Jednou z možných fyzikálně-chemických metod úpravy odpadů je jejich solidifikace,
Jak se chovají stabilizáty v dlouhodobém časovém horizontu?
při které se sice obsah nebezpečných látek nesníží, ale významným způsobem se sníží mobilita přítomných polutantů, např. těžkých kovů, v prostředí.
K hodnocení stupně nebezpečnosti připravených solidifikátů se používají tzv. vyluhovací testy, podle kterých jsou odpady zařazovány do jednotlivých tříd vyluhovatelnosti. Vzhledem k tomu, že podle zákona se posuzují pouze vodné výluhy, a to jen v krátkém časovém období, nabízí se alternativa experimentálně ověřit chování stabilizovaných odpadů v dlouhodobém časovém horizontu, a to především z hlediska vlivu dlouhodobého působení různých typů vyluhovacích činidel.
SOLIDIFIKOVANÝ ODPAD
K solidifikaci byl použit odpad z výroby olovnatého skla ve sklárnách Bohemia. Jednalo se o tzv. odprašky, což je odpad ze sklářského tavícího agregátu zachycovaný na tkaninových filtrech. Hlavní nebezpečnou složku tohoto odpadu představuje oxid olovnatý, který se používá jako aditivum zlepšující vlastnosti skla.
Odpad byl po vysušení v sušárně nejprve nadrcen a pak smíchán s pojivem, případně s aditivum, v různých hmotnostních poměrech. Jako pojivo byl použit vápenný hydrát, portlandský cement nebo sádra, jako aditivum popílek, bentonit, nebo vodní sklo. Kvalita připravených solidifikátů byla posuzována pomocí testů vyluhovatelnosti.
Vedle normovaného vyluhovacího testu destilovanou vodou byly realizovány i kyselé výluhy, a to jak s využitím směsi anorganických kyselin (kyselina sírová kyselina dusičná v poměru 3:2 o hodnotě pH=3) odpovídající působení kyselých dešťů, tak i roztoku organické kyseliny (kyselina octová rovněž o hodnotě pH=3) simulující prostředí na skládkách ve fázi kyselinotvorného kvašení.
Vedle krátkodobých testů, které trvaly 24 h a vzorky byly po celou dobu třepány na rotační třepačce, byly aplikovány i dlouhodobé testy, které probíhaly po dobu devíti měsíců, přičemž solidifikát byl ponechán v klidu a v pravidelných měsíčních intervalech byl vyměňován čerstvý vyluhovací roztok. Cílem těchto experimentů bylo sledování dlouhodobého vlivu vyluhovacích činidel na solidifikované odpady. V průběžně odebíraných výluzích byly sledovány koncentrace těžkých kovů.
ZLOM PO DVOU MĚSÍCÍCH
Z výsledků krátkodobého testu vyplynulo, že ve všech třech aplikovaných výluzích byla překročena pouze limitní hodnota koncentrace olova pro druhou třídu vyluhovatelnosti.
V případě dlouhodobých testů byly výsledky po prvním měsíci experimentu téměř shodné s výsledky testu krátkodobého, zlom však nastal od druhého měsíce. Zatímco ve výluhu vodném a okyseleném minerálními kyselinami koncentrace olova prudce poklesla a úrovně maximálních hodnot dosažených v prvním měsíci už nebylo v průběhu celého experimentu dosaženo, koncentrace olova v octovém výluhu vzrostla řádově tisíckrát. (tab. 1).
Z pojiv, která byla použita pro přípravu solidifikátů, se jako nejvhodnější jevila sádra v hmotnostním poměru 1:0,5 (sádra:odprašky). V případě krátkodobého testu pak byla limitní hodnota koncentrace olova pro II. třídu vyluhovatelnosti mírně překročena pouze v octovém výluhu. Podobně i u dlouhodobých testů byl koncentrační vyluhovací limit překročen pouze u octového výluhu, a to v hodnotách stokrát nižších než u výluhu původního vzorku odpadu. Z ekonomického hlediska je využití odpadní sádry z odsiřovacích procesů jako solidifikačního pojiva výhodné, protože se současně odstraňují dva typy odpadů a klesají tak finanční náklady na celý proces.
Z výsledků analýz vyplývá, že rozhodující vliv na dlouhodobé vyluhování kovů do životního prostředí má výluh s obsahem kyseliny octové, který simuluje prostředí přirozených procesů probíhajících uvnitř skládky odpadů. Tento výluh byl pro připravené solidifikáty nejagresivnější a nebezpečné vlastnosti solidifikovaných odpadů se projevovaly zejména po delší době (několik měsíců).
Olovo se uvolňovalo do výluhů na počátku experimentu pouze v malých koncentracích a zvýšená mobilita jeho kationtů se začala projevovat až v delším časovém období. Vzhledem ke specifickým vlastnostem jednotlivých odpadů je proto třeba nalézt takový pojivový materiál, který by měl schopnost dlouhodobě imobilizovat přítomné nebezpečné složky v solidifikátu.
AUTOR: Doc. Ing. Zdeněk Kafka, CSc.
AUTOR: RNDr. Jana Punčochářová, CSc.
Ústav chemie ochrany prostředí,
Vysoká škola chemicko-technologická, Praha
Tab. 1 Obsah olova ve výluzích vzorků v dlouhodobém testu
Typ výluhu Pb (mg/l)(analýza 1x za měsíc)
1 2 3 4 5 6 7 8 9
H2O 5,62 0,95 0,13 0,07 0,19 0,07 0,17 0,1 0,06
H2SO4 HNO3 5,53 0,38 0,11 0,21 0,46 0,47 0,62 0,56 0,89
CH3COOH 3,23 1802 3680 3640 2460 1700 3020 1710 1330
K hodnocení stupně nebezpečnosti připravených solidifikátů se používají tzv. vyluhovací testy, podle kterých jsou odpady zařazovány do jednotlivých tříd vyluhovatelnosti. Vzhledem k tomu, že podle zákona se posuzují pouze vodné výluhy, a to jen v krátkém časovém období, nabízí se alternativa experimentálně ověřit chování stabilizovaných odpadů v dlouhodobém časovém horizontu, a to především z hlediska vlivu dlouhodobého působení různých typů vyluhovacích činidel.
SOLIDIFIKOVANÝ ODPAD
K solidifikaci byl použit odpad z výroby olovnatého skla ve sklárnách Bohemia. Jednalo se o tzv. odprašky, což je odpad ze sklářského tavícího agregátu zachycovaný na tkaninových filtrech. Hlavní nebezpečnou složku tohoto odpadu představuje oxid olovnatý, který se používá jako aditivum zlepšující vlastnosti skla.
Odpad byl po vysušení v sušárně nejprve nadrcen a pak smíchán s pojivem, případně s aditivum, v různých hmotnostních poměrech. Jako pojivo byl použit vápenný hydrát, portlandský cement nebo sádra, jako aditivum popílek, bentonit, nebo vodní sklo. Kvalita připravených solidifikátů byla posuzována pomocí testů vyluhovatelnosti.
Vedle normovaného vyluhovacího testu destilovanou vodou byly realizovány i kyselé výluhy, a to jak s využitím směsi anorganických kyselin (kyselina sírová kyselina dusičná v poměru 3:2 o hodnotě pH=3) odpovídající působení kyselých dešťů, tak i roztoku organické kyseliny (kyselina octová rovněž o hodnotě pH=3) simulující prostředí na skládkách ve fázi kyselinotvorného kvašení.
Vedle krátkodobých testů, které trvaly 24 h a vzorky byly po celou dobu třepány na rotační třepačce, byly aplikovány i dlouhodobé testy, které probíhaly po dobu devíti měsíců, přičemž solidifikát byl ponechán v klidu a v pravidelných měsíčních intervalech byl vyměňován čerstvý vyluhovací roztok. Cílem těchto experimentů bylo sledování dlouhodobého vlivu vyluhovacích činidel na solidifikované odpady. V průběžně odebíraných výluzích byly sledovány koncentrace těžkých kovů.
ZLOM PO DVOU MĚSÍCÍCH
Z výsledků krátkodobého testu vyplynulo, že ve všech třech aplikovaných výluzích byla překročena pouze limitní hodnota koncentrace olova pro druhou třídu vyluhovatelnosti.
V případě dlouhodobých testů byly výsledky po prvním měsíci experimentu téměř shodné s výsledky testu krátkodobého, zlom však nastal od druhého měsíce. Zatímco ve výluhu vodném a okyseleném minerálními kyselinami koncentrace olova prudce poklesla a úrovně maximálních hodnot dosažených v prvním měsíci už nebylo v průběhu celého experimentu dosaženo, koncentrace olova v octovém výluhu vzrostla řádově tisíckrát. (tab. 1).
Z pojiv, která byla použita pro přípravu solidifikátů, se jako nejvhodnější jevila sádra v hmotnostním poměru 1:0,5 (sádra:odprašky). V případě krátkodobého testu pak byla limitní hodnota koncentrace olova pro II. třídu vyluhovatelnosti mírně překročena pouze v octovém výluhu. Podobně i u dlouhodobých testů byl koncentrační vyluhovací limit překročen pouze u octového výluhu, a to v hodnotách stokrát nižších než u výluhu původního vzorku odpadu. Z ekonomického hlediska je využití odpadní sádry z odsiřovacích procesů jako solidifikačního pojiva výhodné, protože se současně odstraňují dva typy odpadů a klesají tak finanční náklady na celý proces.
Z výsledků analýz vyplývá, že rozhodující vliv na dlouhodobé vyluhování kovů do životního prostředí má výluh s obsahem kyseliny octové, který simuluje prostředí přirozených procesů probíhajících uvnitř skládky odpadů. Tento výluh byl pro připravené solidifikáty nejagresivnější a nebezpečné vlastnosti solidifikovaných odpadů se projevovaly zejména po delší době (několik měsíců).
Olovo se uvolňovalo do výluhů na počátku experimentu pouze v malých koncentracích a zvýšená mobilita jeho kationtů se začala projevovat až v delším časovém období. Vzhledem ke specifickým vlastnostem jednotlivých odpadů je proto třeba nalézt takový pojivový materiál, který by měl schopnost dlouhodobě imobilizovat přítomné nebezpečné složky v solidifikátu.
AUTOR: Doc. Ing. Zdeněk Kafka, CSc.
AUTOR: RNDr. Jana Punčochářová, CSc.
Ústav chemie ochrany prostředí,
Vysoká škola chemicko-technologická, Praha
Tab. 1 Obsah olova ve výluzích vzorků v dlouhodobém testu
Typ výluhu Pb (mg/l)(analýza 1x za měsíc)
1 2 3 4 5 6 7 8 9
H2O 5,62 0,95 0,13 0,07 0,19 0,07 0,17 0,1 0,06
H2SO4 HNO3 5,53 0,38 0,11 0,21 0,46 0,47 0,62 0,56 0,89
CH3COOH 3,23 1802 3680 3640 2460 1700 3020 1710 1330
Zdroj:Odpady
Sdílet článek na sociálních sítích
