Obieg zamknięty w zagospodarowaniu komunalnych osadów ściekowych

• Autorzy: Latosińska Jolanta , Gawdzik Jarosław

Identyfikatory

DOI

10.15199/17.2022.7.4

Warianty tytułu

EN

Circular economy in management of municipal sewage sludge

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Ideą obiegu zamkniętego, będącego alternatywą liniowego modelu gospodarki, jest wykorzystanie odpadów powstających w cyklu życia produktów. Dotychczas nieunikniony odpad, powstający podczas oczyszczania ścieków (komunalne osady ściekowe) wymaga w każdej oczyszczalni indywidualnego rozwiązania w zakresie jego zagospodarowania. Zagospodarowanie osadów ściekowych determinowane jest ich właściwościami, przepustowością oczyszczalni, kosztami oraz obowiązującym stanem prawnym. Mając na uwadze powyższe, w artykule przedstawiono metody surowcowego wykorzystania osadów ściekowych. Szczególny akcent położono na wprowadzenie osadów ściekowych do zestawu surowcowego materiałów budowlanych. Potwierdzono, że realizacja gospodarki cyrkularnej, w ramach gospodarki osadami ściekowymi, prowadzi do ograniczenia zużycia surowców, zwiększenia strumienia odpadów poddawanych odzyskowi i recyklingowi.

EN

The idea of a circular economy as an alternative to a linear economy model is the use of waste generated in the life cycle of products. Until now, the unavoidable waste generated during wastewater treatment - municipal sewage sludge - has required an individual solution for its management in every treatment plant. The management of sewage sludge is determined by its properties, the capacity of the treatment plant, the costs and the applicable legal status. Bearing the above in mind, the article presents methods of raw material use of sewage sludge. A particular emphasis was placed on the introduction of sewage sludge to the raw material mix of building materials. It has been confirmed that the implementation of a circular economy as part of sewage.

Słowa kluczowe

PL

komunalne osady ściekowe; zagospodarowanie; obieg zamknięty; materiały budowlane

EN

sewage sludge; management; circular economy; building materials

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Gaz, Woda i Technika Sanitarna
• Rocznik: 2022
• Tom: Nr 7-8
• Strony: 17--22
• Opis fizyczny: Bibliogr. 59 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Latosińska Jolanta

• Politechnika Świętokrzyska w Kielcach, Wydział Inżynierii Środowiska, Geomatyki i Energetyki

autor

Gawdzik Jarosław

• Politechnika Świętokrzyska w Kielcach, Wydział Inżynierii Środowiska, Geomatyki i EnergetykiPolitechnika Świętokrzyska w Kielcach, Wydział Inżynierii Środowiska, Geomatyki i Energetyki

Bibliografia

• [1] Andrade F. R. D., Maringolo V., Kihara Y. 2003. „Incorporation of V, Zn and Pb into the crystalline phases of Portland clinker”. Cement and Concrete Research. 33(1): 63-71.
• [2] Areias I. O. R., Vieira C. M. F., Colorado H. A., Delaqua G. C. G., Monteiro S. N., Azevedo A. R. G. 2020. „Could city sewage sludge be directly used into clay bricks for building construction? A comprehensive case study from Brazil”. Journal of Building Engineering. 31: 101374.
• [3] Bhatty Javed I. 2006. Effect of Minor Elements on Clinker and Cement Performance: A Laboratory Analysis. Portland Cement Association. Shokie. Illinois. USA.
• [4] Bień January, Myszograj Sylwia, Płuciennik-Koropczuk Ewelina. 2020. Gospodarka komunalnymi osadami ściekowymi w obiegu zamkniętym. red. Bień January, Gromiec Marek., Pawłowski Lucjan. Ocena gospodarki ściekowo-osadowejw Polsce. Monografie nr 166. Wydawnictwo PAN, Komitet Inżynierii Środowiska, Lublin.
• [5] Chang Zhiyang, Long Guangcheng, Zhou John L., Ma Cong. 2020. „Valorization of sewage sludge in the fabrication of construction and building materials: A review”. Resources, Conservation and Recycling. 154: 104606.
• [6] Communication from the Commission to the European Parliament, the Council, the European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions Towards a Circular Economy: A zero waste programme for Europe. COM/2014/0398 final.
• [7] Corradini Fabio, Meza Pablo, Eguiluz Raǔl, Casado Francisco, Huerta-Lwanga Esperanza, Geissen Violette. 2019. „Evidence of microplastic accumulation in agricultural soils from sewage sludge disposal”. The Science of The Total Environment. 671(25): 411-420.
• [8] Dalton Jennifer L., Gardner Kevin H., Seager Thomas P., Weimer Mindy L. Spear Jean C. M., Magee Bryan J. 2004. „Properties of Portland cement made from contaminated sediments”. Resources, Conservation and Recycling. 41(3): 227-241.
• [9] Diez J. M., Madrid J., Macias A. 1997. „Characterisation of cement-stabilized Cd wastes”. Cement and Concrete Research. 27(4): 337-343.
• [10] Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2008/98/WE z dnia 19 listopada 2008 r. w sprawie odpadów.
• [11] Dyrektywa Rady 86/278/EWG z dnia 12 czerwca 1986 r. w sprawie ochrony środowiska w szczególności gleby, w przypadku wykorzystania osadów ściekowych w rolnictwie.
• [12] EEA Report No 6/2017 Circular by Design-Products in the Circular Economy; Publications Office of the European Union 2017: Luxembourg.
• [13] Eljarrat E., Caixach J., Rivera J. 2003. A comparison of TEQ contributions from PCDDs, PCDFs and dioxin like PCBs in sewage sludge from Catalonia, Spain. „Chemosphere” 51(7): 595-601.
• [14] Eurostat, https://ec.europa.ew/eurostat/databrowser/view, data dostępu 25.03.2022.
• [15] Gawdzik Jarosław. 2013. Mobilność wybranych metali ciężkich w osadach ściekowych. M44. Politechnika Świętokrzyska. Kielce.
• [16] Gineys N., Aouad G., Sorrentino F., Damidot D. 2011. „Incorporation of trace elements in Portland cement clinker: Thresholds limits for Cu, Ni, Sn or Zn”. Cement and Concrete Research. 41(11): 1177-1184.
• [17] Gromiec Tomasz, Gromiec Marek. 2019. „Postęp w odzysku fosforu z odcieków z przeróbki osadów ściekowych za pomocą technologii krystalizacji struwitu w Ameryce Północnej i Europie - wybrane przykłady”. Gospodarka Wodna. 8: 27-31.
• [18] GUS, Bank Danych Regionalnych, 24.03.2022, https://bdl/stst.gov.pl.
• [19] Hamood Alaa, Khatib Jamal M., Williams Craig. 2017. „The effectiveness of using Raw Sewage Sludge (RSS) as a water replacement in cement mortar mixes containing Unprocessed Fly Ash (u-FA)”. Construction and Building Materials. 147: 27-34.
• [20] Houillon G., Jolliet O. 2005. „Life cycle assessment of processes for the treatment of wastewater urban sludge: energy and global warming analysis”. Journal of Cleaner Production. 13(3): 287-299.
• [21] Huang Yi-Yu, Ma Tien-Jih. 2019. „Using Edible Plant and Lightweight Expanded Clay Aggregate (LECA) to Strengthen the Thermal Performance of Extensive Green Roofs in Subtropical Urban Areas”. Energies. 12(3): 424.
• [22] Kalarus Dariusz, Garbacik Albin. 2008. „Zmiany zawartości metali ciężkich w cementach wraz z rozwojem nowych technologii produkcji”. Dni Betonu. Wisła.
• [23] Kasprzyk Magda, Gajewska Magdalena, Molendowska Sylwia. 2017. „Possibilities of phosphorus recovery from effluents, sewage sludge and ashes from sewage sludge thermal processing”. Ecological Engineering. 18(4): 65-78.
• [24] Komisja Europejska. Closing the Loop - An EU Action Plan for the Circular Economy; Communication No. 614; (COM (2015), 614); Bruksela, Belgia, 2015.
• [25] Kosior-Kazberuk Marta. 2011. „Application of SSA as Partial Replacement of Aggregate in Concrete”. Polish Journal of Environmental Studies. 20(2): 365-370.
• [26] Kowalik Robert, Latosińska Jolanta, Metryka-Telka Monika, Porowski Rafał, Gawdzik Jarosław. 2021. „Comparison of the possibilities of environmental usage of sewage sludge from treatment plants operating with MBR and SBR Technology”. Membranes 1(722): 1-13.
• [27] Latosińska Jolanta. 2020. „Risk assessment of soil contamination with heavy metals from sewage sludge and ash after its incineration”. Desalination and Water Treatment. 199: 297-306.
• [28] Latosińska Jolanta, Żygadło Maria. 2008. „Badanie wymywalności metali ciężkich z kruszywa lekkiego spiekanego z dodatkiem odpadów”. Ochrona przed korozją. 5S/A/2008: 191-197.
• [29] Latosińska Jolanta, Żygadło Maria. 2009. „Effect of sewage sludge addition on porosity of Lightweight Expanded Clay Aggregate (LECA) and level of heavy metals leaching from ceramic matrix”. Environmental Protection Engineering Journal. 2: 189-196.
• [30] Latosińska Jolanta, Żygadło Maria. 2011. „The application of sewage sludge as an expanding agent in the production of lightweight expanded clay aggregate mass”. Environmental Technology. 32(13): 1471-1478.
• [31] Latosińska Jolanta, Żygadło Maria, Czapik Przemysław. 2021. „The Influence of Sewage Sludge Content and Sintering Temperature on Selected Properties of Lightweight Expanded Clay Aggregate”. Materials. 14(12): 3363.
• [32] Liew Abdul G., Idris Azni, Wong Calvin H. K., Samad Abdul Aziz Abdul, Noor Megat Johari Megat Mohd, Baki Aminuddin M. 2004. „Incorporation of sewage sludge in clay brick and its characterization.” Waste Management and Research. 22(4): 226-233.
• [33] Lin Deng-Fong, Weng Chih-Huang. 2001. „Use of sewage sludge ash as brick material”. Journal of Environmental Engineering. 127(10): 922-927.
• [34] Magdziarz Aneta, Wilk Małgorzata, Gajek Marcin, Nowak-Woźny Dorota, Kopia Agnieszka, Kalemba-Rec Izabela, Koziński Janusz A. 2016. „Properties of ash generated during sewage sludge combustion: A multifaceted analysis”. Energy. 113: 85-94.
• [35] Mazur-Wierzbicka Ewa. 2021. „Circular economy: advancement of European Union countries”. Environmental Science Europe. 33. 111.
• [36] Michalak Dorota, Rosiek Ksymena, Szyja Paulina. 2020. Gospodarka niskoemisyjna. Gospodarka cyrkularna. Zielona Gospodarka. Uwarunkowania i wzajemne powiązania. Wydawnictwo Uniwersytet Łódzki. Łódź.
• [37] Mininni G., Blanch A. R., Lucena F. i in. 2014. „EU policy on sewage sludge utilization and perspectives on new approaches of sludge management”. Environmental Science and Pollution Research. 22. 1361-7374.
• [38] Mladenovič Ana, Hamler Sandra, Zupanćić Nina. 2017. „Environmental characterisation of sewage sludge/paper ash-based composites in relation to their possible use in civil engineering”. Environmental Science and Pollution Research 24: (1) 1030-1041.
• [39] Mojsiejenko Jarosław. 1970. Iły plioceńskie i oligoceńskie jako surowce do produkcji kruszywa lekkiego - keramzytu, Instytut Geologiczny. Biuletyn 244. Z badań złóż surowców skalnych w Polsce. t. VI.
• [40] Piasecki Jan. 1992. Ilościowy opis zjawiska termicznego pęcznienia glin, Politechnika Szczecińska, 498, Instytut Inżynierii Lądowej, 32.
• [41] Poluszyńska Joanna, Pokorska Małgorzata. 2000. „Termiczna utylizacja osadów ściekowych w piecu obrotowym do wypalania klinkieru”. [w:] Charakterystyka i zagospodarowanie osadów ściekowych. red. Hupka Jan. Gdańsk. 1: 129-135.
• [42] Puertas F., Garcia-Diaz I., Barba A., Gazulla M. F., Palacios M., Gómez M. P., Martinez-Ramirez S. 2008. „Ceramic wastes as alternative raw materials for Portland cement clinker production”. Cement and Concrete Composites. 30(9): 798-805.
• [43] Ragoobur Doorgha, Huerta-Lwanga Eeperanza, Somaroo Geeta Devi. 2021. „Microplastics in agricultural soils, wastewater effluents and sewage sludge in Mauritius”. Science of The Total Environment. 798. 149326.
• [44] red. Kulczycka Joanna. 2019. Gospodarka o obiegu zamkniętym w polityce i badaniach naukowych. IGSMiE PAN, Kraków.
• [45] Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 16 lipca 2015 roku w sprawie dopuszczania odpadów do składowania na składowiskach, Dz. U. nr 0 poz. 1277.
• [46] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 30 kwietnia 2013 roku w sprawie składowisk odpadów, Dz. U. nr 0 poz. 523.
• [47] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 6 lutego 2015 roku w sprawie komunalnych osadów ściekowych, Dz. U. Nr 0, poz. 257.
• [48] Smol Marzena, Kulczycka Joanna, Henclik Anna, Gorazda Katarzyna, Wzorek Zbigniew. 2015. „The possible use of sewage sludge ash (SSA) in the construction industry as a way towards a circular economy”. Journal of Cleaner Production. 95: 45-54.
• [49] Stephan D., Maleki H., Knöfel D., Eber B., Härdtl R. 1999. „Influence of Cr, Ni and Zn on properties of pure clinker phases, Part 1. C3S”. Cement and Concrete Research. 29(5): 545-552.
• [50] Stephan D., Mallmann r., Knöfel D., Härdtl r. 1999. „High intake of Cr, Ni and Zn in clinker. Part II. Influence on the hydration properties”. Cement and Concrete Research. 29(12): 1959-1967.
• [51] Stowarzyszenie Producentów Cementu. https://www.polskicement.pl/ data dostępu 20.04.2022.
• [52] Tay Joo-Hwa, Show Kuan-Yeow. 1997. „Resources recovery of sludge as building and construction material - a future trend in sludge management”. Water Science and Technology. 36(11): 259-266.
• [53] Tsivilis S., Kakali G. 1997. „A study of the grindability of Portland cement clinker containing transition metal oxides”. Cement and Conerete Research. 27(5): 673-678.
• [54] Ustawa z dnia 14 grudnia 2012 roku o odpadach, Dz. U. Nr 0, poz. 21, 2013, z póź. zm.
• [55] V Aktualizacja Krajowego Programu Oczyszczania Ścieków Komunalnych - AKPOŚK, 2017.
• [56] VI Aktualizacja Krajowego Programu Oczyszczania Ścieków Komunalnych - AKPOSK, 2020, projekt.
• [57] Weng Chih-Huang, Lin Deng-Fong, Chiang Pen-Chi. 2003. "Utilization of sludge as brick materials”. Advances in Environmental Research. 7(3): 679-685.
• [58] Włodarczyk-Makuła Maria, Macherzyński Bartłomiej. 2017. „Stymulacja rozkładu 3-pierścieniowych WWA podczas fermentacji osadów ściekowych”. Rocznik Ochrona Środowiska. 19: 451-464.
• [59] Yang Jiakuan, Shi Yafei, Yang Xiao, Liang Mei, Li Ye, Li Yalin, Ye Nan. 2013. „Durability of autoclaved construction materials of sewage sludge-cement-fly ash-furnace slag”. Construction and Building Materials. 48: 398-405.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).