RS65158B1 - Odvajanje mikroplastike - Google Patents

Description

Opis

Oblast pronalaska

[0001] Ovaj se pronalazak odnosi na oblast odvajanja mikroplastike, posebno na metodu prerade hidrofilnih tečnosti kao što je voda iz vodovoda, otpadna voda, podzemna voda, nadzemna voda, bočata voda ili morska voda za uklanjanje mikropalstike, i upotrebu kolagena za odvajanje mikroplastike iz hidrofilnih tečnosti.

Oblast tehnike

[0002] Mikroplastike se obično definišu kao fragmenti plastike, granule i vlaknaste tankoslojne obloge prečnika manjeg od 5 mm. Njihovo obilato prisustvo je potvrđeno u okeanima i morima i sedimentima, i čak veliki broj mikroplastike postoji u ekosistemima kao što su reke, jezera i ušća. Zato što su mikroplastike široko rasprostranjene u svetu, u velikim količinima, i vrlo toksičnim, i nosači zagađivača, oni mogu da utiču na ljudska bića kroz lanac prehrane, što je privuklo pažnju naučne zajednice i postaje žarište interesovanja istraživača.

[0003] Za sada različiti tehnički uređaji su poznati za čišćenje otpadne vode kao i metode za uklanjanje grubih čvrstih materija i/ili metode za ubrzavanje procesa hemijske razgradnje. Metode prerade za čišćenje otpadne vode obično obuhvataju sledeća tri stadijuma odvajanja bilo odvojeno ili u kombinaciji bilo kojim odgovarajućim redosledom:

1. korak mehaničke prerade;

2. korak biološke prerade; i

3. korak hemijske prerade.

[0004] Pored toga, treba istaći da mikroplastike kao i hemijski aditivi, pesticidi, farmaceutski proizvodi i proizvodi razgradnje i/ili proizvodi transformacije koji mogu biti prisutni u i/ili na površini mikroplastike, dođu do otpadne vode postrojenja za preradu otpadne vode preko različitih unosa i transporta. Aktuelne studije potvrđuju da se koncentracije različitih mikrozagađivača povećavaju postojano poslednjih godina i da gore pomenuti procesi iz stanja tehnike dostižu svoje granice u pogledu prečišćavanja vode.

[0005] Na primer, DE 19905 633 C1 opisuje metod za ubrizgavanje vazduha u tečnost koju treba prečistiti za izvođenje aerobnog čišćenja.

[0006] DE 3884 956 T2 opisuje mešač koji se koristi za ujednačeno mešanje flokulanata u otpadnu vodu.

[0007] EP 3395 766 A1 opisuje prečišćavanje vodenastih fluida čišćenjem i adsorpcijom na prahom aktiviranom ugljeniku korišćenjem fluidizovanog ležišta napravljenog od mešovite emulzije metal hidroksida i praškasto aktiviranog ugljenika. Dalji postupci za uklanjanje mikroplastike iz vode su opisani u CN 111 547 935 A, CN 111777 078 A i CN 108177273 A.

Kratak opis pronalaska

[0008] Na osnovu ovog stanja tehnike, cilj je ovog pronalaska da obezbedi netoksičan proces prerade za prečišćavanje hidrofilnih tečnosti, posebno vode iz vodovodne mreže, otpadne vode, podzemne vode, površinske vode, bočate vode ili morske vode, čiji postupak prerade uklanja mikroplastiku i/ili nanoplastiku iz pomenutih hidrofilnih tečnosti sa visokom stopom oporavka.

[0009] Da bi se rešio gore dat cilj, ovaj pronalazak obezbeđuje metod prerade, koji obuhvata korak dodavanja materijala kolagena ili njegovog derivata u hidrofilnu tečnost koja sadrži mikroplastiku i/ili nanoplastične materijale čija hidrofilna tečnost jeste prisutna u nekoj posudi tako da se pomenuti mikroplastični i/ili nanoplastični materijali prisutni u pomenutoj hidrofilnoj tečnosti, adsorbuju i/ili fizički vežu na/u materijal kolagena ili derivata kolagena, i odvajanje pomenute adsorbovane i/ili fizički vezane mikroplastične i/ili nanoplastične materijale iz hidrofilne tečnosti.

[0010] Pored toga, ovaj pronalazak obezbeđuje upotrebu materijala kolagena ili nekog derivata kolagena za odvajanje mikroplastika iz hidrofilne tečnosti, kao što je voda iz vodovodne mreže, otpadne vode, podzemne vode, površinske vode, bočate vode ili morske vode.

Detaljan opis pronalaska

[0011] Prema prvom pronalasku ovaj pronalazak obezbeđuje metod prerade, koji obuhvata korak dodavanja materijala kolagena ili njegovog derivata u hidrofilnu tečnost koja sadrži mikroplastiku i/ili nanoplastične materijale čija je hidrofilna tečnost prisutna u nekoj posudi tako da se pomenuti mikroplastični i/ili nanoplastični materijali prisutni u pomenutoj hidrofilnoj tečnosti, se adsorbuje i/ili fizički veže na/u materijal kolagena ili derivata kolagena, i odvajanje pomenute adsorbovane i/ili fizički vezane mikroplastične i/ili nanoplastične materijale iz hidrofilne tečnosti.

[0012] Hidrofilna tečnosti obuhvata mikroplastiku i/ili nanoplastiku koju treba prečistiti uobičajeno izabranom iz grupe koja obuhvata vodu iz vodovodne mreže, otpadnu vodu, podzemnu vodu, površinsku vodu, bočatu vodu ili morsku vodu.

[0013] Kada se čiste hidrofilne tečnosti kao što je otpadna voda, podzemna voda, morska voda ili voda iz vodovodne mreže, obično je sledeće postupke moguće izvesti bilo odvojeno ili kombinovano prema bilo kom prikladnom redosledu:

1. korak mehaničke prerade;

2. korak biološke prerade; i

3. k-orak hemijske prerade.

[0014] Dakle, na primer prerada otpadne vode često uključuje primarnu mehaničku preradu, biološku sekundarnu preradu, i hemijsku tercijarnu preradu.

[0015] U koraku primarne prerade obično se veliki čestični materijali i pesak uklanjaju skriningom ili korišćenjem mreže i/ili primarnog prečistača.

[0016] Međutim, u nekim slučajevima korak primarne prerade odvajanja čestica korakom mehaničke prerade može takođe da obuhvati odvajanje mikroplastike. U takvom slučaju čestice mikroplastike mogu da budu odvojene iz hidrofilne tečnosti kao što je otpadna voda korišćenjem membrane, sita ili sistema vakuma u kom te mikročestice imaju specifičnu maksimalnu veličinu čestice se zadržavaju u korišćenoj podlozi odvajanja. Kako veličina pore korišćene membrane može razlikovati i to širokim opsegom, veličina pore u takvim slučajevima je generalno u opsegu od 10 µm do 5 mm. Ako se koristi sito obično je u opsegu od 38 µm do 4,75 mm. ako veličina mreže sita prekoračuje 5 mm, veličina prikupljenih delova od plastike će premašiti opseg veličine čestica mikroplastike.

[0017] Sekundarna prerada, koja se zove i biološka prerada, obično koristi mikroorganizme da bi razgradila kontaminante prisutne u hidrofilnoj tečnosti, na primer otpadnoj vodi.

[0018] Cilj efluenta je prerađena voda dobijena iz takve sekundarne prerade može još da se podvrgne trećoj preradi kao što je koagulacija, sedimentacija, filtracija, i dezinfekcija kada se ponovo upotrebljava ili reciklira. U protivnom, efluent sekundarne prerade može opciono da bude dezinfikovan i zatim ispražnjen u okruženje.

[0019] U preporučenom izvođenju metode prerade prema prvom izvođenju ovog pronalaska se izvodi pored mehahničkog i/ili biološkog i/ili hemijskog koraka prerade, poželjno posle takvog mehaničkog i/ili biološkog i/ili hemijskog koraka prerade.

[0020] U svrhe ovog pronalaska, pojmove "mikroplastike", "nanoplastike", "mikroplastične čestice" ili "nanoplastične čestice" treba razumeti u značenju plastičnih čestica koje obuhvataju ili se sastoje od (ko)polimera ili njihove kombinacije, u specifičnoj mešavini (spoju), polimera i/ili kopolimera.

[0021] Prema ovom pronalasku sve plastične čestice imaju prosečan prečnik (određen pomoću elektronskog mikroskopa za ekološko skeniranje (ESEM) od 100 nm do 5 mm, specifično 1 µm do 5 mm, preporučljivo 10 µm do 1 mm, još preporučljivije 10 µm do 400 µm, specifično 20 µm do 100 µm se posmatraju kao "mikroplastični materijali" ili "čestice mikroplastike". Čestice sa prosečnim prečnikom 1 do 100 nm se posmatraju kao "nanoplastika" ili "nanoplastične čestice" (nanokuglice, nanožice, nanocevčice, i nanopločice).

[0022] Ti (ko)polimeri prisutni u pomenutoj mikroplastici i/ili nanoplastici mogu da budu izabrani iz grupe koja se sastoji od polietilena (PE) kao što je polietilen veoma male gustine (ULDPE), polietilena male gustine (LDPE) i/ili polietilena velike gustine (HDPE), polipropilena (PP), polistirena (PS), polivinil hlorida (PVC), poliuretana (PU), poliamida (PA), polikarbonata (PC), politetrafluoroetilena (PTFE), polioksimetilena (PMO), kopolimera akrilonitril-butadijen-stirena (ABS), polietilen tereftalata (PET), polimetil metakrilata (PMMA), poliakrilonitrila (PAN), kopolimera od najmanje dva od pomenutih polimera i kombinacija, u posebnim mešavinama (spojevima), od najmanje dva polimera pomenuta gore u tekstu, preporučljivije naročito polietilena (PE) kao što je polietilen male gustine (LDPE) i/ili polietilen velike gustine (HDPE), polipropilen (PP), polistiren (PS), i/ili polietilen tereftalata (PET).

[0023] U nekim izvođenjima čestice mikroplastike mogu imati prosečan prečnik (određen pomoću ekološkog skenirajućeg elektronskog mikroskopa (ESEM) (Environmental Scanning Electron Microscope)) od više od 1 mm do 5 mm (takozvane velike čestice mikroplastike) i/ili prosečnog prečnika (određenog pomoću ekološkog skenirajućeg elektronskog mikroskopa (ESEM)) od 100 nm do 1 mm (takozvane male čestice mikroplastike). Naročito mikroplastične čestice sa prosečnim prečnikom od manje od 20 µm i nanoplastike sa prosečnim prečnikom od 1 do 100 nm obično ne mogu biti uklonjene u komercijalnim postrojenjima za preradu otpadne vode.

[0024] U specifičnim izvođenjima metode prerade prema ovom pronalasku, kolagen ili derivat kolagena koji treba koristiti, se bira iz grupe koja se sastoji od kolagena, frakcije kolagena, hidrolizata kolagena, želatina ili hidrolizata želatina, preporučljivije iz grupe koja se sastoji od hidrolizata kolagena ili hidrolizata želatina, još preporučljivije hidrolizat kolagen se koristi kao kolagen ili njegov derivat.

[0025] Kao što je dobro poznato stručnjaku u ovoj oblasti, prirodni kolagen koji nije rastvorljiv u vodi, može da bude tretiran grejanjem ili mešanjem sa bazom ili slabom kiselinom, poželjno slaba organska ili neorganska kiselina koja u vodi ima pH od 2 do 4.

[0026] Ako je prirodan kolagen zagrejan ili tretiran bazom ili slabom kiselinom, veze između α lanaca kolagena se cepaju tako da se dobije želatin. Kada je dalje podvrgne želatinu do enzimske razgradnje, proizvede se hidrolizat kolagen.

[0027] Na primer, praseća (svinjska) koža koja se seče u male delove, može se tretirati sa neorganskom ili organskom kiselinom kao hlorovodonične kiseline ili sirćetne kiseline u vodi na pH od 2 do 4 tako da se proizvede želatin. Pomenuti želatin moguće je još tretirati sa proteoliskim enzimom kao što je pepsin, tripsin, ili himotripsin na primer u količini od 0,5 do 2,5% prema težini u odnosu na težinu želatina na temperaturi od 30 do 40<0>C tokom 0,5 do 10 sati tako da se proizvodi hidrolizat kolagena. U poželjnom izvođenju prema ovom pronalasku je korišćen hidrolizat kolagena koji ima molekularnu težinu od 500 do 5000 Da, poželjno 1000 do 3000 Da (na primer ako je određeno preko MALDI-TOF analize).

[0028] Pored toga, u poželjnim izvođenjima pomenuti kolagen ili derivat kolagena se dodaje u hidrofilnu tečnost kao vodenasti rastvor ili disperzija obično u koncentraciji od 0,01 do 8,0 tež.-%, poželjno 0,05 do 5,0 tež.-%, poželjnije 0,1 do 2,0 tež.-%, naročito 0,5 do 1,0 tež.-%, na osnovu 100 tež.-% hidrofilne tečnosti koju treba preraditi.

[0029] Prema ovom pronalasku utvrđeno je da materijal kolagena ili njegov derivat ima visok kapacitet adsorpcije i /ili sposobnost vezivanja za mikroplastiku i/ili nanoplastiku, naročito mikroplastiku i/ili nanoplastiku sa hidrofobnom površinom, a naročito polietilen (PE) kao što je polietilen male gustine (LDPE) i/ili polietilen velike gustine (HDPE), polipropilen (PP), polistiren (PS), i polietilen tereftalat (PET).

[0030] Samim tim, metod prerade prema ovom pronalasku mikroplastika i/ili nanoplastični materijali se adsorbuju i/ili fizički vežu i/ili na materijal kolagena ili na nejgov derivat. Usledtermodinamike adsorbovane i/ili fizički vezane čestice mikroplastike i/ili nanoplastike se zatim akumuliraju na granici hidrofilnih mehurića tečnosti i vazduha, poželjno na površini hidrofilne tečnosti tako da formira sloj guste sitne pene ili pene u/na najgornjem sloju hidrofilne tečnosti usled sile plutanja koja deluje na mehuriće vazduha.

U preporučenom izvođenju odvajanja guste sitne pene ili pene iz hidrofilne tečnosti može da se poboljša korišćenjem postupka flotacije, zbog materijala kolagena ili njegovog derivata korišćenog prema ovom pronalasku pokazuje dobar stepen flotacije za mikroplastiku i/ili nanoplastiku, posebno mikroplastiku i/ili nanoplastiku koja ima hidrofobne površine.

[0031] Pomenuta gusta pena na površini ili pena može efikasno da se ispusti iz hidrofilne tečnosti koju treba prečistiti tako da u velikoj meri poboljša kvalitet hidrofilne tečnosti kao što je otpadna voda.

[0032] Prema preporučenoj metodi, kolagen ili njegov derivat se izmeša, poželjno meša, korišćenjem mešača u hidrofilnoj tečnosti koju treba tretirati tokom dovoljno vremena da bi se adsorbovale i/ili fizički vezale čestice mikroplastike i/ili nanoplastike za materijal kolagena ili njegovog derivata.

[0033] Adsorbovana i/ili fizički vezane mikroplastične i/ili nanoplastične čestice tako formirane obično plutaju u obliku guste sitne pene u posudi u gornjoj fazi hidrofilne tečnosti koju treba tretirati.

[0034] U još nekom preporučenom izvođenju, dodavanje materijala kolagena ili derivata materijala kolagena se izvodi u prvom koraku, posle čega se dozvoljava mešanje komponenata tokom nekog vremenskog perioda (= vreme boravka). Materijal kolagena ili neki njegov derivat će se adsorbovati i/ili fizički vezati na mikroplastične i/ili nanoplastične čestice prisutne u hidrofilnoj tečnosti tako da formira sloj guste sitne pene ili pene u/na najgornjem sloju te hidrofilne tečnosti. Pogodna dužina boravka u suspenziji je između 10 sekundi i 10 minuta, posebno preporučljivo između 20 sekundi i 5 minuta.

[0035] Rotacioni valjci, mešači protoka, ili uzburkavajući mešači se poželjno koriste kao sredstva za mešanje tako da ravnomerno mešaju komponente u toj posudi.

[0036] Dobri rezultati su postignuti kada se koriste uzburkavajući mešači jer adsorbovane i/ili fizički vezane čestice mikroplastike i/ili nanoplastike moguće je lako ukloniti kao gornju fazu.

[0037] Preporučljivo, kada se meša, poželjno mešanje na toploti, kolagen ili derivat kolagena u hidrofilnoj tečnosti koju treba preraditi/tretirati, gas nosač kao što je vazduh, azot, kiseonik ili ugljenik dioksid se mehuri ili rasprsne u hidrofilnu tečnost koju treba preraditi/tretirati (aeracija).

[0038] Ako se izvodi metoda prerade prema ovom pronalasku kombinovanjem mešanja i aeracije, mikroplastične i/ili nanoplastične čestice koje treba odvojiti obično plutaju brže i adsorbuju i/ili fizički se vezuju mnogo pouzdanije na materijal kolagena.

[0039] U poželjnom izvođenju brzina gasa kada se uvodi gas nosač u hidrofilnu tečnost je u opsegu od 1 do 100 Nm<3>/sat po 1 m<2>površine hidrofiline tečnosti u toj posudi, poželjno od 10 do 80 Nm<3>/sat po 1 m<2>površine hidrofilne tečnosti u posudi, još poželjnije 20 do 50 Nm<3>/sat po 1 m<2>površine hidrofilne tečnosti u korišćenoj posudi.

[0040] U nekim izvođenjima, gas nosač je uveden u količinama dovođenja od 0 - 10 l/min, poželjno 4 - 8 l/min. U poželjnim izvođenjima mehurići imaju prečnik od 0,1 do 10 mm ili čak i do 5 cm može biti generisano uvođenjem gasa nosača u hidrofilnu tečnost koju treba tretirati. Dakle, na primer mehurići imaju prečnik od 0,1 do 20 mm, preporučjlivo 0,5 do 10 mm, preporučljivije od 0,8 do 4 mm ili čak do 5 cm mogu da se stvore uvođenjem gasa nosača u hidrofilnu tečnost koju treba tretirati. U drugim preporučenim izvođenjima mikromehurići imaju prečnik između 20 i 100 µm, poželjno između 40 i 70 µm mogu se stvoriti uvođenjem gasa nosača u hidrofilnu tečnost koju treba tretirati, zato što su mikromehurići sa takvim prečnikom pokazali da poboljšavaju adsorpciju i/ili fizičko vezivanje čestice mikroplastike i/ili nanoplastike pomoću kolagena ili njegovog derivata.

[0041] U jednom izvođenju, metod prerade prema ovom pronalasku je postupak elutriacije ili postupak flotacije guste sitne pene.

[0042] Elutriacija je postupak u kom se čestice odvajaju na osnovu njihove veličine, oblika i gustine korišćenjem struje protorka gasa ili tečnosti koja protiče u smeru suprotnom od smera sedimentacije. Da bi se odvojile mikroplastika i/ili nanoplastika iz sedimenta, struja vode uvis je usmerena kroz stub koji obuhvata hidrofilnu tečnost i materijal kolagena ili njegov derivat, čime se indukuje fluidizacija sedimenta i transportovanje čestica mikroplastike i/ili nanoplastike do gornje faze hidrofilne tečnosti.

[0043] Flotacija guste sitne pene je proces koji selektivno odvaja materijale na osnovu toga da li oni odstranjuju vodu (hidrofobni ili imaju afinitet prema vodi (hidrofilni). Prema ovom pronalasku proces flotacije guste sitne pene ne zavisi samo od gustine materijala koji treba odvojiti, već takođe zavisi od hidrofobne prirode pomenutog materijala.

[0044] Odvajanje se obično odvija u nekoj posudi (flotaciona ćelija), pri čemu se voda i čestice mikroplastike i/ili nanoplastike stave zajedno, i zatim se gas nosač kontinualno ubrizgava pospešujući formiranje mehurića vazduha. Pored toga, specifični hemijski agensi kao što su agensi stvaranja guste sitne pene mogu se dodati toj supstanci u posudi tako da se pospeši selektivno formiranje agregata između čestica mikroplastike i/ili nanoplastike, materijala kolagena ili derivata kolagena i mehurića vazduha. Posle sudara, agregati čestica mikroplastike i/ili nanoplastike i materijala kolagena ili derivata kolagena prianjaju na mehuriće vazduha, pomerajući se uvis do vrha komore za flotaciju gde se oni oporavljaju kao plutajući penasti proizvod ili kao proizvod pene koja pluta. Hidrofilne čestice se obično stalože u mešavini i postaju neplutajuće proizvod.

[0045] Da bi se delotovorno izveo postupak flotacije guste sitne pene, važno je razmotriti nekoliko parametara kao što je slobodna energija na površini mikroplastike i/ili nanoplastike i površinski napon te tečnosti u kupki flotacije, kao i ključno trenje na površini, koje definiše trenje na površini pri kom tečnost potpuno ovlaži čvrstu mikroplastiku i/ili nanoplastiku. Da bi se selektivno odvojile hidrofobna mikroplastika i/ili nanoplastika iz hidrofilne tečnosti, čestice mikroplastike i/ili nanoplastike treba samo delimično da budu navlažene tečnošću u kupki flotacije, čime se dozvoljava materijalu kolagena ili derivatu kolagena da ostane 'zalepljen' na površini čestica od mikroplastike i/ili nanoplastike i da dovede te čestice mikroplastike i/ili nanoplastike do površine tečne faze da bi bile prikupljene.

[0046] U nekim izvođenjima ovog pronalaska kada se mikroplastika i/ili nanoplastika uklone korišćenjem postupka flotacije guste sitne pene, agens penušanja moguće je dodati hidrofilnoj tečnosti zajedno sa materijalom kolagena ili derivatom kolagena kako bi se pobošljala stopa oporavka flotacije mikroplastike i/ili nanoplastike. Posebno su ovi pronalazači utvrdili da kada se koristi ulje borovine, ksilenol, polietilen glikol i/ili metil izobutil karbinol, preporučljivije ulje borovine i/ili metil izobutil karbinol, kao agens penušanja, stopu oporavka mikroplastike i/ili nanoplastike flotacijom kao što je PVC može se poboljšati, pri čemu kada se dodaje metil izobutil karbinol stopa oporavka mikroplastike flotacijom kao što je PET može da se poboljša.

[0047] U jednom preporučenom izvođenju, pomenuti postupak flotacije guste sitne pene je moguće izvesti na kontinualan način, pri čemu se hidrofilnu tečnost, kolagen ili derivat njegov i poželjno protok gasa nosača kontinualno uvodi u posudu. Pored toga, poželjno je da se sadržaj posude kontinualno meša korišćenjem sredstava za mešanje.

[0048] U nekim izvođenjima metoda neprekidne flotacije sitne guste pene prema ovom pronalasku se izvodi u dve ili više posuda u serijama tako da bi se poboljšao stepen uklanjanja mikroplastike i/ili nanoplastike iz hidrofilne tečnosti koju treba tretirati.

[0049] Kada se izvodi metoda neprestane flotacije pene, pomenuta metoda obično obuhvata sledeće korake:

(i) Postavljanje hidrofilne tečnosti koja obuhvata čestice mikroplastike i/ili nanoplastike u neku posudu;

(ii) Dodavanje materijala kolagena ili njegovog derivata kao agensa flotacije,

(iii) Mešanje komponenata u toj posudi opciono u prisustvu protoka gasa nosača uvedenog u hidrofilnu tečnost; i

(iv) Pražnjenje pene prikupljene u gornjoj fazi te posude.

[0050] Prema drugom varijantnom rešenju ovaj pronalazak obezbeđuje upotrebu materijala kolagena ili derivata kolagena za odvajanje mikroplastike i/ili nanoplastike iz hidrofilne tečnosti, kao što je voda iz vodovodne mreže, otpadna voda, podzemna voda, površinska voda, bočata voda ili morska voda.

[0051] U poželjnom izvođenju drugog varijantnog rešenja pomenuti materijal kolagena ili derivat kolagena koji ima veličinu čestice od 100 do 1500 µm se koristi za odvajanje mikroplastike i/ili nanoplastike iz neke hidrofilne tečnosti.

[0052] Ovaj proizvod će detaljnije biti opisan korišćenjem primera izvođenja i, ali bez ograničavanja obima pronalaska.

Primer 1

[0053]

A. 20 g hidrolizata kolagena sa molekularnom težinom u opsegu od 1000 do 3000 Da rastvorenog u 200 ml razblaženost vodenastog puferskog rastvora sa pH vrednošću od 5,2 (na bazi prečišćene vode) uz neprestano mešanje na sobnoj temperaturi i 300 ob/min tokom 3 sata.

B. 20 g mikročestica plastike napravljene od polietilen tereftalata (PET) koji ima zastupljeni raspon veličine od 0,1 do 100 µm (gornja granica veličine: 300 µm) su raspršene u 200 ml prečišćene vode pomoću laboratorijskog mešača na 240 ob/min tokom noći.

C. Rastvor dobijen u koraku A i disperzija dobijena u koraku B su pomešani pre početka eksperimenta flotacije i mešavina dobijena kao rezultat je neprestano mešana na magnetnom mešaču tokom celog vremena eksperimenta.

[0054] 85 ml mešavine pripremljene u koraku C je dodato u stakleni stub visine od 600 mm i unutrašnjeg prečnika od 30 mm opremljen na svom dnu sa poroznom staklenom pločom koja ima raspodelu veličine pore od 10 do 16 µm. Stub ima skalu sa milimetarskom pouzdanošću na svojoj spoljnoj strani. Posle sipanja mešavine u stub, protok gasnog azota sa zapreminskom brzinom protoka od 1260 cm<3>/minuti i pritiskom od 310 mbar je propuštan kroz poroznu staklenu ploču. Protok gasa kroz poroznu ploču je prouzrokovao formiranje mehurića na bočnoj strani staklene ploče okrenute prednjom stranom mešavini tečnosti prisutnoj u stubu. Ovi mehurići, rastu i odvajaju se usled povećanja sile potiska, plutaju uvis i formiraju sloj pene koji raste na površini tečne faze u stubu. Tokom provlačenja kroz rasutu tečnu fazu, mehurići su prikupili mikročestice PET-a raspršene u tečnoj fazi i doveli ih do sloja pene tako da su odvojene od tečne faze. Kada je nivo sloja pene dostigao visinu blizu visine staklenog stuba, na primer kada je visina sloja pene porasla do nivoa približno 570 do 580 mm, pena se prikuplja vakumskom pumpom u sabirnu posudu postavljenu između pumpe i kapilarnog sabirnika. Ovaj postupak flotacije pene PET mikročestica je ponovljen nekoliko puta i vreme potrebno za svaki ciklus je zavisilo od krajnjeg nivoa pene u stubu i na nivou unutar stuba koji bi mogao biti dostignut sa kapilarnim, ali obično nije trajao duže od nekoliko desetina sekundi. Eksperiment flotacije je zaustavljen posle 5 minuta i 30 sekundi.

[0055] PET mikročestice prikupljene flotacijom pene kako je opisano gore u tekstu su zatim filtrirane sa odgovarajućim papirnim filterom i oprane nekoliko puta da bi se uklonio kolagen spojen na njih. Količina odvojenih PET mikročestica je određena gravimetrijski korišćenjem analitičke ravnoteže. Na osnovu ukupne količine pene prikupljene vakuumskom pumpom, određena je krajnja koncentracija PET mikročestica prikupljenih u eksperimentu flotacije pene. Dobijena koncentracija je bila 3,4 tež%. Kada se poredi ova koncentracija sa početnom koncentracijom mikročestica PET u mešavini pripremljenoj u koraku C, količina PET mikročestica uklonjena iz početne tečne mešavine flotacijom pene korišćenjem hidrolizata kolagena kao agensa flotacije, je bila više od 75 %.

Primer 2

[0056] Na isti način kako je opisano u Primeru 1 tečna mešavina rastvora opisanog u Primeru 1A i disperzija opisana u Primeru 1B je pripremljena, izuzev što proizvedena disperzija nije sadržala mikročestice PET-a, već mikročestice napravljene od poli(stiren-ko-divinilbenzena) (PS) sa zastupljenim rasponom veličina od 0,1 do 100 µm.

[0057] Uslovi eksperimenta flotacije pene su bili isti kao uslovi opisani u Primeru 1, izuzev što je eksperiment flotacije zaustavljen posle 5 minuta i 20 sekundi. Kao rezultat, krajnja koncentracija mikročestica poli(stiren-ko-divinilbenzena) (PS) prikupljena tokom eksperimenta flotacije pene je bila 3,0 tež% (stopa oporavka: više od 66 %).

Claims (14)

Patentni zahtevi

1. Metod obrade hidrofilne tečnosti koja obuhvata mikroplastiku i/ili nanoplastiku, pri čemu pomenuti metod obuhvata korake dodavanja materijala kolagena ili derivata kolagena u hidrofilnu tečnost koja obuhvata materijale mikroplastike i/ili nanoplastike čija je hidrofilna tečnost prisutna u posudi tako da adsorbuje i/ili fizički vezuje pomenute materijale mikroplastike i/ili nanoplastike prisutne u pomenutoj hidrofilnoj tečnosti, i odvajanje pomenutih adsorbovanih i/ili fizički vezanih materijala mikroplastike i/ili nanoplastike iz hidrofilne tečnosti.

2. Metod za koji se zaštita patentnom traži u patentnom zahtevu 1, pri čemu se ta hidrofilna tečnost bira iz grupe koja se sastoji od vode iz vodovodne mreže, otpadne vode, podzemne vode, površinske vode, bočate vode, ili morske vode.

3. Metod za koji se zaštita patentom traži u patentnom zahtevu 1 ili 2, pri čemu je hidrofilna tečnost koja obuhvata mikroplastiku i/ili nanoplastiku već podvrgnuta koraku mehaničke i/ili biološke i/ili hemijske prerade.

4. Postupak za koji se traži zaštita patentom u bilo kom od patentnih zahteva 1 do 3, pri čemu se kolagen ili derivat kolagena koji treba koristiti, bira iz grupe koja se sastoji od kolagena, frakcije kolagena, hidrolizata kolagena, želatina ili hidrolizata želatina.

5. Postupak za koji se traži zaštita patentom u patentnom zahtevu 4, pri čemu hidrolizat kolagena ima molekularnu težinu od 500 do 5.000 Da se koristi kao kolagen ili derivat kolagena koji treba koristiti.

6. Postupak za koji se traži zaštita patentom u patentnom zahtevu 5, pri čemu hidrolizat kolagena ima molekularnu težinu od 1.000 do 3.000 Da se koristi kao kolagen ili derivat kolagena koji treba koristiti.

7. Metod za koji se traži zaštita u bilo kom od patentnih zahteva 1 do 6, pri čemu se gas nosač, poželjno vazduh, azot, kiseonik ili ugljen dioksid, mehuri ili rasprsne u hidrofilnu tečnost koju treba tretirati.

8. Metod za koji se zaštita patentom traži u patentnom zahtevu 7, pri čemu je gas nosač uveden u hidrofilnu tečnost pri brzini gasa u opsegu od 1 do 100 Nm<3>/sat na 1 m<2>površine hidrofilne tečnosti u toj posudi.

9. Metod za koji se zaštita patentom traži u patentnom zahtevu 8, pri čemu je gas nosač uveden u hidrofilnu tečnost pri brzini gasa u opsegu od 1 do 50 Nm<3>/sat na 1 m<2>površine hidrofilne tečnosti u toj posudi.

10. Upotreba materijala kolagena ili derivata kolagena u odvajanju mikroplastike i/ili nanoplastike iz hidrofilne tečnosti koja sadrži mikroplastiku.

11. Upotreba prema patentnom zahtevu 10, pri čemu se ta hidrofilna tečnost bira iz grupe koja se sastoji od vode iz vodovodne mreže, otpadne vode, podzemne vode, površinske vode, bočate vode, ili morske vode.

12. Upotreba prema patentnom zahtevu 10 ili 11, pri čemu pomenuti materijal kolagena ili derivat kolagena ima veličinu čestice u opsegu od 100 do 1500 µm.

13. Upotreba prema bilo kom od patentnih zahteva 10 do 12, pri čemu hidrolizat kolagena ima molekularnu težinu od 500 do 5.000 Da se koristi kao kolagen ili derivat kolagena koji treba koristiti.

14. Upotreba prema patentnom zahtevu 13, pri čemu se hidrolizat kolagena koji ima molekularnu težinu od 1.000 do 3.000 Da koristi kao kolagen ili derivat kolagena koji treba koristiti.

Izdaje i štampa: Zavod za intelektualnu svojinu, Kneginje Ljubice 5, 11000 Beograd

14