Life cycle assessment of sewage coagulation process using a new type of flocculant

• Autorzy: Bajdur W. , Henclik A.

Warianty tytułu

PL

Ocena cyklu życia procesu oczyszczania ścieków z użyciem nowego typu flokulanta

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Intensive scientific researches on waste materials utilization as source of recyclable materials and in particular in chemical and energy industries have been carried out around !he world and particularly in industrialized countries since midseventies of the 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 techniques of environmental management - eg Life Cycle Assessment (LCA). LCA is relatively new technique of environmental aspects assessment; it forms grounds for identification, hierarchy and also arrangements concerning ways of improvement of environment quality. One of the basic LCA tasks is examining potential product or product system influence on environment during the whole life cycle: from raw materials extraction through production and use until utilization. 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 analyzed processes. Correctly performed LCA analysis should include four phases: I) 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 this paper 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 from 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 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. Re-ceived 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 ba-dania 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 Assessment). Ocena Cyklu Życia jest stosunkowo nową techniką oceny aspektów środowiskowych; stwarza ona podstawy do identyfikacji, hierarchizacji oraz ustalenia sposo-bów 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, użyt-kowanie aż do utylizacji. Prowadzenie badań i analiz techniką LCA pozwala na efektywne gospodarowanie zasobami pod względem ekologicznym, ponieważ korzysta z rzeczywistych danych wejściowych i wyjściowych analizowanych procesów. Prawidłowo przeprowadzona analiza LCA powinna obejmować cztery fazy: 1) 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 pochodnej sulfonowej odpadów polistyrenowych, 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 odpadów polistyrenowych, a następnie wykorzystania jej do procesu koagulacji. Założenia technologiczne opracowanej technologii stały się podstawą do stworzenia tablic inwentarzowych, na podstawie których określono potencjalny wpływ na środowisko techniką LCA, 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: Ecological Chemistry and Engineering. A
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 15, nr 12
• Strony: 1397--1406
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys.

Twórcy

autor

Bajdur W.

autor

Henclik A.

• Department of System Technical and Work Protection, Częstochowa University of Technology, al. Armii Krajowej 36B, 42-200 Częstochowa,

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 Sci., 1995, 55(6), 879-887.
• [3] Harland R.S. and Prud'homme R.K.: Polyelectrolytes Gels - Propertis, Preparation and Application, American Chemical Society, Washington DC 1992.
• [4] Bajdur W. and Sułkowski W.: Flocculative properties of modified expanded polystyrene wastes, Chem. Inż. Ekol., 2000, 7(1-2), 119-127 [in Polish].
• [5] Bajdur W., Sułkowski W. et al.: Effective polyelectrolytes synthesis from expanded polystyrene wastes, Europen 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] Sułkowski W., Wolińska A., Szołtysik B., Bajdur W. et al: Preparation and properties of sulphur derivatives from polystyrene waste, Polymer Degradat. Stabil., 2005, 90(1), 272-280.
• [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).
• [12] Henclik A. and Kulczycka J.: Ocena cyklu życia procesów wydobycia i przeróbki rud cynkowo-ołowiowych, Zrównoważone wykorzystanie zasobów w Europie - Surowce z odpadów, Kraków 2007, 64-73.