Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Leaching of heavy metals from thermal treatment municipal sewage sludge fly ashes

100%

Szarek Ł.

Archives of Environmental Protection

|

2020

|

tom Vol. 46, no. 3

49--59

EN

An increasing number of municipal sewage treatment plants in Poland, desirable from an environmental perspective, raises the problem of managing the growing volume of sewage sludge. The thermal treatment of municipal sewage sludge (TTMSS) method, by greatly reducing the waste volume, increases the heavy metal concentration in fly ash (primary, end product of the treatment process), which may constitute a risk factor when attempting to utilize them economically. The research paper concentrates on determining the TTMSS fly ash heavy metal leaching level. For this purpose, ash samples were subjected to leaching with the batch and percolation tests, and the heavy metal content in eluates was determined by the FAAS method. The obtained results served as a base to determine the level of heavy metal immobilization in the ash, the element release mechanism (percolation test), and the impact of the L/S (liquid to solid) ratio and pH on the heavy metal leaching intensity (percolation test). The conducted research indicated high immobilization of heavy metals in TTMSS fly ash, regardless of the applied study method, which corresponds to the results of other researchers. Lead was the most intensively eluted metal.

2

Censored random variable as a form of coping with missing data in studying the leachability of heavy metals from hardening slurries

63%

Szarek Ł. , Kledyński Z.

Archives of Civil Engineering

|

2021

|

tom Vol. 67, nr 1

233--247

EN

Missing data in test result tables can significantly impact the analysis quality, especially in relation to technical sciences, where the mechanism generating missing data is often non-random, and their presence depends on the non-observed part of studied variables. In such cases, the application of an inappropriate method for dealing with missing data will lead to bias in the estimated distribution parameters. The article presents a relatively simple method to implement in dealing with missing data generated as a result of the MNAR mechanism, which utilizes the censored random variable. This procedure does not modify the variable distribution form, which is why it ensures objective and efficient estimation of distribution parameters within studies affected by certain restrictions of technical or physical nature (censored distribution), with a relatively low workload. Furthermore, it does not require the application of specialized software. A prerequisite for using this method is the knowledge of the frequency and cause of missing data. The method for estimating the random variable censored distribution parameters was shown based on the example of studying the leachability of selected heavy metals from a hardening slurry. The analysis results were compared with classical methods for dealing with missing data, such as, ignoring missing data observations (listwise or pairwise deletion), single imputation and stochastic regressive imputation.

PL

Braki danych w tablicach wyników badań mogą w znaczący sposób wpływać na jakość analizy, szczególnie w naukach technicznych, gdzie mechanizm generujący braki danych często jest nielosowy, a ich występowanie zależy od części nieobserwowanej badanych zmiennych. W takich przypadkach zastosowanie nieodpowiedniej metody radzenia sobie z brakami danych prowadzi do obciążenia estymowanych parametrów rozkładu. W artykule przedstawiono stosunkowo prostą w implementacji metodę radzenia sobie z brakami danych powstałymi w wyniku mechanizmu MNAR wykorzystującą rozkład cenzurowany. Procedura ta nie modyfikuje postaci rozkładu zmiennej, przez co zapewnia obiektywne i skuteczne estymowanie parametrów rozkładu w badaniach dotkniętych pewnymi ograniczeniami natury technicznej lub fizycznej, przy stosunkowo niskim nakładzie pracy. Ponadto nie wymaga zastosowania specjalistycznego oprogramowania. Warunkiem koniecznym zastosowania metody jest znajomość częstości występowania braków danych oraz ich przyczyny. Sposób estymacji parametrów rozkładu cenzurowanego zmiennej losowej przedstawiono na przykładzie badania wymywalności wybranych metali ciężkich z zawiesiny twardniejącej. Wyniki analizy porównano z klasycznymi sposobami radzenia sobie z brakami danych: pominięciem obserwacji z brakami danych, imputacją oraz stochastyczną imputacją regresyjną.

3

Environmental aspect of using ash from thermal treatment of municipal sewage sludge in hardening slurries

63%

Szarek Ł. , Krysiak Ł.

|

tom Vol. 46, nr 4

77--86

EN

Owing to the increasing popularity of the thermal treatment of municipal sewage sludge (TTMSS) in Poland, constant growth in the quantity of ash generated within this process has been recorded. Due to their properties, it is difficult to utilize this type of ash within the concrete production technology. One of the methods of waste utilization is to add it to hardening slurries, used in, among others, cutoff walls. The slurry operating conditions (contact with groundwater) and elevated heavy metal content in ash raise justified concerns in terms of environmental safety of the aforementioned methods. In the study, the release of heavy metals from a matrix, namely, the hardened slurry has been examined. The so-called “batch test” dynamic leachability testing method was applied for this purpose. A high level of heavy metal immobilization in the slurry was achieved. The obtained results indicate an environmentally safe possibility of using TTMSS ash in hardening slurries in cut-off walls.

4

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

63%

Krysiak Ł. , Szarek Ł.

Gospodarka Wodna

|

2023

|

tom 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.

5

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

63%

Falaciński P. , Szarek Ł.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2019

|

tom 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

6

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

51%

Szarek Ł. , Falaciński P. , Drużyński P.

Archives of Environmental Protection

|

2023

|

tom 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.

7

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

51%

Szarek Ł. , Falaciński P. , Wojtkowska M.

Archives of Civil Engineering

|

2018

|

tom 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.

8

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

51%

Krysiak Ł. , Falaciński P. , Szarek Ł.

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2020

|

tom 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.

9

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

45%

Szarek Ł. , Krysiak Ł. , Kledyński Z. , Machowska A. , Falaciński P.

|

tom 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.

10

Zawiesiny twardniejące na bazie odpadów poprocesowych jako materiały uszczelniające obiekty hydrotechniczne

38%

Falaciński P. , Szarek Ł. , Wojtkowska M. , Bogacki J. , Drużyński P. , Dudzik M.

Gospodarka Wodna

|

2023

|

tom 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.