Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Trace elements in solid residues from the thermal treatment of municipal solid waste, sewage sludge and hazardous waste

Kępys Waldemar

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2024

|

T. 40, z. 2

29--46

EN

In many countries around the world, the thermal treatment of waste plays an important role in the waste-management system. As a result, electricity and heat are produced. However, solid residues are produced in the form of bottom ash, fly ash (FA) and air pollution control (APC) residues. Alternative raw material resources are currently being sought, one of which may be anthropogenic materials from waste thermal treatment processes. This paper presents the results of a study on the trace element content of FA and APC residues from three different installations: municipal solid waste incineration (grate boiler), sewage sludge (fluidized bed boiler) and hazardous waste (rotary kiln). Research methods such as ICP-MS (inductively coupled plasma mass spectrometry), ICP-AES (inductively coupled plasma/atomic emission spectroscopy) and XRD (X-ray diffraction) were used. The results obtained indicate that the chemical composition of FA and APC residues depends mainly on the type of waste being converted, the thermal process and the flue gas treatment method. Ash from sewage sludge incineration in particular contains significant amounts of P and Sb - elements classified as critical raw materials (CRM). In addition, they also contain other valuable metals such as Ag and Zn, in amounts far exceeding the average crustal abundance. In addition, residues from the incineration of hazardous waste may pose a potential risk to the environment due to the presence of significant amounts of heavy metals such as Pb, Cd and Hg.

PL

W wielu krajach na świecie termiczne przekształcanie odpadów odgrywa istotną rolę w systemie gospodarki odpadami. W efekcie produkowana jest energia elektryczna oraz cieplna. Z drugiej strony powstają także stałe pozostałości w postaci popiołów dennych, popiołów lotnych oraz produktów oczyszczania spalin z gazowych zanieczyszczeń. Obecnie poszukiwane są alternatywne źródła surowców, jednym z nich mogą być pozostałości z procesów termicznego przekształcania odpadów. W artykule przedstawiono wyniki badań zawartości pierwiastków śladowych w popiołach lotnych (FA) i produktach oczyszczania spalin z gazowych zanieczyszczeń (APC), pochodzących z trzech różnych instalacji: spalających odpady komunalne (kocioł rusztowy), osady ściekowe (kocioł fluidalny) i odpady niebezpieczne (piec obrotowy). Zastosowano metody badawcze takie jak ICP-MS (spektrometria mas ze wzbudzeniem w plazmie indukcyjnie sprzężonej), ICP-AES (spektrometria plazmy sprzężonej indukcyjnie, atomowa spektroskopia emisyjna) i XRD (dyfrakcja rentgenowska). Uzyskane wyniki wskazują, że skład chemiczny FA i APC jest zależy przede wszystkim od rodzaju przekształcanych odpadów, procesu termicznego oraz sposobu oczyszczania spalin. Popioły, w szczególności ze spalania osadów ściekowych, zawierają znaczne ilości P oraz Sb - pierwiastków zaliczanych do surowców krytycznych (CRM). Ponadto zawierają także inne cenne metale jak Ag czy Zn, w ilości znacznie przewyższającej średnią zasobność skorupy ziemskiej. Z drugiej strony pozostałości ze spalania odpadów niebezpiecznych mogą stanowić potencjalne zagrożenie dla środowiska z powodu obecności w nich znacznych ilości metali ciężkich jak Pb, Cd i Hg.

2

The Role of Natural Succession in the Reclamation of Mining Waste Disposal Facilities

Pawul Małgorzata, Kępys Waldemar, Śliwka Małgorzata

Inżynieria Mineralna

|

2022

|

no. 2

159--165

EN

The mining industry is related with the production of waste, which are generated during the preperatory works, exploitation and processing of minerals. The type and quantity of generated waste result directly from the type of obtained mineral raw material (minerals), geological conditions of the deposit and the mining and processing technologies used. The changing approach to waste related to the circular economy model means that more and more waste is used economically. However, due to the different physicochemical properties of mining waste and the limited possibilities of its use, some waste is still deposited in mining waste landfills. Depending on the type of mining waste deposited, environmental and economic aspects, the landfill may be a source of raw materials (anthropogenic deposit) that may be exploited now or in the future. Some of this type of mining waste landfills are reclaimed and may be an important elements of the local landscape, as well as positively affect biodiversity through the development of specific natural habitats. The paper presents the concept of landfill reclamation of waste from hard coal mining, taking into account the importance of the phenomenon of natural succession in the formation of ecosystems in reclaimed landfills.

PL

Działalność przemysłu wydobywczego wiąże się z wytwarzaniem odpadów, powstających głównie w trakcie prac udostępniających, eksploatacji jak i przeróbki kopalin. Rodzaj jak i ilość wytwarzanych odpadów wynikają wprost z rodzaju pozyskiwanego surowca mineralnego (kopaliny), z występujących warunków geologicznych złoża oraz stosowanych technologii górniczych i przeróbczych. Zmieniające się podejście do odpadów związane z modelem gospodarki o obiegu zamkniętym powodują, że w coraz większym zakresie odpady są gospodarczo wykorzystywane. Niemniej jednak ze względu na właściwości fizykochemiczne odpadów wydobywczych i ograniczone możliwości ich wykorzystania, powodują, że niektóre odpady są nadal składowane na obiektach unieszkodliwiania odpadów wydobywczych (OUOW). W zależności od rodzaju składowanych odpadów wydobywczych, aspektów środowiskowych i ekonomicznych OUOW stanowić mogą źródło surowców (złoże antropogeniczne), które obecnie lub w przyszłości będą mogły być eksploatowane. Część tego typu obiektów jest rekultywowana i może stanowić cenny element lokalnego krajobrazu, a także korzystnie wpłynąć na różnorodność biologiczną, poprzez wykształcanie się specyficznych siedlisk przyrodniczych. W artykule przedstawiona została koncepcja rekultywacji OUOW z górnictwa węgla kamiennego, uwzględniająca znaczenie zjawiska sukcesji naturalnej w kształtowaniu się ekosystemów na rekultywowanych obiektach.

3

Analysis of the properties of coal sludge in the context of the possibility of using it in biological reclamation

Śliwka Małgorzata, Kępys Waldemar, Pawul Małgorzata

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2022

|

T. 38, z. 4

173--189

EN

The mining industry, including hard-coal mining, has a significant and multifaceted impact on all components of the environment. One of the factors is the production of various types of waste which, due to their physico-chemical and ecotoxic properties, do not always pose a threat to the environment and can be used in various ways. Such treatment of waste perfectly fits into the concept of the circular economy through the protection of natural resources and the maximum re-use of waste. One of the wastes generated by hard-coal mines is coal sludge from the purification of underground water in surface settling tanks. The article presents the results of research on the physico-chemical and phytotoxic properties of carbon sludges from two settling tanks with regard to assessing the possibility of their re-use in the reclamation of degraded areas. These sludges contain mainly sand fractions. An analysis of their chemical composition revealed the presence of heavy metals. Leachability studies have shown that despite the high concentrations of metals, a small quantity of these metals passes into the solution. In this respect, therefore, they do not pose a threat to the environment. However, a threat may result from the presence of chlorides and sulphates, the amounts of which are influenced by, among other factors, the time of waste storage in the settling tank. Phytotoxicity tests performed on garden cress (Lepidium sativum) did not show a toxic effect at any concentration of the water extract. In addition, for one of the sludges, water extracts with concentrations starting from 12.5 and 50% stimulated the growth of the plant’s shoots and roots, respectively. The results show that the tested coal sludges may be used in appropriate doses for reclamation work, for example, when establishing a plant cover.

PL

Przemysł wydobywczy, w tym górnictwo węgla kamiennego, oddziałuje istotnie i wielokierunkowo na wszystkie składowe środowiska. Jednym z problemów jest wytwarzanie rożnego rodzaju odpadów, które ze względu na swoje właściwości fizykochemiczne oraz ekotoksyczne nie zawsze stanowią zagrożenie dla środowiska i mogą być w różny sposób wykorzystane, np. w budownictwie, drogownictwie, przemyśle energetycznym, górnictwie, a także zagospodarowane przyrodniczo i w rolnictwie. Takie postępowanie z odpadami doskonale wpisuje się w koncepcję gospodarki obiegu zamkniętego, poprzez ochronę surowców naturalnych oraz maksymalne wykorzystanie powstających odpadów. Jednym z odpadów górnictwa węgla kamiennego są muły węglowe pochodzące z oczyszczania wód dołowych w powierzchniowych osadnikach. W artykule przedstawiono wyniki badań właściwości fizykochemicznych oraz fitotoksycznych mułów węglowych pochodzących z dwóch osadników, pod kątem oceny możliwości ich wykorzystania w rekultywacji terenów zdegradowanych. Muły zawierają głównie frakcję piaskową. Analiza składu chemicznego wskazała obecność w odpadach metali ciężkich. Ze względu na ochronę gleb, wysokie zawartości baru i chromu ograniczają możliwość wykorzystania tego odpadu do terenów przemysłowych i komunikacyjnych. Badania wymywalności wykazały, że pomimo wysokich stężeń metali, do roztworu przechodzi ich niewielka ilość. Pod tym względem nie stanowią więc zagrożenia dla środowiska. Z kolei zagrożenie może wynikać z obecności chlorków oraz siarczanów, a na ich ilość wpływa m.in. czas składowania odpadu w osadniku. Wykonane testy fitotoksyczności względem Lepidium Sativum nie wykazały efektu toksycznego przy żadnym stężeniu wyciągu wodnego. Ponadto, w przypadku jednego z badanych odpadów, stwierdzono działanie stymulujące wzrost pędów oraz korzeni, przy stężeniach wyciągu wodnego od 12,5 do 50%. Uzyskane wyniki wskazują, że badane muły węglowe mogą być stosowane w odpowiedniej dawce do prac rekultywacyjnych, np. przy tworzeniu okrywy roślinnej.

4

Waste Thermal Treatment Installations in Poland

Kępys Waldemar, Jaszczura Katarzyna

Inżynieria Mineralna

|

2020

|

no. 1, vol. 1

47--50

EN

Waste thermal treatment by incineration, co-incineration, gasification or pyrolysis aims at recovering the waste, mainly in the form of energy. In addition, it also serves to disposal of waste, in particular hazardous one, including medical and veterinary waste. Thermal treatment of waste should be carried out in specially adapted installations that meet the BAT requirements. The article discusses installations operating in Poland designed for thermal treatment of municipal solid waste, sewage sludge as well as hazardous waste, including medical and veterinary waste.

PL

Termiczne przekształcenie odpadów poprzez spalanie, współspalanie, zgazowanie czy pirolizę ma na celu ich odzysk, głównie energii. Ponadto służy także unieszkodliwieniu odpadów, w szczególności odpadów niebezpiecznych, w tym odpadów medycznych i weterynaryjnych. Termiczne przekształcanie odpadów powinno być prowadzone w specjalnie do tego przystosowanych instalacjach, spełniających wymagania BAT. W artykule omówiono instalacje funkcjonujące w Polsce dedykowane do termicznego przekształcania odpadów komunalnych, osadów ściekowych, odpadów niebezpiecznych w tym medycznych i weterynaryjnych.

5

Evaluation of the Possibility of Using Post-Production Waste from Zn-Pb Ores as a Material for Natural Land Reclamation

Śliwka Małgorzata, Kępys Waldemar, Pawul Małgorzata

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2019

|

Tom 21, cz. 2

1343--1365

EN

Rapid technological development in the second half of the 20th century has led to the production of large amounts of waste, which have been collected for years in landfills. The municipal solid waste deposited in landfills and waste from the mining and metallurgical industries constitutes a major environmental problem, but on the other hand these types of waste serve as a reservoir of raw materials, therefore, they are becoming more and more popular as a source of raw materials. Obtaining raw materials from landfills of waste requires technological operations, mainly known from open cast mining, and the application of processing technologies. As a result of landfill mining metal concentrates, construction materials or fuel are obtained; on the other hand often post-processing waste can be formed, which should be utilized, to reduce their nuisance to the environment. Depending on their physicochemical properties, they can be used, e.g. in construction, road engineering, mining or land reclamation. This paper presents research on the possibilities of using postflotation waste from zinc and lead ores, deposited in old repositories, for land reclamation after waste reflotation. For this purpose, the physical and chemical properties of waste were examined, such as: grain composition, chemical composition, content of radioactive isotopes and leaching. To determine the ecotoxicity of the investigated wastes, vegetative experiments were carried out. These studies allowed the assessment of the impact of the tested wastes on selected test plant species. Among other things, the impact of waste on such physiological processes as germination of seeds and the growth of plants (roots and above-ground parts) were investigated. Despite relatively high metal concentration levels in waste and a high leachability of sulphate ions, a small dose of waste, which will be added to soil will stimulate plant growth. It was found, that the addition of waste to the substrate in quantities of 10-30% have accelerated germination of plants compared to control objects. In the case of higher waste content (over 30%) germination inhibition was observed. Similar reactions were observed for both test plant species. It was found that it is possible to select such a dose of waste for release to the ground, which will stimulate plant development. So, there is a possibility of using the tested waste to produce material (substrate) for natural land reclamation. The natural use of industrial waste can substantially contribute to solving the problem of the negative impact of deposited waste on natural environment.

PL

Szybki rozwój technologiczny, który nastąpił w drugiej połowie XX wieku, doprowadził do powstania dużych ilości odpadów, które gromadzone były przez lata na składowiskach. Stałe odpady komunalne, odpady z przemysłu wydobywczego i metalurgicznego zdeponowane na składowiskach stanowią poważny problem środowiskowy, ale jednocześnie są także istotnym rezerwuarem surowców i cieszą się coraz większym zainteresowaniem. Pozyskanie surowców ze składowisk wymaga stosowania operacji technologicznych z zakresu górnictwa odkrywkowego, a także zastosowania procesów przeróbczych. W efekcie tych procesów otrzymywane są koncentraty metali, materiały budowlane lub paliwo. Niestety, w procesach tych mogą także powstawać odpady przeróbcze, które należy w odpowiedni sposób zagospodarować, tak, żeby zmniejszyć ich uciążliwość dla środowiska. W zależności od właściwości fizykochemicznych odpadów wydobywczychi przeróbczych, można je stosować, np. w budownictwie, drogownictwie, górnictwie lub rekultywacji gruntów. W pracy przedstawione zostały wyniki badań związanych z oceną możliwości przyrodniczego wykorzystania odpadów poflotacyjnych z rud cynku i ołowiu, zdeponowanych na starych składowiskach, po poddaniu ich przeróbce w celu odzysku z nich metali. Zbadano właściwości fizyczne i chemiczne odpadów, takie jak: skład ziarnowy, skład chemiczny w tym zawartość izotopów promieniotwórczych oraz wymywalność. W celu określenia ekotoksyczności badanych odpadów przeprowadzono doświadczenia wegetacyjne, które pozwoliły na ocenę wpływu badanych odpadów na wybrane gatunki roślin testowych. Badano między innymi wpływ odpadów na takie procesy fizjologiczne jak kiełkowanie nasion oraz wzrost roślin (korzeni i części nadziemnych). Wyniki przeprowadzonych doświadczeń wykazały, że pomimo stosunkowo wysokich poziomów stężenia metali w odpadach oraz wysokiej wymywalności jonów siarczanowych, niewielki dodatek odpadów do podłoża, na którym uprawiane były rośliny, miał korzystny wpływ na kiełkowanie roślin i przyrost ich biomasy. Stwierdzono, między innymi, że dodatek do podłoża odpadów w ilości 10-30% stymulował kiełkowanie roślin w porównaniu z obiektami kontrolnymi. W przypadku większej zawartości odpadów zaobserwowano zahamowanie kiełkowania. Podobne reakcje obserwowano w przypadku obu gatunków roślin testowych. Stwierdzono, że możliwe, jest dobranie takiej dawki odpadów w podłożu, która nie spowoduje wprowadzenia do gleby nadmiernych ilości zanieczyszczeń, natomiast korzystnie wpłynie na rozwój roślin. Istnieje więc możliwość wykorzystania badanych odpadów do produkcji materiału (podłoża) do naturalnej rekultywacji gruntów. Naturalne wykorzystanie odpadów przemysłowych może znacząco przyczynić się do rozwiązania problemu negatywnego wpływu składowanych odpadów przemysłowych, po przeróbce rud metali, na środowisko.