CZ28863U1 - Stabilizát a solidifikát odpadů se specifickou záměsovou kapalinou - Google Patents

Stabilizát a solidifikát odpadů se specifickou záměsovou kapalinou Download PDF

Info

Publication number
CZ28863U1
CZ28863U1 CZ2015-30875U CZ201530875U CZ28863U1 CZ 28863 U1 CZ28863 U1 CZ 28863U1 CZ 201530875 U CZ201530875 U CZ 201530875U CZ 28863 U1 CZ28863 U1 CZ 28863U1
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
waste
solidification
landfill leachate
retentate
landfill
Prior art date
Application number
CZ2015-30875U
Other languages
English (en)
Inventor
Jiří Hendrych
Jiří Kroužek
Pavel Špaček
Daniel Randula
Václav Durďák
Original Assignee
Vysoká škola chemicko-technologická v Praze
Chemcomex Praha, A.S.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, Chemcomex Praha, A.S. filed Critical Vysoká škola chemicko-technologická v Praze
Priority to CZ2015-30875U priority Critical patent/CZ28863U1/cs
Publication of CZ28863U1 publication Critical patent/CZ28863U1/cs

Links

Landscapes

  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Description

Oblast techniky
Stabilizát a solidifikát různých odpadů s hydraulickými pojivý, kde záměsová kapalina přidávaná k odpadu a pojivům je skládkový výluh nebo produkt postupu jeho zakoncentrování (membránovými separačními procesy nebo částečným odpařováním). Ve výsledném stabilizátu a solidifikátu jsou původně přítomné složky imobilizovány a původní potenciál odpadu k ohrožení životního prostředí se podstatnou mírou sníží.
Dosavadní stav techniky
Různé odpady, které nejsou předmětem dalšího využití, a je třeba odstranit je procesem řízeného skládkování, musejí splňovat určitá kritéria vyluhovatelnosti podle platné legislativy. V současné době je tato problematika ošetřena vyhláškou č. 294/2005 Sb. Způsobem zpracování odpadů pro dosažení imobilizace legislativně sledovaných a limitovaných složek ve vodném výluhu odpadu je proces stabilizace a solidifikace před uložením na skládku.
Stabilizace představuje proces, kdy dochází k imobilizaci přítomných složek na málo rozpustné produkty, solidifikace je proces, kdy dochází ke zpevňování původního materiálu do soudržné podoby.
Uvedeným postupem je možné zpracovat různé typy odpadů, od sypkých materiálů (například ocelárenské odprašky), přes materiály typu kalů (například odpadní kaly z průmyslových čistíren odpadních vod), vyčerpané ionexy, až po různé polotekuté odpady a kapalné odpady.
Z hlediska pojivových systémů se nej častěji používají hydraulická pojivá na bázi cementu a substitučních vedlejších produktů nižší užitné hodnoty (popílek z granulačních kotlů, fluidní popílek, vysokopecní mletá struska, křemičité odprachy apod.). Další možností je použití alkalicky aktivovaných systémů - geopolymerů na bázi aluminosilikátů, poměrně široké uplatnění našly postupy s použitím bitumenu a dalších vhodných materiálů. Volba pojivového systému je závislá na podstatě zpracovávaného odpadu.
Hydraulická pojivá pro svůj pojivový účinek vyžadují přítomnost vody, která je dostupná v dostatečné míře pro proběhnutí hydratační reakcí pojiv. Tato voda může být buď obsažena v odpadu v dostatečné míře například v případě méně zahuštěných kalů, nebo je do směsi odpadu s pojivý řízené dodávána. Tak je činěno v případě suchých odpadů (například při stabilizací a solidifikaci ocelárenských odprašků, popílku ze spaloven nebezpečných odpadů) nebo v případě kalů obsahujících příliš malé množství vody pro proběhnutí hydratačních reakcí. Skládkový výluh může být podroben tlakovým separačním procesům, kdy dochází k zakoncentrování nebezpečných složek v retentátu. Retentát může být recirkulován zpět na těleso skládky, což ale přináší v čase jistá omezení. V průběhu stárnutí skládky dochází ke změnám ve složení skládkového výluhu resp. retentátu. Dochází k úbytku obsahu dobře rozložitelných organických látek a nárůstu obsahu anorganických solí. V důsledku může vést recirkulování retentátu k nárůstu obsahu solí a následnému narušení či omezení mikrobiální aktivity v tělese skládky a inhibici degradačních procesů. Dále může být retentát skládkového výluhu spalován či samostatně stabilizován a solidifikován. Spalování je proces účinný, ale finančně dosti zatěžující, rovněž samostatná stabilizace a solidifikace retentátu vykazuje potenciál k ekonomizaci procesu.
Procesu stabilizace a solidifikace různých odpadů a použití různých pojivových systémů je věnována celá řada patentových spisů. Většina z těchto spisů věnuje pozornost konkrétnímu zpracovávanému odpadu, resp. způsobu jeho zpracování a recepturám. Výčet těchto spisů je velmi široký, nepřináší však těsnou návaznost na problematiku popsanou zde. Jako příklad z mnoha lze uvést spis DE 4333922 zacílený na zpracování průmyslových kalů a filtračního prachu. JP 2013100998 popisující imobilizaci radioaktivních látek pomocí sorbentu a cementu. Další skupina technických řešení se věnuje způsobu stabilizace a solidifikace pro tvorbu bariér a málo propustných vrstev či různých typů zatěsnění pro účely lepšího zabezpečení úložišť či skládek, například spisy KR 20040108511, KR 20050000063.
-1 CZ 28863 Ul
Zpracování skládkového výluhu samostatně je věnována pozornost ve spisech pro jeho ošetření zejména v systémech bioreaktorů, např. CN 101125724 či procesy oxidačními nebo kombinovanými, např. CN 102491592, CN 103253836, US 5342482, CN 102786183, CN 202898169, CN 103910464. Bioreaktory vynikají nízkými provozními náklady pro zpracování tohoto odpadního proudu, razantní proces oxidace vykazuje vysokou účinnost destrukce přítomných látek. Ve vztahu k těmto postupům je třeba zohlednit a optimalizovat účinnost procesu, potřebnou dobu zdržení a jeho ekonomickou stránku.
Přímo ve vztahu k procesu stabilizace a solidifikace skládkového výluhu nebo produktu postupu jeho zakoncentrování existují tyto patentové spisy:
- WO 2011015889 popisující systém zpracování koncentrovaných odpadních vod a vod z odvodnění skládek komunálních a průmyslových odpadů (skládkový výluh). Finální produkt je neutrální solidifikát.
- CN 102319721 popisující společné zpracování popílku a výluhu z komunálního odpadu po zakoncentrování, přičemž dochází ke smíchání popílku s koncentrátem výluhu ošetřeného (zakoncentrovaného) pomocí reverzní osmózy. Vzniká popílková suspenzní směs (pasta). DE 102011100359 popisující míchání skládkového výluhu s vápnitými odpady a materiály, které nejsou uvedené pod jednotným označením (odprašky, popílky, odpady z papírny a další materiály), které obsahují volný oxid vápenatý. Účel je zpracování/likvidace těchto vápnitých materiálů nebo solidifikace skládkových průsakových vod.
Kolektiv tvůrců tohoto předloženého technického řešení popisuje v udělených užitných vzorech CZ 26651 a CZ 27538 pojivové směsi přímo pro zpracování retentátu skládkového výluhu nebo surového skládkového výluhu.
V tomto odstavci uvedené spisy představují ve výčtu nejtěsnější souvislost s problematikou, na kterou se vtahuje popsané technické řešení. Nebyl nalezen žádný spis, ve kterém by byl popsán stabilizát a solidifikát odpadu, který zahrnuje kapalný odpad - skládkový výluh nebo produkt postupu jeho zakoncentrování (membránovými separačními procesy nebo částečným odpařováním) jako potřebnou záměsovou kapalinu při zpracování jiného průmyslového odpadu, který nevykazuje pojivové vlastnosti.
Podstata technického řešení
Technické řešení se týká stabilizátu a solidifikátu odpadů s použitím jakýchkoli hydraulických pojiv, neboť zde uvedená podstata není limitovaná druhem použitého hydraulického pojivá.
Podstatou je použití kapalného odpadu, kterým je retentát skládkového výluhu získaný membránovými separačními procesy, nebo zahuštěný skládkový výluh procesem částečného odpaření, nebo surový skládkový výluh a který se přidává v různé potřebné míře k určenému množství zpracovávaného odpadu bez hydraulických vlastností a určenému množství pojiv ke vzniku pasty stabilizátu a solidifikátu vhodné konzistence (kašovitý charakter).
Jde tedy o stabilizát a solidifikát vzniklý společným zpracováním tuhých a pastovitých odpadů (kalů) společně s kapalným odpadem, který slouží jako záměsová kapalina.
Tímto dochází ke zpracování uvedeného kapalného odpadu společně s jiným odpadem, který podléhá rovněž procesu stabilizace a solidifikace. Skládkový výluh obsahuje celou řadu nebezpečných složek, které jsou uvedeným postupem rovněž s výhodou imobilizovány a zároveň přispívá k účinnější imobilizaci některých těžkých kovů obsažených v odpadu zpracovávaném společně s uvedenou záměsovou kapalinou.
Příklady uskutečnění technického řešení
Na základě provedených prací původců tohoto technického řešení bylo v rámci širší skupiny stabilizátů a solidifikátů odpadů podle uvedené podstaty prokázáno, že vlivem použití záměsové kapaliny tvořené kapalným odpadem, kterým je retentát skládkového výluhu získaný membránovými separačními procesy, nebo zahuštěný skládkový výluh procesem částečného odpaření, nebo
-2CZ 28863 Ul surový skládkový výluh, nedošlo k sekundární mobilizaci monitorovaných legislativně limitovaných nebezpečných složek odpadů, například prostřednictvím komplexaěních reakcí.
Společným zpracováním dalšího odpadu a výše specifikovaného kapalného odpadu jako záměsové kapaliny dohromady došlo k hospodárnějšímu využití hydraulických pojiv za současného dodržení legislativních limitů z hlediska vyluhovacích charakteristik získaných stabilizátů a solidifikátů a rovněž nedošlo k významnému poklesu mechanické pevnosti získaných stabilizátů a solidifikátů. Tato tvrzení jsou podepřena na základě uvedených příkladů provedení.
U jednotlivých následujících příkladů 1 až 3 jsou z rozsahu limitovaných parametrů ve vodném výluhu podle vyhlášky č. 294/2005 Sb., o podmínkách ukládání odpadů na skládky a jejich využívání na povrchu terénu a změně vyhlášky č. 383/2001 Sb., o podrobnostech nakládání s odpady, platné v době udělení priority, uváděny pouze ty parametry, které jsou vzhledem k charakteru stabilizovaného a solidifiko váného odpadu relevantní, tzn. složka jev stabilizátů a solidifikátu vlivem přítomnosti odpadu a retentátu skládkového výluhu rovněž přítomná. Parametry, které byly z podstaty nalézány na velmi nízké úrovni nebo pod mezí stanovitelnosti použitých analytických metod, nejsou uváděny. Stanovené pevnosti v tlaku zkušebních těles stabilizátů a solidifikátů jsou uváděny nad rámec legislativních požadavků, neboť minimální pevnostní charakteristika není limitovaná.
Ve všech uvedených příkladech 1 až 3 byl retentát skládkového výluhu získaný ze surového skládkového výluhu zakoncentrován pomocí reverzní osmózy na 30 % vzhledem ke svému původnímu objemu. Použité receptury v příkladech byly nejprve optimalizované vzhledem ke konkrétnímu odpadu.
Příklad l
Stabilizát a solidifikát odpadního kalu s obsahem kadmia a olova.
Odpadní kal z průmyslové výroby s obsahem kadmia a olova byl stabilizován a solidifikován za optimalizovaných podmínek směsným pojivém, jehož složení bylo: portlandský cement 30 % hmotn., elektrárenský popílek 40 % hmotn., vysokopecní mletá struska 30 % hmotn. Hmotnostní poměr mezi uvedeným směsným pojivém a odpadním kalem byl: 40 % hmotn. směsného pojivá a 60 % hmotn. kalu. Vzhledem ke konzistenci výsledné pasty stabilizátů a solidifikátů bylo stanoveno množství potřebné dodané záměsové kapaliny (vody nebo retentátu skládkového výluhu) 14 dílů hmotnostních kapalné fáze na každých 100 dílů hmotnostních vytvořené směsi kalu se směsným pojivém. Směs byla důkladně zhomogenizována, ze vzniklé pasty stabilizátů a solidifikátu byly odebrány podíly k vytvoření zkušebních těles v předepsaných formách a tělesa byla ponechána za laboratorní teploty zrát po dobu 28 dní. Následně byly provedeny vyluhovací zkoušky a zkoušky pevnosti v tlaku podle normovaných postupů - ČSN EN 12457-4 a ČSN EN 196-1.
-3CZ 28863 Ul
Vyluhovatelnost sledovaných složek a dosaženou pevnost v tlaku vyjadřuje Tabulka 1.
Tabulka 1
Kadmium (mg/1) Olovo (mg/1) Pevnost v tlaku (MPa)
Stabilizát a solidifikát se záměsovou kapalinou tvořenou vodou 0,06 0,3 4,4
Stabilizát a solidifikát se záměsovou kapalinou tvořenou retentátem skládkového výluhu 0,05 0,3 3,9
Legislativní limit podle vyhlášky č. 294/2005 Sb., třída vyluhovatelnosti Ila 0,5 5 -
Příklad 2
Stabilizát a solidifikát odpadního kalu s obsahem antimonu.
Odpadní kal z odkalovací jímky s obsahem antimonu byl stabilizován a solidifikován za optimalizovaných podmínek směsným pojivém, jehož složení bylo: portlandský cement 20 % hmotn., elektrárenský popílek 30 % hmotn., vysokopecní mletá struska 20 % hmotn. tepelně aktivovaný energosádrovec 30 % hmotn. Hmotnostní poměr mezi uvedeným směsným pojivém a odpadním io kalem byl: 55 % hmotn. směsného pojivá a 45 % hmotn. kalu. Do směsi byl z nutných důvodů vyplývajících z chemismu procesu přidáván oxid vápenatý jako pomocné činidlo v množství 2 % hmotn. vztaženo na množství směsného pojivá. Vzhledem ke konzistenci výsledné pasty stabilizátu a solidifikátu bylo stanoveno množství potřebné dodané záměsové kapaliny (vody nebo retentátu skládkového výluhu) 16 dílů hmotnostních kapalné fáze na každých 100 dílů hmotnost15 nich vytvořené směsi kalu se směsným pojivém. Směs byla důkladně zhomogenizována, ze vzniklé pasty stabilizátu a solidifikátu byly odebrány podíly k vytvoření zkušebních těles v předepsaných formách a tělesa byla ponechána za laboratorní teploty zrát po dobu 28 dní. Následně byly provedeny vyluhovací zkoušky a zkoušky pevnosti v tlaku podle normovaných postupů ČSN EN 12457-4 a ČSN EN 196-1.
-4CZ 28863 Ul
Vyluhovatelnost sledovaných složek a dosaženou pevnost v tlaku vyjadřuje Tabulka 2.
Tabulka 2
Antimon (mg/1) Pevnost v tlaku (MPa)
Stabilizát a solidifikát se záměsovou kapalinou tvořenou vodou 0,46 3,9
Stabilizát a solidifikát se záměsovou kapalinou tvořenou retentátem skládkového výluhu 0,10 3,6
Legislativní limit podle vyhlášky č. 294/2005 Sb., třída vyluhovatelnosti Ha 0,5 -
Příklad 3
Stabilizát a solidifikát odpadního kalu s obsahem rtuti.
Odpadní kal z průmyslové výroby s obsahem rtuti byl stabilizován a solidifikován za optimalizovaných podmínek směsným pojivém, jehož složení bylo: portlandský cement 30 % hmotn., elektrárenský popílek 70 % hmotn. Hmotnostní poměr mezi uvedeným směsným pojivém a odpadním kalem byl: 60 % hmotn. směsného pojivá a 40 % hmotn. kalu. Ke kalu byl z nutných důvodů ío vyplývajících z chemismu procesu přidáván sulfid sodný jako pomocné činidlo v množství 0,5 % hmotn. vztaženo na množství odpadního kalu. Potřebné stanovené množství sulfidu sodného bylo do směsi vnášeno rozpuštěním této látky do záměsové kapalíny (vody nebo retentátu skládkového výluhu). Vzhledem ke konzistenci výsledné pasty stabilizátu a solidifikátu bylo stanoveno množství potřebné dodané záměsové kapaliny (vody nebo retentátu skládkového vý15 luhu) 47 dílů hmotnostních kapalné fáze na každých 100 dílů hmotnostních vytvořené směsi kalu se směsným pojivém. Směs byla důkladně zhomogenizována, ze vzniklé pasty stabilizátu a solidifikátu byly odebrány podíly k vytvoření zkušebních těles v předepsaných formách a tělesa byla ponechána za laboratorní teploty zrát po dobu 28 dní. Následně byly provedeny vyluhovací zkoušky a zkoušky pevnosti v tlaku podle normovaných postupů - ČSN EN 12457-4 a ČSN EN
1 96-1.
-5CZ 28863 Ul
Vyluhovatelnost sledovaných složek a dosaženou pevnost v tlaku vyjadřuje Tabulka 3.
Tabulka 3
Rtuť (mg/l) Pevnost v tlaku (MPa)
Stabilizát a solidifikát se záměsovou kapalinou tvořenou vodou 0,058 2,7
Stabilizát a solidifikát se záměsovou kapalinou tvořenou retentátem skládkového výluhu 0,014 1,9
Legislativní limit podle vyhlášky č. 294/2005 Sb., třída vyluhovatelnosti Ha 0,2 -
Průmyslová využitelnost
Stabilizát a solidifikát různých odpadů s hydraulickými pojivý, kde se podle optimalizovaných receptur do vznikajících past použije určené množství záměsové kapaliny tvořené retentátem skládkového výluhu získaného membránovými separačními procesy nebo zahuštěným skládkovým výluhem procesem částečného odpaření, nebo surovým skládkovým výluhem. Tím dojde zejména ke společnému zpracování odpadů a v důsledku k hospodárnějšímu využití použitých ío pojiv.

Claims (1)

  1. NÁROKY NA OCHRANU
    1. Stabilizát a solidifikát odpadu s částečnou nebo úplnou imobilizací znečišťujících složek, vyznačující se tím, že obsahuje odpad a hydraulické pojivo, přičemž záměsová kapalina pro vytvoření pasty tohoto stabilizátu a solidifikátu je kapalný odpad, kterým je retentát
    15 skládkového výluhu získaný membránovými separačními procesy, nebo zahuštěný skládkový výluh procesem částečného odpaření, nebo surový skládkový výluh.
CZ2015-30875U 2015-03-20 2015-03-20 Stabilizát a solidifikát odpadů se specifickou záměsovou kapalinou CZ28863U1 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2015-30875U CZ28863U1 (cs) 2015-03-20 2015-03-20 Stabilizát a solidifikát odpadů se specifickou záměsovou kapalinou

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2015-30875U CZ28863U1 (cs) 2015-03-20 2015-03-20 Stabilizát a solidifikát odpadů se specifickou záměsovou kapalinou

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ28863U1 true CZ28863U1 (cs) 2015-11-23

Family

ID=54771410

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2015-30875U CZ28863U1 (cs) 2015-03-20 2015-03-20 Stabilizát a solidifikát odpadů se specifickou záměsovou kapalinou

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ28863U1 (cs)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hunce et al. Solidification/stabilization of landfill leachate concentrate using different aggregate materials
Hendrych et al. Stabilisation/solidification of landfill leachate concentrate and its residue obtained by partial evaporation
Bhatnagar et al. Vanadium removal from water by waste metal sludge and cement immobilization
Song et al. Leaching behavior of heavy metals from sewage sludge solidified by cement-based binders
Lima et al. Assessing fly ash treatment: Remediation and stabilization of heavy metals
Minocha et al. Effect of organic materials on the solidification of heavy metal sludge
JP5205844B2 (ja) 有害化学物質を含む石炭灰を利用する粒状物の製造方法、並びに該方法で得られる粒状物及び資源材
JP6267922B2 (ja) 有害物質処理薬剤
CN107903903B (zh) 一种用于修复铍污染土壤和沉积物的固化稳定化药剂
JPH10137716A (ja) 廃棄物処理材および廃棄物処理方法
CA2806958C (en) Method for stabilizing waste and hazardous waste
JPH108029A (ja) 重金属の安定化剤、重金属の安定化処理方法、重金属含有物質の使用方法および重金属の安定化処理装置
CN107721106A (zh) 利用酸性油泥渣处理重金属污泥的方法
WO2009116184A1 (ja) ごみ固化燃料や木質バイオマス燃料、汚泥固化燃料等の焼却灰、及び廃棄物や汚染土壌を再生利用する方法
CN1303018C (zh) 污泥土地利用时所含重金属的处理方法
Renew et al. Mass transport release of heavy metal oxyanions from solidified/stabilized co-disposed flue gas desulfurization brine and coal fly ash monoliths
CZ28863U1 (cs) Stabilizát a solidifikát odpadů se specifickou záměsovou kapalinou
JP2010089069A (ja) 浄水場堆積泥土及び下水汚泥の減水方法
JP4061253B2 (ja) 重金属処理剤の製造方法
JP2006198505A (ja) 燃焼灰の処理方法
Donatello et al. Alkaline Activation as a Procedure for the Transformation of Fly Ash into New Materials Part II: An Assessment of Mercury Immobilization
JP6749126B2 (ja) 有害物質の処理材及び処理方法
JP2009233646A (ja) 廃棄物の有害成分固形化処理法
JP6551905B2 (ja) 有害物質の処理材及び処理方法
JP2003275730A (ja) 下水汚泥焼却灰からの有害物質の溶出抑制方法

Legal Events

Date Code Title Description
FG1K Utility model registered

Effective date: 20151123

ND1K First or second extension of term of utility model

Effective date: 20190320

MK1K Utility model expired

Effective date: 20220320