MOŻLIWOŚĆ WYKORZYSTANIA POPIOŁÓW LOTNYCH W CELU POPRAWY ODWADNIANIA OSADÓW ŚCIEKOWYCH

Wzrost zapotrzebowania na energię wiąże się ze spalaniem paliw i tym samym wytwarzaniem coraz większej ilości ubocznych produktów spalania (UPS), w tym popiołów lotnych. Rocznie w Polsce powstaje około 4,2 mln ton popiołu, z czego tylko niewielką część poddaje się procesowi recyklingu (zwłaszcza w sektorze budowlanym). Ograniczenia dotyczące komercyjnego wykorzystania popiołów wymagają poszukiwania nowych metod ich zagospodarowania, korzystnych pod względem ekologicznym, ekonomicznym oraz prawnym. Specyficzne właściwości fizykochemiczne umożliwiają zastosowanie popiołów jako substancji kondycjonującej osady ściekowe przed procesem odwadniania. Prezentowana praca zawiera studium literatury dotyczącej właściwości oraz wpływu popiołów lotnych ze spalania różnych paliw na stopień odwodnienia i skład mikrobiologiczny osadów ściekowych. W artykule przedstawiono również korzyści ekonomiczne związane z zastosowaniem popiołów w procesach przeróbki osadów ściekowych. Zastosowanie ubocznych produktów spalania paliw w oczyszczalniach ścieków stanowi nowe zagadnienie w zakresie gospodarki osadami ściekowymi.

Pełny tekst (pdf)

[1] Adriano D.C., Woodford T.A., Ciravolo T.G.: Utilization and disposal of fly ash and other coal residues in terrestrial ecosystems. A review., Journal of Environmental Quality, vol. 9, 1980, pp. 333-344.

[2] Ahmaruzzaman M.: A review on the utilization of fly ash, Progress in Energy and Combustion Science, vol. 36, 2010, pp. 327-363.

[3] Baliński A.: Recykling odpadowych popiołów lotnych powstających ze spalania węgla kamiennego w aspekcie wytwarzania mas formierskich, t. XLVII, z. 3, 2008, s. 5-30.

[4] Bastian S.: Betony konstrukcyjne z popiołem lotnym, Wydawnictwo Arkady, Warszawa 1980.

[5] Czech T., Sobczyk A.T., Jaworek A., Krupa A., Porównanie własności fizycznych popiołów lotnych ze spalania węgla kamiennego, brunatnego i biomasy, Materiały Konferencyjne POL- EMIS, czerwiec 2012, s. 73-82.

[6] Dudas M.J., Warren C.J.: Leaching behavior selected trace elements in chemically weathered alkaline fly-ash, Science Total Environment, vol. 76, 1988, pp. 229-246.

[7] Eye J.D., Basu T.K.: The use of fly ash in wastewater treatment and sludge conditioning, Journal WPCF, vol. 42, no. 5, part 2, 1970, pp. 125-135.

[8] Feng Y.J., Li F., Wang X.L., Liu X.M., Zhang L.N.: Principal Chemical Properties of Artificial Soil Composed of Fly Ash and Furfural Residue, Pedosphere, vol. 16, no. 5, 2006, pp.668-672.

[9] Głomba M.: Odpady paleniskowe jako źródło sorbentu dwutlenku siarki, Ochrona Środowiska, t. 53, nr 2, 1994, s. 19-24.

[10] Hsu T.Ch.: Adsorption of an acid dye onto coal fly ash, Fuel, vol. 87, issues 13-14, 2008, pp. 3040-3045.

[11] http://www.globenergia.pl/wykorzystanie-popiolow-ze-spalania-biomasy (dostęp: 22.09.2016 r.).

[12] http://www.swiatbetonu.pl (dostęp: 22.09.2016 r.).

[13] http://www.wnp.pl/pliki/3943_225056.html (dostęp: 22.09.2016 r.).

[14] Jala S., Goyal D.: Fly ash as a soil ameliorant for improving crop production-
a review,  Bioresource Technology, vol. 97, no. 9, 2006, pp. 1136-1147.

[15] Jędrusik M., Świerczok A.: Ograniczenie emisji rtęci z procesów spalania węgla. Materiały konferencyjne: Współczesne osiągnięcia w ochronie powietrza atmosferycznego, Wydawnictwo PZITS 2010, s. 135-144.

[16] Kincannon D.F. et al.: Some effects of western coal fly ash on municipal sewage sludge, Proceeding of the Fifth International Ash Utilization Symposium, Atlanta 1979.

[17] Koukouzas N.K., Vassilatos Ch., Glarakis I.: Mixture of Lignite Fly Ash in Concrete: Physical and Mineralogical Characterization – Case Study from Ptolemais, Northern Greece, World of Fly Ash, 11-15 April 2005, Lexington, Kentucky, USA.

[18] Kuglarz M., Bohdziewicz J., Przywara L.: The influence of dual conditioning methods on sludge dewatering properties, Architecture Civil Engineering Environment, vol.1, no. 3, 2008, pp. 103-106.

[19] Lopareva-Pohu A. i wsp.: Influence of fly ash aided phytostabilisation of Pb, Cd and Zn highly contaminated soils on Lolium perenne and Trifolium repens metal transfer and physiological stress, Environmental Pollution, vol. 159, no. 6, 2011, pp. 1721-1729.

[20] Małolepszy J., Wons W.: Wpływ właściwości fizykochemicznych popiołów lotnych z węgla kamiennego na procesy zachodzące podczas ich spiekania, VI Konferencja Polskiego Towarzystwa Ceramicznego Zakopane, 13-16 września 2007.

[21] Masłoń A., Tomaszek J.A. , Opaliński I.: Badania nad poprawą właściwości sedymentacyjnych osadu czynnego przy zastosowaniu mineralnych substancji pylistych, Gaz, Woda i Technika Sanitarna, nr 12, 2013, s. 490-495.

[22] Olkuski T., Stala-Szlugaj K.: Pierwiastki promieniotwórcze w węglu oraz w produktach odpadowych powstających podczas jego spalania, Środkowo- Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Środowiska, t.11, 2009, s. 913-922.

[23] Page A.L.: Separation technologies for sludge dewatering, Journal of Hazardous Materials, vol. 144, 2007, pp. 614-619.

[24] Pandey V.C., Singh N.: Impact of fly ash incorporation in soil systems, Agriculture, Ecosystems & Environment, vol. 136, no. 1, 2010, pp. 16-27.

[25] Polowczyk, I. Bastrzyk, A. Sawiński, W. Koźlecki, T. Rudnicki, P. Sadowski, Z. Sokołowski, A. : Właściwości sorpcyjne popiołów ze spalania węgla, Inżynieria i aparatura chemiczna, t. 49, nr 1, 2010, s. 93-94.

[26] Poluszyńska J.: Możliwości zastosowania popiołów ze spalania biomasy w gospodarowaniu osadami ściekowymi, Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych, nr 13, 2013, s. 49-59.

[27] Przekopowska M.: Prawo zapomniało o odpadach ze spalania biomasy!, Materiały seminarium "Zagospodarowanie produktów ubocznych spalania biomasy", Częstochowa 20- 21 kwietnia 2011 r.

[28] Raport z badań popiołu lotnego z elektrowni Siersza, dostępny pod adresem: http://www.anmira.pl/pliki/Badania%20popio%C5%82u%20lotnego%20z%20%20Elektrowni%20Siersza.pdf (dostęp: 22.09.2016 r.).

[29] Riehl, F., Elsass, J., Duplay, F., Huber, M., Trautmann, M.: Changes in soil properties in a fluvisol (calcaric) amended with coal fly ash, Geoderma 2010, pp. 67-74.

[30] Rosik-Dulewska C., Karwaczyńska U.: Metody ługowania zanieczyszczeń z odpadów mineralnych w aspekcie możliwości ich zastosowania w budownictwie hydrotechnicznym, Środkowo- Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Środowiska, t.10, 2008, s. 205-219.

[31] Rosik-Dulewska C.: Podręcznik gospodarki odpadami, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2012.

[32] Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 2 stycznia 2007 r. w sprawie wymagań dotyczących zawartości naturalnych izotopów promieniotwórczych potasu K-40, radu Ra-226 i toru Th-228 w surowcach i materiałach stosowanych w budynkach przeznaczonych na pobyt ludzi i inwentarza żywego, a także w odpadach przemysłowych stosowanych w budownictwie, oraz kontroli zawartości tych izotopów [Dz.U. 2007 nr 4 poz. 29].

[33] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 9 grudnia 2014 r. w sprawie katalogu odpadów [Dz. U. 2014 poz.1923].

[34] Stoch A.: Fly ash from coal combustion- characterization, Praca doktorska 2015.

[35] Tripathi R.C., Jha S.K., Ram L.C.: Impact of fly ash application on trace metal content in some root crops, Energy sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, vol. 32, issue 6, 2010, pp. 576-589.

[36] Uliasz- Bocheńczuk A., Pawluk A., Sierka J.:Wymywalność zanieczyszczeń
z popiołów lotnych ze spalania biomasy, Gospodarka Surowcami Mineralnymi, t. 31, z. 3, 2015, s. 145-156.

[37] Vassilev et al.: An overview of the composition and application of biomass ash. Part 2. Potential utilisation, technological and ecological advantages and challen­ges, Fuel, vol. 105, 2013, pp. 19-39.

[38] Wacławowicz R.: Rolnicze wykorzystanie popiołów ze spalania biomasy, http:// www.scc.com.pl (dostęp: 9 września 2016 r.).

[39] Wang S., Viraraghavan T.: Wastewater sludge conditioning by fly ash, Waste Management, vol. 17, 1997, pp. 443-450.

[40] Woźniak M., Seweryn A.: Właściwości sorpcyjne modyfikowanych popiołów z węgla kamiennego, Gospodarka Surowcami Mineralnymi, t. 24, nr 3, 2008, s. 339-346.

[41] Zheng P., Haifeng L.: Sewage sludge conditioning with coal fly ash modified by sulfuric acid, The Chemical Engineering Journal, vol. 156, no. 3, 2010, pp. 616-622.