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

Praktyka stosowania przesłon przeciwfiltracyjnych z zawiesin twardniejących w warunkach ekspozycji na agresywne odcieki ze składowisk

Krysiak Łukasz, Szarek Łukasz

Gospodarka Wodna

|

2023

|

Nr 9

25--31

PL

Składowanie odpadów komunalnych i przemysłowych niesie ze sobą ryzyko emisji zanieczyszczeń w postaci m.in. odcieków. Z tego względu konieczne jest przeciwdziałanie zanieczyszczeniu wód gruntowych wokół składowiska. W tym celu stosuje się pionowe przesłony przeciwfiltracyjne, wykonywane przy użyciu zawiesin cementowo-bentonitowych (zawiesin twardniejących). Związki obecne w odciekach mogą nie tylko zanieczyszczać środowisko, ale także reagować z materiałem, z którego wykonana jest przesłona przeciwfiltracyjna, potencjalnie obniżając jej trwałość i efektywność. W pracy przedstawiono przykładowe składy chemiczne odcieków ze składowisk odpadów różnego typu oraz krótko omówiono ich potencjalną agresywność w stosunku do zawiesin twardniejących - materiału, z którego wykonuje się przesłony przeciwfiltracyjne. W tym kontekście najczęściej ocenia się wpływ roztworów agresywnych na współczynnik filtracji k zawiesiny, parametru materiałowego kluczowego dla szczelności przesłon przeciwfiltracyjnych. W pracy omówiono krótko metody badania odporności korozyjnej zawiesin poddanych działaniu agresywnych roztworów chemicznych. Badania takie pozwalają na odpowiednie dobranie składników materiału oraz ich proporcji, tak aby przesłona przeciwfiltracyjna wykonana z zawiesiny twardniejącej zachowała trwałość w rzeczywistych warunkach pracy. Ponadto przedstawiono zaczerpnięte z literatury przykłady zastosowania zawiesin twardniejących jako przesłon przeciwfiltracyjnych w składowiskach odpadów różnego typu. Opisane realizacje przesłon ilustrują problematykę m.in. od strony projektowania, wykonania oraz oceny skuteczności istniejących budowli. Praktyka dowodzi możliwości trwałego i efektywnego stosowania zawiesin do przeciwdziałania zanieczyszczeniom wód gruntowych przez odcieki ze składowisk odpadów.

EN

Landfilling of municipal and industrial waste carries the risk of pollution emissions in the form of leachate, therefore protection against its uncontrolled migration off the landfill site is necessary. To achieve this, vertical cut-off walls are often used surrounding the landfill site, made using cement-bentonite slurries, replacing the soil in trenches entirely (excavated cut-offs) or mixed with it (in-situ technologies). Compounds present in leachates can not only pollute the environment, but also react with the material of the wall, potentially reducing its durability and effectiveness. This paper outlines the possible compositions of leachates from landfills of various types and briefly discusses their potential aggressiveness toward the self-hardening slurry and its components. In this context, the most commonly used metric of material degradation is the change in the filtration coefficient k, a feature crucial to a properly functioning cut-off. Methods of testing the corrosion resistance of slurries exposed to aggressive solutions are summarized. Such tests make it possible to determine the suitability/compatibility of the material for use in a given case and to adjust the mix composition accordingly. Examples, taken from the literature, of the use of excavated cut-off walls in the presence of aggressive solutions are presented. While the chemical resistance of the material is sometimes considered questionable, especially when exposed to sulfate and low pH solutions, many examples from practice prove the possibility of its safe use around landfill.

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

Odporność filtracyjna zawiesin twardniejących z popiołami fluidalnymi w warunkach agresji chemicznej

Falaciński P.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Inżynieria Środowiska

|

2018

|

z. 76

3--101

PL

Przesłony przeciwfiltracyjne wykonywane z zawiesin twardniejących mogą być realizowane w obiektach ochrony środowiska, gdzie znajdują się w warunkach filtracyjnego oddziaływania wód zanieczyszczonych. Tym samym kluczowa stała się kwestia odporności filtracyjnej zawiesin w kontekście oddziaływania różnorodnych środowisk agresywnych chemicznie. Przedmiotem rozważań monografii były 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 agresywnych chemicznie. Omówione zostały właściwości technologiczne i użytkowe zawiesin wraz z metodyką ich badania. Przedstawiono podstawowe pojęcia związane z korozją materiałów budowlanych i agresywnością środowisk. Sklasyfikowano czynniki mogące destrukcyjnie wpływać na trwałość przesłon przeciwfiltracyjnych z zawiesin twardniejących. Omówiono odporność zawiesin na czynniki destrukcyjne natury fizycznej, mechanicznej oraz chemicznej. W monografii zdefiniowano pojęcie odporności filtracyjnej zawiesin twardniejących, która jest rozumiana jako miara szczelności materiału (zawiesin twardniejących) i określana za pomocą przepuszczalności hydraulicznej (współczynnika przepuszczalności hydraulicznej, współczynnika filtracji). Przedstawiono metodykę oraz wyniki badań własnych przepuszczalności hydraulicznej zawiesin twardniejących cementowo-bentonitowo-popiołowo-wodnych poddanych 180-dniowej filtracji roztworów agresywnych chemicznie. Modelowano agresywność kwasową siarczanową, amonową, magnezową ługującą oraz mieszaną. Badano również zmiany współczynnika przepuszczalności hydraulicznej w czasie po filtracji zawiesin substancjami agresywnymi wobec stosowanego spoiwa. Następnie szukano korelacji pomiędzy szczelnością zawiesin a morfologią porów. Analizowano również zmiany odporności filtracyjnej badanych zawiesin w kontekście ewentualnych przemian korozyjnych. W tym celu zostały przeprowadzone badania specjalistyczne: porowatości, rentgenowskiej analizy dyfrakcyjnej, analizy termicznej oraz skaningowej mikroskopii elektronowej. W drugim etapie badań powtórzono badania specjalistyczne, uzupełnione o spektroskopię w podczerwieni, zawiesin eksponowanych przez okres 9 lat w warunkach statycznych, w roztworze kwasu azotowego. W wyniku analizy uzyskanych wyników badań oraz danych studialnych sformuowano wnioski końcowe dotyczące odporności filtracyjnej zawiesin twardniejących poddanych filtracyjnemu oddziaływaniu różnorodnych substancji agresywnych chemicznie. Określono możliwe kierunki dalszych prac badawczych.

EN

Cut-of walls made of hardening slurries may be present in environmental protection structures, where they operate under the conditions of filtration effects of contaminated waters. Therefore, the problem of filtration resistance of hardening slurries has become essential in the context of the effects of various chemically aggressive environments. The subject of the considerations have been cement-bentonite-water hardening slurries with the addition of fluidized fly-ashes from hard coal and brown coal combustion. The primary purpose of the thesis was to identify filtration resistance of hardening slurries under the conditions of long-term exposure to filtration effects of chemically aggressive substances. Technological and functional properties of hardening slurries, along with the methodology of studying them, have also been discussed. Basic terms related to corrosion of building materials and corrosiveness of environments have been presented. Factors that may destructively affect durability of cut-oft walls made of hardening slurries have been classified. Resistance of hardening slurries to destructive physical, mechanical and chemical factors has been discussed. In the monograph the notion of filtration resistance of hardening slurries has been defined, which is understood as the measure of material leak tightness (of hardening slurries) and determined by means of hydraulic conductivity (hydraulic conductivity coefficient, permeability coefficient). The originality and complementarity of the author’s own research have been indicated as compared to data published by other researchers. The methodology and the author’s own research results of hydraulic conductivity of cement bentonite-ash-water hardening slurries subjected to 180-day filtration of chemically aggressive solutions have been presented. Acid, sulphate, ammonia, magnesium, leaching and mixed aggressiveness was modelled. Changes in the hydraulic conductivity coefficient were tested over time. Then, a correlation between leak tightness of slurries and pores morphology was sought. Changes were also analysed in the filtration resistance of the examined hardening slurries in the contex of possible corrosion changes. For this purpose, specialist tests were conducted: porosity, X-ray diffraction analysis, thermal analysis and scanning electron microscopy. At the second stage of the research, the specialized tests were repeated, supplemented with. IR spectroscopy, for slurries exposed for the period of 9 years under static conditions, in a nitric acid solution. As a result of an analysis of the obtained research results and the study data, final conclusion have been formulated concerning filtration resistance of hardening slurries subjected to dynamic, filtering effect of various chemically aggressive substances. Possible directions of further research work have also been specified.

5

Influence of fly ash from the thermal treatment of municipal sewage sludge on chosen properties of hardening slurries

Falaciński P.

Technical Transactions

|

2017

|

Vol. 3(114)

125--138

EN

Over recent years in Poland, there has been a rapid accumulation of sewage sludge – a by-product of the treatment of urban wastewater. This has come about as a result of infrastructure renewal, specifically, the construction of modern sewage treatment plants. As a consequence, the amount of fly ash resulting from the thermal treatment of municipal sewage sludge has grown significantly. The aim of this 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 the addition of fly ash obtained by SSTT. Moreover, the usefulness of these slurries is analysed on the basis of their basic properties. The mandated requirements for slurries employed in the construction of cut-off walls in flood embankments are listed as a criterion of usefulness. On the basis of this experiment, the usefulness of fly ash obtained through SSTT as an addition to hardening slurries was identified.

PL

W ostatnich latach odnotowano dość szybki wzrost ubocznych produktów w procesie oczyszczania ścieków komunalnych – osadów ściekowych. Jest to pochodna rozwoju cywilizacyjnego Polski i budowy nowoczesnych oczyszczalni ścieków. W wyniku takich działań ilość powstałych lotnych popiołów po spaleniu komunalnych osadów ściekowych znacząco rośnie. Celem przeprowadzonego eksperymentu była ocena możliwości zastosowania lotnego popiołu z termicznego przekształcania komunalnych osadów ściekowych (TPKOŚ) jako dodatku do zawiesin twardniejących. W artykule zaprezentowano wyniki badań parametrów technologicznych i użytkowych zawiesin twardniejących z dodatkiem lotnego popiołu z TPKOŚ. Na podstawie oznaczonych wartości podstawowych właściwości (w stanie płynnym oraz po stwardnieniu) analizowano przydatność projektowanych zawiesin twardniejących. Jako kryterium porównawcze zastosowano wymagania w stosunku do zawiesin twardniejących stosowanych podczas realizacji przesłon przeciwfiltracyjnych w wałach przeciwpowodziowych. Na podstawie przeprowadzonego eksperymentu stwierdzono przydatność popiołu z TPKOŚ jako dodatku do zawiesin twardniejących.

6

The release of heavy metals from hardening slurries with addition of selected combustion by-products

Wojtkowska M., Falaciński P., Kosiorek A.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2016

|

T. 19, nr 4

479--491

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. This type of hardening slurry with various types of additives, e.g. coal combustion products, is used in the construction of cut-off walls in hydraulic structures. 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 analysed 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 mandated requirements for slurries employed in the construction of cut-off walls in Floyd embankments are listed as a usefulness criteria. 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. It also suggests directions for further research to fully identify other potential uses of this by-product in this field.

PL

W ostatnich latach w Polsce odnotowano dość szybki wzrost ubocznych produktów w procesie oczyszczania ścieków komunalnych - osadów ściekowych. W 2014 roku 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, tj. technik termicznych. W wyniku takich działań 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 również badania wymywalności metali ciężkich ze struktury zawiesin (znajdujących się w składnikach receptur zawiesin). Przeprowadzony eksperyment wykazał wymywanie niebezpiecznych związków na poziomie umożliwiającym praktyczne ich zastosowanie. Artykuł przedstawia potencjalne pole wykorzystania wspomnianego ubocznego produktu spalania.

7

Wpływ zastosowania popiołów fluidalnych na wybrane właściwości zawiesin twardniejących wykorzystywanych do realizacji przesłon przeciwfiltracyjnych

Fałaciński P.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Inżynieria Środowiska

|

2007

|

z. 54

235-245

PL

Artykuł przedstawia metodykę badań oraz wyniki podstawowych właściwości zawiesin twardniejących - z dodatkiem fluidalnego lotnego popiołu z węgla kamiennego i brunatnego, wykorzystywanych jako materiał przesłon przeciwfiltracyjnych - tj. przepuszczalności hydraulicznej podczas długotrwałej, kilkumiesięcznej filtracji cieczami agresywnymi chemicznie wobec spoiwa cementowego.

EN

This article presents a testing methodology and results for the basic characteristic of hardening slurries, with the addition of fluidal fly-ash from hard coal and from brown coal, used in cut-off walls, i.e. hydraulic conductivity in the conditions of persistent, filtration over several months with liąuids chemically aggressive to cement binders.

8

Odpadowe materiały mineralne w przegrodach przeciwfiltracyjnych

Kledyński Z., Falaciński P., Machowska A.

Nowoczesne Budownictwo Inżynieryjne

|

2007

|

Nr 6

68--73