Waste Management Options for the Combustion by Products in the Context of the Retardation of Soil Resources’ Depletion

• Autorzy: Śliwka M. , Pawul M. , Kępys W. , Pomykała R.

Identyfikatory

DOI

10.12911/22998993/76213

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents the results of the preliminary experiments conducted on fly ash and bottom ash samples that were collected from a fluidised-bed boiler after biomass combustion. The purpose of the research was to determine potential possibilities of the introduction of such types of waste to soil, in accordance with the ecological engineering assumptions. The following physical and chemical properties of the analysed waste were determined: particle size distribution, pH, chemical composition, and leaching. The chemical properties of the tested power-generation waste were essentially different, depending on the time of waste sample collection from the installation, despite the fact that other identical sampling conditions were observed: the same installation, the same combustion process, and the same type of fuel. To determine the eco-toxicity of the tested waste samples, the vegetation experiments were conducted that allowed to evaluate the influence of the tested waste samples on selected test plant species. The tests concerned for example the influence of fly ash and bottom ash on such physiological processes as seed germination and plant growth (the growth of both roots and shoots). The experiments indicated certain options of the introduction of the tested waste into soil. However, due to a considerable changeability of the waste composition and structure that presented a risk of the introduction of undesired pollutants into soil, including heavy metals, such use would be possible upon previous regular evaluation of the waste’s physical, chemical, and eco-toxic properties.

Słowa kluczowe

EN

combustion by-products; fly ash; bottom ash; environment, biomass; phytotests, toxicity

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Inżynierii Ekologicznej ; Lublin University of Technology
• Czasopismo: Journal of Ecological Engineering
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 18, nr 5
• Strony: 216--225
• Opis fizyczny: Bibliogr. 34 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Śliwka M.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mining and Geoengineering, Department of Environmental Engineering and Mineral Processing, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Pawul M.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mining and Geoengineering, Department of Environmental Engineering and Mineral Processing, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Kępys W.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mining and Geoengineering, Department of Environmental Engineering and Mineral Processing, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Pomykała R.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mining and Geoengineering, Department of Environmental Engineering and Mineral Processing, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• 1. Ahmaruzzaman M. 2010. A review on the utilization of fly ash. Progress in Energy and Combustion Science, 36, 327–363.
• 2. Antonkiewicz J. 2009. Wykorzystanie popiołów paleniskowych do wiązania metali ciężkich występujących w glebie. Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych, 41, 398- 405.
• 3. Baran A., Śliwka M., Lis M. 2013. Selected properties of flotation tailings wastes deposited in the Gilów and Żelazny Most waste reservoirs regarding their potential environmental management. Archives of Mining Sciences, 58 (3), 969–978.
• 4. Berra M., Mangialardi T., Paolini A.E. 2015. Reuse of woody biomass fly ash in cement-based materials. Construction and Building Materials, 76, 286–296.
• 5. Bielińska E.J., Baran St., Stankowski S. 2009. Ocena przydatności popiołów fluidalnych z węgla kamiennego do celów rolniczych. Inżynieria rolnicza, 6 (15), 7–15.
• 6. Ciećko Z., Żołnowski A.C., Chełstowski A. 2007. Wpływ następczy popiołów z węgla kamiennego na skład chemiczny runi łąkowej. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych, 518, 23–33.
• 7. Cuenca J., Rodriguez J., Martin-Morales M., Sanchez-Roldan, Zamorano M. 2013. Effects of olive residue biomass fly ash as filler in self-compacting concrete. Construction and Building Materials, 40, 702–709.
• 8. Czech T., Gambuś F., Wieczorek J. 2013. Assessment of chemical composition of waste materials from hard coal burning in view of their agricultural and environmental applications. Inżynieria Ekologiczna, 34, 89–95.
• 9. Dyguś K.H., Siuta J., Wasiak G., Madej M. 2012. Roślinność składowisk odpadów komunalnych i przemysłowych. Monografia, Warszawa. Wyd. Wyższa Szkoła Ekologii i Zarządzania.
• 10. Gawlicki M., Graur Z., Ślęzak E. 2014. Popioły lotne ze spalania biomasy jako składnik spoiw drogowych. Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych, 19, 34–46.
• 11. Grammelis P., Skodras G., Kakaras E. 2006. Effects of biomass co-firing with coal on ash properties. Part I: Characterisation and PSD. Fuel, 85, 2310–2315.
• 12. James R.W., Thring S., Helle H.S., Ghuman H.S. 2012. Ash management review–applications of biomass bottom ash. Energies, 5, 3856–3873.
• 13. Góral S. 2001. Roślinność zielna w ochronie i rekultywacji gruntów. Inżynieria ekologiczna, 3, 161–178.
• 14. Góral S., Rola S. 2001. Trawy na popiołach elektrociepłowni nawożonych osadami ściekowymi. Inżynieria Ekologiczna, 3, 146–150.
• 15. Kabata-Pendias A., Pendias H. 1999. Biogeochemia pierwiastków śladowych. Warszawa, Wyd. PWN.
• 16. Kępys W., Pomykała R. 2014. Research into the Usefulness of Ash from the Co-Combustion of Lignite and Biomass in Mining Technologies. Polish Journal of Environmental Studies, 23 (4), 1381–1384.
• 17. Kępys W., Piotrowski Z., Pomykała R., Grzywa A. 2014. Application of Fly Ash from Biomass in Suspension Technologies. Inżynieria Mineralna, 15 (2), 251–255.
• 18. Kopcewicz J., Lewak S. 2007. Fizjologia roślin. Warszawa. Wyd. Nauk. PWN.
• 19. Kostecka J. 2013. Self-evaluation on the way to retardation of pace life and resources transformation. Problemy Ekorozwoju, 8 (2), 93–102.
• 20. Kostecka J., Koc-Jurczyk J. 2010. Odpady niebezpieczne a problem retardacji przekształcenia zasobów przyrodniczych. Biuletyn Komitetu Przestrzennego Zagospodarowania Kraju PAN, 242, 168–185.
• 21. Lima A.T., Ottosen L.M., Pedersen A.J., Ribeiro A.B. 2008. Characterization of fly ash from bio and municipal waste. Biomass Bioenergy, 32 (3), 277–282.
• 22. PN-EN 12457–2 Charakteryzowanie odpadów – Wymywanie – Badanie zgodności w odnie-sieniu do wymywania ziarnistych materiałów odpadowych i osadów – Część 2: Jednostopniowe badanie porcjowe przy stosunku cieczy do fazy stałej 10 l/kg w przypadku materiałów o wielkości cząstek poniżej 4 mm (bez redukcji lub z redukcją wielkości).
• 23. Poluszyńska J. 2013. Możliwości zastosowania popiołów ze spalania biomasy w gospodarowaniu osadami ściekowymi. Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych, 13, 49–59.
• 24. Pomykała R., Kępys W., Piotrowski Z., Łyko P., Grzywa P. 2015. The Temperature Influence On The Properties Of The Fine – Grained Suspension Used In Underground Workings. Archives of Mining Sciences, 60 (4), 1053–1070.
• 25. Pomykała R., Mazurkiewicz M. 2015. Properties of coal gasification wastes essential to determining their impact on the environment. Polish Journal of Environmental Studies, 24 (5), 2147–2155.
• 26. Portal Krajowego Forum Spalania Biomasy: www. spalaniebiomasy.pl (dostęp: 30.09.2016)
• 27. Rajamma R., Ball R.J., Tarelho L.A.C., Allen G.C., Labrincha J.A., Ferreira V.M. 2009. Characterisation and use of biomass fly ash in cement-based materials. Journal of Hazardous Materials, 172, 1049–1060.
• 28. Rosik-Dulewska Cz. 2015. Podstawy gospodarki odpadami. Wyd. Nauk. PWN, Warszawa.
• 29. Stankowski S., Hury G., Gibczyńska M., Jurgiel- Małecka G. 2014. Wpływ stosowania wapna, popiołu z biomasy i kompostu oraz preparatu EM na plonowanie i komponenty plonu pszenicy. Inżynieria Ekologiczna, 38, 17–25.
• 30. Śliwka M., Baran A., Wieczorek J. 2013. Evaluation of toxic metal bioaccumulation in a reservoir of flotation tailings. Polish Journal of Environmental Studies, 22 (3), 909–914.
• 31. Śliwka M., Uliasz-Bocheńczyk A., Pawul. 2017. An appraisal of the properties of bottom waste obtained from bio-mass congestion to estimate the ways of its environmental use. Polish Journal of Chemical Technology, 19 (2), 33–37.
• 32. Traczewska T.M. 2011. Biologiczne metody oceny skażenia środowiska. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław.
• 33. Uliasz-Bocheńczyk A., Mazurkiewicz M., Mokrzycki E. 2015. Fly ash from energy production – a waste, by product and raw material. Mineral Resources Management, 31, 139–150.
• 34. Yao Z.T., Ji X.S., Sarker P.K., Tang J.H., Ge L.Q., Xia M.S., Xi Y.Q. 2015. A comprehensive review on the applications of coal fly ash. Earth-Science Reviews, 141, 105–121.