Life cycle assessment of sulphonate derivative of polystyrene waste used in sewage coagulation process

• Autorzy: Bajdur W. M. , Henclik A.

Warianty tytułu

PL

Ekologiczna ocena cyklu życia pochodnej sulfonowej odpadów polistyrenowych zastosowanej w procesie koagulacji ścieków

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Intensive scientific researches on waste materials utilisation as source of recyclable materials and in particular in cheraical and energy industries have been carried out around the world and particularly in industrialised countries since mid-seventies of past century. Contemporary technique allows proposing waste management solutions nearly in each technology. Yet, it is necessary to consider ecological and also economical conditions. Production cost of recyclable products is calculated on basis of capital expenditures and operational costs of wastes processing. Assessment of waste management technology influence on environment can be carried out with use of available techniąues of environmental management - Life Cycle Assessment (LCA). LCA is relatively new techniąue of environmental aspects assessment; it forms grounds for identification, hierarchy and also arrangements concerning ways of improvement of environment quality. One of the basie LCA tasks is examining potential product or producfs system influence on environment during the whole life cycle: from raw materials extraction through production and use untill utilisation. Carrying out researches and analysis with use of LCA technique allows to manage resources in effective way because it is based on real input and output data of analysed processes. Correctly performed LCA analysis should include four phases: l - establishing the aim and the scope of the research, 2 - forming input and output database - inventory (system balance analysis, data inventory), 3 - assessment of life cycle impact, 4 - interpretation of the results. In article the authors present the LCA analysis for production of sodium salt of sulphonate derivative of polystyrene waste materials, which would be used in coagulation process of selected municipal and industrial wastes. The aim of LCA analysis is the assessment of influence on environment of developed new technology of selected processes, which consists of chemical modification of polystyrene wastes and receiving new flocculants types. Researches scope includes modification process of crumbled polystyrene wastes for receiving sodium salt of sulphonate derivative of polystyrene (of waste materials) and next its application to coagulation process. Technological assumptions of developed technology became basis to creation of inventory tables, and then to assessment of the potential influence on environment with LCA technique using SimaPro. Received data are the basis to ecological and economical assessment of offered new technological solutions.

PL

Od połowy lat 70. ubiegłego stulecia prowadzi się na świecie, szczególnie w krajach uprzemysłowionych, intensywne badania naukowe nad wykorzystaniem odpadów jako źródła surowców wtórnych, szczególnie w przemyśle chemicznym i energetycznym. Współczesny rozwój techniki pozwala zaproponować zagospodarowanie odpadów niemal w każdej technologii. Konieczne jest jednak uwzględnienie uwarunkowań ekologicznych oraz ekonomicznych. Koszty produkcji wyrobów z surowców wtórnych oblicza się na podstawie nakładów inwestycyjnych i kosztów eksploatacyjnych przerobu odpadów. Ocenę wpływu na środowisko technologii zagospodarowania odpadów można prowadzić z wykorzystaniem dostępnych technik zarządzania środowiskowego - np. oceny cyklu życia (LCA - Life Cycle Assessmenf). Ocena cyklu życia jest stosunkowo nową techniką oceny aspektów środowiskowych; stwarza ona podstawy do identyfikacji, hierarchizacji oraz ustalenia sposobów poprawy jakości środowiska. Jednym z podstawowych zadań LCA jest badanie potencjalnych wpływów wyrobu lub systemu wyrobu na środowisko podczas całego cyklu życia: począwszy od pozyskania surowców poprzez produkcję, użytkowanie aż do utylizacji. Prowadzenie badań i analiz techniką LCA pozwala na efektywne gospodarowanie zasobami pod względem ekologicznym, ponieważ korzysta się z realnych danych wejściowych i wyjściowych analizowanych procesów. Prawidłowo przeprowadzona analiza LCA powinna obejmować cztery fazy: l - ustalenie celu i zakresu badań, 2 - utworzenie zbioru wejść i wyjść (analiza bilansowa systemu, inwentaryzacja danych), 3 - ocenę wpływu cyklu życia, 4 - interpretację wyników. W artykule przeprowadzono analizę LCA dla produkcji soli sodowej sulfonowych pochodnych (odpadowego) polistyrenu, która będzie wykorzystana w procesie koagulacji wody dołowej z kopalni węgla kamiennego. Celem analizy LCA jest ocena wpływu na środowisko opracowanej nowej technologii wybranych procesów polegającej na chemicznej modyfikacji odpadów polistyrenowych i otrzymania nowego typu flokulantów. Zakres badań obejmuje proces modyfikacji rozdrobnionych odpadów polistyrenowych do uzyskania soli sodowej pochodnej sulfonowej polistyrenu, a następnie wykorzystania jej do procesu koagulacji. Założenia technologiczne opracowanej technologii stały się podstawą do stworzenia tablic inwentarzowych, na podstawie których określono techniką LCA potencjalny wpływ na środowisko, wykorzystując program SimaPro. Uzyskane wyniki badań stanowią podstawę do oceny ekologicznej nowych rozwiązań technologicznych.

Słowa kluczowe

EN

LCA; polystyrene waste materials; sewage treatment; flocculants

PL

LCA; odpady polistyrenowe; oczyszczanie ścieków; flokulanty

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 2, No. 1
• Strony: 9--14
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys.

Twórcy

autor

Bajdur W. M.

• Faculty of Management, Czestochowa University of Technology, Armii Krajowej 36B, 42-200 Czestochowa

autor

Henclik A.

• Mineral and Energy Economy Research Institute, Polish Academy of Sciences, J. Wybickiego 7, 31-261 Kraków

Bibliografia

• [1] Inagaki Y. et al.: Reclamation of waste polystyrene by sulphonation. Langmuir, 1999,15,4171-4175.
• [2] Simitzis J. and Fountas D.: Utilization of wastes foam polystyrene as sorbents. J. Appl. Polymer Science, 1995,55(6), 879-887.
• [3] Harland R.S. and Prud'homme R.K.: Polyelectrolytes Gels - Properties, Preparation and Application. American Chemical Society, Washington DC 1992.
• [4] Bajdur W. and Sułkowski W.: Flocculative propenies ofmodified expanded polystyrene wastes. Chem. Inż. Ekol., 2000,7(1-2), 119-127.
• [5] Bajdur W. et al.: Effective polyelectrolytes synthesis from expanded polystyrene wastes. Europ. Polymer J., 2002,38,299-304.
• [6] Bajdur W.M. and Sułkowski W.W.: Application of modified wastes from phenol-formaldehyde resin and expanded polystyrene in sewage treatment processes. Macromolecular Symposia, 2003, 202, 325-337.
• [7] Sutkowski W. et al.: Preparation and propenies of sulphur derivatives from polystyrene waste. Polymer Degradation and Stability, 90(1) [in press].
• [8] March J.: Advanced organic chemistry. Reactions, mechanisms, and structure. Wiley, New York 1992.
• [9] Dziennik Ustaw Nr 116 (Polish Acts), Supplement to the Decree of the Ministry of Environmental Protection, Natural Resources and Forestry, from 05.11.1991, Data of Environmental Pollutant Concentration in Water [in Polish].
• [10] PN-EN ISO 14040:2006 Environmental management - Life cycle assessment - Principles and framework (ISO 14040:2006).
• [11] PN-EN ISO 14044:2006 Environmental management - Life cycle assessment - Requirements and guidelines (ISO 14044:2006).