Możliwość wykorzystania popiołów lotnych w celu poprawy odwadniania osadów ściekowych

• Autorzy: Wójcik M. , Stachowicz F. , Masłoń A.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2017.35

Warianty tytułu

EN

The possibility of the application of fly ashes in order to the improvement of sewage sludge dewatering

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wzrost zapotrzebowania na energię wiąże się ze spalaniem paliw i tym samym wytwarzaniem coraz większej ilości ubocznych produktów spalania (UPS), w tym popiołów lotnych. Rocznie w Polsce powstaje około 4,2 mln ton popiołu, z czego tylko niewielką część poddaje się procesowi recyklingu (zwłaszcza w sektorze budowlanym). Ograniczenia dotyczące komercyjnego wykorzystania popiołów wymagają poszukiwania nowych metod ich zagospodarowania, korzystnych pod względem ekologicznym, ekonomicznym oraz prawnym. Specyficzne właściwości fizykochemiczne umożliwiają zastosowanie popiołów jako substancji kondycjonującej osady ściekowe przed procesem odwadniania. Prezentowana praca zawiera studium literatury dotyczącej właściwości oraz wpływu popiołów lotnych ze spalania różnych paliw na stopień odwodnienia i skład mikrobiologiczny osadów ściekowych. W artykule przedstawiono również korzyści ekonomiczne związane z zastosowaniem popiołów w procesach przeróbki osadów ściekowych. Zastosowanie ubocznych produktów spalania paliw w oczyszczalniach ścieków stanowi nowe zagadnienie w zakresie gospodarki osadami ściekowymi.

The growth of energy consumption is associated with fuel combustion, particularly coal. The main problem is the production of coal combustion products, particularly fly ashes. In Poland, there is produced about 4200 tons of ashes every year. Only several percent of produced ash is recycled, especially in construction industry. Stringent requirements concerning the application of ashes in many sectors of economy require new ash utilization methods in line with law and environmental requirements. Chemical composition and sorptive properties of ashes enable their application in sewage sludge conditioning. Due to the specific characteristics, fly ashes can improve the effectiveness of sewage sludge dewatering and hygienisation. This article presents the literature review of physical and chemical properties of ashes. The article also shows the positive impact of ashes on the sewage sludge moisture content and the microbiological composition of sewage sludge. This paper also contains the economic analysis of using fly ashes in sewage sludge treatment. The application of fly ashes in treatment plants is a new solution in sewage sludge treatment.

Słowa kluczowe

PL

osady ściekowe; popioły lotne; odwadnianie; kondycjonowanie; odzysk; utylizacja; gospodarka osadami ściekowymi

EN

sewage sludge; fly ash; dewatering; conditioning; recycling utilization; sewage sludge management

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2017
• Tom: z. 64, nr 1
• Strony: 377--393
• Opis fizyczny: Bibliogr. 41 poz., rys., tab., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Wójcik M.

• Politechnika Rzeszowska, Katedra Przeróbki Plastycznej, al. Powstańców Warszawy 8, 35-959 Rzeszów; tel. [phone]

autor

Stachowicz F.

• Politechnika Rzeszowska, Katedra Przeróbki Plastycznej, al. Powstańców Warszawy 8, 35-959 Rzeszów; tel. [phone]

autor

Masłoń A.

• Politechnika Rzeszowska, Zakład Inżynierii i Chemii Środowiska, al. Powstańców Warszawy 6, 35-959 Rzeszów; tel. [phone]

Bibliografia

• [1] Adriano D.C., Woodford T.A., Ciravolo T.G.: Utilization and disposal of fly ash and other coal residues in terrestrial ecosystems. A review., Journal of Environmental Quality, vol. 9, 1980, pp. 333-344.
• [2] Ahmaruzzaman M.: A review on the utilization of fly ash, Progress in Energy and Combustion Science, vol. 36, 2010, pp. 327-363.
• [3] Baliński A.: Recykling odpadowych popiołów lotnych powstających ze spalania węgla kamiennego w aspekcie wytwarzania mas formierskich, t. XLVII, z. 3, 2008, s. 5-30.
• [4] Bastian S.: Betony konstrukcyjne z popiołem lotnym, Wydawnictwo Arkady, Warszawa 1980.
• [5] Czech T., Sobczyk A.T., Jaworek A., Krupa A., Porównanie własności fizycznych popiołów lotnych ze spalania węgla kamiennego, brunatnego i biomasy, Materiały Konferencyjne POL- EMIS, czerwiec 2012, s. 73-82.
• [6] Dudas M.J., Warren C.J.: Leaching behavior selected trace elements in chemically weathered alkaline fly-ash, Science Total Environment, vol. 76, 1988, pp. 229-246.
• [7] Eye J.D., Basu T.K.: The use of fly ash in wastewater treatment and sludge conditioning, Journal WPCF, vol. 42, no. 5, part 2, 1970, pp. 125-135.
• [8] Feng Y.J., Li F., Wang X.L., Liu X.M., Zhang L.N.: Principal Chemical Properties of Artificial Soil Composed of Fly Ash and Furfural Residue, Pedosphere, vol. 16, no. 5, 2006, pp.668-672.
• [9] Głomba M.: Odpady paleniskowe jako źródło sorbentu dwutlenku siarki, Ochrona Środowiska, t. 53, nr 2, 1994, s. 19-24.
• [10] Hsu T.Ch.: Adsorption of an acid dye onto coal fly ash, Fuel, vol. 87, issues 13-14, 2008, pp. 3040-3045.
• [11] http://www.globenergia.pl/wykorzystanie-popiolow-ze-spalania-biomasy (dostęp: 22.09.2016 r.).
• [12] http://www.swiatbetonu.pl (dostęp: 22.09.2016 r.).
• [13] http://www.wnp.pl/pliki/3943_225056.html (dostęp: 22.09.2016 r.).
• [14] Jala S., Goyal D.: Fly ash as a soil ameliorant for improving crop productional review, Bioresource Technology, vol. 97, no. 9, 2006, pp. 1136-1147.
• [15] Jędrusik M., Świerczok A.: Ograniczenie emisji rtęci z procesów spalania węgla. Materiały konferencyjne: Współczesne osiągnięcia w ochronie powietrza atmosferycznego, Wydawnictwo PZITS 2010, s. 135-144.
• [16] Kincannon D.F. et al.: Some effects of western coal fly ash on municipal sewage sludge, Proceeding of the Fifth International Ash Utilization Symposium, Atlanta 1979.
• [17] Koukouzas N.K., Vassilatos Ch., Glarakis I.: Mixture of Lignite Fly Ash in Concrete: Physical and Mineralogical Characterization – Case Study from Ptolemais, Northern Greece, World of Fly Ash, 11-15 April 2005, Lexington, Kentucky, USA.
• [18] Kuglarz M., Bohdziewicz J., Przywara L.: The influence of dual conditioning methods on sludge dewatering properties, Architecture Civil Engineering Environment, vol.1, no. 3, 2008, pp. 103-106.
• [19] Lopareva-Pohu A. i wsp.: Influence of fly ash aided phytostabilisation of Pb, Cd and Zn highly contaminated soils on Lolium perenne and Trifolium repens metal transfer and physiological stress, Environmental Pollution, vol. 159, no. 6, 2011, pp. 1721-1729.
• [20] Małolepszy J., Wons W.: Wpływ właściwości fizykochemicznych popiołów lotnych z węgla kamiennego na procesy zachodzące podczas ich spiekania, VI Konferencja Polskiego Towarzystwa Ceramicznego Zakopane, 13-16 września 2007.
• [21] Masłoń A., Tomaszek J.A. , Opaliński I.: Badania nad poprawą właściwości sedymentacyjnych osadu czynnego przy zastosowaniu mineralnych substancji pylistych, Gaz, Woda i Technika Sanitarna, nr 12, 2013, s. 490-495.
• [22] Olkuski T., Stala-Szlugaj K.: Pierwiastki promieniotwórcze w węglu oraz w produktach odpadowych powstających podczas jego spalania, Środkowo- Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Środowiska, t.11, 2009, s. 913-922.
• [23] Page A.L.: Separation technologies for sludge dewatering, Journal of Hazardous Materials, vol. 144, 2007, pp. 614-619.
• [24] Pandey V.C., Singh N.: Impact of fly ash incorporation in soil systems, Agriculture, Ecosystems & Environment, vol. 136, no. 1, 2010, pp. 16-27.
• [25] Polowczyk, I. Bastrzyk, A. Sawiński, W. Koźlecki, T. Rudnicki, P. Sadowski, Z. Sokołowski, A. : Właściwości sorpcyjne popiołów ze spalania węgla, Inżynieria i aparatura chemiczna, t. 49, nr 1, 2010, s. 93-94.
• [26] Poluszyńska J.: Możliwości zastosowania popiołów ze spalania biomasy w gospodarowaniu osadami ściekowymi, Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych, nr 13, 2013, s. 49-59.
• [27] Przekopowska M.: Prawo zapomniało o odpadach ze spalania biomasy!, Materiały seminarium "Zagospodarowanie produktów ubocznych spalania biomasy", Częstochowa 20- 21 kwietnia 2011 r.
• [28] Raport z badań popiołu lotnego z elektrowni Siersza, dostępny pod adresem: http://www.anmira.pl/pliki/Badania%20popio%C5%82u%20lotnego%20z%20%20El ektrowni%20Siersza.pdf (dostęp: 22.09.2016 r.).
• [29] Riehl, F., Elsass, J., Duplay, F., Huber, M., Trautmann, M.: Changes in soil properties in a fluvisol (calcaric) amended with coal fly ash, Geoderma 2010, pp. 67-74.
• [30] Rosik-Dulewska C., Karwaczyńska U.: Metody ługowania zanieczyszczeń z odpadów mineralnych w aspekcie możliwości ich zastosowania w budownictwie hydrotechnicznym, Środkowo- Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Środowiska, t.10, 2008, s. 205-219.
• [31] Rosik-Dulewska C.: Podręcznik gospodarki odpadami, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2012.
• [32] Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 2 stycznia 2007 r. w sprawie wymagań dotyczących zawartości naturalnych izotopów promieniotwórczych potasu K-40, radu Ra-226 i toru Th-228 w surowcach i materiałach stosowanych w budynkach przeznaczonych na pobyt ludzi i inwentarza żywego, a także w odpadach przemysłowych stosowanych w budownictwie, oraz kontroli zawartości tych izotopów [Dz.U. 2007 nr 4 poz. 29].
• [33] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 9 grudnia 2014 r. w sprawie katalogu odpadów [Dz. U. 2014 poz.1923].
• [34] Stoch A.: Fly ash from coal combustion- characterization, Praca doktorska 2015.
• [35] Tripathi R.C., Jha S.K., Ram L.C.: Impact of fly ash application on trace metal content in some root crops, Energy sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, vol. 32, issue 6, 2010, pp. 576-589.
• [36] Uliasz- Bocheńczuk A., Pawluk A., Sierka J.:Wymywalność zanieczyszczeń z popiołów lotnych ze spalania biomasy, Gospodarka Surowcami Mineralnymi, t. 31, z. 3, 2015, s. 145-156.
• [37] Vassilev et al.: An overview of the composition and application of biomass ash. Part 2. Potential utilisation, technological and ecological advantages and challenges, Fuel, vol. 105, 2013, pp. 19-39.
• [38] Wacławowicz R.: Rolnicze wykorzystanie popiołów ze spalania biomasy, http://www.scc.com.pl (dostęp: 9 września 2016 r.).
• [39] Wang S., Viraraghavan T.: Wastewater sludge conditioning by fly ash, Waste Management, vol. 17, 1997, pp. 443-450.
• [40] Woźniak M., Seweryn A.: Właściwości sorpcyjne modyfikowanych popiołów z węgla kamiennego, Gospodarka Surowcami Mineralnymi, t. 24, nr 3, 2008, s. 339-346.
• [41] Zheng P., Haifeng L.: Sewage sludge conditioning with coal fly ash modified by sulfuric acid, The Chemical Engineering Journal, vol. 156, no. 3, 2010, pp. 616-622.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017)