Organic and mineral waste solidification by arc plasma technology

• Autorzy: Bień J. B. , Bień J. D. , Bialczak W. , Wystalska K.

Warianty tytułu

PL

Solidyfikacja odpadów organicznych i mineralnych w technologii plazmowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents a prototypical plasma reactor that has been started up in Institute of Environmental Engineering, Czestochowa University of Technology. This reactor is used for thermal plasma utilization of hazardous waste. The reactor is hermetic and can operate at the wide range of pressure. The installation consists of direct current (DC) plasma torch. The maximum plasma arc power reaches 150 kW at 50 to 1300 A. The paper presents preliminary research results. The research included tests on plasma utilization of residues after thermal treatment of sewage sludge, medical and industrial waste. Samples of fermented sewage sludge were provided by the Central Wastewater Treatment Plant in Czestochowa. The samples were dried and the process of pyrolysis was carried out. Residues from medical waste thermal treatment obtained by Purotherm two-stage incineration technology were the subject to the research as well. Introduction of oxygen into the reaction zone faciliated both after-incineration of combustible matter and solidification achieved in one system. Ceramic phase obtained from residues after sewage sludge pyrolysis can be classified into slag. Metallic phase, obtained from residues after sewage sludge pyrolysis can be considered as alloy cast steel. Vitrified end-products obtained from residues after thermal treatment of medical and industrial waste were analyzed for heavy metal leaching. The using plasma technology causes the significant decrease in heavy metal leaching.

PL

W badaniach zastosowano prototypowy reaktor plazmowy, który został uruchomiony w Instytucie Inżynierii Środowiska Politechniki Częstochowskiej. Reaktor ten wykorzystywany jest do termicznej utylizacji odpadów niebezpiecznych. Jest hermetyczny i może pracować przy szerokim zakresie ciśnień. Moc maksymalna łuku wynosi 150 kW przy natężeniu prądu od 50 do 1300 A. W artykule zamieszczono również wyniki badań wstępnych. Badania polegały na przeprowadzeniu plazmowej utylizacji pozostałości po termicznej utylizacji osadów ściekowych, odpadów medycznych i przemysłowych. Osady ściekowe pobrano jako przefermentowane z Centralnej Oczyszczalni Ścieków w Częstochowie. Osady poddawane były procesowi suszenia, a następnie procesowi pirolizy niskotemperaturowej. Do badań wykorzystano również pozostałości po termicznej utylizacji odpadów medycznych utylizowanych w dwustopniowym układzie spalania wg technologii Purotherm. W tej technologii w pierwszym stopniu utylizacji następuje piroliza, czyli dokładnie regulowane odgazowanie i zgazowanie odpadów w atmosferze o obniżonej zawartości tlenu. Wprowadzanie tlenu w strefę reakcji ułatwiło zarówno spalanie substancji łatwopalnej, jak i zestalanie w jednym urządzeniu. Fazę ceramiczną otrzymaną z pozostałości po przekształceniu osadów ściekowych metodą pirolizy można sklasyfikować jako żużel. Fazę metaliczną, również otrzymaną z pozostałości po termicznej utylizacji osadów ściekowych metodą pirolizy, można określić jako stop metaliczny. Pozostałość po procesie witryfikacji odpadów przemysłowych poddano analizie na wymywanie metali ciężkich. Zastosowanie technologii plazmowej utylizacji spowodowało zmniejszenie stopnia wymywania metali ciężkich z odpadów.

Słowa kluczowe

EN

sewage sludge; plasma utilisation; solidification

PL

osady ściekowe; plazmowa utylizacja; solidyfikacja

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2003
• Tom: T. 6, nr 3/4
• Strony: 469--477
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz.

Twórcy

autor

Bień J. B.

• Częstochowa University of Technology, Institute of Environmental Engineering, Brzeźnicka 60a, 42-200 Częstochowa, Poland

autor

Bień J. D.

• Częstochowa University of Technology, Institute of Environmental Engineering, Brzeźnicka 60a, 42-200 Częstochowa, Poland

autor

Bialczak W.

• Częstochowa University of Technology, Institute of Environmental Engineering, Brzeźnicka 60a, 42-200 Częstochowa, Poland

autor

Wystalska K.

• Częstochowa University of Technology, Institute of Environmental Engineering, Brzeźnicka 60a, 42-200 Częstochowa, Poland

Bibliografia

• [1] Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dn. 21.10.1998 r. w sprawie szczegółowych zasad usuwania, wykorzystywania i unieszkodliwiania odpadów niebezpiecznych, DzU Nr 145, poz. 942, Zmiana DzU z 2001 r. Nr 22, poz. 251.
• [2] Toumanov L.N., Galkin A.F., Rousáno V.D., Plasma pyrolysis in technology of recovery of municipal solid waste: pre-rated preparation of a plant having capacity of 200000 t. MSW/a, Proc. International Symposium on Plasma Chemistry, Prague 1999.
• [3] Abramczyk S., Plazmowanie nową metoda utylizacji odpadów, AURA 1999, 4.
• [4] Szente R.N., Cuevas R.F., Suzuki С.К., Characteristic of the Ceramic Matrix Obtained from the Plasma Treatment of Hospital Wastes, Proc. International Symposium on Plasma Chemistry, Orleans 1999.
• [5] Bernard S., Fauchais P., Jarrige J., Lecompte J.P., Grimaud A., Control on line of lead and zinc evaporation in the the treatment by transferred arc of fly ashes from wastes incenerator, Proc. International Symposium on Plasma Chemistry, Prague 1999.
• [6] Robert S., Couliabaly K., Francké E., Cavadias S., Gonnord M.F., Analysis of metalic oxide and chloride emission during thermal plasma process for fly ash vitryfication, Proc. International Symposium on Plasma Chemistry, Prague 1999.
• [7] Brodowicz K., Jerzy J., Mikos M., Pilawski M., Siekierski T., Plazmowa metoda utylizacji odpadów niebezpiecznych termiczne metody „samolikwidacji” odpadów niebezpiecznych, III Międzynarodowa Konferencja Spalanie odpadów - technologie i problemy, Szczyrk 1997.
• [8] Bień J.B., Sanitsky M., Bień J.D., Bialczak W., Plazma niskotemperaturowa jako rodzaj utylizacji i odzysku osadów ściekowych, II Międzynarodowa i XIII Krajowa Konf. Nauk.-Techn., Nowe spojrzenie na osady ściekowe - odnawialne źródła energii, Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa, 3-5 lutego 2003.
• [9] Bień J.B., Bialczak W., Wystalska K., Plazmowa utylizacja stałej frakcji po przekształceniu osadów ściekowych metodą pirolizy, Konf. Nauk.-Techn. nt. Gospodarka odpadami komunalnymi, Koszalin 2003.
• [10] Bień J.B., Wystalska K., Bialczak W., Rozpondek T., Witryfikacja pozostałości po termicznej utylizacji odpadów medycznych w reaktorze plazmowym, Konf. Nauk.-Techn. nt. Gospodarka odpadami komunalnymi, Koszalin 2003.