RU2829370C1 - Methods for reducing presence of environmental pollutants in environment - Google Patents
Methods for reducing presence of environmental pollutants in environment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2829370C1 RU2829370C1 RU2022108119A RU2022108119A RU2829370C1 RU 2829370 C1 RU2829370 C1 RU 2829370C1 RU 2022108119 A RU2022108119 A RU 2022108119A RU 2022108119 A RU2022108119 A RU 2022108119A RU 2829370 C1 RU2829370 C1 RU 2829370C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sulfur
- halogen
- sorbent
- substance
- combination
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 98
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 title claims abstract description 52
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 313
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 256
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims abstract description 256
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 claims abstract description 254
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 112
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 76
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 71
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 70
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 69
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 68
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 42
- -1 ammonium halides Chemical class 0.000 claims abstract description 15
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 7
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 claims abstract description 4
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 316
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 315
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 66
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 33
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 28
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 27
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims description 18
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-N Hydrogen bromide Chemical compound Br CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 12
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 8
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims description 8
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 8
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 claims description 7
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 claims description 7
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 6
- UNYSKUBLZGJSLV-UHFFFAOYSA-L calcium;1,3,5,2,4,6$l^{2}-trioxadisilaluminane 2,4-dioxide;dihydroxide;hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[OH-].[OH-].[Ca+2].O=[Si]1O[Al]O[Si](=O)O1.O=[Si]1O[Al]O[Si](=O)O1 UNYSKUBLZGJSLV-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 229910052676 chabazite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 claims description 6
- 229910001508 alkali metal halide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000008045 alkali metal halides Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 5
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 229910001615 alkaline earth metal halide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 claims description 3
- 229910052809 inorganic oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 claims description 2
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004746 geotextile Substances 0.000 claims description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 2
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 abstract description 4
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 abstract description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 45
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 39
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 35
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 26
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 15
- 239000000306 component Substances 0.000 description 13
- 238000005067 remediation Methods 0.000 description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 9
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 8
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 8
- 235000012216 bentonite Nutrition 0.000 description 7
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 6
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 6
- NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M potassium iodide Chemical compound [K+].[I-] NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 6
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 6
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 5
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 5
- 150000002731 mercury compounds Chemical class 0.000 description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 5
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 5
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 5
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 4
- 238000011066 ex-situ storage Methods 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- JHJLBTNAGRQEKS-UHFFFAOYSA-M sodium bromide Chemical compound [Na+].[Br-] JHJLBTNAGRQEKS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- QGJOPFRUJISHPQ-UHFFFAOYSA-N Carbon disulfide Chemical compound S=C=S QGJOPFRUJISHPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XWTFVTOZYCMQLA-UHFFFAOYSA-N [S].[Br] Chemical compound [S].[Br] XWTFVTOZYCMQLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 231100000693 bioaccumulation Toxicity 0.000 description 3
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 3
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 3
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 3
- KWLMIXQRALPRBC-UHFFFAOYSA-L hectorite Chemical compound [Li+].[OH-].[OH-].[Na+].[Mg+2].O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O[Si]([O-])(O1)O[Si]1([O-])O2 KWLMIXQRALPRBC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 229910000271 hectorite Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000042 hydrogen bromide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- FVAUCKIRQBBSSJ-UHFFFAOYSA-M sodium iodide Chemical compound [Na+].[I-] FVAUCKIRQBBSSJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 3
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 3
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 3
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 2
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JJWSNOOGIUMOEE-UHFFFAOYSA-N Monomethylmercury Chemical compound [Hg]C JJWSNOOGIUMOEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 2
- 229910001622 calcium bromide Inorganic materials 0.000 description 2
- WGEFECGEFUFIQW-UHFFFAOYSA-L calcium dibromide Chemical compound [Ca+2].[Br-].[Br-] WGEFECGEFUFIQW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 2
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-M hydrosulfide Chemical compound [SH-] RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- IOLCXVTUBQKXJR-UHFFFAOYSA-M potassium bromide Chemical compound [K+].[Br-] IOLCXVTUBQKXJR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- NROKBHXJSPEDAR-UHFFFAOYSA-M potassium fluoride Chemical compound [F-].[K+] NROKBHXJSPEDAR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M sodium fluoride Chemical compound [F-].[Na+] PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JIHQDMXYYFUGFV-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-triazine Chemical compound C1=NC=NC=N1 JIHQDMXYYFUGFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RRPZHYWZRCTYBG-UHFFFAOYSA-N 18,18-dimethylnonadecan-1-amine Chemical class CC(C)(C)CCCCCCCCCCCCCCCCCN RRPZHYWZRCTYBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HOBGCONPBCCQHM-UHFFFAOYSA-N 2-(methylamino)ethane-1,1-diol Chemical class CNCC(O)O HOBGCONPBCCQHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XZXYQEHISUMZAT-UHFFFAOYSA-N 2-[(2-hydroxy-5-methylphenyl)methyl]-4-methylphenol Chemical compound CC1=CC=C(O)C(CC=2C(=CC=C(C)C=2)O)=C1 XZXYQEHISUMZAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 5-(5-carboxythiophen-2-yl)thiophene-2-carboxylic acid Chemical compound S1C(C(=O)O)=CC=C1C1=CC=C(C(O)=O)S1 DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- UNMYWSMUMWPJLR-UHFFFAOYSA-L Calcium iodide Chemical compound [Ca+2].[I-].[I-] UNMYWSMUMWPJLR-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 description 1
- 244000060011 Cocos nucifera Species 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 239000005909 Kieselgur Substances 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- REYJJPSVUYRZGE-UHFFFAOYSA-N Octadecylamine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCN REYJJPSVUYRZGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N Sulfurous acid Chemical compound OS(O)=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- JYIBXUUINYLWLR-UHFFFAOYSA-N aluminum;calcium;potassium;silicon;sodium;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Na].[Al].[Si].[K].[Ca] JYIBXUUINYLWLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SWLVFNYSXGMGBS-UHFFFAOYSA-N ammonium bromide Chemical compound [NH4+].[Br-] SWLVFNYSXGMGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 229940107816 ammonium iodide Drugs 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 229960000892 attapulgite Drugs 0.000 description 1
- 238000003705 background correction Methods 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 125000001246 bromo group Chemical group Br* 0.000 description 1
- XXWVVIRTHDRMEY-UHFFFAOYSA-N bromo thiohypobromite Chemical compound BrSBr XXWVVIRTHDRMEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 1
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001640 calcium iodide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940046413 calcium iodide Drugs 0.000 description 1
- DKVNPHBNOWQYFE-UHFFFAOYSA-N carbamodithioic acid Chemical compound NC(S)=S DKVNPHBNOWQYFE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- WOWHHFRSBJGXCM-UHFFFAOYSA-M cetyltrimethylammonium chloride Chemical compound [Cl-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C WOWHHFRSBJGXCM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 229910001603 clinoptilolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002013 dioxins Chemical class 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical class O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000012990 dithiocarbamate Substances 0.000 description 1
- GRWZHXKQBITJKP-UHFFFAOYSA-L dithionite(2-) Chemical compound [O-]S(=O)S([O-])=O GRWZHXKQBITJKP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000003623 enhancer Substances 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000012013 faujasite Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000009501 film coating Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- 150000002240 furans Chemical class 0.000 description 1
- 150000002366 halogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000043 hydrogen iodide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003100 immobilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 229910001853 inorganic hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002497 iodine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 150000002506 iron compounds Chemical class 0.000 description 1
- 235000014413 iron hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L iron(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Fe+2] NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229940094522 laponite Drugs 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000010808 liquid waste Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- XCOBTUNSZUJCDH-UHFFFAOYSA-B lithium magnesium sodium silicate Chemical compound [Li+].[Li+].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Na+].[Na+].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].O1[Si](O2)([O-])O[Si]3([O-])O[Si]1([O-])O[Si]2([O-])O3.O1[Si](O2)([O-])O[Si]3([O-])O[Si]1([O-])O[Si]2([O-])O3.O1[Si](O2)([O-])O[Si]3([O-])O[Si]1([O-])O[Si]2([O-])O3.O1[Si](O2)([O-])O[Si]3([O-])O[Si]1([O-])O[Si]2([O-])O3.O1[Si](O2)([O-])O[Si]3([O-])O[Si]1([O-])O[Si]2([O-])O3.O1[Si](O2)([O-])O[Si]3([O-])O[Si]1([O-])O[Si]2([O-])O3 XCOBTUNSZUJCDH-UHFFFAOYSA-B 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- OTCKOJUMXQWKQG-UHFFFAOYSA-L magnesium bromide Chemical compound [Mg+2].[Br-].[Br-] OTCKOJUMXQWKQG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001623 magnesium bromide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L magnesium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Mg+2] ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001635 magnesium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- BLQJIBCZHWBKSL-UHFFFAOYSA-L magnesium iodide Chemical compound [Mg+2].[I-].[I-] BLQJIBCZHWBKSL-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001641 magnesium iodide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- NGYIMTKLQULBOO-UHFFFAOYSA-L mercury dibromide Chemical compound Br[Hg]Br NGYIMTKLQULBOO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229940008718 metallic mercury Drugs 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 229910003455 mixed metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010812 mixed waste Substances 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 150000002898 organic sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000003002 pH adjusting agent Substances 0.000 description 1
- 239000006174 pH buffer Substances 0.000 description 1
- 229910052625 palygorskite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000011020 pilot scale process Methods 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 150000003071 polychlorinated biphenyls Chemical class 0.000 description 1
- 125000005575 polycyclic aromatic hydrocarbon group Chemical group 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 description 1
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 description 1
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 1
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000011698 potassium fluoride Substances 0.000 description 1
- 235000003270 potassium fluoride Nutrition 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 229910000275 saponite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000276 sauconite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 229910052665 sodalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000011775 sodium fluoride Substances 0.000 description 1
- 235000013024 sodium fluoride Nutrition 0.000 description 1
- HYHCSLBZRBJJCH-UHFFFAOYSA-M sodium hydrosulfide Chemical compound [Na+].[SH-] HYHCSLBZRBJJCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000009518 sodium iodide Nutrition 0.000 description 1
- 229910052979 sodium sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N sodium sulfide (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].[S-2] GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 150000003463 sulfur Chemical class 0.000 description 1
- FWMUJAIKEJWSSY-UHFFFAOYSA-N sulfur dichloride Chemical class ClSCl FWMUJAIKEJWSSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N sulfur dioxide Inorganic materials O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DHCDFWKWKRSZHF-UHFFFAOYSA-N sulfurothioic S-acid Chemical compound OS(O)(=O)=S DHCDFWKWKRSZHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 238000006557 surface reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
- 239000003760 tallow Substances 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- YUKQRDCYNOVPGJ-UHFFFAOYSA-N thioacetamide Chemical compound CC(N)=S YUKQRDCYNOVPGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DLFVBJFMPXGRIB-UHFFFAOYSA-N thioacetamide Natural products CC(N)=O DLFVBJFMPXGRIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100001234 toxic pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 238000004017 vitrification Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИAREA OF TECHNOLOGY
[0001] Настоящее изобретение относится к удалению загрязняющих окружающую среду веществ для снижения их наличия в окружающей среде.[0001] The present invention relates to the removal of environmental pollutants to reduce their presence in the environment.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИLEVEL OF TECHNOLOGY
[0002] Известно, что многие загрязняющие вещества токсичны для людей и окружающей среды. Одно из таких известных загрязняющих окружающую среду веществ, ртуть, было отнесено Агентством по регистрации токсичных веществ и заболеваний (ATSDR) Министерства здравоохранения и социальных служб США к категории первоочередных вредных веществ. В Перечне национальных приоритетов (NPL) США, который ведется Агентством по охране окружающей среды (EPA) США, перечислены многочисленные участки, загрязненные ртутью, такие как участки, содержащие различные вещества, содержащие загрязняющие вещества, включая твердые вещества (например, почву, мусор, отходы), жидкости (например, грунтовые воды, озера, пруды) и комбинации твердых веществ и жидкостей (например, ил, шламы, отложения). Большинство этих участков не очищено от ртути. Неприемлемые уровни ртути или ртутных соединений также могут присутствовать на участках, не приведенных в NPL США. Аналогичные опасения вызывают, помимо ртути, другие загрязняющие окружающую среду вещества.[0002] Many pollutants are known to be toxic to humans and the environment. One such known environmental pollutant, mercury, has been identified as a priority hazardous substance by the U.S. Department of Health and Human Services' Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR). The U.S. National Priorities List (NPL), maintained by the U.S. Environmental Protection Agency (EPA), lists numerous mercury-contaminated sites, such as sites containing a variety of substances containing pollutants, including solids (e.g., soil, trash, waste), liquids (e.g., groundwater, lakes, ponds), and combinations of solids and liquids (e.g., sludge, sediment). Most of these sites have not been remediated for mercury. Unacceptable levels of mercury or mercury compounds may also be present at sites not listed on the U.S. NPL. Similar concerns exist for pollutants other than mercury.
[0003] Загрязнение ртутью может происходить из различных источников, таких как горнодобывающие и горнорудные работы, хлорно-щелочные заводы и процессы производства батарей. Также есть много свалок, загрязненных ртутьсодержащими отходами. Кроме того, ртутные загрязняющие вещества присутствуют во множестве форм, включая металлическую ртуть, органические соединения ртути и неорганические соединения ртути, часто на одном и том же участке. Для различных форм ртути и/или различных веществ часто требуются разные способы очистки. [0003] Mercury pollution can occur from a variety of sources, such as mining and quarrying operations, chlor-alkali plants, and battery manufacturing processes. There are also many landfills contaminated with mercury-containing waste. In addition, mercury contaminants are present in a variety of forms, including metallic mercury, organic mercury compounds, and inorganic mercury compounds, often at the same site. Different forms of mercury and/or different substances often require different cleanup methods.
[0004] Вещества, загрязненные ртутью, вероятно, также содержат множество других загрязняющих окружающую среду веществ. Например, некоторые вещества также загрязнены органическими веществами и/или другими тяжелыми металлами, и эти другие загрязняющие окружающую среду вещества создают аналогичные проблемы. Следовательно, снижение наличия в окружающей среде загрязняющих окружающую среду веществ на любом конкретном участке может быть технически сложной и дорогостоящей задачей в зависимости от загрязненной субстанции, состояния этой субстанции, типов отходов, форм ртути и других присутствующих загрязняющих веществ или загрязняющих окружающую среду веществ. Особый интерес представляет снижение наличия в окружающей среде загрязняющих окружающую среду веществ, что, в свою очередь, снижает биодоступность загрязняющих веществ и, следовательно, их биоаккумуляцию, особенно в таких веществах, как почвы, грунтовые воды, отложения и шламы.[0004] Mercury-contaminated substances are likely to also contain a variety of other environmental contaminants. For example, some substances are also contaminated with organic matter and/or other heavy metals, and these other environmental contaminants pose similar problems. Consequently, reducing the presence of environmental contaminants at any given site can be technically challenging and expensive, depending on the contaminated substance, the condition of the substance, the types of waste, the forms of mercury and other contaminants or environmental contaminants present. Of particular interest is the reduction of the presence of environmental contaminants in the environment, which in turn reduces the bioavailability of the contaminants and hence their bioaccumulation, particularly in substances such as soils, groundwater, sediments and sludges.
[0005] Современные коммерческие способы восстановления, применяемые к почвам и другим твердым веществам, включают в себя стабилизацию/отверждение, промывку, термическую десорбцию и стеклование. Способы, применяемые к воде и другим жидкостям, включают в себя осаждение/совместное осаждение, адсорбцию, фильтрацию и биовосстановление. Способы, применяемые к отложениям и другим комбинациям твердых веществ и жидкостей, включают в себя перекрытие in situ, землечерпание/выемку грунта, комбинацию этих методов, а также контролируемое естественное восстановление (MNR; Monitored Natural Recovery) и усиленное контролируемое естественное восстановление (EMNR; enhanced Monitored Natural Recovery). Контролируемое естественное восстановление основывается на естественных процессах для защиты окружающей среды и объектов воздействия загрязняющих веществ от неприемлемого воздействия загрязняющих веществ, а в усиленном MNR применяются материалы или улучшающие вещества для усиления процессов естественного восстановления (например, добавление тонкослойного покрытия или химически активного улучшающего вещества, такого как углерод). Все эти технологии восстановления обеспечивают преимущества при контроле воздействий на окружающую среду загрязняющих окружающую среду веществ, включая риски для здоровья человека и окружающей среды, но эти технологии восстановления также имеют ограничения.[0005] Current commercial remediation methods applied to soils and other solids include stabilization/solidification, washing, thermal desorption, and vitrification. Methods applied to water and other liquids include precipitation/co-precipitation, adsorption, filtration, and bioremediation. Methods applied to sediments and other solid-liquid combinations include in situ capping, dredging, a combination of these methods, and monitored natural recovery (MNR) and enhanced monitored natural recovery (EMNR). Monitored natural recovery relies on natural processes to protect the environment and receptors of contaminants from unacceptable exposure to contaminants, while enhanced MNR uses materials or enhancements to enhance natural recovery processes (e.g., the addition of a thin film coating or a chemically active enhancer such as carbon). All of these remediation technologies provide benefits in controlling the environmental impacts of pollutants, including risks to human health and the environment, but these remediation technologies also have limitations.
[0006] Еще один фактор, который следует учитывать при применении некоторых технологий восстановления, - это тенденция загрязняющего окружающую среду вещества мигрировать из своего местоположения (или вымываться из него) после того, как оно было поглощено или стабилизировано. EPA США также регулирует это и разработала процедуру определения характеристик токсичности с помощью выщелачивания (TCLP; Toxicity Characteristic Leaching Procedure), тест, предназначенный для определения подвижности как органических, так и неорганических аналитов, присутствующих в жидких, твердых и разнотипных отходах.[0006] Another factor to consider when applying some remediation technologies is the tendency of an environmental contaminant to migrate from (or leach from) its location after it has been absorbed or stabilized. The U.S. EPA also regulates this and has developed the Toxicity Characteristic Leaching Procedure (TCLP), a test designed to determine the mobility of both organic and inorganic analytes present in liquid, solid, and mixed wastes.
[0007] Сложные лабораторные и полупромышленные исследования и отборочные испытания должны проводиться для оценки технологии, чтобы определить, подходит ли она, прежде чем она будет выбрана для восстановления фактически загрязненного участка. Кроме того, изменчивость в зависимости от подлежащего обработке участка делает очистку от ртути и других загрязняющих окружающую среду веществ довольно дорогостоящей и трудоемкой задачей. Таким образом, существует потребность в новых и более привлекательных с коммерческой точки зрения способах снижения наличия в окружающей среде и биодоступности загрязняющих окружающую среду веществ в твердых веществах и жидкостях, а также в их комбинациях.[0007] Sophisticated laboratory and pilot scale studies and screening tests must be conducted to evaluate a technology to determine its suitability before it is selected for remediation of an actual contaminated site. In addition, site-to-site variability makes remediation of mercury and other environmental contaminants a costly and labor-intensive task. Thus, there is a need for new and more commercially attractive methods for reducing the environmental presence and bioavailability of environmental contaminants in solids and liquids, and in combinations thereof.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯESSENCE OF THE INVENTION
[0008] В настоящем изобретении предложены способы снижение наличия в окружающей среде по меньшей мере части одного или более загрязняющих окружающую среду веществ в субстанции, содержащей одно или более загрязняющих окружающую среду веществ. Преимущество, обеспечиваемое способами по настоящему изобретению, заключается в снижении наличия в окружающей среде токсичных, загрязняющих окружающую среду веществ в веществах. К таким токсичным загрязняющим веществам относятся ртуть и метилртуть, а также тяжелые металлы и экологически токсичные органические вещества.[0008] The present invention provides methods for reducing the presence in the environment of at least a portion of one or more environmental pollutants in a substance containing one or more environmental pollutants. An advantage provided by the methods of the present invention is the reduction of the presence in the environment of toxic, environmental pollutants in substances. Such toxic pollutants include mercury and methylmercury, as well as heavy metals and environmentally toxic organic substances.
[0009] Преимущество, обеспечиваемое способами по настоящему изобретению, заключается в том, что за счет снижения наличия в окружающей среде загрязняющих окружающую среду веществ в веществах, также снижается биодоступность и биоаккумуляция таких загрязняющих веществ.[0009] An advantage provided by the methods of the present invention is that by reducing the presence of environmental contaminants in substances, the bioavailability and bioaccumulation of such contaminants is also reduced.
[0010] Способы по настоящему изобретению могут применяться как единственный способ снижения наличия в окружающей среде и/или присутствия в субстанции загрязняющих окружающую среду веществ, таких как ртуть, или могут применяться для дополнения и/или усиления снижения наличия в окружающей среде и/или количества таких загрязняющих окружающую среду веществ в субстанции, по сравнению с тем, что достигается с помощью существующих технологий.[0010] The methods of the present invention may be used as the sole method for reducing the presence in the environment and/or the presence in a substance of environmental pollutants such as mercury, or may be used to supplement and/or enhance the reduction in the presence in the environment and/or the amount of such environmental pollutants in a substance, compared to what is achieved using existing technologies.
[0011] Вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой способ снижения наличия в окружающей среде по меньшей мере части одного или более загрязняющих окружающую среду веществ в субстанции, содержащей один или более загрязняющих окружающую среду веществ. Данный способ включает добавление и/или нанесение сорбента, содержащего галоген и серу, на указанную субстанцию. Сорбент содержит серу, один или более галогенов, выбранных из фтора, хлора, брома и/или йода, и один или более материалов субстрата. Галоген в сорбенте получают из источника, выбранного из элементарных галогенов, галогеноводородных кислот, галогенидов щелочных металлов, галогенидов щелочноземельных металлов и галогенидов аммония. Добавление и/или нанесение сорбента, содержащего галоген и серу, на субстанцию, содержащую загрязняющее вещество, снижает наличие в окружающей среде по меньшей мере части одного или более загрязняющих окружающую среду веществ в указанной субстанции.[0011] An embodiment of the present invention is a method for reducing the presence in the environment of at least a portion of one or more environmental pollutants in a substance containing one or more environmental pollutants. This method includes adding and/or applying a sorbent containing a halogen and sulfur to said substance. The sorbent contains sulfur, one or more halogens selected from fluorine, chlorine, bromine and/or iodine, and one or more substrate materials. The halogen in the sorbent is obtained from a source selected from elemental halogens, hydrohalic acids, alkali metal halides, alkaline earth metal halides and ammonium halides. Adding and/or applying a sorbent containing a halogen and sulfur to a substance containing a pollutant reduces the presence in the environment of at least a portion of the one or more environmental pollutants in said substance.
[0012] Еще один вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой сорбент, содержащий галоген и серу.[0012] Another embodiment of the present invention is a sorbent containing a halogen and sulfur.
[0013] Эти и другие варианты осуществления и признаки настоящего изобретения будут еще более очевидными из последующего описания и прилагаемой формулы изобретения.[0013] These and other embodiments and features of the present invention will become even more apparent from the following description and the appended claims.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0014] В настоящем изобретении предложены способы снижения наличия в окружающей среде загрязняющих окружающую среду веществ. В данном документе термин «снижение наличия в окружающей среде» относится к стабилизации, иммобилизации, фиксации, инкапсуляции, изоляции, сдерживанию, разрушению, обезвреживанию, распаду и разложению, снижению количества, снижению подвижности и/или снижению способность к миграции по меньшей мере одного загрязняющего окружающую среду вещества. Стабилизация и/или иммобилизация может происходить в среде. Снижение наличия в окружающей среде загрязняющих веществ, в свою очередь, снижает биодоступность загрязняющих веществ и, следовательно, их биоаккумуляцию.[0014] The present invention provides methods for reducing the presence of environmental contaminants in the environment. As used herein, the term "reducing the presence in the environment" refers to stabilizing, immobilizing, fixing, encapsulating, isolating, containing, destroying, rendering harmless, disintegrating, decomposing, reducing the amount, reducing the mobility, and/or reducing the ability to migrate, of at least one environmental contaminant. The stabilization and/or immobilization may occur in the environment. Reducing the presence of contaminants in the environment, in turn, reduces the bioavailability of the contaminants and, therefore, their bioaccumulation.
[0015] В контексте настоящего документа термины «загрязняющее окружающую среду вещество» и «загрязняющие окружающую среду вещества» означают химический элемент или соединение или их смесь, которые, как известно, вредны для человека и/или воздействуют на окружающую среду (экосистему). Загрязняющие окружающую среду вещества обычно регулируются одним или более государственными учреждениями. Примеры загрязняющих окружающую среду веществ включают ртуть во всех ее формах, например, элементарную ртуть, органические соединения ртути и неорганические ртутные соединения; другие органические вещества (включая, например, помимо прочего, гидрофобные органические соединения, полициклические ароматические углеводороды, полихлорированные бифенилы, диоксины, фураны и/или хлорированные пестициды); опасные элементы, органические и неорганические соединения тяжелых металлов (включая, например, помимо прочего, соединения, содержащие As, Pb, Zn, Cu, Cr и/или Cd); и другие загрязняющие окружающую среду вещества, известные специалистам в данной области техники. [0015] As used herein, the terms "environmental pollutant" and "environmental pollutants" mean a chemical element or compound, or a mixture thereof, that is known to be harmful to humans and/or affect the environment (ecosystem). Environmental pollutants are typically regulated by one or more governmental agencies. Examples of environmental pollutants include mercury in all its forms, such as elemental mercury, organic mercury compounds, and inorganic mercury compounds; other organic substances (including, for example, but not limited to, hydrophobic organic compounds, polycyclic aromatic hydrocarbons, polychlorinated biphenyls, dioxins, furans, and/or chlorinated pesticides); hazardous elements, organic and inorganic heavy metal compounds (including, for example, but not limited to, compounds containing As, Pb, Zn, Cu, Cr, and/or Cd); and other environmental pollutants known to those skilled in the art.
[0016] Применяемые в настоящем документе термины «обработанный», «контактировавший» и «восстановленный» указывают на то, что сорбент, содержащий галоген и серу, взаимодействует с субстанцией, содержащей одно или более загрязняющих окружающую среду веществ, таким образом, который приводит к снижению наличия в окружающей среде одного или более загрязняющих окружающую среду веществ.[0016] As used herein, the terms "treated," "contacted," and "recovered" indicate that the halogen and sulfur-containing sorbent interacts with a substance containing one or more environmental contaminants in a manner that results in a reduction in the presence of one or more environmental contaminants in the environment.
[0017] Рекультиванты при реализации настоящего изобретения представляют собой сорбенты, содержащие галоген и серу. Сорбенты, содержащие галоген и серу, обычно образуются из одного или более соединений серы, одного или более галогенсодержащих соединений и одного или более материалов субстрата. Многие материалы субстрата, особенно активированный уголь, доступны или могут быть приобретены в широком диапазоне размеров частиц, от нанометра до сантиметра.[0017] The recultivants in the practice of the present invention are halogen-sulfur containing sorbents. Halogen-sulfur containing sorbents are typically formed from one or more sulfur compounds, one or more halogen-containing compounds, and one or more substrate materials. Many substrate materials, especially activated carbon, are available or can be purchased in a wide range of particle sizes, from nanometers to centimeters.
[0018] Материалы субстрата включают углеродистые материалы и неорганические материалы, причем эти материалы субстрата не приводят к окислению. Подходящие углеродистые материалы включают в себя, например, помимо прочего, активированный уголь, технический углерод, полукокс и кокс. Предпочтительным углеродистым материалом является активированный уголь, который можно применять во многих формах, включая, например, помимо прочего, порошкообразную, гранулированную или экструдированную; и также с высокой удельной поверхностью. Активированный уголь в порошке является особенно предпочтительной формой активированного угля.[0018] Substrate materials include carbonaceous materials and inorganic materials, wherein these substrate materials do not lead to oxidation. Suitable carbonaceous materials include, for example, but not limited to, activated carbon, carbon black, semi-coke and coke. A preferred carbonaceous material is activated carbon, which can be used in many forms, including, for example, but not limited to, powder, granular or extruded; and also with a high specific surface area. Activated carbon in powder is a particularly preferred form of activated carbon.
[0019] Подходящие неорганические материалы включают неорганические оксиды, такие как оксид алюминия (аморфный и кристаллический), диоксид кремния, оксид магния и диоксид титана; природные цеолиты, такие как шабазит, клиноптилолит и фожазит; синтетические цеолиты, такие как синтетический шабазит, цеолиты с высоким соотношением Si:Al (ZSM-5, бета-цеолиты, содалит), цеолиты с умеренным соотношением Si:Al (цеолиты Y, цеолиты A), цеолиты на основе силикоалюмофосфата (SAPO), ионнообменные цеолиты, некальцинированные цеолиты, глинистые минералы, такие как каолин, каолинит, бентонит и монтмориллонит; синтетические глины, такие как лапонит, сапонит, сауконит, стивенсит, каолинит и гекторит; органические глины, такие как монтмориллонит, обработанный солью триметилстеариламмония, солью диметилдиалкиламмония (C14-C18), солью метилдигидроксиэтиламмония и гидрогенизированной солью таллового аммония, а также аминопропилтриэтоксисиланом и октадециламином; бентонит, гекторит, гекторит и аттапульгит, обработанные четвертичной аммониевой солью; и цеолиты, обработанные хлоридом N, N,N-триметил-1-гексадеканаминия; неорганические гидроксиды, такие как гидроксид железа; смешанные оксиды металлов, такие как гидроталькиты и металлизированные двухные слоистые глины; диатомитовая земля; цементная пыль; катализаторы гидроочистки, включая катализаторы на таких субстратах, как оксид алюминия, диоксид кремния или диоксид титана; CaCO3; и комбинации любых двух или более из вышеперечисленных. Предпочтительные неорганические материалы включают неорганические оксиды, особенно диоксид кремния, природные цеолиты, особенно шабазит, и глинистые минералы, особенно каолинит и бентонит; CaCO3 также является предпочтительным материалом субстрата. [0019] Suitable inorganic materials include inorganic oxides such as alumina (amorphous and crystalline), silica, magnesia and titanium dioxide; natural zeolites such as chabazite, clinoptilolite and faujasite; synthetic zeolites such as synthetic chabazite, high Si:Al zeolites (ZSM-5, beta zeolites, sodalite), moderate Si:Al zeolites (zeolites Y, zeolites A), silicoaluminophosphate (SAPO) zeolites, ion-exchange zeolites, uncalcined zeolites, clay minerals such as kaolin, kaolinite, bentonite and montmorillonite; synthetic clays such as laponite, saponite, sauconite, stevensite, kaolinite and hectorite; organic clays such as montmorillonite treated with trimethylstearyl ammonium salt, dimethyldialkyl ammonium salt (C 14 -C 18 ), methyldihydroxyethyl ammonium salt and hydrogenated tallow ammonium salt, as well as aminopropyltriethoxysilane and octadecylamine; bentonite, hectorite, hectorite and attapulgite treated with a quaternary ammonium salt; and zeolites treated with N,N,N-trimethyl-1-hexadecanaminium chloride; inorganic hydroxides such as iron hydroxide; mixed metal oxides such as hydrotalcites and metallized bilayered clays; diatomaceous earth; cement dust; hydrotreating catalysts including catalysts on substrates such as alumina, silica or titanium dioxide; CaCO 3 ; and combinations of any two or more of the foregoing. Preferred inorganic materials include inorganic oxides, especially silica, natural zeolites, especially chabazite, and clay minerals, especially kaolinite and bentonite; CaCO3 is also a preferred substrate material.
[0020] Элемент галогена в сорбенте, содержащем галоген и серу, может представлять собой фтор, хлор, бром, йод или смесь любых двух или более галогенов. Бром является предпочтительным галогеном. Галоген в сорбенте получают из источника, выбранного из элементарных галогенов, галогеноводородных кислот, галогенидов щелочных металлов, галогенидов щелочноземельных металлов и галогенидов аммония. Подходящие галогенсодержащие соединения включают, например, помимо прочего, элементарный йод и/или йодистые соединения, элементарный бром и/или соединения брома, элементарный хлор и/или соединения хлора, элементарный фтор и/или соединения фтора и другие подходящие соединения галогена, как будет известно специалистам в данной области техники. Типы галогенсодержащих соединений, которые можно применять, включают галогенводородные кислоты, галогениды щелочных металлов, щелочноземельные галогениды и галогениды аммония.[0020] The halogen element in the sorbent containing a halogen and sulfur may be fluorine, chlorine, bromine, iodine, or a mixture of any two or more halogens. Bromine is a preferred halogen. The halogen in the sorbent is obtained from a source selected from elemental halogens, hydrohalic acids, alkali metal halides, alkaline earth metal halides, and ammonium halides. Suitable halogen-containing compounds include, for example, but are not limited to, elemental iodine and/or iodine compounds, elemental bromine and/or bromine compounds, elemental chlorine and/or chlorine compounds, elemental fluorine and/or fluorine compounds, and other suitable halogen compounds, as will be known to those skilled in the art. Types of halogen-containing compounds that can be used include hydrohalic acids, alkali metal halides, alkaline earth halides, and ammonium halides.
[0021] Галогенводородные кислоты включают фтороводород, хлороводород, бромоводород и йодоводород. Галогениды щелочных металлов включают фторид натрия, хлорид натрия, бромид натрия, йодид натрия, фторид калия, хлорид калия, бромид калия и йодид калия. Щелочноземельные галогениды включают фторид магния, хлорид магния, бромид магния, йодид магния, фторид кальция, хлорид кальция, бромид кальция и йодид кальция. Галогениды аммония включают фторид аммония, хлорид аммония, бромид аммония и йодид аммония.[0021] Hydrohalic acids include hydrogen fluoride, hydrogen chloride, hydrogen bromide, and hydrogen iodide. Alkali metal halides include sodium fluoride, sodium chloride, sodium bromide, sodium iodide, potassium fluoride, potassium chloride, potassium bromide, and potassium iodide. Alkaline earth halides include magnesium fluoride, magnesium chloride, magnesium bromide, magnesium iodide, calcium fluoride, calcium chloride, calcium bromide, and calcium iodide. Ammonium halides include ammonium fluoride, ammonium chloride, ammonium bromide, and ammonium iodide.
[0022] Предпочтительные галогенсодержащие соединения зависят от того, какой галоген кобинируется с субстратом, и включают элементарный бром, бромистый водород, хлорид натрия, бромид натрия, йодид калия и бромид кальция. Бромсодержащие соединения являются предпочтительными галогенсодержащими соединениями; более предпочтительными являются бромоводород и элементарный бром, особенно элементарный бром.[0022] Preferred halogen-containing compounds depend on which halogen is combined with the substrate, and include elemental bromine, hydrogen bromide, sodium chloride, sodium bromide, potassium iodide, and calcium bromide. Bromine-containing compounds are the preferred halogen-containing compounds; more preferred are hydrogen bromide and elemental bromine, especially elemental bromine.
[0023] Термин «источник серы» в контексте настоящего документа означает элементарную серу и/или одно или более соединений серы. Подходящие источники серы включают элементарную серу (α, β, γ и аморфные формы) и соединения серы. Соединения серы, которые представляют собой подходящие источники серы, включают дисульфид углерода, тиоамиды, такие как тиоацетамид, и полимерные сероорганические соединения, такие как политиоугольная кислота.[0023] The term "sulfur source" as used herein means elemental sulfur and/or one or more sulfur compounds. Suitable sulfur sources include elemental sulfur (α, β, γ and amorphous forms) and sulfur compounds. Sulfur compounds that are suitable sulfur sources include carbon disulfide, thioamides such as thioacetamide, and polymeric organosulfur compounds such as polythiocarbonic acid.
[0024] Соли серосодержащих ионов (соли серы) представляют собой соединения серы, которые представляют собой подходящие источники серы при реализации настоящего изобретения. Противоионы солей серы могут представлять собой катионы щелочных металлов (например, лития, натрия, калия, цезия), щелочноземельных металлов (например, магния, кальция, бария), аммония и цинка. Подходящие серосодержащие ионы включают тиосульфат, пиросульфит, пиросульфат, сульфит, гидросульфит, сульфат, гидросульфат, сульфид, гидросульфид, дитиокарбомат, сим-триазинтритиолат и т. п. [0024] Salts of sulfur-containing ions (sulfur salts) are sulfur compounds that are suitable sources of sulfur in the practice of the present invention. Counterions of sulfur salts can be cations of alkali metals ( e.g. , lithium, sodium, potassium, cesium), alkaline earth metals ( e.g. , magnesium, calcium, barium), ammonium and zinc. Suitable sulfur-containing ions include thiosulfate, pyrosulfite, pyrosulfate, sulfite, hydrosulfite, sulfate, hydrosulfate, sulfide, hydrosulfide, dithiocarbamate, sym -triazine trithiolate and the like.
[0025] Источники серы могут быть безводными или гидратированными, причем безводные источники серы не являются необходимыми при реализации настоящего изобретения. Предпочтительные источники серы включают элементарную серу и соли серосодержащих ионов. Предпочтительные серосодержащие ионы представляют собой сульфид, гидросульфид и полисульфиды; предпочтительные противоионы представляют собой катионы щелочных металлов. Более предпочтительные источники серы представляют собой элементарную серу, сульфид натрия и гидросульфид натрия, особенно элементарную серу. Галогениды серы, такие как дибромид серы и хлориды серы, не применяют в качестве источников серы при реализации настоящего изобретения.[0025] The sulfur sources may be anhydrous or hydrated, and anhydrous sulfur sources are not necessary in the practice of the present invention. Preferred sulfur sources include elemental sulfur and salts of sulfur-containing ions. Preferred sulfur-containing ions are sulfide, hydrosulfide and polysulfides; preferred counterions are alkali metal cations. More preferred sulfur sources are elemental sulfur, sodium sulfide and sodium hydrosulfide, especially elemental sulfur. Sulfur halides, such as sulfur dibromide and sulfur chlorides, are not used as sulfur sources in the practice of the present invention.
[0026] Источники серы обычно можно применять в твердой форме, в растворе или в газообразной форме; дисульфид углерода удобно применять в жидкой форме или газообразной форме из-за его относительно низкой температуры кипения. Растворы, как правило, представляют собой водные растворы. Концентрации серосодержащих растворов обычно составляют около 0,2 мас.% или более, обычно в диапазоне от около 0,2 мас.% до около 10 мас.% и предпочтительно в диапазоне от около 0,5 мас.% до около 5 мас.%. Эти концентрации относятся к количеству серы в растворе, а не к количеству соединения. Можно применять смеси двух или более источников серы; обычно такие смеси представлены в одной и той же форме (например, твердое вещество или раствор). Предпочтительные источники серы включают элементарную серу.[0026] The sulfur sources can generally be used in solid form, in solution, or in gaseous form; carbon disulfide is conveniently used in liquid form or gaseous form because of its relatively low boiling point. Solutions are generally aqueous solutions. The concentrations of the sulfur-containing solutions are generally about 0.2 wt.% or more, typically in the range of about 0.2 wt.% to about 10 wt.%, and preferably in the range of about 0.5 wt.% to about 5 wt.%. These concentrations refer to the amount of sulfur in the solution, not to the amount of the compound. Mixtures of two or more sulfur sources can be used; typically, such mixtures are in the same form ( e.g. , a solid or a solution). Preferred sulfur sources include elemental sulfur.
[0027] Для достижения требуемого количества серы в сорбенте, содержащем галоген и серу, количество источника серы, который содержит соответствующее количество серы, комбинируют с галогенсодержащим соединением и материалом субстрата. Например, для получения сорбента, содержащего галоген и серу, с содержанием серы 5 мас.%, массу источника серы, галогенсодержащего соединения и материала субстрата добавляют вместе; когда количество серы в источнике серы составляет 5% от общей массы, образуется сорбент, содержащий галоген и серу, с содержанием серы около 5 мас.%, поскольку вся сера из источника серы обычно включается в сорбент, содержащий галоген и серу.[0027] To achieve the desired amount of sulfur in the halogen and sulfur-containing sorbent, an amount of a sulfur source that contains an appropriate amount of sulfur is combined with a halogen-containing compound and a substrate material. For example, to obtain a halogen and sulfur-containing sorbent with a sulfur content of 5 wt.%, a weight of a sulfur source, a halogen-containing compound, and a substrate material are added together; when the amount of sulfur in the sulfur source is 5% of the total weight, a halogen and sulfur-containing sorbent with a sulfur content of about 5 wt.% is formed, since all of the sulfur from the sulfur source is usually included in the halogen and sulfur-containing sorbent.
[0028] Количество серы (или содержание серы) в сорбенте обычно находится в диапазоне от около 0,1 мас.% до около 10 мас.%, предпочтительно в диапазоне от около 0,5 мас.% до около 7,5 мас.%, более предпочтительно от около 2 мас.% около 5 мас.% и еще более предпочтительно от около 2,5 мас.% до около 4 мас.% по отношению к общей массе сорбента, содержащего галоген и серу.[0028] The amount of sulfur (or sulfur content) in the sorbent is typically in the range of about 0.1 wt.% to about 10 wt.%, preferably in the range of about 0.5 wt.% to about 7.5 wt.%, more preferably from about 2 wt.% to about 5 wt.%, and even more preferably from about 2.5 wt.% to about 4 wt.%, based on the total weight of the sorbent containing halogen and sulfur.
[0029] В сорбенте, содержащем галоген и серу, сера и галоген предпочтительно находятся в атомном отношении серы к галогену в диапазоне от около 0,25:1 до около 1:3, более предпочтительно от около 0,5:1 до около 1:2,5, и еще более предпочтительно от около 1:1 до около 1:2.[0029] In a sorbent containing a halogen and sulfur, the sulfur and halogen are preferably in an atomic ratio of sulfur to halogen in the range of from about 0.25:1 to about 1:3, more preferably from about 0.5:1 to about 1:2.5, and even more preferably from about 1:1 to about 1:2.
[0030] Сорбенты, содержащие галоген и серу, могут быть получены из материала субстрата, источника серы и галогенсодержащего соединения, как описано в публикации международной заявки на патент № WO 2012/071206. Ингредиенты можно смешивать вместе одновременно или последовательно. При последовательном смешивании материал субстрата обычно комбинируют с источником серы, а затем с галогенсодержащим соединением.[0030] Halogen and sulfur containing sorbents can be prepared from a substrate material, a sulfur source, and a halogen-containing compound, as described in International Patent Application Publication No. WO 2012/071206. The ingredients can be mixed together simultaneously or sequentially. When mixed sequentially, the substrate material is typically combined with the sulfur source and then with the halogen-containing compound.
[0031] Некоторые из сорбентов, содержащих галоген и серу, которые представляют собой композиции по настоящему изобретению, получают способами, включающими приведение в контакт галогенсодержащего соединения и материала субстрата с образованием галогенсодержащего материала субстрата, причем галогенсодержащий материал субстрата приводят в контакт с источником серы с образованием сорбента, содержащего галоген и серу. В варианте настоящего способа уже образованный галогенсодержащий материал субстрата (например, бромсодержащий углеродистый материал) приводят в контакт с источником серы с образованием сорбента, содержащего галоген и серу. Другие сорбенты, содержащие галоген и серу, которые представляют собой композиции по настоящему изобретению, образуются при приведении в контакт галогенсодержащего соединения и источника серы с образованием смеси галоген-сера, причем смесь галоген-сера приводят в контакт с материалом субстрата с образованием сорбента, содержащего галоген и серу. Материалы субстрата, галоген, галогенсодержащие соединения, источники серы и их количества, а также их предпочтительные варианты представляют собой варианты, описанные выше.[0031] Some of the halogen- and sulfur-containing sorbents that are compositions of the present invention are prepared by methods comprising contacting a halogen-containing compound and a substrate material to form a halogen-containing substrate material, wherein the halogen-containing substrate material is contacted with a sulfur source to form a halogen- and sulfur-containing sorbent. In an embodiment of the present method, an already formed halogen-containing substrate material (e.g., a bromine-containing carbonaceous material) is contacted with a sulfur source to form a halogen- and sulfur-containing sorbent. Other halogen- and sulfur-containing sorbents that are compositions of the present invention are formed by contacting a halogen-containing compound and a sulfur source to form a halogen-sulfur mixture, wherein the halogen-sulfur mixture is contacted with a substrate material to form a halogen- and sulfur-containing sorbent. The substrate materials, halogen, halogen-containing compounds, sulfur sources and amounts thereof, and preferred embodiments thereof are as described above.
[0032] Приведение в контакт источника серы и материала субстрата может осуществляться при температуре окружающей среды (например, от около 20 °С до около 25 °С) или предпочтительно приведение в контакт осуществляется при нагревании, предпочтительно при одной или более температурах в диапазоне от около 75 °С до около 700 °С, более предпочтительно от около 100 °С до около 600 °С, еще более предпочтительно от около 100 °С до около 200 °С. Рекомендуется и предпочтительно нагревать источник серы, находящийся в контакте с материалом субстрата, независимо от того, было ли уже комбинировано галогенсодержащее соединение с материалом субстрата или нет.[0032] The contacting of the sulfur source and the substrate material may be carried out at ambient temperature (e.g., from about 20 °C to about 25 °C) or preferably the contacting is carried out by heating, preferably at one or more temperatures in the range of from about 75 °C to about 700 °C, more preferably from about 100 °C to about 600 °C, even more preferably from about 100 °C to about 200 °C. It is recommended and preferred to heat the sulfur source in contact with the substrate material, regardless of whether the halogen-containing compound has already been combined with the substrate material or not.
[0033] Когда галогенсодержащее соединение и материал сорбент приводятся в контакт перед контактом с серосодержащим соединением, галогенсодержащее соединение и материал сорбента могут быть приведены в контакт, как описано в патентах США №№ 6 953 494 и 9 101 907. В некоторых вариантах осуществления предпочтительные сорбенты, содержащие галоген и серу, представляют собой сорбенты, содержащие бром и серу. В некоторых вариантах осуществления предпочтительные сорбенты, содержащие галоген и серу, представляют собой сорбенты, в которых материал субстрата представляет собой активированный уголь. В других вариантах осуществления предпочтительные активированные угли, содержащие галоген и серу, представляют собой активированные угли, содержащие хлор и серу, активированные угли, содержащие бром и серу, и активированные угли, содержащие йод и серу. В предпочтительных вариантах осуществления сорбенты, содержащие галоген и серу, представляют собой активированные угли, содержащие хлор и серу, и активированные угли, содержащие бром и серу. В более предпочтительных вариантах осуществления сорбенты, содержащие галоген и серу, представляют собой активированные угли, содержащие бром и серу.[0033] When the halogen-containing compound and the sorbent material are contacted prior to contact with the sulfur-containing compound, the halogen-containing compound and the sorbent material can be contacted as described in U.S. Patent Nos. 6,953,494 and 9,101,907. In some embodiments, preferred halogen and sulfur-containing sorbents are sorbents containing bromine and sulfur. In some embodiments, preferred halogen and sulfur-containing sorbents are sorbents in which the substrate material is activated carbon. In other embodiments, preferred halogen and sulfur-containing activated carbons are activated carbons containing chlorine and sulfur, activated carbons containing bromine and sulfur, and activated carbons containing iodine and sulfur. In preferred embodiments, the halogen and sulfur containing sorbents are activated carbons containing chlorine and sulfur and activated carbons containing bromine and sulfur . In more preferred embodiments, the halogen and sulfur containing sorbents are activated carbons containing bromine and sulfur.
[0034] В других вариантах осуществления предпочтительные сорбенты, содержащие галоген и серу, представляют собой активированные угли, содержащие хлор и серу, и активированные угли, содержащие йод и серу. В других вариантах осуществления предпочтительные сорбенты, содержащие галоген и серу, представляют собой шабазиты, содержащие галоген и серу, бентониты, содержащие галоген и серу, каолиниты, содержащие галоген и серу, и диоксиды кремния, содержащие галоген и серу.[0034] In other embodiments, preferred halogen and sulfur-containing sorbents are activated carbons containing chlorine and sulfur and activated carbons containing iodine and sulfur. In other embodiments, preferred halogen and sulfur-containing sorbents are chabazites containing halogen and sulfur, bentonites containing halogen and sulfur, kaolinites containing halogen and sulfur, and silicas containing halogen and sulfur.
[0035] В другом варианте осуществления предпочтительные сорбенты, содержащие галоген и серу, включают диоксид кремния, содержащий бром и серу, каолинит, содержащий бром и серу, и бентонит, содержащий бром и серу.[0035] In another embodiment, preferred halogen and sulfur containing sorbents include bromine and sulfur containing silica, bromine and sulfur containing kaolinite, and bromine and sulfur containing bentonite.
[0036] Количество галогена (или содержание галогена) в сорбенте обычно эквивалентно общему содержанию брома (или в пересчете на бром) в диапазоне от около 0,1 мас.% до около 20 мас.%, предпочтительно эквивалентно общему содержанию брома в диапазоне от около 0,5 мас.% до около 15 мас.%, более предпочтительно от около 2 мас.% до около 12 мас.%, и еще более предпочтительно от около 3 мас.% до около 8 мас.% по отношению к общей массе сорбента, содержащего галоген и серу.[0036] The amount of halogen (or halogen content) in the sorbent is typically equivalent to a total bromine content (or in terms of bromine) in the range of from about 0.1 wt.% to about 20 wt.%, preferably equivalent to a total bromine content in the range of from about 0.5 wt.% to about 15 wt.%, more preferably from about 2 wt.% to about 12 wt.%, and even more preferably from about 3 wt.% to about 8 wt.%, based on the total weight of the sorbent containing halogen and sulfur.
[0037] В настоящем документе фразы «как бром», «в виде брома», «в пересчете на бром» и аналогичные фразы в отношении галогенов относятся к количеству галогена, в котором численное значение рассчитано для брома, если не указано иное. Например, можно применять элементарный фтор, но количество галогена в сорбенте, содержащем галоген и серу, указано как значение для брома.[0037] As used herein, the phrases "as bromine," "as bromine," "based on bromine," and similar phrases with respect to halogens refer to the amount of halogen in which the numerical value is calculated for bromine, unless otherwise stated. For example, elemental fluorine may be used, but the amount of halogen in a halogen-sulfur containing sorbent is stated as a value for bromine.
[0038] Количество серы в сорбенте обычно находится в диапазоне от около 0,1 мас.% до около 15 мас.%, предпочтительно в диапазоне от около 0,5 мас.% до около 10 мас.%, более предпочтительно от около 1 мас.% до около 5 мас.% по отношению к общей массе сорбента, содержащего галоген и серу.[0038] The amount of sulfur in the sorbent is typically in the range of about 0.1 wt.% to about 15 wt.%, preferably in the range of about 0.5 wt.% to about 10 wt.%, more preferably from about 1 wt.% to about 5 wt.%, based on the total weight of the sorbent containing halogen and sulfur.
[0039] Активированные угли, содержащие бром и серу, подходящие для применения в способах по настоящему изобретению, могут иметь широкий диапазон размеров и распределения частиц от нанометра до сантиметра; и могут быть образованы из форм активированного угля, включая, например, помимо прочего, порошкообразную, гранулированную или экструдированную форму; форму с высокой удельной поверхностью, разновидность уникальных пористых структур; и другие отличительные признаки, которые будут известны специалистам в данной области техники.[0039] Activated carbons containing bromine and sulfur suitable for use in the methods of the present invention can have a wide range of particle sizes and distributions from nanometers to centimeters; and can be formed from forms of activated carbon including, for example, but not limited to, powdered, granular, or extruded form; a form with a high specific surface area, a variety of unique porous structures; and other features that will be known to those skilled in the art.
[0040] Сорбенты, содержащие галоген и серу, особенно сорбенты, содержащие бром и серу, более конкретно активированные угли, содержащие бром и серу, могут снижать наличие в окружающей среде загрязняющих веществ в субстанциях с помощью средств, включая, например, помимо прочего, окисление и/или адсорбцию. Адсорбция может снижать наличие в окружающей среде загрязняющих окружающую среду веществ за счет снижения подвижности таких загрязняющих веществ. Другие способы, которыми сорбенты, содержащие галоген и серу, могут снижать наличие в окружающей среде загрязняющих веществ, представляют собой усиление разложения таких загрязняющих веществ за счет поверхностных реакций и/или ингибирование образования загрязняющих веществ, таких как метилртуть, и/или другие механизмы. В способах по настоящему изобретению, независимо от того, применяются ли они к твердым веществам, жидкостям или их комбинациям, загрязняющие окружающую среду вещества, адсорбированные сорбентами, содержащими галоген и серу, стабилизируются таким образом, что существенно сводится к минимуму десорбция в окружающую среду.[0040] Halogen and sulfur containing sorbents, especially bromine and sulfur containing sorbents, more particularly bromine and sulfur containing activated carbons, can reduce the presence of environmental contaminants in substances by means including, for example, but not limited to, oxidation and/or adsorption. Adsorption can reduce the presence of environmental contaminants in the environment by reducing the mobility of such contaminants. Other ways in which halogen and sulfur containing sorbents can reduce the presence of environmental contaminants are by enhancing the degradation of such contaminants through surface reactions and/or inhibiting the formation of contaminants such as methylmercury and/or other mechanisms. In the methods of the present invention, whether applied to solids, liquids, or combinations thereof, environmental contaminants adsorbed by halogen and sulfur-containing sorbents are stabilized in a manner that substantially minimizes desorption into the environment.
[0041] Ртуть и другие загрязняющие окружающую среду вещества могут быть удалены и/или адсорбированы сорбентами, содержащими галоген и серу, особенно активированным углем, содержащим бром и серу, эффективно удаляющими загрязняющие вещества. Различные виды галогенов могут образовываться на сорбентах, содержащих галоген и серу, особенно на сорбентах, содержащих бром и серу, в частности на активированном угле, содержащем бром и серу. Например, бром, одна из разновидностей брома, может окислять элементарную ртуть и образовывать бромистую ртуть.[0041] Mercury and other environmental pollutants can be removed and/or adsorbed by halogen and sulfur-containing sorbents, especially bromine and sulfur-containing activated carbon, which effectively remove pollutants. Various types of halogens can be formed on halogen and sulfur-containing sorbents, especially on bromine and sulfur-containing sorbents, in particular on bromine and sulfur-containing activated carbon. For example, bromine, a type of bromine, can oxidize elemental mercury and form mercuric bromide.
[0042] Некоторые сорбенты, содержащие галоген и серу, в частности активированные угли, содержащие бром и серу, улавливают ртуть и могут обеспечивать физическую и/или химическую адсорбцию ртути с различными степенями окисления, включая элементарную ртуть, окисленную ртуть и органическую ртуть. Ртуть, уловленная сорбентами, содержащими галоген и серу, является стабильной в широком диапазоне значений рН, причем «стабильная» означает, что ртуть после улавливания не выделяется из сорбентов, содержащих галоген и серу, в заметных количествах.[0042] Certain halogen-sulfur containing sorbents, particularly bromine-sulfur containing activated carbons, capture mercury and can provide physical and/or chemical adsorption of mercury in various oxidation states, including elemental mercury, oxidized mercury, and organic mercury. Mercury captured by halogen-sulfur containing sorbents is stable over a wide range of pH values, with "stable" meaning that mercury is not released from the halogen-sulfur containing sorbents in appreciable quantities after capture.
[0043] Сорбенты, содержащие галоген и серу, применяемые в способах по настоящему изобретению, можно комбинировать с другими необязательными компонентами, такими как буферы pH (включая, например, помимо прочего, карбонаты и фосфаты); носители (включая, например, помимо прочего, песок и шлам); связующие (включая, например, помимо прочего, шлам, глину и полимеры); и/или другие добавки (включая, например, помимо прочего, соединения железа и соединения серы).[0043] The halogen and sulfur-containing sorbents used in the methods of the present invention can be combined with other optional components such as pH buffers (including, for example, but not limited to, carbonates and phosphates); carriers (including, for example, but not limited to, sand and sludge); binders (including, for example, but not limited to, sludge, clay, and polymers); and/or other additives (including, for example, but not limited to, iron compounds and sulfur compounds).
[0044] При реализации настоящего изобретения сорбент, содержащий галоген и серу, можно применять в различных формах, в том числе в качестве сухого сорбента или в комбинации с подходящей текучей средой, например, в суспензии. В контексте настоящего документа термин «подходящая текучая среда» означает такие текучие среды, как вода, и другие текучие среды. Специалисты в данной области техники, учитывая принципы настоящего описания, имеют доступ к сведениям, чтобы выбрать подходящую текучую среду, причем этот выбор зависит от таких переменных, как состав субстанции, состав загрязняющих окружающую среду веществ, присутствующих в субстанции, и тому подобное.[0044] In the practice of the present invention, the sorbent containing a halogen and sulfur can be used in various forms, including as a dry sorbent or in combination with a suitable fluid, for example, in a suspension. In the context of this document, the term "suitable fluid" means fluids such as water and other fluids. Those skilled in the art, given the principles of the present disclosure, have access to information to select a suitable fluid, and this selection depends on variables such as the composition of the substance, the composition of environmental pollutants present in the substance, and the like.
[0045] Некоторые способы очистки веществ могут проводиться как in situ, так и ex situ. [0045] Some methods of purification of substances can be carried out both in situ and ex situ.
[0046] Термическая десорбция и перегонка в реторте представляют собой два распространенных способа термической обработки ex situ для очистки от ртути. Согласно указанной технологии загрязненную среду нагревают для испарения ртути с последующей конденсацией паров в жидкую элементарную ртуть. Активированный уголь, содержащий бром и серу, можно применять для адсорбции ртути в качестве замены конденсатора жидкой ртути или для удаления ртути из отходящих газов, выходящих из конденсатора. [0046] Thermal desorption and retort distillation are two common ex situ thermal treatment methods for mercury removal. In this technology, the contaminated environment is heated to vaporize the mercury and then condense the vapor into liquid elemental mercury. Activated carbon containing bromine and sulfur can be used to adsorb mercury as a replacement for a liquid mercury condenser or to remove mercury from the exhaust gases leaving the condenser.
[0047] В некоторых вариантах применения сорбент, содержащий галоген и серу, остается в субстанции или вместе с ней. В других вариантах применения сорбент, содержащий галоген и серу, можно собирать после применения. Когда сорбент, содержащий галоген и серу, собирают после применения, сорбент можно утилизировать или восстановить и применить повторно.[0047] In some applications, the halogen and sulfur containing sorbent remains in or with the substance. In other applications, the halogen and sulfur containing sorbent may be collected after use. When the halogen and sulfur containing sorbent is collected after use, the sorbent may be disposed of or recovered and reused.
[0048] Субстанции, содержащие одно или более загрязняющих окружающую среду веществ, представляют собой твердые вещества, жидкости или комбинации твердого вещества и жидкости, или комбинации одного или более твердых веществ и одной или более жидкостей. Когда субстанция представляет собой твердое вещество, она может содержать более одного твердого вещества. Когда субстанция представляет собой жидкость, она может содержать более одной жидкости. [0048] Substances containing one or more environmental pollutants are solids, liquids, or combinations of a solid and a liquid, or combinations of one or more solids and one or more liquids. When a substance is a solid, it may contain more than one solid. When a substance is a liquid, it may contain more than one liquid.
[0049] В некоторых способах по настоящему изобретению, независимо от того, применяются ли они к субстанции, содержащей одно или более твердых веществ, одной или более жидкостям или комбинациям по меньшей мере одного твердого вещества и по меньшей мере одной жидкости, применение сорбента, содержащего галоген и серу, может быть самостоятельным восстановительным методом или может дополнять применение других способов восстановления. В других способах согласно настоящему изобретению сорбент, содержащий галоген и серу, можно применять в дополнение к одному или более другим рекультивантам в рамках той же самой процедуры восстановления.[0049] In some methods of the present invention, whether applied to a substance containing one or more solids, one or more liquids, or combinations of at least one solid and at least one liquid, the use of a sorbent containing a halogen and sulfur may be a stand-alone remediation method or may complement the use of other remediation methods. In other methods according to the present invention, a sorbent containing a halogen and sulfur may be used in addition to one or more other remediants within the same remediation procedure.
[0050] Добавление сорбента, содержащего галоген и серу, в загрязненные отходы приводит к адсорбции одного или более загрязняющих веществ. В некоторых вариантах осуществления сорбент, содержащий галоген и серу, остается в субстанции для стабилизации и/или отверждения указанной субстанции. В других вариантах осуществления комбинированный сорбент, содержащий галоген и серу, и субстанцию размещают на свалке, часто со связующим и другими соединениями.[0050] Adding a halogen-sulfur containing sorbent to contaminated waste results in adsorption of one or more contaminants. In some embodiments, the halogen-sulfur containing sorbent remains in the substance to stabilize and/or solidify the substance. In other embodiments, the combined halogen-sulfur containing sorbent and the substance are placed in a landfill, often with a binder and other compounds.
[0051] В контексте настоящего документа термин «твердое вещество» и/или «твердые вещества» включает, помимо прочего, почву, мусор, отходы и другие подобные субстанции, известные специалистам в данной области техники. Почва является предпочтительным твердым веществом для очистки при реализации настоящего изобретения. Предлагаются способы по настоящему изобретению для снижения наличия в окружающей среде по меньшей мере части одного или более загрязняющих окружающую среду веществ в твердом веществе, содержащем одно или более загрязняющих окружающую среду веществ. Субстанции, которые представляют собой твердые вещества, иногда называются в настоящем документе твердыми субстанциями.[0051] As used herein, the term "solid matter" and/or "solids" includes, but is not limited to, soil, trash, waste, and other similar substances known to those skilled in the art. Soil is a preferred solid for remediation in the practice of the present invention. The methods of the present invention are provided for reducing the presence in the environment of at least a portion of one or more environmental pollutants in a solid containing one or more environmental pollutants. Substances that are solids are sometimes referred to herein as solids.
[0052] Добавление и/или нанесение сорбента, содержащего галоген и серу, в твердое вещество может включать: [0052] Adding and/or applying a sorbent containing a halogen and sulfur to a solid may include:
(а) закачку сорбента, содержащего галоген и серу, твердое вещество необязательно через отверстия и/или скважины и/или каналы, которые присутствуют в субстанции, уже присутствующие или созданные вручную, например, путем пробуривания субстанции; и/или (a) injecting a halogen and sulphur containing sorbent, a solid substance, optionally through holes and/or boreholes and/or channels that are present in the substance, already present or created manually, such as by drilling into the substance; and/or
(b) нанесение сорбента, содержащего галоген и серу, на поверхность твердого вещества; и/или (b) applying a sorbent containing a halogen and sulfur to the surface of the solid; and/or
(c) комбинирование сорбента, содержащего галоген и серу, с по меньшей мере частью поверхности твердого вещества; и/или(c) combining a sorbent containing a halogen and sulfur with at least a portion of the surface of the solid; and/or
(d) размещение сорбента, содержащего галоген и серу, в вакуумной скважине, в которой очищают твердое вещество; и/или(d) placing a sorbent containing a halogen and sulfur in a vacuum well in which the solid is purified; and/or
(e) добавление сорбента, содержащего галоген и серу, к содержащемуся твердому веществу; и/или(e) adding a halogen and sulfur containing sorbent to the contained solid matter; and/or
(f) комбинирование сорбента, содержащего галоген и серу, с твердым веществом; и/или(f) combining a halogen and sulfur containing sorbent with a solid; and/or
(g) добавление сорбента, содержащего галоген и серу, к химически активному барьеру; и/или(g) adding a halogen and sulfur containing sorbent to the chemically active barrier; and/or
(h) образование химически активного барьера, содержащего сорбент, содержащий галоген и серу.(h) formation of a chemically active barrier containing a sorbent containing a halogen and sulfur.
[0053] Комбинирование сорбента, содержащего галоген и серу, с поверхностью твердого вещества, как указано выше в пункте (c), может быть выполнено путем комбинирования сорбента, содержащего галоген и серу, с частью твердого вещества и последующего нанесения комбинации сорбента, содержащего галоген и серу, и твердого вещества на поверхность твердого вещества или путем комбинирования сорбента, содержащего галоген и серу, с поверхностью твердого вещества. [0053] Combining a halogen and sulfur containing sorbent with a solid surface as described in paragraph (c) above may be accomplished by combining a halogen and sulfur containing sorbent with a portion of the solid and then applying the combination of the halogen and sulfur containing sorbent and the solid to the surface of the solid or by combining a halogen and sulfur containing sorbent with the surface of the solid.
[0054] Некоторые предпочтительные способы добавления и/или нанесения сорбента, содержащего галоген и серу, на твердое вещество представляют собой:[0054] Some preferred methods of adding and/or applying a halogen and sulfur containing sorbent to a solid are:
(a) закачку сорбента, содержащего галоген и серу, в твердое вещество; (a) injecting a sorbent containing a halogen and sulfur into the solid;
(b) нанесение сорбента, содержащего галоген и серу, на поверхность твердого вещества; и/или(b) applying a sorbent containing a halogen and sulfur to the surface of the solid; and/or
(c) комбинирование сорбента, содержащего галоген и серу, с по меньшей мере частью поверхности твердого вещества.(c) combining a sorbent containing a halogen and sulfur with at least a portion of the surface of the solid.
[0055] Вариант осуществления очистки твердых веществ для снижения доступности в окружающей среде одного или более загрязняющих окружающую среду веществ включает (i) бурение отверстий, скважин и/или каналов в твердом веществе, (ii) покрытие поверхности твердого вещества слоем сорбента, содержащего галоген и серу, и (iii) нагревание некоторых частей твердого вещества для миграции одного или более загрязняющих окружающую среду веществ, например ртути, к поверхности, на которой содержится сорбент, содержащий галоген и серу.[0055] An embodiment of cleaning solids to reduce the availability of one or more environmental contaminants in the environment includes (i) drilling holes, boreholes, and/or channels into the solid, (ii) coating the surface of the solid with a layer of a sorbent containing a halogen and sulfur, and (iii) heating some portions of the solid to migrate one or more environmental contaminants, such as mercury, to the surface containing the sorbent containing a halogen and sulfur.
[0056] Другой вариант осуществления очистки твердых веществ для снижения доступности в окружающей среде одного или более загрязняющих окружающую среду веществ включает в себя (i) бурение отверстий, скважин и/или каналов в твердом веществе, (ii) заполнение некоторых отверстий или каналов сорбентом, содержащим галоген и серу, и (iii) продувку нагретым воздухом отверстий или каналов для миграции одного или более загрязняющих окружающую среду веществ, например ртути, к отверстиям, заполненным сорбентом, содержащим галоген и серу.[0056] Another embodiment of cleaning solids to reduce the availability of one or more environmental contaminants in the environment includes (i) drilling holes, boreholes, and/or channels in the solid, (ii) filling some of the holes or channels with a sorbent containing a halogen and sulfur, and (iii) blowing heated air into the holes or channels to migrate one or more environmental contaminants, such as mercury, toward the holes filled with the sorbent containing a halogen and sulfur.
[0057] В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения твердое вещество нагревают для испарения загрязняющего окружающую среду вещества, например ртути, в вакуумной скважине; когда сорбент, содержащий галоген и серу, присутствует в вакуумной скважине, как указано выше в пункте (d), сорбент, содержащий галоген и серу, может абсорбировать испаряющееся(-иеся) загрязняющее(-ие) окружающую среду вещество(-а). В этих процедурах сорбент, содержащий галоген и серу, размещают в вакуумной скважине в контакте с паром, образующимся в вакуумной скважине в одном или более местах, прежде чем пар выйдет в атмосферу. Одним из вариантов применения этой процедуры является экстракция паров из почвы (SVE - англ.: Soil Vapor Extraction) для очистки от ртути, причем сорбенты, содержащие галоген и серу, особенно активированные угли, содержащие бром и серу, могут быть размещены в вакуумной скважине для адсорбции ртути.[0057] In some embodiments of the present invention, a solid is heated to vaporize an environmental contaminant, such as mercury, in a vacuum well; when a halogen and sulfur containing sorbent is present in the vacuum well as described in (d) above, the halogen and sulfur containing sorbent can absorb the evaporated environmental contaminant(s). In these procedures, a halogen and sulfur containing sorbent is placed in the vacuum well in contact with steam generated in the vacuum well at one or more locations before the steam is released to the atmosphere. One application of this procedure is Soil Vapor Extraction (SVE) for mercury removal, wherein halogen and sulfur containing sorbents, especially activated carbons containing bromine and sulfur, can be placed in the vacuum well to adsorb mercury.
[0058] В конкретном типе твердой субстанции, почве, сорбенты, содержащие галоген и серу, можно применять для иммобилизации ртути до или во время стабилизации и отверждения (S/S - англ.: stabilization and solidification) почвы при очистке in situ и/или ex situ. В одном способе ex situ добавляют сорбент, содержащий галоген и серу, одно или более связующих и другие компоненты к загрязненной субстанции и смешивают их вместе в реакторе. Затем смесь стабилизируют и цементируют или размещают на свалке. В некоторых вариантах осуществления в процессах очистки S/S можно применять порошкообразный активированный уголь, содержащий бром и серу. Ртуть, адсорбированная порошкообразным активированным углем, содержащим бром и серу, устойчива при приготовлении и отверждении бетона. Это имеет свои преимущества, потому что летучая зола и цемент являются типичными связующими, применяемыми в технологиях S/S.[0058] In a particular type of solid substance, soil, halogen and sulfur containing sorbents can be used to immobilize mercury prior to or during stabilization and solidification (S/S) of the soil in in situ and/or ex situ remediation. In one ex situ method, a halogen and sulfur containing sorbent, one or more binders, and other components are added to the contaminated substance and mixed together in a reactor. The mixture is then stabilized and cemented or disposed of in a landfill. In some embodiments, powdered activated carbon containing bromine and sulfur can be used in S/S remediation processes. Mercury adsorbed by powdered activated carbon containing bromine and sulfur is stable during the preparation and curing of concrete. This is advantageous because fly ash and cement are typical binders used in S/S technologies.
[0059] В другом варианте осуществления настоящего изобретения, в котором сорбенты, содержащие галоген и серу, особенно порошкообразные активированные угли, содержащие бром и серу, являются рекультивантами для загрязненной ртутью почвы, сорбент, содержащий галоген и серу, наносят на поверхность загрязненной почвы. В этом способе почва не нарушается, а сорбент, содержащий галоген и серу, особенно активированный уголь, содержащий бром и серу, присутствует в верхнем слое почвы и блокирует миграцию ртути из почвы.[0059] In another embodiment of the present invention, in which halogen and sulfur-containing sorbents, especially powdered activated carbons containing bromine and sulfur, are remediants for mercury-contaminated soil, a halogen and sulfur-containing sorbent is applied to the surface of the contaminated soil. In this method, the soil is not disturbed, and the halogen and sulfur-containing sorbent, especially activated carbon containing bromine and sulfur, is present in the upper soil layer and blocks the migration of mercury from the soil.
[0060] Сорбенты, содержащие галоген и серу, особенно активированные угли, содержащие бром и серу, можно смешивать с другим агентом для создания смеси, улучшающей проникновение сорбента, содержащего галоген и серу, в твердое вещество, особенно почву. Количество добавляемого сорбента, содержащего галоген и серу, может составлять менее 10% от верхнего слоя почвы, а толщина верхнего слоя почвы может достигать 10 см. В некоторых вариантах осуществления также применяют агент для регулирования рН либо отдельно, либо в смеси с сорбентом, содержащим галоген и серу, необязательно вместе с агентом, улучшающим проникновение сорбента, содержащего галоген и серу, в твердое вещество.[0060] Halogen and sulfur containing sorbents, especially bromine and sulfur containing activated carbons, can be mixed with another agent to create a mixture that improves the penetration of the halogen and sulfur containing sorbent into a solid, especially soil. The amount of halogen and sulfur containing sorbent added can be less than 10% of the topsoil, and the thickness of the topsoil can be up to 10 cm. In some embodiments, a pH adjusting agent is also used either separately or in a mixture with the halogen and sulfur containing sorbent, optionally together with an agent that improves the penetration of the halogen and sulfur containing sorbent into a solid.
[0061] Предлагаются способы по настоящему изобретению для снижения наличия в окружающей среде по меньшей мере части одного или более загрязняющих окружающую среду веществ в жидкости, содержащей одно или более загрязняющих окружающую среду веществ. В контексте настоящего документа термин «жидкость» и/или «жидкости» включает, помимо прочего, грунтовые воды, сточные воды, поверхностные воды, соленую воду, пресную воду (например, озера, пруды) и другие подобные субстанции, известные специалистам в данной области техники. Субстанции, которые представляют собой жидкость, иногда называются в настоящем документе жидкими субстанциями.[0061] The methods of the present invention are provided for reducing the presence in the environment of at least a portion of one or more environmental pollutants in a liquid containing one or more environmental pollutants. As used herein, the term "liquid" and/or "liquids" includes, but is not limited to, groundwater, wastewater, surface water, salt water, fresh water (e.g., lakes, ponds), and other similar substances known to those skilled in the art. Substances that are liquid are sometimes referred to herein as liquid substances.
[0062] Добавление и/или нанесение сорбента, содержащего галоген и серу, и жидкости может включать: [0062] Adding and/or applying a halogen and sulfur containing sorbent and liquid may include:
(a) введение в жидкость сорбента, содержащего галоген и серу; при необходимости применяемый сорбент можно профильтровать; и/или (a) introducing into the liquid a sorbent containing a halogen and sulfur; if necessary, the sorbent used can be filtered; and/or
(b) нанесение сорбента, содержащего галоген и серу, на поверхность жидкости; и/или (b) applying a sorbent containing a halogen and sulfur to the surface of the liquid; and/or
(c) комбинирование сорбента, содержащего галоген и серу, с жидкостью; и/или (c) combining a halogen and sulfur containing sorbent with a liquid; and/or
(d) пропускание жидкости над неподвижным слоем, содержащим сорбент, содержащий галоген и серу; и/или (d) passing the liquid over a fixed bed containing a sorbent containing a halogen and sulfur; and/or
(e) пропускание жидкости через фильтр, содержащий сорбент, содержащий галоген и серу; и/или(e) passing the liquid through a filter containing a sorbent containing a halogen and sulfur; and/or
(f) прокачивание жидкости через неподвижный слой или колонку, содержащую сорбент, содержащий галоген и серу; и/или(f) pumping the liquid through a fixed bed or column containing a sorbent containing a halogen and sulfur; and/or
(g) добавление сорбента, содержащего галоген и серу, в содержащийся объем жидкости.(g) adding a halogen and sulfur containing sorbent to the contained volume of liquid.
[0063] Комбинирование сорбента, содержащего галоген и серу, с жидкостью, как указано выше в пункте (c), может быть выполнено путем комбинирования сорбента, содержащего галоген и серу, с непрерывным объемом жидкости или путем комбинирования сорбента, содержащего галоген и серу, с частью жидкости с образованием суспензии и последующего смешивания суспензии с остальной жидкостью.[0063] Combining the halogen and sulfur containing sorbent with the liquid as described in paragraph (c) above may be accomplished by combining the halogen and sulfur containing sorbent with a continuous volume of liquid or by combining the halogen and sulfur containing sorbent with a portion of the liquid to form a slurry and then mixing the slurry with the remaining liquid.
[0064] Некоторые субстанции представляют собой комбинации по меньшей мере одного твердого вещества и по меньшей мере одной жидкости и включают в себя шлам, суспензии, отложения, внутрипоровую воду (например, внутрипоровую воду в почве или внутрипоровую воду отложений) и другие комбинации твердых веществ и жидкостей. Отложения, внутрипоровая вода в почве и внутрипоровая вода отложений являются предпочтительными комбинированными субстанциями для очистки при реализации настоящего изобретения. Эти комбинации иногда называют многофазными субстанциями. Предлагаются способы по настоящему изобретению для снижения наличия в окружающей среде по меньшей мере части одного или более загрязняющих окружающую среду веществ в комбинации, содержащей одно или более загрязняющих окружающую среду веществ. Субстанции, которые представляют собой комбинации, иногда называются в настоящем документе комбинированными субстанциями.[0064] Some substances are combinations of at least one solid and at least one liquid, and include slurries, suspensions, sediments, pore water (e.g., pore water in soil or pore water in sediments), and other combinations of solids and liquids. Sediments, pore water in soil, and pore water in sediments are preferred combination substances for treatment in the practice of the present invention. These combinations are sometimes referred to as multiphase substances. The methods of the present invention are provided for reducing the presence in the environment of at least a portion of one or more environmental pollutants in a combination comprising one or more environmental pollutants. Substances that are combinations are sometimes referred to herein as combination substances.
[0065] Добавление и/или нанесение сорбента, содержащего галоген и серу, и комбинации может включать добавление и/или нанесение сорбента, содержащего галоген и серу, на комбинацию. В таких способах добавление и/или нанесение сорбента, содержащего галоген и серу, на комбинацию может включать: [0065] Adding and/or applying a halogen and sulfur containing sorbent and the combination may comprise adding and/or applying a halogen and sulfur containing sorbent to the combination. In such methods, adding and/or applying a halogen and sulfur containing sorbent to the combination may comprise:
(a) введение сорбента, содержащего галоген и серу, в комбинацию, необязательно через отверстия и/или скважины, и/или каналы, которые присутствуют в субстанции, уже присутствующие или созданные вручную, например, путем пробуривания комбинации; и/или (a) introducing a halogen and sulfur containing sorbent into the combination, optionally through holes and/or boreholes and/or channels that are present in the substance, already present or created manually, for example by drilling into the combination; and/or
(b) нанесение сорбента, содержащего галоген и серу, на поверхность комбинации; и/или (b) applying a sorbent containing a halogen and sulfur to the surface of the combination; and/or
(c) комбинирование сорбента, содержащего галоген и серу, с по меньшей мере частью поверхности комбинации, как описано выше в связи с твердыми и/или жидкими субстанциями; и/или(c) combining a sorbent containing a halogen and sulfur with at least part of the surface of the combination as described above in connection with solid and/or liquid substances; and/or
(d) комбинирование сорбента, содержащего галоген и серу, с комбинацией; и/или(d) combining a halogen and sulfur containing sorbent with the combination; and/or
(e) размещение сорбента, содержащего галоген и серу, в вакуумной скважине, в которой очищают комбинацию, аналогично тому, как описано в связи с твердыми субстанциями; и/или (e) placing a sorbent containing a halogen and sulfur in a vacuum well in which the combination is purified in a manner similar to that described in connection with solids; and/or
(f) добавление сорбента, содержащего галоген и серу, к содержащейся комбинации; и/или(f) adding a halogen and sulfur containing sorbent to the contained combination; and/or
(g) покрытие поверхности субстанции слоем, содержащим сорбент, содержащий галоген и серу; и/или (g) coating the surface of the substance with a layer containing a sorbent containing a halogen and sulfur; and/or
(h) размещение сорбента, содержащего галоген и серу, в покрытии; и/или(h) placing a halogen and sulfur containing sorbent in the coating; and/or
(i) добавление сорбента, содержащего галоген и серу, к химически активному барьеру; и/или(i) adding a halogen and sulfur containing sorbent to the chemically active barrier; and/or
(j) образование химически активного барьера, содержащего сорбент, содержащий галоген и серу; и/или(j) formation of a chemically active barrier containing a sorbent containing a halogen and sulfur; and/or
(k) размещение сорбента, содержащего галоген и серу, внутри геотекстильного мата.(k) placement of a sorbent containing halogen and sulfur inside a geotextile mat.
[0066] Комбинирование сорбента, содержащего галоген и серу, с комбинацией, как указано выше в пункте (d), может быть выполнено путем комбинирования сорбента, содержащего галоген и серу, с комбинацией или путем комбинирования сорбента, содержащего галоген и серу, с частью комбинации с образованием смеси и последующего комбинирования смеси с поверхностью комбинации. В этих вариантах осуществления сорбент, содержащий галоген и серу, может содержать, например, помимо прочего, активированный уголь, содержащий галоген и серу, предпочтительно угольный сорбент, содержащий бром и серу, более предпочтительно сорбент с активированным углем, содержащий бром и серу.[0066] Combining a halogen and sulfur containing sorbent with a combination as described in paragraph (d) above may be accomplished by combining a halogen and sulfur containing sorbent with the combination or by combining a halogen and sulfur containing sorbent with a portion of the combination to form a mixture and then combining the mixture with a surface of the combination. In these embodiments, the halogen and sulfur containing sorbent may comprise, for example, but not limited to, an activated carbon containing halogen and sulfur, preferably a carbon sorbent containing bromine and sulfur, more preferably an activated carbon sorbent containing bromine and sulfur.
[0067] Некоторые предпочтительные способы добавления и/или нанесения сорбента, содержащего галоген и серу, на комбинацию представляют собой:[0067] Some preferred methods of adding and/or applying a halogen and sulfur containing sorbent to the combination are:
(a) введение сорбента, содержащего галоген и серу, в комбинацию; (a) introducing a sorbent containing a halogen and sulfur into the combination;
(b) нанесение сорбента, содержащего галоген и серу, на поверхность комбинации;(b) applying a sorbent containing a halogen and sulfur to the surface of the combination;
(c) комбинирование сорбента, содержащего галоген и серу, с по меньшей мере частью поверхности комбинации; и/или(c) combining a sorbent containing a halogen and sulfur with at least a portion of the surface of the combination; and/or
(d) комбинирование сорбента, содержащего галоген и серу, с комбинацией.(d) combining a halogen and sulfur containing sorbent with a combination.
[0068] Как будет ясно специалистам в данной области техники, в зависимости от очищаемого вещества необходимо учитывать множество переменных, касающихся применения настоящего изобретения. Во всех способах по настоящему изобретению, независимо от того, применяются ли они к твердым веществам, жидкостям или их комбинациям, с учетом изложенных в настоящем документе идей, специалисты в данной области техники имеют доступ к сведениям для определения количеств применяемого сорбента, содержащего галоген и серу; следует ли применять необязательные компоненты в комбинации с сорбентом, содержащим галоген и серу, и если да, то какие конкретные необязательные компоненты и их количества будут полезными; количества применений способов по настоящему изобретению и периода времени между такими применениями, которые будут полезны; следует ли применять способы по настоящему изобретению в комбинации с известными способами восстановления, и если да, то как это сделать для получения предпочтительных результатов, и т. д.[0068] As will be appreciated by those skilled in the art, there are many variables to consider when practicing the present invention, depending on the substance being purified. In all of the methods of the present invention, whether applied to solids, liquids, or combinations thereof, given the teachings herein, those skilled in the art have access to information to determine the amounts of halogen-sulfur-containing sorbent to be used; whether optional components should be used in combination with the halogen-sulfur-containing sorbent, and if so, what specific optional components and amounts thereof will be useful; the number of uses of the methods of the present invention, and the length of time between such uses, that will be useful; whether the methods of the present invention should be used in combination with known recovery methods, and if so, how to do so to obtain preferred results, etc.
[0069] Следующие примеры представлены с целью иллюстрации и не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения.[0069] The following examples are provided for illustrative purposes and are not intended to limit the scope of the present invention.
[0070] В приведенных примерах, если не указано иное, количество ртути, присутствующей в образце, определяли в атомно-абсорбционном спектрометре с анализатором паров ртути с помощью метода атомной абсорбции с применением низкотемпературного пара ((CVAA -англ.: cold vapor atomic absorption); атомно-абсорбционный спектрометр ртути с зеемановской коррекцией фона, Ohio Lumex Co., номер модели RA 915+).[0070] In the examples given, unless otherwise noted, the amount of mercury present in the sample was determined in an atomic absorption spectrometer with a mercury vapor analyzer using the cold vapor atomic absorption (CVAA) method (HgAAS with Zeeman background correction, Ohio Lumex Co., model number RA 915+).
[0071] Во всех примерах испытания с применением простого (необработанного) активированного угля являются сравнительными. Порошкообразный активированный уголь, применяемый в примерах, был получен из скорлупы кокосового ореха.[0071] In all examples, tests using plain (untreated) activated carbon are comparative. The powdered activated carbon used in the examples was obtained from coconut shell.
ПРИМЕР 1 - СРАВНИТЕЛЬНЫЙEXAMPLE 1 - COMPARATIVE
[0072] Порошкообразный активированный уголь сушили и хранили в сухом боксе в атмосфере азота. Часть порошкообразного активированного угля (средний размер частиц 15 мкм) обрабатывали газовой фазой Br2 при повышенной температуре в соответствии с процедурой, описанной в патенте США № 6 953 494 с образованием бромсодержащего порошкообразного активированного угля с содержанием брома 8 мас.%[0072] The powdered activated carbon was dried and stored in a dry box under a nitrogen atmosphere. A portion of the powdered activated carbon (average particle size 15 μm) was treated with a gas phase of Br 2 at an elevated temperature in accordance with the procedure described in U.S. Patent No. 6,953,494 to form a bromine-containing powdered activated carbon with a bromine content of 8 wt.%
[0073] Для каждого опыта сорбент (0,4 г/л) размещали в реакционной колбе. Растворы, содержащие Hg в соотношении 50 ч/млн, полученные в виде Hg(NO3)2 и имеющие pH 2, добавляли в реакционные колбы, содержащие сорбент. Образцы вращали в течение 24 часов со скоростью 30 об/мин, и каждую из полученных смесей пропускали через шприцевой фильтр (мембрана с размером пор 0,45 мкм) для отделения сорбента от жидкости. Затем определяли концентрацию ртути в отфильтрованной из каждого раствора жидкости. Результаты представлены в таблице 1.[0073] For each run, the sorbent (0.4 g/L) was placed in a reaction flask. Solutions containing 50 ppm Hg, obtained as Hg(NO 3 ) 2 and having a pH of 2, were added to the reaction flasks containing the sorbent. The samples were rotated for 24 hours at 30 rpm, and each of the resulting mixtures was passed through a syringe filter (0.45 μm membrane) to separate the sorbent from the liquid. The mercury concentration in the liquid filtered from each solution was then determined. The results are presented in Table 1.
ТАБЛИЦА 1TABLE 1
* Определяется как масса (г) сорбента на общий объем раствора, загрязненного Hg (л). * Defined as the mass (g) of the sorbent per total volume of the solution contaminated with Hg (l).
ПРИМЕР 2 - СРАВНИТЕЛЬНЫЙEXAMPLE 2 - COMPARATIVE
[0074] Каждую из четырех смесей PAC и элементарной серы (3,2 мас.% серы) размещали в кварцевой лодочке внутри кварцевой трубки. Каждую смесь нагревали при различной температуре в среде N2 в течение нескольких минут, а затем охлаждали в среде N2 перед применением. В каждом опыте серосодержащий PAC (S-PAC; 0,4 г/л) размещали в реакционной колбе и обрабатывали ртутьсодержащим раствором, как описано в примере 1. Результаты представлены в таблице 2.[0074] Each of the four mixtures of PAC and elemental sulfur (3.2 wt.% sulfur) was placed in a quartz boat within a quartz tube. Each mixture was heated at different temperatures in N 2 for several minutes and then cooled in N 2 prior to use. In each run, sulfur-containing PAC (S-PAC; 0.4 g/L) was placed in a reaction flask and treated with a mercury-containing solution as described in Example 1. The results are presented in Table 2.
ТАБЛИЦА 2TABLE 2
* Определяется как масса (г) сорбента на общий объем раствора, загрязненного Hg (л). * Defined as the mass (g) of the sorbent per total volume of the solution contaminated with Hg (l).
ПРИМЕР 3EXAMPLE 3
[0075] Смеси бромсодержащего PAC (Br-PAC; 8 мас.% Br), полученного, как описано в примере 1, и элементарной серы (3,2 мас.% серы) размещали в кварцевой лодочки внутри кварцевой трубки. Каждую смесь нагревали при различной температуре в среде N2 в течение нескольких минут, а затем охлаждали в среде N2 перед применением. В каждом опыте серо-бромсодержащий PAC (S-Br-PAC; 0,4 г/л) размещали в реакционной колбе и обрабатывали ртутьсодержащим раствором, как описано в примере 1. Результаты представлены в таблице 3.[0075] Mixtures of bromine-containing PAC (Br-PAC; 8 wt% Br), prepared as described in Example 1, and elemental sulfur (3.2 wt% sulfur) were placed in quartz boats within a quartz tube. Each mixture was heated at different temperatures under N 2 for several minutes and then cooled under N 2 before use. In each run, sulfur-bromine-containing PAC (S-Br-PAC; 0.4 g/L) was placed in a reaction flask and treated with a mercury-containing solution as described in Example 1. The results are presented in Table 3.
[0076] Элементарную серу (28,6 мас.%) и жидкий Br2 (71,4 мас.%) смешивали вместе с образованием раствора. Данный раствор смешивали с PAC, и каждый из образов смесей PAC, элементарной серы (3,2 мас.%) и жидкого Br2 (8 мас.%) размещали в кварцевой лодочке внутри кварцевой трубки. Каждую смесь нагревали при различной температуре в среде N2 в течение нескольких минут, а затем охлаждали в среде N2 перед применением. В каждом опыте серо-бромсодержащий PAC (S-Br-PAC; 0,4 г/л) размещали в реакционной колбе и обрабатывали ртутьсодержащим раствором, как описано в примере 1. Результаты представлены в таблице 3.[0076] Elemental sulfur (28.6 wt.%) and liquid Br2 (71.4 wt.%) were mixed together to form a solution. This solution was mixed with PAC, and each of the mixtures of PAC, elemental sulfur (3.2 wt.%), and liquid Br2 (8 wt.%) were placed in a quartz boat within a quartz tube. Each mixture was heated at different temperatures under N2 for several minutes and then cooled under N2 prior to use. In each run, sulfur-bromine-containing PAC (S-Br-PAC; 0.4 g/L) was placed in a reaction flask and treated with a mercury-containing solution as described in Example 1. The results are presented in Table 3.
ТАБЛИЦА 3TABLE 3
* Определяется как масса (г) сорбента на общий объем раствора, загрязненного Hg (л). * Defined as the mass (g) of the sorbent per total volume of the solution contaminated with Hg (l).
ПРИМЕР 4EXAMPLE 4
[0077] Было получено несколько сорбентов. Сорбент S-Br-PAC был получен, как описано в примере 3. В каждом опыте сорбент (0,4 г/л) размещали в реакционной колбе и обрабатывали ртутьсодержащим раствором, как описано в примере 1. Опыты А и B являются сравнительными; опыт C является обладающим признаками изобретения. Результаты представлены в таблице 4.[0077] Several sorbents were prepared. The S-Br-PAC sorbent was prepared as described in Example 3. In each experiment, the sorbent (0.4 g/L) was placed in a reaction flask and treated with a mercury-containing solution as described in Example 1. Experiments A and B are comparative; experiment C is the inventive experiment. The results are presented in Table 4.
ТАБЛИЦА 4TABLE 4
сорбента, мас.%Components
sorbent, wt.%
* Имеющийся в продаже бромированный PAC, обработанный для обеспечения совместимости с бетоном; см. опубликованную международную патентную заявку № WO 2008/064360. * Commercially available brominated PAC treated to make it compatible with concrete; see Published International Patent Application No. WO 2008/064360.
[0078] Дополнительные варианты осуществления настоящего изобретения включают, помимо прочего:[0078] Additional embodiments of the present invention include, but are not limited to:
[0079] A) Способ снижения наличия в окружающей среде по меньшей мере части одного или более загрязняющих окружающую среду веществ в субстанции, содержащей одно или более загрязняющих окружающую среду веществ, включающий: [0079] A) A method for reducing the presence in the environment of at least a portion of one or more environmental pollutants in a substance containing one or more environmental pollutants, comprising:
добавление и/или нанесение сорбента, содержащего галоген и серу, на указанную субстанцию, причем сорбент, содержащий галоген и серу,adding and/or applying a halogen and sulfur containing sorbent to said substance, wherein the halogen and sulfur containing sorbent,
представляет собой активированный уголь, содержащий бром и серу, активированный уголь, содержащий хлор и серу, активированный уголь, содержащий йод и серу, шабазит, содержащий бром и серу, бентонит, содержащий бром и серу, каолинит, содержащий бром и серу, или диоксид кремния, содержащий бром и серу, is activated carbon containing bromine and sulfur, activated carbon containing chlorine and sulfur, activated carbon containing iodine and sulfur, chabazite containing bromine and sulfur, bentonite containing bromine and sulfur, kaolinite containing bromine and sulfur, or silicon dioxide containing bromine and sulfur,
тем самым снижая наличие в окружающей среде по меньшей мере части одного или более загрязняющих окружающую среду веществ в субстанции.thereby reducing the presence in the environment of at least a portion of one or more environmental pollutants in the substance.
[0080] B) Способ по пункту A), в котором сорбент, содержащий галоген и серу, имеет содержание галогена от около 0,1 мас.% до около 20 мас.% в пересчете на бром по отношению к общей массе сорбента, содержащего галоген и серу.[0080] B) The method of paragraph A), wherein the halogen and sulfur-containing sorbent has a halogen content of from about 0.1 wt.% to about 20 wt.%, calculated as bromine, based on the total weight of the halogen and sulfur-containing sorbent.
[0081] C) Способ по пункту A), в котором сорбент, содержащий галоген и серу, имеет содержание галогена от около 0,5 мас.% до около 15 мас.% в пересчете на бром по отношению к общей массе сорбента, содержащего галоген и серу.[0081] C) The method of paragraph A), wherein the halogen and sulfur-containing sorbent has a halogen content of from about 0.5 wt.% to about 15 wt.%, calculated as bromine, based on the total weight of the halogen and sulfur-containing sorbent.
[0082] D) Способ по пункту А), в котором сорбент, содержащий галоген и серу, имеет содержание галогена от около 2 мас.% до около 12 мас.% в пересчете на бром по отношению к общей массе сорбента, содержащего галоген и серу.[0082] D) The method of paragraph A), wherein the halogen and sulfur-containing sorbent has a halogen content of from about 2 wt.% to about 12 wt.%, calculated as bromine, based on the total weight of the halogen and sulfur-containing sorbent.
[0083] E) Способ по пункту A), в котором сорбент, содержащий галоген и серу, имеет содержание галогена от около 3 мас.% до около 8 мас.% в пересчете на бром по отношению к общей массе сорбента, содержащего галоген и серу.[0083] E) The method of paragraph A), wherein the halogen and sulfur-containing sorbent has a halogen content of from about 3 wt.% to about 8 wt.%, calculated as bromine, based on the total weight of the halogen and sulfur-containing sorbent.
[0084] F) Способ по любому из пунктов А)-Е), в котором количество серы в сорбенте, содержащем галоген и серу, находится в диапазоне от около 0,1 мас.% до около 15 мас.% по отношению к общей массе сорбента, содержащего галоген и серу.[0084] F) The method according to any one of paragraphs A) to E), wherein the amount of sulfur in the halogen and sulfur-containing sorbent is in the range of from about 0.1 wt.% to about 15 wt.% based on the total weight of the halogen and sulfur-containing sorbent.
[0085] G) Способ по любому из пунктов А)-Е), в котором количество серы в сорбенте, содержащем галоген и серу, находится в диапазоне около от 0,5 мас.% до около 10 мас.%, предпочтительно от около 1 мас.% до около 5 мас.% по отношению к общей массе сорбента, содержащего галоген и серу.[0085] G) The method according to any one of paragraphs A) to E), wherein the amount of sulfur in the halogen and sulfur-containing sorbent is in the range of about 0.5 wt.% to about 10 wt.%, preferably about 1 wt.% to about 5 wt.%, based on the total weight of the halogen and sulfur-containing sorbent.
[0086] H) Способ по любому из пунктов A)-G), в котором сера и галоген находятся в атомном отношении серы к галогену в диапазоне от около 0,25:1 до около 1:3, предпочтительно от около 0,5:1 до около 1:2,5 и еще более предпочтительно от около 1:1 до около 1:2.[0086] H) The method according to any one of paragraphs A) to G), wherein the sulfur and halogen are in an atomic ratio of sulfur to halogen in the range of from about 0.25:1 to about 1:3, preferably from about 0.5:1 to about 1:2.5, and even more preferably from about 1:1 to about 1:2.
[0087] I) Способ по любому из пунктов A)-H), в котором субстанция представляет собой почву.[0087] I) The method according to any of paragraphs A) to H), wherein the substance is soil.
[0088] J) Способ по любому из пунктов A)-H), в котором субстанция представляет собой отложения.[0088] J) The method according to any of paragraphs A) to H), wherein the substance is a deposit.
[0089] K) Способ по любому из пунктов A)-H), в котором субстанция представляет собой внутрипоровую воду в почве или внутрипоровую воду отложений.[0089] K) The method according to any of paragraphs A) to H), wherein the substance is pore water in soil or pore water in sediments.
[0090] L) Способ по пункту А), в котором сорбент, содержащий галоген и серу, представляет собой активированный уголь, содержащий бром и серу, причем содержание галогена составляет от около 0,1 мас.% до около 20 мас.% в пересчете на бром по отношению к общей массе сорбента, содержащего галоген и сера, и при этом субстанция представляет собой почву, отложения, внутрипоровую воду в почве или внутрипоровую воду отложений.[0090] L) The method of paragraph A), wherein the halogen and sulfur-containing sorbent is an activated carbon containing bromine and sulfur, wherein the halogen content is from about 0.1 wt.% to about 20 wt.%, calculated as bromine, relative to the total weight of the halogen and sulfur-containing sorbent, and wherein the substance is soil, sediment, pore water in soil, or pore water in sediment.
[0091] M) Способ по пункту L), в котором содержание галогена составляет от около 0,5 мас.% до около 15 мас.%, предпочтительно от около 2 мас.% до около 12 мас.%, более предпочтительно от около 3 мас.% до около 8 мас.%, в пересчете на бром по отношению к общей массе сорбента, содержащего галоген и серу.[0091] M) The method according to paragraph L), wherein the halogen content is from about 0.5 wt.% to about 15 wt.%, preferably from about 2 wt.% to about 12 wt.%, more preferably from about 3 wt.% to about 8 wt.%, calculated as bromine based on the total weight of the sorbent containing halogen and sulfur.
[0092] N) Способ по пункту L) или M), в котором количество серы в сорбенте, содержащем галоген и серу, находится в диапазоне от около 0,1 мас.% до около 15 мас.%, предпочтительно в диапазоне от около 0,5 мас.% до около 10 мас.%, более предпочтительно от около 1 мас.% до около 5 мас.%, по отношению к общей массе сорбента, содержащего галоген и серу.[0092] N) The method according to paragraph L) or M), wherein the amount of sulfur in the halogen and sulfur-containing sorbent is in the range of from about 0.1 wt.% to about 15 wt.%, preferably in the range of from about 0.5 wt.% to about 10 wt.%, more preferably from about 1 wt.% to about 5 wt.%, based on the total weight of the halogen and sulfur-containing sorbent.
[0093] O) Способ по пункту A), в котором сорбент представляет собой шабазит, содержащий бром и серу, бентонит, содержащий бром и серу, каолинит, содержащий бром и серу, или диоксид кремния, содержащий бром и серу, причем содержание галогена составляет от около 0,1 мас.%. до около 20 мас.% в пересчете на бром по отношению к общей массе сорбента, содержащего галоген и серу, и при этом субстанция представляет собой почву, отложения, внутрипоровую воду в почве или внутрипоровую воду отложений.[0093] O) The method of paragraph A), wherein the sorbent is a bromine and sulfur containing chabazite, a bromine and sulfur containing bentonite, a bromine and sulfur containing kaolinite, or a bromine and sulfur containing silica, wherein the halogen content is from about 0.1 wt.% to about 20 wt.% based on bromine based on the total weight of the halogen and sulfur containing sorbent, and wherein the substance is soil, sediment, pore water in soil, or pore water in sediment.
[0094] P) Способ по пункту О), в котором содержание галогена составляет от около 0,5 мас.% до около 15 мас.%, предпочтительно от около 2 мас.% до около 12 мас.%, более предпочтительно от около 3 мас.% до около 8 мас.%, в пересчете на бром по отношению к общей массе сорбента, содержащего галоген и серу.[0094] P) The method according to paragraph O), wherein the halogen content is from about 0.5 wt.% to about 15 wt.%, preferably from about 2 wt.% to about 12 wt.%, more preferably from about 3 wt.% to about 8 wt.%, calculated as bromine based on the total weight of the sorbent containing halogen and sulfur.
[0095] Q) Способ по пункту О) или Р), в котором количество серы в сорбенте, содержащем галоген и серу, находится в диапазоне от около 0,1 мас.% до около 15 мас.%, предпочтительно в диапазоне от около 0,5 мас.% до около 10 мас.%, более предпочтительно от около 1 мас.% до около 5 мас.%, по отношению к общей массе сорбента, содержащего галоген и серу.[0095] Q) The method according to paragraph O) or P), wherein the amount of sulfur in the halogen and sulfur-containing sorbent is in the range of from about 0.1 wt.% to about 15 wt.%, preferably in the range of from about 0.5 wt.% to about 10 wt.%, more preferably from about 1 wt.% to about 5 wt.%, based on the total weight of the halogen and sulfur-containing sorbent.
[0096] R) Способ по пункту А), в котором сорбент представляет собой активированный уголь, содержащий хлор и серу, причем содержание галогена составляет от около 0,1 мас.% до около 20 мас.% в пересчете на бром по отношению к общей массе сорбента, содержащего галоген и серу, и при этом субстанция представляет собой почву, отложения, внутрипоровую воду в почве или внутрипоровую воду отложений.[0096] R) The method of paragraph A), wherein the sorbent is activated carbon containing chlorine and sulfur, wherein the halogen content is from about 0.1 wt.% to about 20 wt.%, calculated as bromine, relative to the total weight of the sorbent containing the halogen and sulfur, and wherein the substance is soil, sediment, pore water in soil, or pore water in sediment.
[0097] S) Способ по пункту A), в котором сорбент представляет собой активированный уголь, содержащий йод и серу, причем содержание галогена составляет от около 0,1 мас.% до около 20 мас.% в пересчете на бром по отношению к общей массе сорбента, содержащего галоген и серу, и при этом субстанция представляет собой почву, отложения, внутрипоровую воду в почве или внутрипоровую воду отложений.[0097] S) The method of paragraph A), wherein the sorbent is activated carbon containing iodine and sulfur, wherein the halogen content is from about 0.1 wt.% to about 20 wt.%, calculated as bromine, relative to the total weight of the sorbent containing the halogen and sulfur, and wherein the substance is soil, sediment, pore water in soil, or pore water in sediment.
[0098] T) Способ по пункту K), в котором содержание галогена составляет от около 0,5 мас.% до около 15 мас.%, предпочтительно от около 2 мас.% до около 12 мас.%, в пересчете на бром по отношению к общей массе сорбента, содержащего галоген и серу.[0098] T) The method according to paragraph K), wherein the halogen content is from about 0.5 wt.% to about 15 wt.%, preferably from about 2 wt.% to about 12 wt.%, calculated as bromine based on the total weight of the sorbent containing halogen and sulfur.
[0099] U) Способ по пункту Т), в котором количество серы в сорбенте, содержащем галоген и серу, находится в диапазоне от около 0,1 мас.% до около 15 мас.%, предпочтительно в диапазоне от около 0,5 мас.% до около 10 мас.%, более предпочтительно от около 1 мас.% до около 5 мас.% по отношению к общей массе сорбента, содержащего галоген и серу.[0099] U) The method according to paragraph T), wherein the amount of sulfur in the halogen and sulfur-containing sorbent is in the range of from about 0.1 wt.% to about 15 wt.%, preferably in the range of from about 0.5 wt.% to about 10 wt.%, more preferably from about 1 wt.% to about 5 wt.%, based on the total weight of the halogen and sulfur-containing sorbent.
[00100] V) Способ по любому из пунктов L)-U), в котором сера и галоген находятся в атомном отношении серы к галогену в диапазоне от около 0,25:1 до около 1:3, предпочтительно от около 0,5:1 до около 1:2,5, и еще более предпочтительно от около 1:1 до около 1:2.[00100] V) The method according to any one of paragraphs L) to U), wherein the sulfur and halogen are in an atomic ratio of sulfur to halogen in the range of from about 0.25:1 to about 1:3, preferably from about 0.5:1 to about 1:2.5, and even more preferably from about 1:1 to about 1:2.
[00101] Компоненты, указанные по химическому наименованию или формуле в любом месте настоящего описания или формулы изобретения, независимо от того, упоминаются ли они в единственном числе или множественном числе, идентифицируются так, как они существуют до вступления в контакт с другой субстанцией, указанной по химическому наименованию или химическому типу (например, другой компонент, растворитель и т. д.). Не имеет значения, какие химические изменения, преобразования и/или реакции (если таковые имеются) происходят в полученной смеси или растворе, поскольку такие изменения, преобразования и/или реакции являются естественным результатом объединения указанных компонентов вместе в условиях, требуемых согласно настоящему описанию. Таким образом, компоненты идентифицируются как ингредиенты, которые должны быть объединены в связи с выполнением требуемой операции или при образовании требуемой композиции. Кроме того, хотя последующая формула изобретения может упоминать субстанции, компоненты и/или ингредиенты в настоящем времени («включает», «содержит», «представляет собой» и т. д.), делается ссылка на субстанцию, компонент или ингредиент в том виде, в каком он существовал во момент времени непосредственно перед его первым контактом, смешиванием или перемешиванием с одним или более другими субстанциями, компонентами и/или ингредиентами в соответствии с настоящим описанием. Таким образом, то, что субстанция, компонент или ингредиент мог потерять свою первоначальную идентичность в результате химической реакции или преобразования в ходе операций контакта, смешивания или перемешивания, если они проводятся в соответствии с настоящим описанием и с применением обычных навыков химика, практически не является имеет значения.[00101] Components identified by chemical name or formula anywhere in the present specification or claims, whether in the singular or the plural, are identified as they exist prior to contact with another substance identified by chemical name or chemical type ( e.g. , another component, solvent, etc. ). It does not matter what chemical changes, transformations, and/or reactions (if any) occur in the resulting mixture or solution, so long as such changes, transformations, and/or reactions are a natural result of combining the identified components together under the conditions required by the present specification. Thus, the components are identified as ingredients that must be combined in connection with the performance of the required operation or in forming the required composition. Furthermore, although the subsequent claims may refer to substances, components and/or ingredients in the present tense ("includes", "contains", "is" , etc. ), reference is made to the substance, component or ingredient as it existed at the time immediately prior to its first contact, mixing or blending with one or more other substances, components and/or ingredients in accordance with the present description. Thus, the fact that a substance, component or ingredient may have lost its original identity as a result of a chemical reaction or transformation during the contact, blending or blending operations, if carried out in accordance with the present description and using the ordinary skill of a chemist, is of virtually no importance.
[00102] Изобретение может включать, содержать материалы и/или процедуры, изложенные в настоящем документе, а также состоять или по существу состоять из них.[00102] The invention may include, comprise, consist of, or consist essentially of the materials and/or procedures set forth herein.
[00103] В контексте настоящего документа термин «около», определяющий количество ингредиента в композициях по настоящему изобретению или употребляемый в способах по настоящему изобретению, относится к изменению численной величины, которая может появляться, например, в результате выполнения типичных процедур измерения и обработки жидкости, применяемых для приготовления концентратов или применения растворов в реально существующих условиях; из-за непреднамеренной погрешности в этих процедурах; из-за различий в производстве, источнике или чистоте ингредиентов, задействованных для изготовления композиций или выполнения способов; и т. п. Термин «около» также охватывает количества, которые различаются из-за различных равновесных условий для композиции, получаемой из конкретной исходной смеси. Независимо от того, определены ли пункты формулы термином «около» или нет, формула изобретения содержит эквиваленты указанных количеств.[00103] As used herein, the term "about" when used to define an amount of an ingredient in the compositions of the invention or in the methods of the invention refers to variations in the numerical value that may arise, for example, from typical measuring and fluid handling procedures used to prepare concentrates or apply solutions under real-world conditions; from unintended errors in these procedures; from differences in the manufacturing, source, or purity of ingredients used to make the compositions or perform the methods; and the like. The term "about" also encompasses amounts that vary due to different equilibrium conditions for the composition obtained from a particular starting mixture. Regardless of whether the claims are qualified by the term "about" or not, the claims include equivalents of the stated amounts.
[00104] За исключением случаев, когда может быть прямо указано иное, форма единственного числа, учитывая то, если и как она применяется в настоящем документе, не предназначена для ограничения и не должна толковаться как ограничивающая описание или какой-либо пункт формулы изобретения одним элементом, к которому относится эта форма единственного числа. Скорее, форма единственного числа, учитывая то, если и как она применяется в настоящем документе, предназначена для охвата одного или более таких элементов, если в тексте прямо не указано иное.[00104] Except as may be expressly indicated otherwise, the singular form "a", as used herein, is not intended to limit, and shall not be construed to limit, the description or any claim to the one element to which the singular form refers. Rather, the singular form "a", as used herein, is intended to cover one or more such elements, unless otherwise expressly indicated in the text.
[00105] Настоящее изобретение допускает значительные изменения при его реализации. Следовательно, приведенное выше описание не предназначено для ограничения и не должно рассматриваться как ограничивающее настоящее изобретение конкретными иллюстративными примерами, представленными выше в настоящем документе.[00105] The present invention is susceptible to significant changes in its implementation. Therefore, the above description is not intended to limit and should not be construed as limiting the present invention to the specific illustrative examples presented above herein.
Claims (71)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US62/900,876 | 2019-09-16 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2829370C1 true RU2829370C1 (en) | 2024-10-30 |
Family
ID=
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1988008748A1 (en) * | 1987-05-09 | 1988-11-17 | Bergwerksverband Gmbh | Process for producing impregnated activated charcoal for eliminating mercury from gases |
| RU2013114255A (en) * | 2010-08-30 | 2014-10-10 | Альбемарл Корпорейшн | IMPROVED SORBENTS FOR REMOVAL OF MERCURY FROM EMISSIONS PRODUCED BY COMBUSTION OF FUEL |
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1988008748A1 (en) * | 1987-05-09 | 1988-11-17 | Bergwerksverband Gmbh | Process for producing impregnated activated charcoal for eliminating mercury from gases |
| RU2013114255A (en) * | 2010-08-30 | 2014-10-10 | Альбемарл Корпорейшн | IMPROVED SORBENTS FOR REMOVAL OF MERCURY FROM EMISSIONS PRODUCED BY COMBUSTION OF FUEL |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Akira Sano и др.: "Vapor-phase elemental mercury adsorption by activated carbon co-impregnated with sulfur and chlorine", Chemical Engineering Journal, ELSEVIER, AMSTERDAM, NL, vol. 315, 19 January 2017 (2017-01-19), страницы 598-607, XP029924030, ISSN: 1385-8947, DOI: 10.1016/J.CEJ.2017.01.035. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US12420259B2 (en) | Processes for reducing environmental availability of environmental pollutants | |
| CN114401786B (en) | Process for reducing the environmental effectiveness of environmental pollutants | |
| JP7722983B2 (en) | Processes for reducing the environmental availability of environmental pollutants | |
| RU2829370C1 (en) | Methods for reducing presence of environmental pollutants in environment | |
| RU2848306C1 (en) | Methods for reducing the presence of environmentally harmful substances in the environment | |
| EP4608574A1 (en) | Processes for reducing environmental availability of environmental pollutants | |
| KR20250155005A (en) | Methods for reducing the environmental availability of environmental pollutants | |
| HK40040826A (en) | Processes for reducing environmental availability of environmental pollutants | |
| HK40040826B (en) | Processes for reducing environmental availability of environmental pollutants | |
| AU2021278977A1 (en) | Method of reducing environmental methylmercury and limiting its uptake into plants and organisms | |
| JP2023526191A (en) | Processes, systems and devices for reducing environmental contaminants from mobile phases |