Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zawiesiny twardniejące na bazie odpadów poprocesowych jako materiały uszczelniające obiekty hydrotechniczne

Falaciński Paweł, Szarek Łukasz, Wojtkowska Małgorzata, Bogacki Jan, Drużyński Piotr, Dudzik Mateusz

Gospodarka Wodna

|

2023

|

Nr 9

2--6

PL

Jednym z materiałów stosowanych do uszczelnień budowli piętrzących są zawiesiny twardniejące, które znalazły szerokie zastosowanie m.in. w przesłonach przeciwfiltracyjnych. W zawiesinach twardniejących od lat stosuje się uboczne produkty spalania węgla, a ostatnio podjęto próby zaimplementowania w składzie zawiesin nowych rodzajów odpadów poprocesowych, takich jak np. popioły z termicznego przekształcania odpadów komunalnych. Stosowanie materiałów odpadowych pożądane z punktu widzenia gospodarowania odpadami może mieć negatywny wpływ na właściwości zawiesin oraz inne aspekty środowiska, np. wody gruntowe. W wyniku kontaktu przesłon przeciwfiltracyjnych z wodami gruntowymi może dojść do ich zanieczyszczenia substancjami znajdującymi się w wykorzystanych odpadach. W pracy podjęto próbę określenia wpływu wybranych odpadów poprocesowych na właściwości zawiesin twardniejących oraz poziomu uwalniania z nich metali ciężkich pochodzących z wykorzystanych materiałów odpadowych. Na bazie przeprowadzonych badań można stwierdzić, że możliwe jest wykonanie zawiesin twardniejących na bazie odpadów poprocesowych o pożądanych właściwościach technologicznych i użytkowych, jednak intensywność uwalniania z nich ołowiu przekroczyła założone kryteria.

EN

One of the materials used to seal damming structures are hardening suspensions, widely used in such elements as anti-filtration screens. For years, hardening suspensions have been made based on coal combustion byproducts. Recently, attempts have been taken to implement new types of post-processing waste in their composition, such as ashes from municipal waste incineration. The use of waste materials, beneficial from the waste management point of view, may have negative impact on the suspensions properties and other environmental aspects, such as groundwater. The groundwater having contact with anti-filtration screens may become polluted with substances contained in the used waste. The article constitutes an attempt at determining the impact of selected post-processing waste on the hardening suspensions properties and the level of heavy metals discharge from the used waste material. Based on the conducted research, the authors state that it is possible to use hardening suspensions based on the post-processing waste to give them the desired technological and useful properties; however, the intensity of lead discharge exceeded the assumed criteria.

2

Zagospodarowanie wód opadowych na terenie centrum logistycznego z zastosowaniem nowoczesnych metod obliczeniowych

Falaciński Paweł, Sosnowska Anna

Gospodarka Wodna

|

2023

|

Nr 9

48--51

PL

Budynki wielkopowierzchniowe, których sumaryczna powierzchnia wynosi obecnie w Polsce powyżej 50 mln m2, mają w większości dachy płaskie. Nachylenie połaci to zazwyczaj zaledwie kilka stopni. O ile ekonomia budowy takich budynków jest uzasadniona, tak już ich utrzymanie wymaga wysokiej kultury technicznej. Ulewne deszcze to bardzo poważne zagrożenie dla budynków takich jak hale logistyczne, zakłady produkcyjne, centra handlowe czy obiekty użyteczności publicznej. Bezpieczne zagospodarowanie intensywnie spływających wód opadowych oraz roztopowych z powierzchni przekraczających niekiedy 2 ha stanowi wyzwanie dla projektantów. W artykule przedstawiono sposób zagospodarowania wód opadowych i roztopowych z dachu projektowanego centrum logistycznego, zlokalizowanego w województwie kujawsko-pomorskim. Do analizy natężenia deszczu miarodajnego wykorzystany został kalkulator IMGW (Pmax tp). Dobór systemu retencyjnego wody został oparty na systemowych rozwiązaniach eksponowanych na platformie WaterFolder. Przedstawione w artykule rozwiązania korelują z popularnym obecnie trendem budowania zdrowego, zrównoważonego środowiska, szczególnie na terenach zurbanizowanych.

EN

Large surface buildings, the total surface of which amounts in Poland to over50 million m2, usually have flat roofs. Roof slope inclination does not exceed several degrees. Although the economic aspect of such constructions is justified, their maintenance requires high technical culture. Heavy rains constitute a very serious threat to such buildings as logistics halls, manufacturing centres, shopping malls or public facilities. Safe management of intensive rainfall and snowmelt water from the surfaces that sometimes exceed 2 ha constitutes a significant challenge for designers. The article presents a method of management of the rainfall and snowmelt water from the roof of a logistics hub currently being designed, located in the Kujawsko-Pomorskie Voivodeshp. To calculate the design rainfall, the authors used the calculator of the Institute of Meteorology and Water Management (Pmax tp). The choice of water retention system was based on systemic solutions published on the WaterFolder platform. The solutions presented in the article correlate with the currently popular trend for building healthy, sustainable environment, in particular in urbanised areas.

3

Possibilities of using ash from thermal treatment of municipal solid waste in hardening slurries

Szarek Łukasz, Falaciński Paweł, Drużyński Piotr

Archives of Environmental Protection

|

2023

|

Vol. 49, no 2

76--84

EN

In recent years, there has been a marked increase in the amount of municipal waste generated in Poland. In 2020, 21.6% of all municipal waste was subjected to a thermal treatment process. Consequently, the amount of ashes generated is significant. Due to their properties, it is difficult to utilize this type of waste within concrete production technology. One of the waste utilization methods is to add it to hardening slurries used in, among others, cut-off walls. The article assesses the possibility of using ashes from municipal waste incineration as an additive to hardening slurries. It also discusses the technological properties of hardening slurries with the addition of the ashes in question. The experiment showed that it is possible to compose a hardening slurry based on tested ashes with technological properties suitable for use as a cut-off wall. Further research directions were proposed.

PL

W ostatnich latach w Polsce nastąpił wyraźny wzrost ilości wytwarzanych odpadów komunalnych. W 2020 roku 21,6% wszystkich odpadów komunalnych zostało poddanych procesowi termicznego przekształcania. W związku z tym ilość wytwarzanych popiołów jest znaczna. Ze względu na ich właściwości trudno jest wykorzystać ten rodzaj odpadów w ramach technologii betonu. Jedną z metod wykorzystania odpadów jest dodawanie ich do zawiesin twardniejących stosowanych m.in. w przesłonach przeciwfiltracyjnych. W artykule oceniono możliwość wykorzystania popiołów ze spalania odpadów komunalnych jako dodatku do zawiesin twardniejących. Omówiono również właściwości technologiczne zawiesin twardniejących z dodatkiem badanych popiołów. Przeprowadzony eksperyment wykazał, że możliwe jest skomponowanie zawiesiny twardniejącej na bazie badanych popiołów o właściwościach technologicznych odpowiednich do zastosowania jako ściana odcinająca. Zaproponowano dalsze kierunki badań.

4

Durability, carbon footprint and contaminant immobilization in self-hardening slurries applied to cut-off walls: a review

Szarek Łukasz, Krysiak Łukasz, Kledyński Zbigniew, Machowska Agnieszka, Falaciński Paweł

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 3

5--29

EN

Cut-off walls built using self-hardening slurries are an important tool for modern engineering pursuing Sustainable Development Goals. Much like cement concrete, this material is affected by the challenges posed by the increasing human pressure on the environment, although it is used significantly less widely than concrete; for this reason, relatively little comprehensive literature data is available describing the interaction of self-hardening slurries with the environment. This article provides a review that complements the current state of knowledge on self-hardening slurries in this area, with a particular focus on the durability of the material and its pollutant immobilization capabilities. To provide context, the material’s operating conditions, properties and components are briefly characterized. The resistance of self-hardening slurries to environmental aggression is described extensively, as it is a key factor in ensuring the durability of the material. A sample analysis of the material’s carbon footprint in several representative composition variants is presented. The subject of pollutant immobilization by self-hardening slurries is outlined. Lines of further research are proposed to fill gaps in the available knowledge.

PL

Zawiesiny twardniejące stanowią ważne narzędzie nowoczesnej inżynierii dążącej do realizacji celów Zrównoważonego Rozwoju. Pomimo iż materiał ten stosowany jest zdecydowanie mniej powszechnie od betonu cementowego, to dotyczą go podobne wyzwania związane z rosnącą presją człowieka na środowisko - zmniejszenie negatywnego oddziaływania (np. w wyniku obniżenia śladu węglowego, czy zwiększenia wykorzystania odpadów po-procesowych), zwiększenie trwałości, itd. Pochodna węższego zakresu wykorzystania zawiesin twardniejących w szeroko rozumianym budownictwie jest względnie niewielką bazą dostępnych danych literaturowych kompleksowo opisujących ten rodzaj materiału ze środowiskowego punktu widzenia. Niniejszy artykuł stanowi przegląd uzupełniający bieżący stan wiedzy na temat zawiesin twardniejących, ze szczególnym uwzględnieniem trwałości materiału i jego zdolności do immobilizacji zanieczyszczeń. W celu nakreślenia kontekstu, krótko scharakteryzowano zawiesinę, warunki jej pracy (w przesłonach przeciw filtracyjnych), właściwości i składniki. Szeroko opisana została odporność zawiesin twardniejących na agresję środowiskową (fizyczną i chemiczną) jako czynnik kluczowy dla trwałości materiału. Wykonano przykładową analizę śladu węglowego zawiesiny twardniejącej w kilku zbliżonych pod względem właściwości technologicznych i użytkowych wariantach recepturowych. Przedstawiono zarys zagadnienia immobilizacji i sorpcji zanieczyszczeń w materiale. Zaproponowano kierunki dalszych badań.

5

The use of extraction methods to assess the immobilization of metals in hardening slurries

Falaciński Paweł, Wojtkowska Małgorzata

Archives of Environmental Protection

|

2021

|

Vol. 47, no. 3

60--70

EN

In Poland, in recent years, there has been a rapid accumulation of sewage sludge – a by-product in the treatment of urban wastewater. This has come about as a result of infrastructure renewal, specifically, the construction of modern sewage treatment plants. The more stringent regulations and strategic goals adopted for modern sewage management have necessitated the application of modern engineering methodology for the disposal of sewage sludge. One approach is incineration. As a consequence, the amount of fly ash resulting from the thermal treatment of municipal sewage sludge has grown significantly. Hence, intensive work is in progress for environmentally safe management of this type of waste. The aim of the experiment was to evaluate the possibility of using the fly ash that results from municipal sewage sludge thermal treatment (SSTT) as an additive to hardening slurries. The article presents the technological and functional parameters of hardening slurries with an addition of fly ash obtained by SSTT. Moreover, the usefulness of these slurries is analyzed on the basis of their basic properties, i.e., density, contractual viscosity, water separation, structural strength, volumetric density, hydraulic conductivity, compressive and tensile strength. The research on technological and functional properties was carried out, the aim of which was to determine the practical usefulness of the hardening slurries used in the experiment. Subsequently, leaching tests were performed for heavy metals in the components, the structure of the hardening slurries. An experiment showed leaching of hazardous compounds at a level allowing their practical application. The article presents the potential uses of fly ash from SSTT in hardening slurry technology.

PL

W ostatnich latach, w Polsce, odnotowano dość szybki wzrost wytwarzania ubocznych produktów w procesie oczyszczania ścieków komunalnych – osadów ściekowych. W roku 2014 wytworzono 556,0 tys. ton suchej masy komunalnych osadów ściekowych. Jest to pochodna rozwoju cywilizacyjnego Polski i budowy nowoczesnych oczyszczalni ścieków. Zaostrzające się przepisy oraz założone, strategiczne cele gospodarki ściekowej determinują rozwój nowoczesnych metod utylizacji osadów ściekowych. Należą do nich techniki termiczne. W wyniku stosowania tych metod ilość powstałych lotnych popiołów po spaleniu komunalnych osadów ściekowych znacząco rośnie. Trwają intensywne prace nad możliwością bezpiecznego dla środowiska zagospodarowania tego typu odpadu. W artykule przedstawiono badania nad możliwością dodawania lotnych popiołów z TPOŚ jako składnika zawiesin twardniejących. Przeprowadzono badania właściwości technologicznych i użytkowych, których celem było określenie praktycznej przydatności zastosowanych w eksperymencie zawiesin twardniejących. Wykonano badania wymywalności metali ciężkich ze struktury zawiesin. Przeprowadzony eksperyment ekstrakcji metali wykazał wymywanie niebezpiecznych związków na poziomie umożliwiającym praktyczne ich zastosowanie. Przeprowadzone analizy wskazują na potencjalne możliwości wykorzystania ubocznego produktu spalania jakim jest popiół.

6

Impact of acid aggressiveness on the filtration resistance of hardening slurries with an addition of fluidized-bed fly-ash

Falaciński Paweł, Kledyński Zbigniew

Archives of Civil Engineering

|

2021

|

Vol. 67, nr 2

475--490

EN

The subject matter of the article comprises cement-bentonite-water hardening slurries with an addition of fluidized-bed fly-ash resulting from the combustion of hard and brown coal. The main objective of the study was to determine the filtration resistance of hardening slurries in the context of long-term exposure to the filtration of an aggressive substance in relation to a cement binder. A nitric acid aqueous solution with a concentration of 0.5 M was used, which modelled acid aggressiveness. The authors studied the hydraulic conductivity of the slurries as a function of time (18 months) for the exposure to a 0.5 M solution of nitric acid. Changes in the phase composition and hardening slurry surface structures were analysed in terms of their filtration resistance to the action of acid aggressiveness. The comparative base were samples subjected to filtration in tap water (neutral environment). The article reviews a methodology for studying hydraulic conductivity (k10) of hardening slurries. It also presents a study involving the phase composition using the X-ray diffraction analysis (XRD) method, infrared (IR) spectroscopy and showing an image of the hardening slurry surface structure. The findings of other researchers that the application of fluidized-bed fly-ash additives positively impacted improving the resistance of the cement matrix to acid aggressiveness were confirmed. The hydrated colloidal compounds, identified within the subsurface zone of the slurry, which has been in contact with an acidic environment, provide extra sealing of the material structure, thus significantly limiting the access of aggressive substance to the interior of the slurry.

PL

Przesłony przeciwfiltracyjne wykonywane z zawiesin twardniejących mogą być realizowane w obiektach hydrotechnicznych oraz ochrony środowiska, gdzie pracują w warunkach filtracyjnego oddziaływania wód zanieczyszczonych. Tym samym kluczowa staje się kwestia odporności filtracyjnej i korozyjnej zawiesin w kontekście filtracyjnego oddziaływania różnorodnych środowisk agresywnych chemicznie. Przedmiotem artykułu są zawiesiny twardniejące cementowo-bentonitowo-wodne z dodatkiem lotnych popiołów fluidalnych ze spalania węgla kamiennego i węgla brunatnego. Głównym celem pracy było określenie odporności filtracyjnej zawiesin twardniejących w świetle długotrwałej ekspozycji na filtracyjne oddziaływanie substancji agresywnej w stosunku do spoiwa cementowego. Zastosowano roztwór wodny kwasu azotowego o stężeniu 0,5 M, który modelował agresywność kwasową. Badano zmiany przepuszczalności hydraulicznej zawiesin w funkcji czasu (18 miesięcy) oddziaływania roztworu 0,5 M kwasu azotowego. Analizowano zmiany w składzie fazowym oraz strukturze powierzchni zawiesin twardniejących w kontekście jej odporności filtracyjnej na działanie agresywności kwasowej. Bazę porównawczą stanowiły próbki poddane filtracji wody wodociągowej (środowisko obojętne). W artykule przedstawiono metodykę badania przepuszczalności hydraulicznej (k10) zawiesin twardniejących. Przedstawiono badanie składu fazowego metodą rentgenowskiej analizy dyfrakcyjnej (XRD), spektroskopii w podczerwieni (IR), a także obraz struktury powierzchni zawiesin twardniejących. Analiza uzyskanych wyników badań zawiesin twardniejących poddanych filtracyjnemu oddziaływaniu roztworu kwasu azotowego pozwala stwierdzić, iż przebieg procesu korozji jest nieco inny niż materiałów budowlanych na bazie spoiwa cementowego. Potwierdzono obserwacje innych badaczy, iż zastosowanie dodatku lotnych popiołów fluidalnych wpływa korzystnie na zwiększenie odporności matrycy cementowej eksponowanej na agresywność kwasową. Zidentyfikowane w przypowierzchniowej strefie zawiesiny, która miała kontakt ze środowiskiem kwaśnym, uwodnione związki koloidalne doszczelniają strukturę materiału, przez co znacząco ograniczają dostęp substancji agresywnych do wnętrza zawiesiny. Powstałe substancje bezpostaciowe, w formie żelu uwodnionej krzemionki, zwiększyły szczelność zawiesin, zidentyfikowaną obniżeniem wartości przepuszczalności hydraulicznej.

7

Identification of biogenic sulphate corrosion of concrete in sewage treatment plant settling tank walls

Krysiak Łukasz, Falaciński Paweł, Szarek Łukasz

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2020

|

Vol. 30, no. 3

253--264

EN

One of the basic threats in terms of concrete used for tanks or ducts applied in wastewater management is the phenomenon of biogenic sulphate corrosion (BSC). BSC is a particular case of corrosion caused by the action of sulphuric acid (IV), which is formed as a result of a number of biochemical processes, which can take place, e.g. in an environment encountered within the aforementioned structures. Ions present in sulphuric acid react with cement hydration products, which leads to replacing the primary cement matrix components with compounds easily-soluble or highly-swelling during crystallization. The outcome of advanced corrosion is usually an observed formation of a white, amorphous, sponge-like mass, which is easily separated from the underlying concrete. The article discusses a case study of a BSC process in a newly constructed primary settling tank in a municipal wastewater treatment plant.

8

Analiza pracy układu do retencji wody opadowej na terenie obiektu P+R w Warszawie

Falaciński Paweł, Szarek Łukasz

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2019

|

Vol. 28, No. 3

455--464

PL

Spowolnienie odpływu oraz częściowe zagospodarowanie wód deszczowych to zagadnienie niezbędne z punktu widzenia odciążenia systemu kanalizacyjnego oraz poprawy warunków wodno-gruntowych. Jedno z możliwych rozwiązań tego problemu stanowi realizacja zbiorników retencyjnych, które gromadzą wody deszczowe (nawalne) i stopniowo odprowadzają je do sieci lub innego odbiornika. W artykule przedstawiono analizę pracy zbiornika retencyjnego, którego celem jest odebranie i zagospodarowanie wód deszczowych z wielopoziomowego obiektu Park & Ride.

EN

Slowdown of the outfl ow and partial management of rainwater is an issue necessary to relieve the sewage system and improve the ground water conditions. One possible solution to this problem is the implementation of retention reservoirs that collect rainwater (driving rain) and gradually discharge it to the sewage system or natural receiver. The article presents an analysis of the operation of a retention reservoir, the purpose of which is to collect and manage rainwater from a multi-level Park & Ride facility

9

Immobilization of selected heavy metals from fly ash from thermal treatment of municipal sewage sludge in hardening slurries

Szarek Łukasz, Falaciński Paweł, Wojtkowska Małgorzata

Archives of Civil Engineering

|

2018

|

Vol. 64, nr 3

131--144

EN

The growing number of municipal sewage treatment plants in Poland raises the problem of managing more and more sludge. The thermal treatment of municipal sewage sludge (TTMSS), which significantly reduces the volume of waste, results in an increase in the concentration of heavy metals in the fly ashes – the final products of the process. The search for methods of utilization of fly ash from TTMSS resulted in attempts to use it in hardening slurries widely used in hydro-engineering. Due to the nature of the application of this material in the cut-off walls (exposure to groundwater flow) one of the key issues is the degree of heavy metal immobilization. The paper attempted to determine the degree of leaching of selected heavy metals from the hardened hardening slurry, composed of fly ash from TTMSS. For this purpose, the eluates were prepared from samples, after various periods of curing, using a dynamic short-term method called "Batch test". The liquid used for leaching was: distilled water and 0.1 molar EDTA solution – to determine the amount of potentially mobile heavy metal forms. The results show the possibility of the safe usage of fly ash from TTMSS as an additive for hardening slurries.

PL

Rosnąca liczba oczyszczalni ścieków komunalnych w Polsce, pożądanych z ekologicznego punktu widzenia, rodzi problem zagospodarowania rosnącej ilości osadów ściekowych. Metoda termicznego przekształcania osadów ściekowych, znacznie redukując objętość odpadu, powoduje wzrost koncentracji metali ciężkich w żużlach i popiołach – produktach końcowych procesu przekształcania. Poszukiwania metod utylizacji popiołu lotnego z TPKOŚ zaowocowały próbami wykorzystania go w zawiesinach twardniejących szeroko wykorzystywanych w budownictwie hydrotechnicznym, w realizacji przesłon przeciwfiltracyjnych. Ze względu na charakter pracy tego materiału w przesłonie (ekspozycja na przepływ filtracyjny wód gruntowych) jedną z kluczowych kwestii jest stopień związania w nim metali ciężkich. W pracy podjęto próbę określenia stopnia uwalniania wybranych metali ciężkich z matrycy stwardniałej zawiesiny twardniejącej, skomponowanej z cementu, bentonitu oraz popiołu lotnego z TPKOŚ. W tym celu pobrano eluaty z próbek, po różnym okresie ich dojrzewania, wykorzystując dynamiczną metodę krótkoterminową, tzw. „batch test”. Jako ciecz wymywającą wykorzystano: wodę destylowaną oraz 0,1 molowy roztwór EDTA – w celu określenia potencjalnie mobilnych form metali ciężkich. Uzyskane wyniki wskazują na możliwość bezpiecznego zastosowania popiołu lotnego z TPKOŚ, jako dodatku do zawiesin twardniejących.