POPIÓŁ Z TERMICZNEGO PRZEKSZTAŁCANIA KOMUNALNYCH OSADÓW ŚCIEKOWYCH JAKO SKŁADNIK ZAWIESIN TWARDNIEJĄCYCH

W roku 2015 wytworzono 568,0 tys. ton s.m. 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: technik termicznych. W wyniku takich działań ilość powstałych lotnych popiołów po spaleniu komunalnych osadów ściekowych znacząco rośnie. Specyficzne właściwości powstającego popiołu nie pozwalają na wykorzystaniu go w powszechnie rozumianym przemyśle budowlanym. Trwają intensywne prace nad możliwością bezpiecznego dla środowiska zagospodarowania tego typu odpadu. Artykuł prezentuje możliwości zastosowania popiołu z termicznego przekształcania komunalnych osadów ściekowych (TPKOŚ) jako dodatku do zawiesin twardniejących stosowanych podczas realizacji przesłon przeciwfiltracyjnych w obiektach hydrotechnicznych / ochrony środowiska. Przedstawiono proces TPKOŚ, podstawowe właściwości fizyczne oraz chemiczne powstającego popiołu i skonfrontowano je z obowiązującymi wymaganiami dla dodatków do betonu. Zaprezentowano wyniki badań podstawowych parametrów technologicznych zawiesin twardniejących z dodatkiem lotnego popiołu z TPKOŚ, tj. gęstość, lepkość, odstój dobowy wody, wytrzymałość strukturalną. Ponadto przedstawiono wyniki parametrów użytkowych zawiesin po stwardnieniu tj. gęstość, przepuszczalność hydrauliczną, wytrzymałość na ściskanie. Na tej podstawie przeanalizowano przydatność projektowanych zawiesin twardniejących do realizacji przesłon przeciwfiltracyjnych w wałach przeciwpowodziowych.

Pełny tekst (pdf)

[1] Białowiec Andrzej, Wojciech Janczukowicz, Mirosław Krzemieniewski. 2009. „Możliwości zagospodarowania popiołów po termicznym unieszkodliwianiu osadów ściekowych w aspekcie regulacji prawnych”. Środkowo-Pomorskie Towarzystwo Naukowe Ochrony Środowiska nr 11: 959-971.

[2] BN-90/1785-01, 1990, Płuczka wiertnicza. Metody badań w warunkach polowych.

[3] Borowski Gabriel, Magdalena Gajewska, Elżbieta Haustein. 2014. „Możliwości zagospodarowania popiołów z termicznego przekształcania osadów ściekowych w kotłach fluidalnych”. Inżynieria i Ochrona Środowiska, nr 17.

[4] Borys M.. 2012. „Przegrody przeciwfiltracyjne z zawiesin twardniejących w korpusach i podłożu wałów przeciwpowodziowych”. Wiadomości melioracyjne i łąkarskie, nr 2 (433): 89-95.

[5] Giergiczny Zbigniew. 2013. Popiół lotny w składzie cementu i betonu. Opole. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej.

[6] Główny Urząd Statystyczny. Ochrona środowiska. 2004-2016.

[7] ISO 9964-3:1993, 1993, Water quality – Determination of sodium and potassium – Part 3: Determination of sodium and potassium by flame emission spectrometry.

[8] Kledyński Zbigniew, Paweł Falaciński, Agnieszka Machowska, Dyczek J., Kotwica Ł. 2016. „Utilisation of CFBC fly ash in hardening slurries for flood-protection dikes”. Archives of Civil Engineering, vol. LXII (3): 75-87.

[9] Kledyński Zbigniew, Leszek Rafalski. 2009. Zawiesiny twardniejące. Warszawa. KILiW PAN, IPPT PAN.

[10] Łukawska Monika. 014. „Analiza specjacyjna fosforu w osadach ściekowych po termicznym spaleniu”. Inżynieria i Ochrona Środowiska, nr 17 (3): 433-439.

[11] Małolepszy Jan, Ewelina Tkaczewska. 2006. „Wpływ popiołów lotnych ze współspalania węgla kamiennego i biomasy na proces hydratacji i właściwości cementu”. w: Materiały konferencji Dni Betonu, Wisła: 591-601.

[12] Pachowski Jan. 1976. Popioły lotne i ich zastosowanie w budownictwie drogowym. Warszawa. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności.

[13] PN-85/G-02320, 1985, Wiertnictwo. Cementy i zaczyny cementowe do cementowania w otworach wiertniczych.

[14] PN-EN 1097-7:2008, 2008, Badania mechanicznych i fizycznych właściwości kruszyw – Część 7: Oznaczanie gęstości wypełniacza - Metoda piknometryczna.

[15] PN-EN 12390-3, 2011, Badanie betonu. Część 3: Wytrzymałość na ściskanie próbek do badań.

[16] PN-EN 12390-7, 2011, Badanie betonu. Część 7: Gęstość betonu.

[17] PN-EN 1538+A1, 2015-08, Wykonawstwo specjalnych robót geotechnicznych – Ściany szczelinowe.

[18] PN-EN 196-1:2006, 2006, Metody badania cementu – Część 1: Oznaczanie wytrzymałości.

[19] PN-EN 196-2:2006, 2006, Metody badania cementu - Część 2: Analiza chemiczna cementu.

[20] PN-EN 196-3+A1:2011,2011, Metody badania cementu – Część 3: Oznaczanie czasów wiązania i stałości objętości.

[21] PN-EN 196-6:2011, 2011, Metody badania cementu - Część 6: Oznaczenie stopnia zmielenia.

[22] PN-EN 197-1:2012, 2012, Cement – Część 1: Skład, wymagania i kryteria zgodności dotyczące cementów powszechnego użytku.

[23] PN-EN 450-1:2012, 2012, Popiół lotny do betonu – Część 1: Definicje, specyfikacje i kryteria zgodności.

[24] PN-EN 451-1:2004, 2004, Metoda badania popiołu lotnego – Część 1: Oznaczanie zawartości wolnego tlenku wapnia.

[25] PN-EN 451-2:1998, 1998, Metoda badania popiołu lotnego – Oznaczanie miałkości przez przesiewanie na mokro.

[26] Ostrowski M.. 2011. „Charakterystyka morfologii popiołów lotnych ze spalania węgli brunatnych”. Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych, nr 4: 136-150.

[27] Rajczyk Krystyna. 2012. Popioły lotne z kotłów fluidalnych i możliwości ich uszlachetniania. Opole. Wydawnictwo Instytut Śląski.

[28] Szczygielski Tomasz. 2009. „Uboczne produkty spalania w drogownictwie”. Normy a aprobaty techniczne, Autostrady, nr 10: 72-81.

[29] Warunki techniczne wykonywania ścian szczelinowych. 2003. IBDiM Warszawa.