Produkt spalania komunalnych osadów ściekowych jako grunt antropogeniczny

• Autorzy: Zabielska-Adamska K.

Warianty tytułu

EN

Product of Municipal Sewage Sludge Incineration as an Anthropogenic Soil

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

EN

National Waste Management Plan 2014 for Poland assumes increasing the amount of municipal sewage sludge converted by thermal methods, which requires an increase in the mass of sludge thermally pretreated in cement plants, power boilers and incineration plants of sewage sludge. Before June 2010 only three municipal sewage sludge incinerators were existed in Poland, and sludge incineration accounted for only 2% of the total waste. Incineration plant of municipal sewage sludge in Lomza was launched in December 2007 as the second Polish incinerator. It uses the combustion of sewage sludge in the furnace with mechanical moving grate. A mixture of slag and ash is taken off in a moistened state and led to a landfill. The paper presents the geotechnical properties of the thermally converted municipal sewage sludge in incineration plant in Lomza to show that it can be considered as a substitute for natural soils. The research programme includes properties necessary to determine the suitability of the waste for road embankments according to Polish Standard PN-S-02205:1998. The comparison of the obtained test results and the code requirements designed for coal fly ash and bottom ash mix indicates that the product of sewage sludge combustion meets all code requirements for material suitable for road embankment. Due to the 30% reduction of CBR values after waste soaking causing relatively low CBR values of soaked waste, the product of sewage sludge incineration should be built into places isolated from ground water and precipitation. That is also indicated by the possibility of leaching of heavy metals from the waste because their content is much higher than in uncontaminated soils. For earthworks should be used guidelines applied for coal fly ash and bottom ash mix embedded in road embankments. Tested product of sewage sludge combustion in the furnace with mechanical grate are much more preferred material for earthworks than fly ash generated during incineration in a fluidised bed due to the particle size. In view of lack of data in the literature concerning the geotechnical properties of the sewage sludge incineration products, further laboratory and field studies should be conduct to confirm the usefulness of waste for earthworks.

Słowa kluczowe

PL

żużel ze spalania osadów ściekowych; popiół ze spalania osadów ściekowych; wykorzystanie odpadów; właściwości geotechniczne odpadów; roboty ziemne

EN

slag from combustion of sewage sludge; ash from sewage sludge incineration; waste utilization; waste geotechnical properties; earthworks

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2015
• Tom: Tom 17, cz. 2
• Strony: 1286--1305
• Opis fizyczny: Bibliogr. 35 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Zabielska-Adamska K.

• Politechnika Białostocka

Bibliografia

• 1. ASTM Standards: D 1883 – Standard test method for CBR (California Bearing Ratio) of laboratory-compacted soils.
• 2. Białowiec A., Janczukowicz W., Krzemieniewski M.: Możliwości zagospodarowania popiołów po termicznym unieszkodliwianiu osadów ściekowych w aspekcie regulacji prawnych. Rocznik Ochrona Środowiska (Annual Set the Environment Protection). 11, 959–971 (2009).
• 3. BN-64/8931-01 Drogi samochodowe. Oznaczanie wskaźnika piaskowego.
• 4. Chen M., Blanc D., Gautier M., Mehu J., Gourdon R.: Environmental and technical assessments of the potential utilization of sewage sludge ashes (SSAs) as secondary raw materials in construction. Waste Management. 33, 1268–1275 (2013).
• 5. Chen L., Lin D.F.: Stabilization treatment of soft subgrade soil by sewage sludge ash and cement. Journal of Hazardous Materials. 162, 321–327 (2009). 6. Cyr M., Coutand M., Clastres P.: Technological and environmental behavior of sewage sludge ash (SSA) in cement-based materials. Cement and Concrete Research. 37, 1278–1289 (2007).
• 7. Dąbrowski J., Piecuch T.: Mathematical description of combustion process of selected groups of waste. Rocznik Ochrona Środowiska (Annual Set the Environment Protection). 13, 253−268 (2011).
• 8. Donatello S., Cheeseman Ch.R.: Recycling and recovery routes for incinerated sewage sludge ash (ISSA): A review. Waste Management. 33, 2328– 2340 (2013).
• 9. Eurostat’s database: Sewage Sludge Production and Disposal: <http://epp.eurostat.ec.europa.eu > (15.08.2013).
• 10. Fytili D., Zabaniotou A.: Utilization of sewage sludge in EU application of old and new methods – A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 12, 116–140 (2008).
• 11. Kabata-Pendias A., Pendias H.: Biogeochemia pierwiastków śladowych.Wydawnictwo Naukowe PWN. Warszawa 1993.
• 12. Kosior-Kazberuk M.: Application of SSA as partial replacement of aggregatein concrete. Polish Journal of Environmental Studies. 20, 365–370 (2011).
• 13. Kosior-Kazberuk M.: Nowe dodatki mineralne do betonu. Budownictwo i Inżynieria Środowiska. 2, 47–55 (2011).
• 14. Lewańczuk G.: Instalacja suszenia i mineralizacji termicznej osadów ściekowych dla oczyszczalni ścieków w Łomży – przebieg procesu inwestycyjnego. Materiały V Konferencji Naukowo-Technicznej „Termiczna mineralizacja osadu ściekowego”, Warszawa. 9–13 (2008).
• 15. Lin D.F., Lin K.L., Hung M.J., Luo H.L.: Sludge ash/hydrated lime on the geotechnical properties of soft soil. Journal of Hazardous Materials. 145, 58–64 (2007).
• 16. Piecuch T.: Termiczna utylizacja odpadów. Rocznik Ochrona Środowiska (Annual Set the Environment Protection). 2, 11−37 (2000).
• 17. Piecuch T., Kowalczyk A., Kupś D., Gomółka D.: Sposób likwidacji uciążliwych zapachów powstających w procesie mechanicznego odwadniania komunalnych osadów ściekowych. Rocznik Ochrona Środowiska (Annual Set the Environment Protection). 13, 747−768 (2011).
• 18. PN-86/B-02480 Grunty budowlane. Określenia, symbole, podział i opis gruntów.
• 19. PN-60/B-04493 Grunty budowlane. Oznaczania kapilarności biernej.
• 20. PN-88/B-04481 Grunty budowlane. Badania próbek gruntu.
• 21. PN-EN 1997-2:2009 Eurokod 7. Projektowanie Geotechniczne. Część: 2Rozpoznawanie i badanie podłoża gruntowego
• 22. PN-EN ISO 14688-2:2006 Badania geotechniczne. Oznaczanie i klasyfikowanie gruntów. Część: 2 Zasady klasyfikowania.
• 23. PN-S-02205:1998 Drogi samochodowe. Roboty ziemne. Wymagania i badania.
• 24. Słupski W.: Technologia wykonywania nasypów komunikacyjnych z odpadów energetycznych (wytyczne). IBDiM. Warszawa 1981.
• 25. Tomkiewicz T.: Termiczna mineralizacja osadów ściekowych w aspekcie prawno-ekologicznym (na przykładzie MPWiK Łomża). Materiały V Konferencji Naukowo-Technicznej „Termiczna mineralizacja osadu ściekowego”,Warszawa. 37–45, (2008).
• 26. Uchwała Nr 217 Rady Ministrów z dnia 24 grudnia 2010 r. w sprawie „Krajowego planu gospodarki odpadami 2014”. M. P. Nr 101 poz. 1183.
• 27. Ustawa o odpadach z dnia 14 grudnia 2012 r. Dz. U. 2013 Nr 0 poz. 21.
• 28. Werle S., Wilk R.K.: A review of methods for the thermal utilization of sewage sludge: The Polish perspective. Renewable Energy. 9(35), 1914– 1919 (2010).
• 29. Werther J., Ogada T.: Sewage sludge combustion. Progress in Energy and Combustion Science. 1(25), 55–116 (1999).
• 30. Wiłun Z.: Zarys geotechniki. WKŁ. Warszawa 1987.
• 31. Wystalska K., Sobik-Szołtysek J., Bień J.B.: Vitrification and devitrification of ash after sewage sludge combustion. Rocznik Ochrona Środowiska (Annual Set the Environment Protection). 15, 181−191 (2013).
• 32. Zabielska-Adamska K.: Laboratory compaction of fly ash and fly ash with cement additions. Journal of Hazardous Materials. 151, 481–489 (2008).
• 33. Zabielska-Adamska K.: Wybrane zastosowania materiałów odpadowych w geoinżynierii. Inżynieria Morska i Geotechnika. 4, 286–293 (2012).
• 34. Zabielska-Adamska K.: Popiół lotny jako materiał do budowy warstw uszczelniających. Rozprawy naukowe nr 136, Wyd. Politechniki Białostockiej, Białystok 2006.
• 35. Zawisza E.: Odpady hutnicze jako antropogeniczne grunty budowlane. Metody badań i właściwości geotechniczne. Wyd. Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie, Kraków 2012.