried out by filtering the solution through a micron filter, which has a nominal pore size in the range of from about 10 to about 100 microns, to remove the radioactive elements. If desired, a second filter for particles with a nominal pore size of from about 0.1 microns to about 1.0 microns, a reverse osmosis unit or an ion exchange unit consisting of an anion layer, a cationic layer or an anion / cation layer combination, which reduce the content of radioisotopes at an elementary level. At any of these filtration steps, the filter material of the present invention can be used.
Желательно, чтобы поток отходов также мог быть отрегулирован до более высокого рН. Более желательно, чтобы отрегулированный по рН поток отходов также мог быть биоразлагаемым для удаления органических кислот. Если поток отходов является биоразлагаемым, желательно нейтрализовать поток отходов добавлением гидроксида натрия до рН в приблизительном диапазоне от примерно 3,0 до примерно 10,0 предпочтительно от примерно 5,0 до примерно 8,0, еще более предпочтительно от примерно 0 до примерно 7,0.It is desirable that the waste stream can also be adjusted to a higher pH. More preferably, the pH-adjusted waste stream can also be biodegradable to remove organic acids. If the waste stream is biodegradable, it is desirable to neutralize the waste stream by adding sodium hydroxide to a pH in the approximate range of from about 3.0 to about 10.0, preferably from about 5.0 to about 8.0, even more preferably from about 0 to about 7, 0.
В варианте осуществления, описанном в патенте США №6623643 и WO03/074432 А1, для обработки материалов, которые приходят из источника, в котором они могут подвергаться радиоактивности, потенциально радиоактивные материалы можно фильтровать, применяя фильтрующие материалы настоящего изобретения. Этап фильтрования может происходить в любой точке способа, например, перед добавлением реагента, усиливающего разложение (например, окислительного агента), к потоку водных отходов, после получения продуктов разложения (например, органических кислот) из полимера или после обработки продуктов разложения, например, биоразложения органических кислот. Загрязненные продукты (т.е. продукты, подвергнутые радиоактивности) могут включать в себя, но не ограничены, по меньшей мере, некоторую одежду, защитную одежду, рабочие комбинезоны, обувь, лицевые маски, перчатки, швейные изделия, белье, занавески, полотенца, ткани, пленки, изделия из слоистого пластика, содержащие, по меньшей мере, одну ткань или одну пленку, губки, мочалки, сети, сумки, марлю, подкладки, протирочные материалы, подушки, повязки, фильтры настоящего изобретения или их комбинации.In the embodiment described in US Pat. Nos. 6,623,643 and WO03 / 074432 A1, for processing materials that come from a source where they can be exposed to radioactivity, potentially radioactive materials can be filtered using the filter materials of the present invention. The filtering step can take place at any point in the process, for example, before adding a decomposition enhancing agent (e.g., an oxidizing agent) to the stream of aqueous waste, after receiving decomposition products (e.g., organic acids) from the polymer, or after processing the decomposition products, e.g., biodegradation organic acids. Contaminated products (i.e., products exposed to radioactivity) may include, but are not limited to, at least some clothing, protective clothing, coveralls, shoes, face masks, gloves, clothing, linen, curtains, towels, fabrics, films, laminated products containing at least one fabric or one film, sponges, washcloths, nets, bags, gauze, linings, wipes, pillows, dressings, filters of the present invention, or combinations thereof.
Фильтры для удаления потенциально радиоактивных материалов (например, трансурановых элементов, продуктов деления, природных радиоактивных элементов, продуктов активации ядерным процессом, медицинских изотопов или их комбинация) включают в себя фильтры частиц по настоящему изобретению с номинальным размером пор от примерно 10 до примерно 100 микрон и, возможно, второй фильтр частиц по настоящему изобретению с номинальным размером пор от примерно 0,1 микрона до примерно 1,0 микрон, через которые циркулирует поток отходов. Фильтрование может также содержать циркуляцию потока водных отходов через ионообменный слой. Например, в одном варианте осуществления этот процесс включает в себя: (а) фильтрование потенциально радиоактивного материала из потока водных отходов; (b) нейтрализацию рН потока водных отходов после образования органических кислот; и (с) удаление органических кислот из потока водных отходов после нейтрализации рН. В любом из вышеописанных этапов способа, требующих фильтрации, может быть использован фильтрующий материал настоящего изобретения.Filters to remove potentially radioactive materials (e.g., transuranic elements, fission products, natural radioactive elements, nuclear activation products, medical isotopes, or a combination thereof) include particle filters of the present invention with a nominal pore size of from about 10 to about 100 microns and possibly a second particle filter of the present invention with a nominal pore size of from about 0.1 microns to about 1.0 microns through which the waste stream circulates. The filtration may also comprise circulating a stream of aqueous waste through the ion exchange layer. For example, in one embodiment, this process includes: (a) filtering potentially radioactive material from a stream of aqueous waste; (b) neutralizing the pH of the aqueous waste stream after the formation of organic acids; and (c) removing organic acids from the aqueous waste stream after neutralizing the pH. In any of the above process steps requiring filtration, the filter material of the present invention may be used.
Один типичный процесс, описанный в патенте США №6623643 и WO03/074432 А1, содержит стадии:One typical process described in US patent No. 6623643 and WO03 / 074432 A1, contains the stages:
(1) при необходимости введение полимера или полимерсодержащего материала в водный раствор;(1) optionally introducing a polymer or polymer-containing material into an aqueous solution;
(2) при необходимости добавление реагента, усиливающего разложение, или его предшественника к раствору;(2) optionally adding a decomposition enhancing reagent or its precursor to the solution;
(3) нагревание водной среды так, чтобы заставить реагировать предшественника с образованием реагента, усиливающего разложение, если необходимо, и взаимодействие полимера с образованием продуктов разложения;(3) heating the aqueous medium so as to make the precursor react with the formation of a decomposition enhancing reagent, if necessary, and the interaction of the polymer with the formation of decomposition products;
(4) возможно, фильтрация нерастворенного материала из водной среды;(4) possibly filtering insoluble material from the aquatic environment;
(5) возможно, измерение параметра индикатора концентрации полимерного материала в водной среде;(5) it is possible to measure the parameter of the indicator of the concentration of polymer material in the aquatic environment;
(6) возможно, фильтрация материала, например, радиоактивного материла, из водной среды;(6) possibly filtering a material, for example, a radioactive material, from an aqueous medium;
(7) возможно, изменение, например, нейтрализация, рН водной среды;(7) possibly a change, for example, neutralization, pH of the aqueous medium;
(8) возможно, биоразложение полученных продуктов разложения в водной среде, например, органических кислот, с образованием СО2, Н2О и биомассы; и(8) it is possible the biodegradation of the resulting decomposition products in an aqueous medium, for example, organic acids, with the formation of CO 2 , H 2 O and biomass; and
(9) удаление любых нерастворимых компонентов из реактора.(9) removal of any insoluble components from the reactor.
На этапе (4) водную среду желательно фильтровать через стрейнер для удаления любого нерастворенного полимерного материала и нерастворимых в воде составляющих полимера в растворе. Альтернативно стрейнер может быть изготовлен с применением вышеописанного ПВС материала для образования фильтрующего материала настоящего изобретения. В желательном варианте осуществления стрейнеры имеют размер ячейки в приблизительном диапазоне от примерно 20 до примерно 50 меш. В более желательном варианте осуществления стрейнеры имеют размер ячейки приблизительно 30 меш. Нерастворенный материал, захваченный стрейнерами, может быть возвращен для окончательного растворения. В желательном варианте осуществления полимерный материал составит приблизительный диапазон от больше, чем 0% до примерно 10,0% мас. в растворе. В более желательном варианте осуществления полимерный материал составит приблизительный диапазон от примерно 4,0% до примерно 6,0% мас. в растворе. В еще более желательном варианте осуществления полимерный материал присутствует в количестве примерно 5,0% мас. в растворе. Вдобавок в более желательном варианте осуществления температура раствора во время фильтрационного этапа способа поддерживается при или выше примерно 150°F для предотвращения осаждения ПВС из раствора до его разложения.In step (4), it is desirable to filter the aqueous medium through a strainer to remove any insoluble polymer material and water-insoluble polymer components in the solution. Alternatively, the strainer may be made using the above PVA material to form the filter material of the present invention. In a desirable embodiment, the strainers have a mesh size in the approximate range of from about 20 to about 50 mesh. In a more desirable embodiment, the strainers have a mesh size of about 30 mesh. The undissolved material captured by the strainers can be returned for final dissolution. In a desirable embodiment, the polymeric material will comprise an approximate range from greater than 0% to about 10.0% by weight. in solution. In a more desirable embodiment, the polymeric material will comprise an approximate range of from about 4.0% to about 6.0% by weight. in solution. In an even more desirable embodiment, the polymeric material is present in an amount of about 5.0% wt. in solution. In addition, in a more desirable embodiment, the temperature of the solution during the filtration step of the process is maintained at or above about 150 ° F to prevent the deposition of PVA from the solution before it decomposes.
На этапе (6) фильтрующий материал настоящего изобретения может быть применен для фильтрования и снижения радиоактивности в растворе. Данный этап способа является возможным и применим, только когда водорастворимый материал содержит потенциально радиоактивные отходы. Данный этап может потребоваться или нет, например, на атомном предприятии. Если полимерный материал подвергался радиоактивности, которая влияет на утилизационные свойства раствора, данный этап способа следует добавлять. При добавлении данного этапа способа создается система управления низкорадиоактивными отходами. Данная система управления отходами может быть использована при альтернативном подходе к современным способам переработки сухих активных радиоактивных отходов. Данный этап способа удаления радиоактивности обычно осуществляется до биологического разложения. Более детальный желательный вариант осуществления данного этапа способа включает в себя основные этапы:In step (6), the filter material of the present invention can be used to filter and reduce radioactivity in solution. This step of the method is possible and applicable only when the water-soluble material contains potentially radioactive waste. This stage may or may not be required, for example, at a nuclear plant. If the polymeric material has been exposed to radioactivity, which affects the utilization properties of the solution, this step of the method should be added. When this step of the method is added, a low-level radioactive waste management system is created. This waste management system can be used with an alternative approach to modern methods of processing dry active radioactive waste. This step of the method of removing radioactivity is usually carried out before biodegradation. A more detailed desirable embodiment of this step of the method includes the main steps:
(а) фильтрации раствора и(a) filtering the solution; and
(b) ионного обмена раствора.(b) ion exchange solution.
На атомных предприятиях радиоактивность может присутствовать в рабочих жидкостях в виде как элементов, так и частиц. Фильтрация раствора удаляет радиоактивные частицы. В желательном варианте осуществления раствор проходит через фильтр частиц с номинальным размером пор в диапазоне приблизительно от примерно 10 до примерно 100 микрон. В более желательном варианте осуществления раствор затем проходит через второй фильтр частиц с номинальным размером пор в диапазоне приблизительно от примерно 0,1 микрона до примерно 1,0 микрон. Как описано выше, фильтрующий материал настоящего изобретения может быть использован на данных этапах фильтрации.At nuclear facilities, radioactivity can be present in working fluids in the form of both elements and particles. Filtration of the solution removes radioactive particles. In a preferred embodiment, the solution passes through a particle filter with a nominal pore size in the range of about 10 to about 100 microns. In a more desirable embodiment, the solution then passes through a second particle filter with a nominal pore size in the range of from about 0.1 microns to about 1.0 microns. As described above, the filter material of the present invention can be used in these filtration steps.
В другом типичном способе, описанном в патенте США № 6623643 и WO03/074432 А1, способ содержит этапы:In another typical method described in US patent No. 6623643 and WO03 / 074432 A1, the method comprises the steps of:
(1) при необходимости растворение водорастворимого полимерного материла в водной среде;(1) if necessary, dissolving the water-soluble polymer material in an aqueous medium;
(2) фильтрация нерастворенного материала из водной среды;(2) filtering insoluble material from the aqueous medium;
(3) добавление реагента, усиливающего разложение, или его предшественника к профильтрованной среде;(3) adding a decomposition enhancing reagent or its precursor to the filtered medium;
(4) при использовании предшественника реагента, усиливающего разложение, реакция предшественника с образованием реагента, усиливающего разложение, и реакция полимера;(4) when using a precursor of a decomposition enhancing reagent, a precursor reaction to form a decomposition enhancing reagent and a polymer reaction;
(5) возможно, измерение параметра индикатора концентрации полимерного материала в водной среде;(5) it is possible to measure the parameter of the indicator of the concentration of polymer material in the aquatic environment;
(6) возможно, фильтрация материала, например, радиоактивного материла, из водной среды;(6) possibly filtering a material, for example, a radioactive material, from an aqueous medium;
(7) возможно, изменение, например, нейтрализация, рН раствора;(7) possibly a change, for example, neutralization, the pH of the solution;
(8) возможно, биоразложение продуктов разложения, например, органических кислот, в растворе с образованием СО2, Н2О и биомассы; и(8) possibly biodegradation of decomposition products, for example, organic acids, in solution with the formation of CO 2 , H 2 O and biomass; and
(9) удаление любых нерастворимых компонентов из реактора.(9) removal of any insoluble components from the reactor.
Данный способ отличается от выше обсуждавшегося способа в связи с этапами (1)-(5), которые включают в себя растворение полимера до введения реагента/предшественника, усиливающего разложение, и образования реагента, усиливающего разложение, из предшественника. Образование реагента, усиливающего разложение, из предшественника может содержать облучение раствора электромагнитным излучением, теплом или их комбинацию, как объясняется в патенте США №6623643 и WO03/074432 А1. Что касается вышеописанного способа, фильтрующий материал настоящего изобретения может быть использован на этапах (2) и (6) данного способа.This method differs from the above discussed method in connection with steps (1) to (5), which include dissolving the polymer prior to introducing the decomposition enhancing reagent / precursor and forming the decomposition enhancing reagent from the precursor. The formation of the decomposition enhancing reagent from the precursor may comprise irradiating the solution with electromagnetic radiation, heat, or a combination thereof, as explained in US Pat. No. 6,623,643 and WO03 / 074432 A1. As for the above method, the filter material of the present invention can be used in steps (2) and (6) of this method.
Подходящая система для осуществления второго способа, обсуждаемого выше, представлена на фиг. 5, где численная ссылка 100 относится, в основном, к сосуду для раствора. В желательном варианте осуществления сосуд для раствора 100 представляет собой автоклав. Сосуд для раствора 100 желательно изготовлен из нержавеющей стали или аналогичного устойчивого к коррозии материала. Сосуд для раствора 100 соединен водопроводной линией 102 с фильтрующей системой 104. Фильтрующая система 104 соединена водопроводной линией 106 с насосом 108. В желательном варианте осуществления водопроводная линия 112 пересекает и соединяет водопроводную линию 110 с теплообменником 114. Теплообменник 114 соединяется водопроводной линией 116 снова с сосудом для раствора 100, образуя коммуникацию рециркуляции.A suitable system for implementing the second method discussed above is shown in FIG. 5, where
Насос 108 соединен водопроводной линией 110 с фотохимическим реакционным сосудом 200. Реакционный сосуд 200 желательно изготовлен из нержавеющей стали или аналогичного устойчивого к коррозии материала. В одном варианте осуществления фотохимический реакционный сосуд 200 содержит набор индивидуальных фотохимических реакторов (не показаны), установленных в определенном порядке в пределах реакционного сосуда. В данном варианте осуществления механический смеситель (не показан) расположен в пределах реакционного сосуда 200 для обеспечения рециркуляции содержимого. Каждый реактор содержит, по меньшей мере, один ультрафиолетовый световой элемент высокой интенсивности. В более желательном варианте осуществления фотохимические реакторы в пределах реакционного сосуда 200 генерируют ультрафиолетовое излучение с длиной волны между примерно 185 и примерно 250 нанометров.A
Система ввода окислительного агента 300 соединена водопроводной линией 302 с реакционным сосудом 200. В желательном варианте осуществления система ввода окислительного агента 300 содержит программируемый логический регулятор, сенсор, самописец и распределительный механизм такой же, как хорошо известный в индустриальной химии. Фотохимический реакционный сосуд 200 соединен водопроводной линией 202 с насосом 204. Насос 204 соединен водопроводной линией 206 с сосудом для нейтрализации 400. В возможном варианте осуществления водопроводная линия 208 пересекает водопроводную линию 206 и соединяется с реакционным сосудом 200, давая возможность насосу работать с рециркулирующим, обработанным фотохимически раствором.The input system of the
Система нейтрализации pH 402 соединена водопроводной линией 404 с сосудом для нейтрализации 400. В более предпочтительном варианте осуществления система нейтрализации pH 402 содержит автоматический pH регулятор. Сосуд для нейтрализации 400 соединен водопроводной линией 406 с насосом 408. Насос 408 соединен водопроводной линией 410 снова с сосудом для нейтрализации 400, образуя коммуникацию рециркуляции. Сосуд для нейтрализации 400 соединен водопроводной линией 412 с био-ячейками 500. Био-ячейки 500 являются предпочтительно фиксированного медиа аэробного типа или обработанные активным илом. Входные приспособления сделаны для введения воздуха, бактерий и питания в био-ячейки любым способом, хорошо известным в индустрии. Био-ячейки 500 соединены водопроводной линией 502 с насосом 504. Насос 504 соединен водопроводной линией 506 снова с био-ячейками 500, образуя коммуникацию рециркуляции. Био-ячейки 500 соединены водопроводной линией 508 с выходом.The
В альтернативном предпочтительном варианте осуществления водопроводная линия 602 пересекает и соединяет водопроводную линию 206 с системой фильтрации радиоактивных материалов 600. Система фильтрации радиоактивных материалов 600 соединена водопроводной линией 604 снова с водопроводной линией 206, образуя коммуникацию рециркуляции. Возможно, что система фильтрации радиоактивных материалов 600 соединена водопроводной линией 606 снова с реакционным сосудом 200, образуя коммуникацию рециркуляции, при которой уменьшение радиоактивности может быть проведено совместно с окислением-восстановлением раствора. Система фильтрации радиоактивных материалов 600 альтернативно может быть соединена с открытой системой в любом месте между сосудом для раствора 100 и сосудом для нейтрализации 400.In an alternative preferred embodiment, the
В то время как в описании были подробно раскрыты конкретные варианты осуществления, специалисты в данной области при ознакомлении с упомянутым выше могут легко представить себе варианты, эквивалентные данным вариантам осуществления. Соответственно объем настоящего изобретения должен быть оценен, как это следует из прилагаемой формулы изобретения и любых ее эквивалентов.While specific embodiments have been described in detail in the description, those skilled in the art, when familiarizing themselves with the foregoing, can easily imagine variants equivalent to these embodiments. Accordingly, the scope of the present invention should be evaluated, as follows from the attached claims and any equivalents thereof.
Claims (20)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US43631802P | 2002-12-24 | 2002-12-24 | |
| US60/436,318 | 2002-12-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005123383A RU2005123383A (en) | 2006-01-20 |
| RU2327507C2 true RU2327507C2 (en) | 2008-06-27 |
Family
ID=32682375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005123383A RU2327507C2 (en) | 2002-12-24 | 2003-12-24 | Filtering material made from polyvinyl alcohol |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20040192135A1 (en) |
| EP (1) | EP1590064A4 (en) |
| JP (1) | JP2006521911A (en) |
| KR (1) | KR20050085868A (en) |
| CN (1) | CN1732036A (en) |
| AU (1) | AU2003299860A1 (en) |
| CA (1) | CA2507041A1 (en) |
| RU (1) | RU2327507C2 (en) |
| UA (1) | UA81651C2 (en) |
| WO (1) | WO2004058374A2 (en) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7871946B2 (en) * | 2003-10-09 | 2011-01-18 | Kuraray Co., Ltd. | Nonwoven fabric composed of ultra-fine continuous fibers, and production process and application thereof |
| JPWO2008111294A1 (en) * | 2007-03-15 | 2010-06-24 | 株式会社クラレ | Laminated fabric |
| CA2639666A1 (en) * | 2007-09-21 | 2009-03-21 | Ambio Biofiltration Ltd. | Biofilter media and biofiltration apparatus employing same |
| CN102754167B (en) * | 2009-11-17 | 2018-02-06 | 汉纳检查及工程有限公司 | The disposal and purification of radioactivity polyvinyl alcohol product |
| CA2856196C (en) | 2011-12-06 | 2020-09-01 | Masco Corporation Of Indiana | Ozone distribution in a faucet |
| KR101313714B1 (en) | 2012-02-15 | 2013-10-01 | 송원숙 | Fiber Drum Filter For Water Treatment |
| JP2014032066A (en) * | 2012-08-02 | 2014-02-20 | Japan Vilene Co Ltd | Radioactive substance adsorbing material |
| US20160351291A1 (en) * | 2014-01-27 | 2016-12-01 | 3M Innovative Properties Company | Electrically insulating material and conductor wrap for electrical equipment, such as transformers |
| US20160343465A1 (en) * | 2014-01-27 | 2016-11-24 | 3M Innovative Properties Company | Electrical insulation material and transformer |
| CN115093008B (en) | 2015-12-21 | 2024-05-14 | 德尔塔阀门公司 | Fluid delivery system including a sterilizing device |
| RU2616972C1 (en) * | 2016-02-12 | 2017-04-19 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Эксорб" | Method of clearing liquid radioactive wastes |
| CN107010775A (en) * | 2017-04-28 | 2017-08-04 | 杭州卧特松环保科技有限公司 | Many material composite filter elements |
| JP7368167B2 (en) * | 2019-10-04 | 2023-10-24 | 株式会社ディスコ | Dust collection processing equipment |
| CN112442771B (en) * | 2020-11-13 | 2022-03-08 | 浙江羊绒世家服饰股份有限公司 | Water-soluble fiber and high count cashmere yarn spinning process |
| CN113073416A (en) * | 2021-05-11 | 2021-07-06 | 李昌荣 | Fabric produced based on degradable fibers and production process thereof |
| CN114371050B (en) * | 2021-11-29 | 2023-08-15 | 中国辐射防护研究院 | Radioactive surface contamination screening analysis method |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2539768A (en) * | 1947-05-05 | 1951-01-30 | Cuno Eng Corp | Filter element and method of making the same |
| US2537897A (en) * | 1947-07-09 | 1951-01-09 | Robert H Hunter | Filter element |
| US3422008A (en) * | 1963-10-24 | 1969-01-14 | Dow Chemical Co | Wound hollow fiber permeability apparatus and process of making the same |
| US3616603A (en) * | 1969-11-21 | 1971-11-02 | Sylvania Electric Prod | Decomposable filter means and method of utilization |
| US3834547A (en) * | 1972-06-19 | 1974-09-10 | Albany Int Corp | Fibrous product |
| US3867294A (en) * | 1973-05-09 | 1975-02-18 | Pall Corp | Cylindrical filter elements with improved side seam seal |
| JPS54153779A (en) * | 1978-05-25 | 1979-12-04 | Kuraray Co Ltd | Preparation of polyvinyl alcohol base selective transmission membrane |
| US4355995A (en) * | 1979-03-27 | 1982-10-26 | American Filtrona Corporation | Tobacco smoke filter providing tobacco flavor enrichment, and method for producing same |
| US4715992A (en) * | 1985-10-30 | 1987-12-29 | Westinghouse Electric Corp. | Filter element reduction method |
| US4995916A (en) * | 1990-04-30 | 1991-02-26 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Method of recovering hazardous waste from phenolic resin filters |
| EP0783841A4 (en) * | 1995-08-04 | 1998-08-26 | Mitsubishi Rayon Co | Filter medium and cigarette filter made with the use of the same |
| US5911224A (en) * | 1997-05-01 | 1999-06-15 | Filtrona International Limited | Biodegradable polyvinyl alcohol tobacco smoke filters, tobacco smoke products incorporating such filters, and methods and apparatus for making same |
| US5922110A (en) * | 1998-01-21 | 1999-07-13 | Dcv, Inc. | Water-soluble, biodegradable filter, and process of using same |
| US6623643B2 (en) * | 1999-11-19 | 2003-09-23 | Microtek Medical Holdings, Inc. | Process for treatment of aqueous environments containing a water soluble polymer |
| US20020042236A1 (en) * | 2000-04-26 | 2002-04-11 | Chisso Corporation | Filter cartridge and process for producing the same |
| JP2002166141A (en) * | 2000-09-21 | 2002-06-11 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | Porous membrane |
-
2003
- 2003-12-24 KR KR1020057011761A patent/KR20050085868A/en not_active Application Discontinuation
- 2003-12-24 WO PCT/US2003/041099 patent/WO2004058374A2/en active Application Filing
- 2003-12-24 UA UAA200507322A patent/UA81651C2/en unknown
- 2003-12-24 EP EP03800134A patent/EP1590064A4/en not_active Withdrawn
- 2003-12-24 CN CNA2003801073762A patent/CN1732036A/en active Pending
- 2003-12-24 US US10/746,152 patent/US20040192135A1/en not_active Abandoned
- 2003-12-24 CA CA002507041A patent/CA2507041A1/en not_active Abandoned
- 2003-12-24 AU AU2003299860A patent/AU2003299860A1/en not_active Abandoned
- 2003-12-24 RU RU2005123383A patent/RU2327507C2/en not_active IP Right Cessation
- 2003-12-24 JP JP2004564007A patent/JP2006521911A/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1590064A4 (en) | 2007-11-21 |
| JP2006521911A (en) | 2006-09-28 |
| WO2004058374A3 (en) | 2004-10-07 |
| AU2003299860A1 (en) | 2004-07-22 |
| KR20050085868A (en) | 2005-08-29 |
| EP1590064A2 (en) | 2005-11-02 |
| UA81651C2 (en) | 2008-01-25 |
| US20040192135A1 (en) | 2004-09-30 |
| CN1732036A (en) | 2006-02-08 |
| AU2003299860A8 (en) | 2004-07-22 |
| WO2004058374A2 (en) | 2004-07-15 |
| RU2005123383A (en) | 2006-01-20 |
| CA2507041A1 (en) | 2004-07-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2327507C2 (en) | Filtering material made from polyvinyl alcohol | |
| US6623643B2 (en) | Process for treatment of aqueous environments containing a water soluble polymer | |
| RU2259959C2 (en) | Water solution cleaning method (versions) | |
| JP5021206B2 (en) | How to remove radioactive contaminants from washable products | |
| DE69422397T2 (en) | DEVICE FOR TREATING WASTEWATER | |
| CA2779580C (en) | Disposal and decontamination of radioactive polyvinyl alcohol products | |
| EP1686095A1 (en) | Photocatalytic reactor with a modular configuration and advanced oxidation process for purifying and disinfecting wastewater from aquaculture | |
| CN106554131A (en) | Integrated preposition denitrification sewage-treatment plant | |
| US20040028575A1 (en) | Ozone-scavenging materials and processes for preparing them | |
| US7147787B2 (en) | Process for treatment of aqueous environments containing a water-soluble polymer | |
| CA2574005A1 (en) | Photocatalytic reactor with a modular configuration, based on uv light sources and a catalyst, and process for purifying and disinfecting wastewater from confined aquaculture, using advanced oxidation processes | |
| RAHMANI et al. | INVESTIGATION OF PHOTO CATALYTIC DEGRADATION OF PHENOL BY UV/TIO2 PROCESS IN AQUATIC SOLUTIONS | |
| CN206089324U (en) | Integration biofiltration sewage treatment plant | |
| US4855080A (en) | Method for decontaminating specially selected plastic materials which have become radioactively contaminated, and articles | |
| CN208700838U (en) | A kind of garbage percolation liquid treating system | |
| JP2605325B2 (en) | Water disinfection and purification equipment | |
| JP6856893B2 (en) | Chlorine neutralizer, input type chlorine neutralizer using it, chlorine neutralizer and chlorine neutralization method | |
| CN214270552U (en) | Water storage tank vent hole with disinfection and sterilization filtering functions | |
| CN211462298U (en) | Medical treatment sewage filtering ponds | |
| JPH0760264A (en) | Pparatus and method for purification of water | |
| KR20110066743A (en) | Water treatment device for purification of sewage and gray water containing hardly degradable harmful substances and water treatment method using the same | |
| EP0195214A2 (en) | Method for the multistage treatment of radioactive waste water | |
| JP3920752B2 (en) | Method and apparatus for processing plastic waste | |
| DE102005062337B4 (en) | Process for the production of species-specific, biofilm-dissolving substances (biosurfactants) | |
| JP2584978Y2 (en) | Hollow fiber membrane module |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081225 |