Zmienność współczynnika filtracji w mule węglowym proponowanym do budowy barier izolacyjnych

• Autorzy: Doniecki T. , Siedlecka E.

Warianty tytułu

EN

Variability of filtration coefficient in coal sludge as a material to insulating barriers building

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zagrożenie zanieczyszczenia środowiska gruntowo-wodnego w wyniku działalności gospodarczej spowodowało, że coraz częściej w nowoczesnych projektach środowiskowych wykorzystuje się bariery izolacyjne. W większości przypadków bariery izolacyjne stosowane są na terenach, na których lokalizuje się składowiska odpadów. Najkorzystniejszymi właściwościami izolacyjnymi charakteryzują się skały ilaste; są to materiały najczęściej stosowane do budowy barier izolacyjnych. W tym celu można również wykorzystywać odpady mineralne, w których część składników stanowią minerały ilaste. Takimi odpadami są muły węglowe powstające w procesach wzbogacania węgli kamiennych. W artykule przedstawiono charakterystykę mułów węglowych pochodzących z KWK Janina. Badaniami objęto muły pochodzące z przeróbki węgla kamiennego w latach 2005-2007. Część mułów węglowych wytworzonych w tych latach podlegała depozycji na tzw. mułowiskach. Określono zmienność współczynnika filtracji w zależności od rodzaju cieczy stosowanej do badania. Wykazano, że muły węglowe charakteryzują się niewielkimi zmianami w zakresie parametrów filtracyjnych bez względu na zmiany składu stosowanych roztworów filtrujących. We wszystkich przypadkach uzyskany współczynnik filtracji jest niższy niż wymagany literą prawa, to jest k < 10-9 m/s. Współczynnik filtracji uzyskany podczas przepływu wody dejonizowanej przez zagęszczony przy wilgotności optymalnej muł węglowy wynosi 1,11 · 10-11 m/s. W przypadku filtracji przez muł węglowy roztworów wzrasta prędkość filtracji. Największy wzrost prędkości obserwuje się dla roztworu 1N kwasu solnego.

EN

The threat of environmental ground-water pollution as a result of economic activity has caused the increase of use the insulating barriers in the modern environmental projects. In most cases, insulating barriers are used in the landfill areas location. The best insulating properties have the clay rocks - the most commonly used materials in the construction of insulating barriers. The clay minerals are also the constituent of the mineral wastes, such as the coal sludge from hard coal enrichment, which can be used to form the barriers. This article presents the characteristics of coal sludge from a coal mine Janina (South Poland). The mud formed in the years 2005-2007 as a waste product of coal processing was used in examination. Some coal sludge produced in recent years was disposed on the mud clarifier. The variability of the filtration coefficient, depending on the type of fluid used for testing, was examined. It has been shown that the changes of coal sludge filtration parameters are low regardless of changes in the composition of filtering solutions. In all cases, the filtration coefficient is lower than the level required by letter of the law. The coefficient of permeability obtained during distilled water filtration by a compact coal sludge wopt is equal 1.11 · 10-11 m/s. In the case of solutions filtration through the coal sludge the speed of filtration increases. The largest increase of filtration speed is observed for the 1N hydrochloric acid solution.

Słowa kluczowe

PL

bariera izolacyjna; współczynnik filtracji; ochrona wód podziemnych; muł węglowy

EN

insulation barriers; permeability coefficient; groundwater protection; coal sludge

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Inżynieria i Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2009
• Tom: T. 12, nr 3
• Strony: 219--230
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz.

Twórcy

autor

Doniecki T.

autor

Siedlecka E.

• Politechnika Częstochowska, Instytut Inżynierii Środowiska,

Bibliografia

• [1] Garbulewski K., Dobór i badania gruntowych uszczelnień składowisk odpadów komunalnych, Wydawnictwo SGGW, Warszawa 2001.
• [2] Dutkiewicz E. T., Fizykochemia powierzchni, WNT, Warszawa 1998.
• [3] Laskowski J., Chemia fizyczna procesach mechanicznej przeróbki kopalin, Wydawnictwo Śląsk, Katowice 1969.
• [4] Jo H. Y., Katasumi T., Benson C. H., Edil T. B. Hydraulic conductivity and swelling of nonprehydrated GCLs permeated with single-species salt solutions, Journal of Geotechnical and Geoenviromental Engineering 2001, ASCE 127 (7), 557-567.
• [5] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 24 marca 2003 r. w sprawie szczegółowych wymagań dotyczących lokalizacji, budowy, eksploatacji i zamknięcia, jakim powinny odpowiadać poszczególne typy składowisk odpadów Dz U 2003, Nr 61 poz. 549.
• [6] Gawriuczenkow I., Iły poznańskie jako izolacyjne bariery geologiczne składowisk odpadów komunalnych Przegląd Geologiczny 2005, 53, 8, 691-694.
• [7] Grabowska-Olszewska B., Gruntoznawstwo, Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa 1977.
• [8] Choma-Moryl K., Badania wybranych gruntów spoistych z terenu Dolnego Śląska jako uszczelnień składowisk odpadów komunalnych, Acta Universitatis Wartislaviensis, Nr 2599, Wydawnictwo Uniwersytetu Wrocławskiego, Wrocław 2004.
• [9] Doniecki T., Wykorzystanie drobnoziarnistych odpadów mineralnych do wykonywania barier izolacyjnych Praca doktorska niepublikowana, Politechnika Częstochowska, Częstochowa 2007.
• [10] Marciniak M., Przybyłek J., Herzig J., Szczepańska J., Laboratoryjne i terenowe oznaczanie współczynnika filtracji utworów półprzepuszczalnych, Wydawnictwo Sorus, Poznań 1998.
• [11] Lo I. M. C., Liljestrand H., Laboratory sorption and hydraulic conductivity tests: evaluation of modified clay-materials, Waste Management and Research 1996, 14, 297-310.
• [12] Matmon D., Gridin, V, Bear J., Frydman S., Schechter I., Non-aqueus-phase-liquid breakthrough during evaporative drying of clay barriers, Journal of Contaminant Hydrology 2001, 50, 243-260.
• [13] Doniecki T., Siedlecka E., Odpadowe muły węglowe jako element izolacji mineralnej składowisk odpadów, Górnictwo i Geoinżynieria 2006, 30, 3/1, 41-46.
• [14] PN-86/B-02480. Grunty budowlane. Badanie próbek gruntów.
• [15] Badania szczelności izolacji mineralnych składowisk odpadów, Instrukcja nr 339/1996, Instytut Techniki Budowlanej, Warszawa 1996.
• [16] Benson C. H., Zhai H., Wang X., Estimating hydraulic conductivity of compacted clay liners, Journal of Geotechnical Engineering 1994, 120 (2), 366-387.
• [17] Majer E., Metodyka doboru gruntu w ramach projektowania mineralnych przesłon izolacyjnych składowisk odpadów, Geologos 2007, 11.
• [18] Doniecki T., Zabezpieczenie środowiska wodno-gruntowego przy wykorzystaniu odpadowego mułu węglowego, VIII Konferencja Naukowo-Techniczna Woda-ścieki i odpady w środowisku, Zielona Góra 2005.