Badania skuteczności wiązania jonów chromu, miedzi, cynku i niklu podczas stabilizacji/zestalania osadów galwanicznych

• Autorzy: Marcinkowski T. , Banaszkiewicz K.

Warianty tytułu

EN

Efficiency of chromium, copper, zinc and nickel ions immobilization during stabilization/solidification of electroplating sludge

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W badaniach laboratoryjnych oceniono przebieg i skuteczność wiązania jonów metali ciężkich (Cr, Cu, Zn i Ni) w procesie stabilizacji/zestalania osadów galwanicznych przy użyciu chemicznie aktywnych mieszanin otrzymanych na bazie cementu portlandzkiego. Skuteczność procesu stabilizacji/zestalania osadów galwanicznych oceniono na podstawie pomiaru wytrzymałości mechanicznej na ściskanie w jednoosiowym stanie naprężenia oraz analizy chemicznej ekstraktów z testu TCLP (U.S. EPA) oraz testu zgodnego z normą PN-EN 12457-4:2006. Badania przeprowadzono na osadach z oczyszczalni ścieków galwanicznych pochodzących z jednej z dolnośląskich galwanizerni, która specjalizuje się w procesach cynkowania, cynowania, niklowania, miedziowania i pasywacji niebieskim chromem trójwartościowym. Uwodnienie osadów wynosiło średnio 66,3%. Zestalone mieszaniny dojrzewały przez 28 d w temperaturze 7 oC lub 20 oC. Stwierdzono, że w niższej temperaturze należy wydłużyć czas maturacji lub zwiększyć udział cementu w mieszaninie zestalającej. Analizowane jony metali ciężkich zawarte w osadach galwanicznych w niektórych przypadkach zostały trwale wbudowane w strukturę produktów procesu hydratacji cementu. W niekorzystnych warunkach atmosferycznych odpady po zestaleniu w proponowanym procesie mogą być bezpiecznie składowane po dodatkowym zastosowaniu kapsułacji, np. asfaltem lub polietylenem.

EN

Laboratory tests were conducted to assess the course and efficiency of immobilizing heavy metal (Cr, Cu, Zn and Ni) ions during stabilization/solidification of electroplating wastewater sludge with chemically active mixtures prepared on the basis of Portland cement. The efficiency of the stabilization/solidification process was established by testing the mechanical strength of the solidified product in a uniaxial compression apparatus, as well as by chemical analyses of the extracts from the TCLP (U.S. EPA) test and the PN-EN 12457-4:2006 Standard test. The sludge came from a wastewater treatment plant receiving effluents from a Lower-Silesian electroplating plant which specializes in the following processes: bethanizing, electrotinning, nickelizing, copperizing and passivation with trivalent blue chromium. Water content in the sludge averaged 66.3%. Maturation of the solidified mixtures was carried out at 7 oC or 20 oC for 28 days. At the temperature of 7 oC it was necessary either to extend the time of maturation or to increase the proportion of cement in the solidifying mixture. It was found that in some instances the heavy metal ions in the sludge had been incorporated into the structure of the products obtained from the hydration of cement. Under unfavorable weather conditions the waste generated during solidification conducted via the route proposed can be safely disposed of after additional encapsulation, e.g. with bitumen or polyethylene.

Słowa kluczowe

PL

osady galwaniczne; metale ciężkie; stabilizacja; zestalanie; neutralizacja; cement portlandzki; popiół lotny; składowanie

EN

electroplating sludge; heavy metals; stabilization; solidification; neutralization; Portland cement; fly ash; disposal

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 30, nr 4
• Strony: 53--56
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Marcinkowski T.

autor

Banaszkiewicz K.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Inżynierii Środowiska, Instytut Inżynierii Ochrony Środowiska, Wybrzeże S. Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław,

Bibliografia

• 1. R. MALVIYA, R. CHAUDHARY: Study of the treatment effectiveness of a solidification/stabilization process for waste bearing heavy metals. Journal of Material Cycles and Management 2004, 6, pp. 147–152.
• 2. J.R. CORNER: Chemical Fixation and Solidification of Hazardous Waste. Van Nostrand Reinhold, New York 1990.
• 3. R.D. SPENCE, C. SHI: Stabilization and Solidification of Hazardous, Radioactive, and Mixed Wastes. CRC Press, 2005.
• 4. R. MALVIYA, R. CHAUDHARY: Factors affecting hazardous waste solidification/stabilization: A review. Journal of Hazardous Materials 2006, B137, pp. 267–276.
• 5. A.C. SOPHIA, K. SWAMINATHAN: Assessment of he mechanical stability and chemical leachability of immobilized electroplating waste. Chemosphere 2005, 58, pp. 75–82.
• 6. A. KRÓL: Wiązanie jonów chromu w procesie hydratacji spoiw mineralnych. Przemysł Chemiczny 2007, nr 10, ss. 971–973.
• 7. W. KURDOWSKI: Chemia cementu. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1991.
• 8. W. KURDOWSKI: Chemia materiałów budowlanych. Uczelniane Wydawnictwo Naukowo-Techniczne AGH, Kraków 2003.
• 9. M. CHUDEK, S. JANICZEK, F. PLEWA: Materiały w budownictwie geotechnicznym. Tom II: Klasyczne materiały wiążące oraz materiały z surowców uciążliwych dla środowiska. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2001.
• 10. M.I. OJOWAN, W.E. LEE: An Introduction to Nuclear Waste Immobilisation. Elsevier Ltd., 2005.
• 11. C.A. LUZ, J.C. ROCHA, M. CHERIAF, J. PERA: Use sulfoaluminate cement and bottom ash in the solidification/stabilization of galvanic sludge. Journal of Hazardous Materials 2006, B136, pp. 837–845.
• 12. X.C. QIAO, C.S. POON, C.R. CHEESEMAN: Transfer mechanisms of contaminants in cement-based stabilized/solidified wastes. Journal of Hazardous Materials 2006, B129, pp. 290–296.
• 13. Toxicity Characteristic Leaching Procedure. Federal Register, U.S. EPA, 1990, Vol. 55, No. 61, pp. 11798–11877.
• 14. PN-EN 12457-4:2006: Charakteryzowanie odpadów. Wymywanie. Badanie zgodności w odniesieniu do wymywania ziarnistych materiałów odpadowych i osadów.
• 15. Rozporządzenie Ministra Gospodarki i Pracy z 7 września 2005 r. w sprawie kryteriów oraz procedur dopuszczania odpadów do składowania na składowisku odpadów danego typu. DzU nr 186, poz. 1553.
• 16. Council Decision 2003/33/EC establishing criteria and procedures for the acceptance of waste at landfills pursuant to article 16 of and Annex II to Directive 1999/31/EC. Official Journal of European Communities 2003, L11.
• 17. S. ASAVAPISIT, S. NAKSRICHUM, N. HARNWAJANAWONG: Strength, leachability and microstructure characteristics of cement-based solidified plating sludge. Cement and Concrete Research 2005, 35, pp. 1042–1049.
• 18. S.S. SUTHERSAN, F.C. PAYNE: In Situ Remediation Engineering. CRC Press, 2005.